Az áttörést jelentő kutatás "a hiányzó láncszemet jelenti, amely lehetővé teszi a viselhető eszközök számára, hogy a nem túl távoli jövőben irányítsák a géneket" - mondják a kutatók.
A tudósok kimutatták, hogy az emberi gének elektromossággal szabályozhatók, ami áttörést jelenthet, amely előkészítheti az utat a viselhető eszközök felé, amelyek géneket programoznak orvosi beavatkozások elvégzésére, jelentette egy új tanulmány.
Egy új kísérletben a kutatók képesek voltak inzulintermelést indítani az emberi sejtekben azáltal, hogy elektromos áramot küldtek egy "elektrogenetikai" interfészen keresztül, amely aktiválja a célzott géneket. Ennek az interfésznek a jövőbeni alkalmazásai kifejleszthetők olyan terápiás dózisok biztosítására, amelyek számos állapot, köztük a cukorbetegség kezelésére szolgálnak, az emberi DNS villamos energiával történő közvetlen szabályozásával.
Jelenleg robbanásszerűen megnőtt az érdeklődés az orvosi viselhető eszközök iránt, amelyek egészségközpontú hordozható technológiák, például fitneszkövetők, bioszenzorok, vérnyomásmérők és hordozható elektrokardiogram eszközök. Az intelligens viselhető eszközök sok orvos és beteg számára alapvető eszközzé váltak, arra ösztönözve a kutatókat, hogy folytassák az orvosi adatok gyűjtésére vagy akár orvosi beavatkozások elvégzésére szolgáló új platformok fejlesztését.
Most Jinbo Huang, az ETH Zürich molekuláris biológusa által vezetett tudósok feltaláltak egy akkumulátorral működő interfészt, amelyet "egyenáramú (DC) működtetésű szabályozási technológiának" vagy DART-nak neveznek, amely elektromos árammal specifikus génválaszokat válthat ki. Huang és kollégái úgy írták le az eszközt, mint "egy ugrást előre, amely a hiányzó láncszemet képviseli, amely lehetővé teszi a viselhető eszközök számára, hogy irányítsák a géneket a nem túl távoli jövőben" - áll a Nature-ben közzétett tanulmányban.
"Az elektronikus és biológiai rendszerek radikálisan eltérő módon működnek, és nagyrészt összeegyeztethetetlenek a funkcionális kommunikációs interfész hiánya miatt" - mondta a csapat a tanulmányban. "Míg a biológiai rendszerek analógok, a genetika által programozottak, az evolúció során lassan frissítettek és szigetelt membránokon átáramló ionok irányítják őket, az elektronikus rendszerek digitálisak, könnyen frissíthető szoftverekkel programozhatók és szigetelt vezetékeken átáramló elektronok vezérlik."
"Az elektrogenetikai interfészek, amelyek lehetővé tennék az elektronikus eszközök számára a génexpresszió szabályozását, továbbra is a hiányzó láncszem maradnak az elektronikus és genetikai világ teljes kompatibilitásához és interoperabilitásához vezető úton"
- tették hozzá a kutatók.
Ezt szem előtt tartva a csapat célja az volt, hogy közvetlen kapcsolatot alakítson ki az "analóg" DNS-ünk között, amely a biológiai ábécé, amely a Föld összes organizmusának életciklusát irányítja, és az elektronikus rendszerek között, amelyek a digitális technológiák alapját képezik.
Ugyanez a csoport az ETH Zürichben eredetileg egy 2020-ban közzétett tanulmány részeként demonstrálta, hogy a gének elektromosan aktiválhatók. Ez az új, módosított kialakítás leegyszerűsíti a kezdeti tervezést azáltal, hogy emberi hasnyálmirigy-sejteket ültet be 1-es típusú cukorbetegségben szenvedő egerekbe. A kutatók ezután elektromosan stimuláló akupunktúrás tűket használtak, hogy bekapcsolják azokat a géneket, amelyek részt vesznek az inzulin dózisának szabályozásában, amely hormon elengedhetetlen a cukorbetegség kezeléséhez. Ennek következtében a modellegerek vércukorszintje visszatért a normális szintre.
Huang és kollégái szerint az emlős génexpressziójának elektromos finomhangolása előkészíti a terepet a "viselhető alapú elektro-vezérelt génexpresszióhoz, amely képes összekapcsolni az orvosi beavatkozásokat a test internetével vagy a dolgok internetével" a tanulmány szerint.
"Bár a DART által ellenőrzött inzulingyártást választottuk a koncepció igazolásához, egyértelműnek kell lennie a DART kontroll összekapcsolása a biogyógyszerek széles skálájának in situ előállításával és adagolásával" - vonta le a következtetést a csapat. "Úgy gondoljuk, hogy az olyan egyszerű elektrogenetikai interfészek, mint a DART, amelyek funkcionálisan összekapcsolják az analóg biológiai rendszereket a digitális elektronikus eszközökkel, nagy ígéretet jelentenek számos jövőbeli gén- és sejtalapú terápia számára."
.fw.png)
.png)
.png)
