Saúde

A fase artificial aborda o uso médico no mundo real

A natureza é frequentemente o melhor modelo de ciência. Quase um século atrás, os cientistas têm tentado re -criar a capacidade de alguns mamíferos e pássaros sobreviver em condições ambientais extremas por períodos curtos ou prolongados, movendo -se para o inchaço, quando a temperatura do corpo cai e o baixo metabolismo, permitindo que eles mantenham energia e calor.

Com inspiração da natureza, Hong Chen, professor de engenharia biomédica da Faculdade de Engenharia e Neurocirurgia McLevy em Medicina Washo, e uma equipe multidisciplinar causa uma condição semelhante a uma reflexão no rato e o uso do centro com o ultrassom concentrado para estimular o pré -símbolo no cérebro, o que ajuda a regulação do corpo. Além do mouse, que naturalmente vai a torpor, Chen e sua equipe causam inchaço em ratos, o que não o faz. Seus resultados foram publicados em 2023 em Metabolismo da naturezaMostre a primeira maneira não exausta e segura de instar um torpor de condição semelhante ao segmentar o centro Sistema nervoso.

Agora, a equipe está procurando tradução ou tradução sintética, em possíveis soluções para seres humanos, como quando há uma diminuição no fluxo sanguíneo para tecidos ou órgãos, para manter os órgãos para plantar ou proteger contra radiação enquanto viajava para o espaço.

As intervenções médicas tradicionais se concentram no aumento do suprimento de energia, como restaurar o fluxo sanguíneo para o cérebro após o derrame. O torpor artificial procura fazer o oposto, reduzindo a demanda de energia.

“A capacidade artificial do torpor de regular completamente o metabolismo do corpo”, disse Chen no artigo em perspectiva publicado no “artigo em perspectiva”. Metabolismo da natureza 31 de julho.

O torpor sintético foi usado com sucesso em modelos pré -clínicos com medicamentos e direcionamento especializado do circuito nervoso, mas existem desafios para adaptar esses métodos aos seres humanos. Experiências humanas anteriores foram concluídas com sulfeto de hidrogênio precocemente devido a preocupações de segurança.

“Our Challenges Include Overcoming Metabolic Differences among Animals and Humans, Chooing the Correct Dose of Medical and Creating Ways to Allow a Reversible Torpor-Like State,“ Said Wenbo Wu, A biomedical engineering Doctoral Student in Chen’s Lab and First Author of the Perpetives Paper, a Collaboration Between Chen’s Team and Genshiro Sunagawa from the Riken Center for Biosystems Dynamics Research in Japan. “A cooperação entre cientistas, médicos e ética será muito importante desenvolver soluções seguras, eficazes e desenvolvidas para que o tumor artificial se torne uma solução prática na medicina”.

A equipe Chen, incluindo Yaoheng (Mack), pesquisadora de pós -doutorado em seu laboratório e professora assistente de engenharia biomédica da Universidade do Sul da Califórnia, direcionou o círculo nervoso da solução de torpor nos ratos. Eles criaram um conversor de ultrassom que pode ser usado para estimular os neurônios no pré -hyda. Ao estimular, os ratos mostraram uma diminuição na temperatura corporal de cerca de 3 ° C por cerca de uma hora. Além disso, o metabolismo de camundongos mostrou uma mudança no uso de carboidratos e gorduras para energia apenas para gordura, o que é a principal característica do torpor, e as batidas cardíacas diminuíram 47 %, tudo à temperatura ambiente.

O ultrassom é o único método de energia ininterrupto capaz de invadir o crânio com segurança e precisão, direcionando as estruturas cerebrais profundas. Embora a agitação nervosa do ultrassom não tenha a privacidade do tipo de célula em comparação com a formação nervosa genética, ela fornece uma alternativa imprópria para despertar a viagem artificial sem a necessidade de ajustes genéticos. “


Hong Chen, professor de engenharia biomédica, McLevy College of Engineering and Neurosurgery, Washo Medicine

Chen e sua equipe observam que o torpor sintético fornece uma estratégia terapêutica promissora com aplicações adicionais, incluindo a inibição do crescimento do tumor e o desenvolvimento potencial de novos tratamentos para doenças relacionadas à tau, como a doença de Alzheimer. No entanto, muito ainda é desconhecido sobre como coordenar as regiões do cérebro, órgãos periféricos e caminhos celulares, metafóricos e excitação. Os pesquisadores também precisam estudar riscos a longo prazo, efeitos colaterais potenciais e exigem mais estudos pré -clínicos e inovações tecnológicas que facilitariam a dupla abordagem, que incluem modificar os circuitos nervosos associados à falta de permanência e influenciar o metabolismo periférico por meio de intervenções sistêmicas, como drogas ou rochas neurais.

“A fase artificial não é mais apenas um conceito teórico – é um campo emergente com a capacidade de redefinir a medicina”, disse Chen. “Explosão de neurociência básica, biomedia e tradução de medicina será a chave para superar os desafios atuais e o progresso na fase artificial em direção a aplicações realistas. O colar artificial pode passar da curiosidade científica para a realidade humana através da cooperação multidisciplinar”.

fonte:

Referência do diário:

Yang, J., E outros. (2023). Incite uma diminuição no calor e nas linhas ausentes em roedores por ultrassom. Metabolismo da natureza. Doi.org/10.1038/s42255-023-00804-z..

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