НИЗО и Университет Твенте запустили устройство, отслеживающее, как ингредиенты влияют на когнитивные способности

Компания NIZO и Университет Твенте запустили на чипе систему «Кишечник–мозг», которая отслеживает, как питательные вещества влияют на работу мозга, предлагая инноваторам в области пищевых продуктов решение для тестирования без использования животных.

Ось кишечник-мозг на чипе. Автор: Университет Твенте

Голландская организация по исследованию пищевых продуктов NIZO и Университет Твенте заключили стратегическое партнерство с целью коммерциализации системы «Кишечник–мозг» на чипе — лабораторном устройстве, которое воспроизводит связь между кишечником и мозгом человека.

Компания NIZO представит технологию на выставке Fi Europe 2025 в Париже на следующей неделе, что даст производителям продуктов питания возможность оценить влияние ингредиентов на работу мозга без тестирования на животных или людях.

Система выращивает миниатюрные ткани кишечника и мозга человека из стволовых клеток в микрожидкостном чипе. Он воссоздает биологические пути, включая блуждающий нерв, который позволяет кишечнику посылать сенсорные и биохимические сигналы в мозг в ответ на прием пищи.

Николаас Влес, генеральный директор NIZO, сказал:

Система «Кишечник-мозг» на чипе знаменует собой поворотный момент в нашем понимании взаимосвязи между питанием и здоровьем мозга. Впервые мы можем физически наблюдать, как пищевые компоненты влияют на когнитивное развитие и старение”.

Устраняя серьезный пробел в научных данных о питании.

Исследования все чаще связывают питание со здоровьем мозга на протяжении всей жизни, от раннего развития до когнитивного старения. Считается, что во многом это влияние обусловлено микробиотой кишечника, которая взаимодействует с компонентами пищи и сообщается с мозгом биохимическими и неврологическими путями. Однако механизмы, лежащие в основе этих эффектов, остаются неясными, поскольку питательные вещества значительно изменяются в процессе переваривания в зависимости от пищевой матрицы, условий обработки и активности микроорганизмов.

Ось кишечник–мозг на чипе призвана помочь устранить этот пробел. Устройство позволяет исследователям отслеживать путь пищевых ингредиентов от приема внутрь до их воздействия на мозг, измеряя когнитивные показатели, такие как миелинизация, нейрогенез и сокращение синаптических связей.

Его микрофлюидная система точно контролирует среду, в которой находятся ткани, а такие методы, как определение профиля мРНК и анализ белков, позволяют получить достоверные данные о том, как питательные вещества влияют на развитие нервной системы, память и когнитивные функции.

Интегрированный конвейер для оценки ингредиентов

Компания NIZO интегрировала разработанную Университетом Твенте систему «Кишечник–мозг» на чипе в свои платформы in vitro, объединив технологию с моделями пищеварения, знаниями в области микробиома и аналитическими возможностями для создания единого конвейера, который отслеживает попадание компонентов пищи из кишечника в мозг. Система позволяет исследователям оценить, как питательные вещества и соединения, полученные из микробиоты, влияют на ключевые процессы в мозге.

НИЗО сказал, что комбинированный подход улучшает раннее прогнозирование того, как продукты могут повлиять на здоровье мозга. Ранние исследования по валидации уже показали, что чип может обнаруживать значимые биологические реакции на тестируемые ингредиенты, предоставляя компаниям надежный инструмент раннего скрининга, прежде чем переходить к исследованиям на людях или животных.

Доктор Керенса Броерсен, профессор Университета Твенте и старший научный сотрудник по вопросам здоровья и пищеварения в NIZO, добавила:

Возможность составить карту пути поступления пищи в мозг является результатом пяти лет совместной работы наших ученых и экспертов NIZO. Совместными усилиями мы создали научно обоснованную платформу, не содержащую животных продуктов, которая делает связь между кишечником и мозгом измеримой и действенной”.

Партнеры говорят, что эта технология закладывает основу для разработок следующего поколения в области функциональных продуктов питания, диетотерапии и фармацевтики. Потенциальные области включают целенаправленное изменение когнитивных функций, старение мозга и развитие мозга в раннем возрасте.