Носимі пристрої стали поширеними і все більше завойовують популярність. Ці пристрої зазвичай сполучають біоматеріали з електронікою. Деякі переносні електромагнітні пристрої діють як механічні збирачі енергії для постачання енергії. В даний час, немає «прямого електрогенетичного інтерфейсу». Отже, переносні пристрої не можуть напряму програмувати генну терапію. Дослідники розробили перший прямий електрогенетичний інтерфейс, який забезпечує експресію трансгенів у клітинах людини. Під назвою DART (технологія регулювання за допомогою постійного струму) використовується джерело постійного струму для генерації активних форм кисню, які діють на синтетичні промотори для експресії. У моделі миші з діабетом 1 типу пристрій стимулював підшкірно імплантовані сконструйовані людські клітини вивільняти інсулін, який відновлював нормальну кров рівень цукру.
Носимі електронні пристрої, такі як розумні годинники, фітнес-трекери, Гарнітури VR, розумні ювелірні вироби, окуляри з підтримкою Інтернету, Bluetooth-гарнітури та багато пристроїв, пов’язаних зі здоров’ям, сьогодні є звичним явищем і все більше набувають поширення, особливо в галузі охорони здоров’я. Зазвичай неінвазивні пристрої, пов’язані зі здоров’ям, зв’язують біоматеріали (включаючи ферменти) з електронікою та використовуються для моніторингу рухливості, життєво важливих показників і біомаркерів у біорідинах (піт, слина, інтерстиціальна рідина та сльози). Деякі електромагнітні пристрої, які можна носити, також діють як механічні збирачі енергії для постачання енергії.
Пов’язані між собою носяться пристрої відіграють ключову роль у зборі даних про здоров’я людей, які можуть бути корисними для надання персоналізованої медичної допомоги, включаючи генну терапію. Діабет типу 1 є одним із таких станів, коли переносний пристрій моніторингу може стимулювати та контролювати експресію інсуліну в підшкірно імплантованих клітинах людини для вивільнення інсуліну та відновлення нормального рівня цукру в крові. Пристроям знадобиться електрогенетичний інтерфейс для контролю експресії генів. Але через відсутність будь-якого функціонального комунікаційного інтерфейсу електронний і генетичний світи залишаються в основному несумісними, а носимі пристрої ще не розроблені, щоб забезпечити генної терапії.
Дослідникам з ETH Zurich, Базель, Швейцарія, нещодавно вдалося розробити такий інтерфейс, який дозволив електронному пристрою спілкуватися з генетичним світом за допомогою слабкого постійного струму. Під назвою DART (регулююча технологія постійного струму) створюється нетоксичний рівень активні форми кисню для оборотної тонкої настройки синтетичних промоторів. У моделі миші його застосування успішно стимулювало сконструйовані людські клітини, імплантовані під шкіру, вивільняти інсулін і відновлювати рівень цукру в крові.
На даний момент DART виглядає багатообіцяюче, але він пройшов суворі клінічні випробування та довів свою гідність з точки зору безпеки та ефективності. У майбутньому електронні пристрої, які можна носити з DART, можуть безпосередньо програмувати метаболічні втручання.
***
Список використаної літератури:
- Кім Дж., та інші, 2018. Носима біоелектроніка: натільні електронні пристрої на основі ферментів. Акк. Chem. рез. 2018, 51, 11, 2820–2828. Дата публікації: 6 листопада 2018 р. DOI: https://doi.org/10.1021/acs.accounts.8b00451
- Хуанг Дж., Сюе С., Бухманн П. та ін. 2023. Електрогенетичний інтерфейс для програмування експресії генів ссавців постійним струмом. Природа Метаболізм. Опубліковано: 31 липня 2023 р. DOI: https://doi.org/10.1038/s42255-023-00850-7
***
