Si regarder des animaux se régaler de sang humain pendant furthermore de 30 heures n’est pas votre idée de plaisir, ne vous inquiétez pas. Le robot peut le faire.
Les bioingénieurs de l’Université Rice se sont associés à des gurus en médecine tropicale de l’Université de Tulane pour alléger une partie de la douleur liée à l’étude du comportement alimentaire des moustiques. Les piqûres d’insectes peuvent propager des maladies comme le paludisme, la dengue et la fièvre jaune, mais la mise en position d’expériences pour examiner leur comportement peut grever les budgets des laboratoires.
“De nombreuses expériences sur les moustiques reposent encore sur des volontaires humains et des sujets animaux”, a déclaré Kevin Janson, étudiant diplômé en bio-ingénierie de Rice et co-auteur principal d’une étude sur la recherche publiée cette semaine dans Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. Les checks de sujets en immediate peuvent être coûteux, et Janson a déclaré que “les données peuvent prendre plusieurs heures à traiter”.
Lui et ses co-auteurs ont donc trouvé un moyen d’automatiser la collecte et le traitement de ces données à l’aide de caméras peu coûteuses et de logiciels d’apprentissage automatique. Pour éliminer le besoin de volontaires vivants, leur système utilise des patchs de peau synthétique fabriqués avec une imprimante 3D. Chaque patch d’hydrogel semblable à de la gélatine est livré avec de minuscules passages qui peuvent être remplis de sang qui coule.
Pour créer les remplaçants de la peau, l’équipe de Rice, qui comprenait Janson et son doctorat. conseiller Omid Veiseh, a utilisé des approaches de bio-impression qui ont été mises au place dans le laboratoire de l’ancien professeur de riz Jordan Miller.
Pour les tests d’alimentation, jusqu’à 6 des hydrogels peuvent être placés dans une boîte en plastique transparente de la taille d’un volley-ball. Les chambres sont entourées de caméras qui pointent vers chaque patch d’hydrogel infusé de sang. Les moustiques sont placés dans la chambre et les caméras enregistrent la fréquence à laquelle les insectes atterrissent à chaque endroit, combien de temps ils restent, s’ils mordent ou non, combien de temps ils se nourrissent, etcetera.
Le système a été testé au laboratoire de Dawn Wesson, spécialiste des moustiques et professeure agrégée de médecine tropicale à l’École de santé publique et de médecine tropicale de Tulane. Le groupe de recherche de Wesson dispose d’installations pour élever et tester de grandes populations de moustiques d’espèces variées.
Dans les expériences de preuve de concept présentées dans l’étude, Wesson, Janson et leurs co-auteurs ont utilisé le système pour examiner l’efficacité des répulsifs anti-moustiques existants fabriqués avec du DEET ou un répulsif à foundation de plantes dérivé de l’huile d’eucalyptus citronné. Les exams ont montré que les moustiques se nourrissaient facilement d’hydrogels sans aucun répulsif et restaient à l’écart des patchs d’hydrogel recouverts de l’un ou l’autre répulsif. Alors que le DEET était légèrement as well as efficace, les deux checks ont montré que chaque répulsif dissuadait les moustiques de se nourrir.
Veiseh, auteur correspondant de l’étude et professeur adjoint de bio-ingénierie à la George R. Brown Faculty of Engineering de Rice, a déclaré que les résultats suggèrent que le système de check comportemental peut être étendu pour tester ou découvrir de nouveaux répulsifs et pour étudier additionally largement le comportement des moustiques. Il a déclaré que le système pourrait également ouvrir la porte à des checks dans des laboratoires qui ne pouvaient pas se le permettre auparavant.
“Il fournit une méthode d’observation cohérente et contrôlée”, a déclaré Veiseh. “L’espoir est que les chercheurs pourront l’utiliser pour identifier les moyens de prévenir la propagation de la maladie à l’avenir.”
Wesson a déclaré que son laboratoire utilise déjà le système pour étudier la transmission virale de la dengue et qu’elle prévoit de l’utiliser dans de futures études impliquant des parasites du paludisme.
“Nous utilisons le système pour examiner la transmission du virus pendant l’alimentation sanguine”, a déclaré Wesson. “Nous nous intéressons à la fois à la manière dont les virus sont absorbés par les moustiques non infectés et à la manière dont les virus sont déposés, avec la salive, par les moustiques infectés.
“Si nous avions une meilleure compréhension de la mécanique fantastic et des protéines et autres molécules impliquées, nous pourrions être en mesure de développer des moyens d’interférer dans ces processus”, a-t-elle déclaré.
Cette recherche a été soutenue par la Fondation Robert J. Kleberg, Jr. et Helen C. Kleberg.