Проектираха имплант, който улеснява заспиването чрез отделяне на пептиди

Изследователи от Северозападния университет в Еванстън, Илинойс, проектираха нов тип имплантируеми устройства, които са способни да контролират ритъма сън-събуждане при хората. За разработването им учените комбинират познания от синтетичната биология и биоелектрониката.

Какво представлява иновативното устройство?

Имплантът, наречен NTRAIN (Нормализиране на синхронизацията на циркадните ритми на вътрешния часовник), ще използва клетки, произвеждащи определени пептиди, образувани от къси вериги аминокиселини, които естествено регулират циркадните ритми. Иновативното устройство има за цел да помогне на хората, чийто вътрешен часовник е засегнат в резултат на работа на смени с плаващо работно време, както и на тези, които трудно заспиват или имат проблеми със съня.

„Тази система за контрол ще позволява на потребителите да си доставят пептиди по всяко време директно в кръвния поток.“, казва главният изследовател проф. Джонатан Ривнай от Северозападния университет в Еванстън. „Благодарение на импланта няма да има нужда човек да приема лекарства и да си инжектира терапевтични средства при проблеми със съня. Един от ключовите фактори на всяка техника е издръжливостта, поради което ще положим усилия да направим така, че устройството да няма нужда от повторно зареждане.“, допълва той.

Финансиране на проекта

За пълното разработване на иновативното устройство са отпуснати общо 33 милиона долара от Агенцията за модерни изследователски проекти в областта на отбраната (DARPA). Периодът, за който се предвижда това да се осъществи, е четири години и половина. Идеята на DARPA е, че техниката може да се използва в бъдеще от военнослужещи и хора със специализирано обучение за оказване на помощ при извънредни ситуации, като например авария, природно бедствие и тероризъм.

Разработване и функции на импланта

Изпълнението на проекта, целящ разработването на устройството, е разделено на три фази. В първата фаза се предвижда създаването на физическия имплант, който по време на втората фаза ще бъде тестван, за да се установи дали наистина функционира по начина, който екипът очаква. Преминаването към третия етап, включващ изпитания върху хора, зависи изцяло от резултатите от първите две фази.

Изследователите уточняват, че устройството ще използва светлина, за да стимулира клетките да произвеждат късоверижни пептиди, които могат да бъдат насочвани към точно определен тип рецептори.

„Пептидите ще се произвеждат в самото устройство от човешки клетки, които са програмирани да произвеждат съединения при осветяване. Механизмът е заимстван от клетки на бозайници, което означава, че тези съединения се произвеждат и в нашите тела и устройството ще може да ги създава. Ако постигнем успех по време на трите фази, ще можем да използваме иновативната техника като терапия при хора с проблеми със съня.“, споделя проф. Ривнай.

NTRAIN, който се предвижда да се имплантира в ръката, ще се свързва с външен хъб, който ще служи за активиране на устройството. След стартиране, имплантът ще произвежда точната доза пептиди, които при освобождаване в тялото ще улесняват заспиването.

Докато в момента фокусът на проекта, финансиран от DARPA, е насочен единствено върху синхронизацията на циркадните ритми, изследователите са на мнение, че той може да бъде разширен с цел доставка на различни молекули, които биха могли да имат благоприятен ефект върху човешкото здраве.