Носімыя прылады сталі распаўсюджанымі і ўсё больш заваёўваюць. Гэтыя прылады звычайна спалучаюць біяматэрыялы з электронікай. Некаторыя носныя электрамагнітныя прылады дзейнічаюць як механічныя зборшчыкі энергіі для падачы энергіі. У цяперашні час, ніякага «прамога электрагенетычнага інтэрфейсу» няма. Такім чынам, носныя прылады не могуць непасрэдна праграмаваць генную тэрапію. Даследчыкі распрацавалі першы прамы электрагенетычны інтэрфейс, які дазваляе экспрэсію трансгенаў у клетках чалавека. Названы DART (тэхналогія рэгулявання з дапамогай пастаяннага току), ён выкарыстоўвае крыніцу пастаяннага току для стварэння актыўных формаў кіслароду, якія дзейнічаюць на сінтэтычныя прамотары для экспрэсіі. У мадэлі мышэй з дыябетам 1 тыпу прылада стымулявала падскурна імплантаваныя сканструяваныя клеткі чалавека выдзяляць інсулін, які аднаўляў нармальны кроў узровень цукру.
Носімыя электронныя прылады, такія як разумныя гадзіны, фітнес-трэкеры, VR гарнітуры, разумныя ювелірныя вырабы, акуляры з падключэннем да Інтэрнэту, гарнітуры bluetooth і многія прылады, звязаныя са здароўем, сёння з'яўляюцца звычайнай з'явай і ўсё больш набіраюць месца, асабліва ў галіне аховы здароўя. Звычайна неінвазіўныя прылады, звязаныя са здароўем, звязваюць біяматэрыялы (уключаючы ферменты) з электронікай і выкарыстоўваюцца для маніторынгу рухомасці, жыццёва важных функцый і біямаркераў у біявадкасцях (пот, сліна, міжтканкавая вадкасць і слёзы). Некаторыя носныя прылады электрамагнітныя прылады таксама дзейнічаюць як механічныя зборшчыкі энергіі для падачы энергіі.
Узаемазвязаны насільныя прылады адыгрываюць ключавую ролю ў зборы даных аб стане здароўя людзей, якія могуць быць карыснымі для прадастаўлення персаналізаванай медыцынскай дапамогі, уключаючы генную тэрапію. Дыябет тыпу 1 з'яўляецца адным з такіх умоў, калі носная прылада для маніторынгу можа стымуляваць і кантраляваць экспрэсію інсуліну ў падскурна імплантаваных сканструяваных клетках чалавека для выдзялення інсуліну і аднаўлення нармальнага ўзроўню цукру ў крыві. Прыладам спатрэбіцца электрагенетычны інтэрфейс для кантролю экспрэсіі генаў. Але з-за адсутнасці любога функцыянальнага інтэрфейсу сувязі электронны і генетычны светы застаюцца ў значнай ступені несумяшчальнымі, і носныя прылады яшчэ не распрацаваны, каб забяспечыць метады геннай тэрапіі.
Даследчыкі ETH Цюрыха, Базель, Швейцарыя, нядаўна здолелі распрацаваць такі інтэрфейс, які дазволіў электроннай прыладзе мець зносіны з генетычным светам праз выкарыстанне пастаяннага току нізкага ўзроўню. Названы DART (тэхналогія рэгулявання з дапамогай пастаяннага току), гэта стварае нетоксичные ўзроўні актыўныя формы кіслароду для зварачальнай тонкай налады сінтэтычных прамотараў. У мышынай мадэлі яго прымяненне паспяхова стымулявала створаныя чалавечыя клеткі, імплантаваныя пад скуру, выдзяляць інсулін і аднаўляць узровень цукру ў крыві.
На дадзены момант DART выглядае шматабяцальным, але ён прайшоў сур'ёзныя клінічныя выпрабаванні і даказаў сваю годнасць з пункту гледжання бяспекі і эфектыўнасці. У будучыні носныя электронныя прылады з DART могуць мець магчымасць непасрэдна праграмаваць метабалічныя ўмяшанні.
***
Спасылкі:
- Кім Дж., і іншыя, 2018. Носімая біяэлектроніка: электронныя прылады на аснове ферментаў. Акк. хім. Рэз. 2018, 51, 11, 2820–2828. Дата публікацыі: 6 лістапада 2018 г. DOI: https://doi.org/10.1021/acs.accounts.8b00451
- Хуан, Дж., Сюэ, С., Бухман, П. і інш. 2023. Электрагенетычны інтэрфейс для праграмавання экспрэсіі генаў млекакормячых пастаянным токам. Прырода Абмен рэчываў. Апублікавана: 31 ліпеня 2023 г. DOI: https://doi.org/10.1038/s42255-023-00850-7
***
, 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 blood sugar level.){kind=link}