Nešiojami prietaisai tapo paplitę ir vis labiau populiarėja. Šie įrenginiai paprastai sieja biomedžiagas su elektronika. Kai kurie nešiojami elektromagnetiniai prietaisai veikia kaip mechaniniai energijos surinkėjai, tiekdami energiją. Šiuo metu, 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 kraujas cukraus lygis.
Nešiojami elektroniniai prietaisai, tokie kaip išmanieji laikrodžiai, kūno rengybos stebėjimo priemonės, VR ausinės, išmanieji papuošalai, akiniai su žiniatinkliu, „Bluetooth“ ausinės ir daugelis su sveikata susijusių prietaisų šiais laikais yra įprasti ir vis labiau populiarėja, ypač sveikatos srityje. Paprastai neinvaziniai, su sveikata susiję prietaisai susieja biomedžiagas (įskaitant fermentus) su elektronika ir yra naudojami stebėti judrumą, gyvybinius požymius ir biologinius žymenis bioskysčiuose (prakaito, seilių, intersticinio skysčio ir ašarų). Kai kurie nešiojami prietaisai, elektromagnetiniai prietaisai, taip pat veikia kaip mechaniniai energijos surinkėjai, tiekdami energiją.
Tarpusavyje susijusi nešiojami įtaisai vaidina pagrindinį vaidmenį renkant asmens sveikatos duomenis, kurie gali būti naudingi teikiant individualizuotą sveikatos priežiūrą, įskaitant genų terapiją. Įveskite 1 diabetu yra viena iš tokių sąlygų, kai nešiojamas stebėjimo prietaisas gali stimuliuoti ir kontroliuoti insulino ekspresiją po oda implantuotose inžinerinėse žmogaus ląstelėse, kad būtų išleistas insulinas ir atkurtas normalus cukraus kiekis kraujyje. Įrenginiams reikės elektrogenetinės sąsajos, kad būtų galima valdyti genų ekspresiją. Tačiau dėl to, kad nėra jokios funkcinės komunikacijos sąsajos, elektroninis ir genetinis pasauliai iš esmės nesuderinami, o nešiojami įrenginiai dar nėra sukurti, kad būtų genais pagrįstos terapijos.
ETH Ciuriche, Bazelyje, Šveicarijoje, mokslininkams neseniai pavyko sukurti tokią sąsają, kuri leido elektroniniam įrenginiui susisiekti su genetiniu pasauliu naudojant žemo lygio nuolatinę srovę. Pavadinta DART (nuolatinės srovės valdymo technologija), kuri sukuria netoksiškus lygius reaktyviosios deguonies rūšys grįžtamai tiksliai suderinti sintetinius promotorius. Pelės modelyje jo taikymas sėkmingai paskatino inžinerines žmogaus ląsteles, implantuotas po oda, kad išleistų insuliną ir atkurtų cukraus kiekį kraujyje.
Šiuo metu DART atrodo daug žadanti, tačiau ji išgyveno daugybę klinikinių tyrimų ir įrodė savo vertingumą saugumo ir veiksmingumo požiūriu. Ateityje nešiojami elektroniniai prietaisai su DART gali būti tinkami tiesiogiai programuoti medžiagų apykaitos intervencijas.
***
Nuorodos:
- Kim J., et al., 2018. Wearable Bioelectronics: Enzyme-Based Body Worn Electronic Devices. Acc. Chem. Res. 2018, 51, 11, 2820–2828. Paskelbimo data: 6 m. lapkričio 2018 d. DOI: https://doi.org/10.1021/acs.accounts.8b00451
- Huang, J., Xue, S., Buchmann, P. et al. 2023. Elektrogenetinė sąsaja, skirta programuoti žinduolių genų ekspresiją nuolatine srove. Gamtos metabolizmas. Paskelbta: 31 m. liepos 2023 d. DOI: https://doi.org/10.1038/s42255-023-00850-7
***
