Сахар против нейронов: как проект GlucoBrain ищет причины деменции в «мозгах на чипе»
То, что диабет разрушает сердце, почки и зрение, мы уже усвоили как аксиому. Однако способность высокого уровня глюкозы превращать мозг в подобие «желе», лишая человека памяти и когнитивных навыков, оставалась для науки «черным ящиком». Британские инженеры решили прекратить гадания на кофейной гуще и строить полноценную цифровую и биологическую модель человеческого метаболизма.
Конец эпохи мышиных экспериментов
До сих пор почти все наши знания о связи диабета и деменции основывались на экспериментах с грызунами или изучении плоских слоев клеток в чашках Петри. Проблема в том, что мыши генетически не люди, а клетки в лаборатории лишены естественной среды и нормального кровотока. В результате — результаты исследований часто оказывались «пальцем в небо» при попытке применить их к реальным пациентам.
Проект GlucoBrain, возглавляемый Университетом Бата (University of Bath), предлагает кардинально иной подход — технологию «орган на чипе». Это миниатюрные устройства, где живые человеческие клетки размещены внутри микроскопических каналов. По ним циркулирует специальный раствор, имитирующий движение крови, доставляя питательные вещества и позволяя клеткам расти в трех измерениях, как в настоящем организме.
Гидравлика вместо сосудов и большое сотрудничество
Ученые планируют создать первую в своём роде мультиорганную систему, которая объединит модели кишечника, поджелудочной железы и головного мозга. Это позволит в реальном времени видеть, как органы «общаются» посредством гормонов и молекулярных сигналов. Проект получил финансирование Совета по исследованиям в области инженерных и физических наук в размере 500 000 GBP, что составляет примерно 635 000$ (26 035 000 грн).
Наш кишечник, поджелудочная железа и мозг постоянно общаются через сеть сигналов, помогая регулировать чувство голода и уровень сахара в крови. Но мы все еще не понимаем, как эти сигналы взаимодействуют на клеточном уровне и почему уровень глюкозы связан с когнитивным спадом. Создав подключенную систему на чипе, мы сможем в реальном времени изучать, как именно диабет ухудшает функции мозга.
К работе привлечены настоящие «тяжеловесы» академического мира: специалисты из Оксфордского университета (University of Oxford) отвечают за клиническую часть, а представители Университета Джонса Хопкинса (Johns Hopkins University) предоставят свои наработки по церебральным органоидам — трехмерным мини-моделям человеческого мозга.
Персонализированная медицина и ИИ
Трехлетний проект стартует в октябре 2026 года. В перспективе такая система позволит фармацевтическим гигантам отказаться от негуманных и часто малоэффективных тестов на животных. Вместо этого препараты будут проверяться на чипах с человеческими клетками, что даст гораздо более точные прогнозы. Более того, в будущем врачи смогут выращивать на чипе клетки конкретного пациента, чтобы подобрать индивидуальную терапию без какого-либо риска для здоровья человека. На финальных этапах к платформе планируют подключить алгоритмы искусственного интеллекта, которые будут искать закономерности развития деменции на тех стадиях, когда клинические симптомы еще даже не появились.
Пока ученые разбираются с внутренним космосом человека, Илон Маск (Elon Musk) штурмует настоящий. Новый Starship V3 готовится к 12-му полету, обещая еще больше мощности для межпланетных путешествий.