Здоровье Исследование

Ученые создали цифровых младенцев

14:45 10 июн 2024.  536 Читайте на: УКР РУС

Цифровые младенцы — это первые вычислительные модели всего тела с учетом пола, представляющие метаболизм новорожденных и младенцев с 26 органами, шестью типами клеток и более чем 80 000 метаболическими реакциями.

Исследователи из Университета Голуэя создали цифровых младенцев, чтобы лучше понять здоровье младенцев в их критические первые 180 дней жизни. Исследование было опубликовано в журнале Cell Metabolism.

Команда создала 360 продвинутых компьютерных моделей, которые моделируют уникальные метаболические процессы каждого ребенка. Цифровые младенцы — это первые вычислительные модели всего тела с учетом пола, представляющие метаболизм новорожденных и младенцев с 26 органами, шестью типами клеток и более чем 80 000 метаболическими реакциями.

Реальные данные 10 000 новорожденных, включая пол, вес при рождении и концентрацию метаболитов, позволили создать и проверить модели, которые можно персонализировать, что дает ученым возможность исследовать метаболизм отдельного младенца для применения в точной медицине.

Работа была проведена группой ученых из Центра цифровых метаболических близнецов Университета Голуэя и Гейдельбергского университета под руководством главного исследователя APC Microbiome Ireland профессора Инес Тиле.

Исследования группы направлены на развитие точной медицины с помощью компьютерного моделирования. Они описывают компьютерное моделирование младенцев как плодотворное, поскольку оно улучшает понимание метаболизма младенцев и создает возможности для улучшения диагностики и лечения заболеваний в первые дни жизни ребенка, таких как наследственные заболевания обмена веществ.

Ведущий автор Элейн Заунзедер из Гейдельбергского университета сказала: «Дети — это не просто маленькие взрослые люди, они обладают уникальными метаболическими особенностями, которые позволяют им развиваться и расти здоровыми. Например, младенцам требуется больше энергии для регулирования температуры тела, например, из-за у них высокое соотношение площади поверхности к массе, но они не могут дрожать в первые шесть месяцев жизни, поэтому метаболические процессы должны обеспечивать сохранение тепла младенца.

«Поэтому важной частью этой исследовательской работы было выявление этих метаболических процессов и перевод их в математические концепции, которые можно было бы применить в вычислительной модели. Мы фиксировали метаболизм с учетом особенностей каждого органа, что дает уникальную возможность моделировать органные процессы. специфические энергетические потребности, которые сильно отличаются у младенцев по сравнению со взрослыми.

«Поскольку питание является топливом для метаболизма, мы можем использовать данные о грудном молоке реальных новорожденных в наших моделях, чтобы моделировать связанный с ним метаболизм во всем теле ребенка, включая различные органы. На основе их питания мы смоделировали развитие цифровых детей в возрасте старше шести лет. месяцев и показал, что они будут расти с той же скоростью, что и реальные младенцы».

Профессор Тиле, руководитель проекта, сказал: «Программы скрининга новорожденных имеют решающее значение для раннего выявления метаболических заболеваний, повышения выживаемости младенцев и улучшения показателей здоровья. Однако наблюдаемая вариабельность проявлений этих заболеваний у младенцев подчеркивает настоятельную необходимость за персонализированный подход к лечению заболеваний.

«Наши модели позволяют исследователям исследовать метаболизм здоровых младенцев, а также младенцев, страдающих наследственными заболеваниями обмена веществ, в том числе исследованными при скрининге новорожденных. Модели показали, что при моделировании метаболизма младенцев с заболеванием мы можем предсказать известные биомаркеры этих заболеваний. Более того, модели точно предсказали метаболические реакции на различные стратегии лечения, продемонстрировав их потенциал в клинических условиях».

Заунседер добавил: «Эта работа является первым шагом на пути к созданию цифровых метаболических близнецов для младенцев, обеспечивающих детальное представление об их метаболических процессах. Такие цифровые близнецы могут совершить революцию в педиатрическом здравоохранении, позволяя индивидуально подходить к лечению заболеваний с учетом уникальных метаболических потребностей каждого ребенка".

Фото: Cell Metabolism/pixabay.com

Важно! Материал подготовлен на основании последних, научно проверенных и актуальных исследований в сфере медицины. Материал, подготовленный журналистом «Lenta.UA», носит исключительно информационный характер и не является призывом к действию или основой для установления медицинского диагноза. Все решения, касающиеся здоровья, должны быть обязательно согласованы с Вашим лечащим врачом, призываем обязательно обращаться к специалистам.