Вчені створили цифрових немовлят

Дослідники з Університету Голуея створили цифрових немовлят, щоб краще зрозуміти здоров'я немовлят у їхніх критичних перших 180 днів життя. Дослідження було опубліковано у журналі Cell Metabolism.

Команда створила 360 сучасних комп'ютерних моделей, які моделюють унікальні метаболічні процеси кожної дитини. Цифрові немовлята - це перші обчислювальні моделі всього тіла з урахуванням статі, що представляють метаболізм новонароджених та немовлят з 26 органами, шістьма типами клітин та більш ніж 80 000 метаболічними реакціями.

Підписуйтеcь на наш Telegram-канал Lenta.UA - ЄДИНІ незалежні новини про події в Україні та світі

Реальні дані 10 000 новонароджених, включаючи стать, вагу при народженні та концентрацію метаболітів, дозволили створити та перевірити моделі, які можна персоналізувати, що дає вченим можливість досліджувати метаболізм окремого немовляти для застосування у точній медицині.

Робота була проведена групою вчених із Центру цифрових метаболічних близнюків Університету Голуея та Гейдельберзького університету під керівництвом головного дослідника APC Microbiome Ireland професора Інес Тіле.

Дослідження групи спрямовано розвиток точної медицини з допомогою комп'ютерного моделювання. Вони описують комп'ютерне моделювання немовлят як плідне, оскільки воно покращує розуміння метаболізму немовлят та створює можливості для покращення діагностики та лікування захворювань у перші дні життя дитини, таких як спадкові захворювання обміну речовин.

Ведучий автор Елейн Заунзедер з Гейдельберзького університету сказала: «Діти — це не просто маленькі дорослі люди, вони мають унікальні метаболічні особливості, які дозволяють їм розвиватися і рости здоровими. Наприклад, немовлятам потрібно більше енергії для регулювання температури тіла, наприклад, через них високе співвідношення площі поверхні до маси, але вони не можуть тремтіти в перші шість місяців життя, тому метаболічні процеси повинні забезпечувати збереження тепла немовляти.

«Тому важливою частиною цієї дослідницької роботи було виявлення цих метаболічних процесів та переведення їх у математичні концепції, які можна було б застосувати у обчислювальній моделі. Ми фіксували метаболізм з урахуванням особливостей кожного органу, що надає унікальну можливість моделювати органні процеси. специфічні енергетичні потреби, які дуже відрізняються у немовлят порівняно з дорослими.

«Оскільки харчування є паливом для метаболізму, ми можемо використовувати дані про грудне молоко реальних новонароджених у наших моделях, щоб моделювати пов'язаний з ним метаболізм у всьому тілі дитини, включаючи різні органи. На основі їх харчування ми змоделювали розвиток цифрових дітей віком від 6 років. місяців і показав, що вони зростатимуть з тією самою швидкістю, як і реальні немовлята».

Професор Тіле, керівник проекту, сказав: «Програми скринінгу новонароджених мають вирішальне значення для раннього виявлення метаболічних захворювань, підвищення виживання немовлят та покращення показників здоров'я. Однак варіабельність проявів цих захворювань у немовлят, що спостерігається, підкреслює нагальну необхідність за персоналізований підхід до лікування захворювань.

«Наші моделі дозволяють дослідникам досліджувати метаболізм здорових немовлят, а також немовлят, які страждають на спадкові захворювання обміну речовин, у тому числі досліджені при скринінгу новонароджених. Моделі показали, що при моделюванні метаболізму немовлят із захворюванням ми можемо передбачити відомі біомаркери цих захворювань. Більше того, моделі точно передбачили метаболічні реакції на різні стратегії лікування, продемонструвавши їхній потенціал у клінічних умовах».

Заунседер додав: «Ця робота є першим кроком на шляху до створення цифрових метаболічних близнюків для немовлят, які забезпечують детальне уявлення про їх метаболічні процеси. Такі цифрові близнюки можуть зробити революцію в педіатричній охороні здоров'я, дозволяючи індивідуально підходити до лікування захворювань з урахуванням унікальних метаболічних потреб кожної дитини.

Фото: Cell Metabolism/ pixabay.com

Важливо! Матеріал підготовлений на підставі останніх, науково перевірених та актуальних досліджень у сфері медицини. Матеріал, підготовлений журналістом «Lenta.UA», має виключно інформаційний характер і не є закликом до дії чи підстави для встановлення медичного діагнозу. Всі рішення щодо здоров'я повинні бути обов'язково узгоджені з Вашим лікарем, закликаємо обов'язково звертатися до фахівців.

Читайте також: Стало відомо, які продукти послаблюють серцево-судинну систему дітей

Читайте також: Ожиріння у дітей: яке небезпечне захворювання може спричинити у дорослому віці