Nosljive naprave so postale razširjene in se vse bolj uveljavljajo. Te naprave običajno povezujejo biomateriale z elektroniko. Nekatere nosljive elektromagnetne naprave delujejo kot mehanski zbiralniki energije za oskrbo z energijo. Trenutno, "neposredni elektro-genetski vmesnik" ni na voljo. Zato nosljive naprave ne morejo neposredno programirati terapij na osnovi genov. Raziskovalci so razvili prvi neposredni elektrogenetski vmesnik, ki omogoča izražanje transgenov v človeških celicah. Imenuje se DART (tehnologija regulacije, ki se sproži z enosmernim tokom) in uporablja napajanje z enosmernim tokom za ustvarjanje reaktivnih kisikovih vrst, ki delujejo na sintetične promotorje za izražanje. V modelu miši s sladkorno boleznijo tipa 1 je naprava spodbudila subkutano implantirane človeške celice, da so sproščale insulin, ki je povrnil normalno stanje. kri raven sladkorja.
Nosljive elektronske naprave, kot so pametne ure, merilniki telesne pripravljenosti, VR slušalke, pametni nakit, spletna očala, bluetooth slušalke in številne naprave, povezane z zdravjem, so dandanes nekaj običajnega in se vse bolj uveljavljajo predvsem v zdravstvu. Običajno neinvazivne naprave, povezane z zdravjem, povezujejo biomateriale (vključno z encimi) z elektroniko in se uporabljajo za spremljanje mobilnosti, vitalnih znakov in biomarkerjev v biotekočinah (znoj, slina, intersticijska tekočina in solze). Nekatere elektromagnetne naprave za nosljive naprave delujejo tudi kot mehanski zbiralniki energije za oskrbo z energijo.
Medsebojno povezane nosljive naprave igrajo ključno vlogo pri zbiranju podatkov o zdravju posameznikov, kar je lahko koristno pri zagotavljanju prilagojene zdravstvene oskrbe, vključno z gensko osnovanimi terapijami. Vnesite diabetes 1 je eno od takšnih stanj, pri katerem bi lahko nosljiva naprava za spremljanje stimulirala in nadzorovala izražanje insulina v subdermalno vsajenih inženirskih človeških celicah za sproščanje insulina in vzpostavitev normalne ravni krvnega sladkorja. Naprave bi potrebovale elektrogenetski vmesnik za nadzor izražanja genov. Toda zaradi nerazpoložljivosti nobenega funkcionalnega komunikacijskega vmesnika ostajata elektronski in genetski svet v veliki meri nezdružljiva, nosljive naprave pa še niso bile razvite, da bi zagotovile genske terapije.
Raziskovalcem na ETH Zürich v Baslu v Švici je nedavno uspelo razviti takšen vmesnik, ki je elektronski napravi omogočil komunikacijo z genetskim svetom z uporabo enosmernega toka nizke ravni. Ta se imenuje DART (regulacijska tehnologija, ki se aktivira z enosmernim tokom) in ustvarja nestrupene ravni reaktivne kisikove vrste za reverzibilno natančno nastavitev sintetičnih promotorjev. V modelu miši je njegova uporaba uspešno spodbudila inženirske človeške celice, vsajene pod kožo, da sproščajo insulin in obnovijo raven sladkorja v krvi.
Trenutno je DART videti obetavno, vendar je šel skozi stroga klinična preskušanja in dokazal svojo vrednost v smislu varnosti in učinkovitosti. V prihodnosti bodo nosljive elektronske naprave z DART lahko neposredno programirale presnovne posege.
***
Reference:
- Kim J., et al., 2018. Nosljiva bioelektronika: elektronske naprave na osnovi encimov, ki se nosijo na telesu. Acc. Chem. Res. 2018, 51, 11, 2820–2828. Datum objave: 6. november 2018. DOI: https://doi.org/10.1021/acs.accounts.8b00451
- Huang, J., Xue, S., Buchmann, P. sod. 2023. Elektrogenetski vmesnik za programiranje izražanja genov sesalcev z enosmernim tokom. Narava Metabolizem. Objavljeno: 31. julij 2023. DOI: https://doi.org/10.1038/s42255-023-00850-7
***
