Носимите устройства са преобладаващи и все повече навлизат. Тези устройства обикновено свързват биоматериали с електроника. Някои носими електромагнитни устройства действат като механични събирачи на енергия за доставяне на енергия. Понастоящем, не е наличен „директен електрогенетичен интерфейс“. Следователно носимите устройства не могат директно да програмират генно базирани терапии. Изследователите са разработили първия директен електрогенетичен интерфейс, който позволява трансгенна експресия в човешки клетки. Наречен DART (технология за регулиране с постоянен ток), той използва захранване с постоянен ток за генериране на реактивни кислородни видове, които действат върху синтетични промотори за експресия. В модел на мишка с диабет тип 1, устройството стимулира подкожно имплантирани инженерни човешки клетки да освобождават инсулин, който възстановява нормалното кръв ниво на захар.
Носими електронни устройства като смарт часовници, фитнес тракери, VR слушалки, интелигентни бижута, очила с уеб възможност, слушалки с bluetooth и много устройства, свързани със здравето, са нещо обичайно в наши дни и все повече печелят място, особено в здравеопазването. Обикновено неинвазивните устройства, свързани със здравето, свързват биоматериали (включително ензими) с електроника и се използват за наблюдение на мобилността, жизнените показатели и биомаркерите в биофлуиди (пот, слюнка, интерстициална течност и сълзи). Някои електромагнитни устройства за носене на устройства също действат като механични събирачи на енергия за доставяне на енергия.
Свързаните носими устройства играят ключова роля в събирането на здравни данни на индивидите, които могат да бъдат полезни при предоставянето на персонализирани здравни грижи, включително генно базирани терапии. Диабет тип 1 е едно такова състояние, при което носимо устройство за наблюдение може да стимулира и контролира експресията на инсулин в субдермално имплантирани инженерни човешки клетки, за да освободи инсулин и да възстанови нормалното ниво на кръвната захар. Устройствата ще се нуждаят от електрогенетичен интерфейс, за да контролират генната експресия. Но поради липсата на какъвто и да е функционален комуникационен интерфейс, електронните и генетичните светове остават до голяма степен несъвместими и носимите устройства все още не са разработени, за да осигурят генно базирани терапии.
Изследователи от ETH Цюрих, Базел, Швейцария наскоро успяха да разработят такъв интерфейс, който позволи на електронно устройство да комуникира с генетичния свят чрез използване на постоянен ток с ниско ниво. Наречена DART (технология за регулиране с постоянен ток), тя генерира нетоксични нива на реактивни кислородни видове за обратимо фина настройка на синтетичните промотори. В модел на мишка приложението му успешно стимулира инженерни човешки клетки, имплантирани под кожата, за освобождаване на инсулин и възстановяване на нивото на кръвната захар.
В момента DART изглежда обещаващо, но е преминал през суровите клинични изпитвания и е доказал достойнството си по отношение на безопасност и ефикасност. В бъдеще носимите електронни устройства с DART може да са в състояние директно да програмират метаболитни интервенции.
***
Литература:
- Ким Дж., и др., 2018. Носима биоелектроника: Ензимно базирани електронни устройства, носени на тялото. Acc. Chem. Рез. 2018, 51, 11, 2820–2828. Дата на публикуване: 6 ноември 2018 г. DOI: https://doi.org/10.1021/acs.accounts.8b00451
- Хуанг, Дж., Сюе, С., Бухман, П. и др. 2023. Електрогенетичен интерфейс за програмиране на генна експресия на бозайници чрез постоянен ток. Метаболизъм на природата. Публикувано: 31 юли 2023 г. DOI: https://doi.org/10.1038/s42255-023-00850-7
***
