Bærbare enheter har blitt utbredt og vinner stadig mer terreng. Disse enhetene kobler vanligvis biomaterialer til elektronikk. Noen bærbare elektromagnetiske enheter fungerer som mekaniske energihøstere for å levere energi. I dag, ingen "direkte elektrogenetisk grensesnitt" er tilgjengelig. Bærbare enheter kan derfor ikke programmere genbaserte terapier direkte. Forskere har utviklet det første direkte elektrogenetiske grensesnittet som muliggjør transgenekspresjon i menneskelige celler. Den kalles DART (DC-strømaktivert reguleringsteknologi), og bruker en DC-forsyning for å generere reaktive oksygenarter som virker på syntetiske promotere for ekspresjon. I en type 1 diabetisk musemodell stimulerte enheten subkutant implanterte konstruerte humane celler for å frigjøre insulin som gjenopprettet normal blod sukker nivå.
Bærbare elektroniske enheter som smartklokker, treningssporere, VR hodetelefoner, smarte smykker, nettaktiverte briller, bluetooth-headset og mange helserelaterte enheter er vanlig i disse dager og vinner stadig mer terreng, spesielt innen helse. Vanligvis ikke-invasive, helserelaterte enheter kobler biomaterialer (inkludert enzymer) til elektronikk og brukes til å overvåke mobilitet, vitale tegn og biomarkører i biovæsker (svette, spytt, interstitiell væske og tårer). Noen bærbare enheter elektromagnetiske enheter fungerer også som mekaniske energihøstere for å levere energi.
sammenhengende bærbare enheter spiller en nøkkelrolle i innsamlingen av individers helsedata som kan være nyttig for å tilby personlig helsehjelp inkludert genbaserte terapier. Skriv inn 1 diabetes er en slik tilstand der en bærbar overvåkingsenhet kan stimulere og kontrollere ekspresjon av insulin i subdermalt implanterte konstruerte humane celler for å frigjøre insulin og gjenopprette normalt blodsukkernivå. Enheter vil trenge et elektrogenetisk grensesnitt for å kontrollere genuttrykk. Men på grunn av utilgjengelighet av noe funksjonelt kommunikasjonsgrensesnitt, forblir elektroniske og genetiske verdener stort sett inkompatible, og wearables er ennå ikke utviklet for å gi genbaserte terapier.
Forskere ved ETH Zürich, Basel, Sveits har nylig lykkes med å utvikle et slikt grensesnitt som gjorde det mulig for en elektronisk enhet å kommunisere med den genetiske verden ved bruk av lav-nivå likestrøm. Dette kalles DART (likestrømsaktivert reguleringsteknologi), og genererer ikke-giftige nivåer av reaktive oksygenarter for å reversibelt finjustere syntetiske promotere. I en musemodell stimulerte applikasjonen vellykket konstruerte menneskelige celler implantert under huden for å frigjøre insulin og gjenopprette blodsukkernivået.
For øyeblikket ser DART lovende ut, men den har gått gjennom strenghetene til kliniske studier og bevist sin verdighet når det gjelder sikkerhet og effekt. I fremtiden kan bærbare elektroniske enheter med DART være i posisjon til å programmere metabolske intervensjoner direkte.
***
Referanser:
- Kim J., et al., 2018. Wearable Bioelectronics: Enzym-Based Body-Worn Electronic Devices. Acc. Chem. Res. 2018, 51, 11, 2820–2828. Publiseringsdato: 6. november 2018. DOI: https://doi.org/10.1021/acs.accounts.8b00451
- Huang, J., Xue, S., Buchmann, P. et al. 2023. Et elektrogenetisk grensesnitt for å programmere pattedyrs genuttrykk ved likestrøm. Naturens metabolisme. Publisert: 31. juli 2023. DOI: https://doi.org/10.1038/s42255-023-00850-7
***
