Các nhà nghiên cứu tại Đại học Galway ở Ireland và Đại học Heidelberg ở Đức đã tạo ra những em bé kỹ thuật số để hiểu rõ hơn về sức khỏe của trẻ sơ sinh trong vòng 180 ngày đầu đời quan trọng của chúng.

Nhóm nghiên cứu đã lập ra 360 mô hình máy tính tiên tiến, mô phỏng quá trình trao đổi chất riêng biệt của từng em bé. Em bé kỹ thuật số là mô hình đầu tiên về toàn bộ cơ thể  đặc trưng cho giới tính, đại diện cho quá trình trao đổi chất của trẻ sơ sinh và trẻ em với 26 cơ quan, sáu loại tế bào và hơn 80.000 phản ứng trao đổi chất.

Dữ liệu thực tế từ 10.000 trẻ sơ sinh, bao gồm thông tin về giới tính, cân nặng khi sinh và nồng độ chất chuyển hóa, cho phép tạo ra và xác nhận các mô hình có thể cá nhân hóa, cho phép các nhà khoa học nghiên cứu quá trình trao đổi chất của từng trẻ sơ sinh phục vụ cho các ứng dụng y học chính xác.

Elaine Zaunseder, tác giả chính của nghiên cứu tại Đại học Heidelberg, cho biết: "Trẻ sơ sinh không chỉ là những người trưởng thành nhỏ bé. Trẻ có những đặc điểm trao đổi chất độc đáo cho phép chúng phát triển và lớn lên khỏe mạnh. Ví dụ, trẻ sơ sinh cần nhiều năng lượng hơn để điều chỉnh nhiệt độ cơ thể nhưng chúng không thể trong trạng thái bị lạnh trong sáu tháng đầu đời, vì thế, quá trình trao đổi chất phải đảm bảo trẻ sơ sinh được giữ ấm. Do đó, phần chính của nghiên cứu là xác định các quá trình trao đổi chất này và chuyển đổi chúng thành các khái niệm toán học có thể áp dụng trong mô hình tính toán. Chúng tôi nắm bắt quá trình trao đổi chất theo cách đặc thù cho từng cơ quan, mở ra cơ hội duy nhất để mô hình hóa nhu cầu năng lượng của từng cơ quan, rất khác nhau giữa trẻ sơ sinh so với người lớn”.

Giáo sư Thiele, trưởng nhóm nghiên cứu, chia sẻ: "Các chương trình sàng lọc trẻ sơ sinh rất quan trọng để phát hiện sớm các bệnh chuyển hóa, nâng cao tỷ lệ sống sót và cải thiện sức khỏe cho trẻ sơ sinh. Tuy nhiên, sự khác biệt về cách các bệnh này biểu hiện ở trẻ sơ sinh nhấn mạnh nhu cầu cấp thiết về các phương pháp tiếp cận cá nhân hóa để quản lý bệnh tật. Mô hình của chúng tôi cho phép các nhà khoa học nghiên cứu quá trình trao đổi chất của trẻ sơ sinh khỏe mạnh, cũng như mắc các bệnh chuyển hóa di truyền, bao gồm cả những trẻ được nghiên cứu trong sàng lọc sơ sinh. Khi mô phỏng quá trình trao đổi chất của trẻ sơ sinh mắc bệnh, các mô hình cho thấy chúng tôi có thể dự đoán những dấu ấn sinh học đã biết đối với những bệnh này. Hơn nữa, các mô hình dự đoán chính xác phản ứng trao đổi chất đối với các chiến lược điều trị khác nhau, cho thấy tiềm năng của chúng trong môi trường lâm sàng”.

N.P.D (NASATI), theo Medicalxpress, 6/2024