Οι φορητές συσκευές έχουν γίνει διαδεδομένες και κερδίζουν όλο και περισσότερο έδαφος. Αυτές οι συσκευές συνήθως διασυνδέουν βιοϋλικά με ηλεκτρονικά. Ορισμένες φορητές ηλεκτρομαγνητικές συσκευές λειτουργούν ως μηχανικοί συλλέκτες ενέργειας για την παροχή ενέργειας. Τη στιγμή, no “direct electro-genetic interface” is available. Hence, wearable devices cannot directly program gene-based therapies. Researchers have developed the first direct electro-genetic interface which enables transgene expression in human cells. Named DART (DC current-actuated regulation technology), it uses a DC supply to generate reactive oxygen species that act on synthetic promoters for expression. In a type 1 diabetic mouse model, the device stimulated subcutaneously implanted engineered human cells to release insulin that restored normal αίμα επίπεδα ζάχαρης.
Φορητές ηλεκτρονικές συσκευές όπως smartwatches, fitness trackers, ακουστικά VR, τα έξυπνα κοσμήματα, τα γυαλιά με δυνατότητα web, τα ακουστικά bluetooth και πολλές συσκευές που σχετίζονται με την υγεία είναι συνηθισμένα αυτές τις μέρες και κερδίζουν ολοένα και περισσότερο έδαφος, ιδιαίτερα στον τομέα της υγείας. Συνήθως μη επεμβατικές συσκευές που σχετίζονται με την υγεία διασυνδέουν βιοϋλικά (συμπεριλαμβανομένων των ενζύμων) με ηλεκτρονικά και χρησιμοποιούνται για την παρακολούθηση της κινητικότητας, ζωτικών σημείων και βιοδεικτών σε βιορευστά (ιδρώτας, σάλιο, διάμεσο υγρό και δάκρυα). Ορισμένες φορητές συσκευές ηλεκτρομαγνητικές συσκευές λειτουργούν επίσης ως μηχανικοί συλλέκτες ενέργειας για την παροχή ενέργειας.
Διασυνδεδεμένα φορητές συσκευές διαδραματίζουν βασικό ρόλο στη συλλογή δεδομένων για την υγεία των ατόμων που μπορούν να φανούν χρήσιμα στην παροχή εξατομικευμένης υγειονομικής περίθαλψης, συμπεριλαμβανομένων θεραπειών που βασίζονται σε γονίδια. Ο διαβήτης τύπου 1 είναι μια τέτοια κατάσταση όπου μια φορητή συσκευή παρακολούθησης θα μπορούσε να διεγείρει και να ελέγξει την έκφραση της ινσουλίνης σε υποδερμικά εμφυτευμένα μηχανικά ανθρώπινα κύτταρα για την απελευθέρωση ινσουλίνης και την αποκατάσταση των φυσιολογικών επιπέδων σακχάρου στο αίμα. Οι συσκευές θα χρειάζονταν μια ηλεκτρογενετική διεπαφή για τον έλεγχο της γονιδιακής έκφρασης. Ωστόσο, λόγω της μη διαθεσιμότητας οποιασδήποτε λειτουργικής διεπαφής επικοινωνίας, ο ηλεκτρονικός και ο γενετικός κόσμος παραμένουν σε μεγάλο βαθμό ασύμβατοι και τα wearable δεν έχουν ακόμη αναπτυχθεί για να παρέχουν γονιδιακές θεραπείες.
Ερευνητές στο ETH Ζυρίχης, Βασιλεία, Ελβετία κατάφεραν πρόσφατα να αναπτύξουν μια τέτοια διεπαφή που επέτρεπε σε μια ηλεκτρονική συσκευή να επικοινωνεί με τον γενετικό κόσμο μέσω της χρήσης ρεύματος συνεχούς ρεύματος χαμηλού επιπέδου. Ονομάζεται DART (τεχνολογία ρύθμισης που ενεργοποιείται με συνεχές ρεύμα), αυτό δημιουργεί μη τοξικά επίπεδα αντιδραστικά είδη οξυγόνου για να βελτιστοποιήσουν αναστρέψιμα τους συνθετικούς προαγωγείς. Σε ένα μοντέλο ποντικιού, η εφαρμογή του διέγειρε επιτυχώς κατασκευασμένα ανθρώπινα κύτταρα που εμφυτεύτηκαν κάτω από το δέρμα για να απελευθερώσουν ινσουλίνη και να αποκαταστήσουν τα επίπεδα σακχάρου στο αίμα.
Προς το παρόν, το DART φαίνεται πολλά υποσχόμενο, αλλά έχει περάσει από τις αυστηρότητες των κλινικών δοκιμών και έχει αποδείξει την αξία του όσον αφορά την ασφάλεια και την αποτελεσματικότητα. Στο μέλλον, φορητές ηλεκτρονικές συσκευές με DART μπορεί να είναι σε θέση να προγραμματίζουν άμεσα μεταβολικές παρεμβάσεις.
***
αναφορές:
- Kim J., et αϊ., 2018. Wearable Bioelectronics: Enzyme-Based Body-Worn Electronic Devices. Λογ. Chem. Res. 2018, 51, 11, 2820–2828. Ημερομηνία δημοσίευσης: 6 Νοεμβρίου 2018. DOI: https://doi.org/10.1021/acs.accounts.8b00451
- Huang, J., Xue, S., Buchmann, P. et αϊ. 2023. Μια ηλεκτρογενετική διεπαφή για τον προγραμματισμό της έκφρασης γονιδίων θηλαστικών με συνεχές ρεύμα. Μεταβολισμός της Φύσης. Δημοσιεύθηκε: 31 Ιουλίου 2023. DOI: https://doi.org/10.1038/s42255-023-00850-7
***
