Эксперимент показывает, что человеческими генами можно управлять с помощью электричества

Фитнес-трекеры помогают следить за состоянием здоровья, подсчитывая шаги и контролируя частоту сердечных сокращений, помогая достигать поставленных целей.

Новое исследование, проведенное специалистами ETH Zürich в Швейцарии, может доказать, что будущие носимые устройства (возможно, с несколькими имплантатами и генной инженерией) напрямую улучшат наше здоровье.

Экспериментальная технология, разработанная швейцарскими учеными, использовала небольшие импульсы электричества, чтобы вызвать выработку инсулина у подопытных мышей со специально разработанными тканями поджелудочной железы человека.

Они называют это «электрогенетическим» интерфейсом, и его можно использовать, чтобы запустить целевые гены в действие, когда человеку понадобится помощь.

«Носимые электронные устройства играют все более важную роль в сборе данных о здоровье людей для персонализированных медицинских вмешательств», — пишут исследователи в своей статье.

«Однако носимые устройства еще не могут напрямую программировать генную терапию из-за отсутствия прямого электрогенетического интерфейса. Здесь мы обеспечиваем недостающее звено».

Поощрение выработки инсулина напрямую может помочь, например, больным диабетом. В новом исследовании клетки поджелудочной железы человека были имплантированы мышам с диабетом 1 типа, которых затем стимулировали с помощью постоянного тока от игл для акупунктуры.

Это известно как технология регулирования, приводимая в действие постоянным током, или сокращенно DART, и команда, стоящая за ней, говорит, что она объединяет цифровые технологии наших гаджетов и аналоговые технологии наших биологических тел.

Электричество генерирует нетоксичные уровни активных форм кислорода, энергетических молекул, которые при правильном управлении могут запускать процесс, который активирует клетки, спроектированные так, чтобы реагировать на изменения в химическом составе.

Смотрите также

Анализ крови на ревматоидный фактор

«Обратная вакцина» может обратить вспять симптомы аутоиммунных заболеваний

Гуманизированные почки впервые выращены у свиней

Изменение того, как ДНК клетки регулируется путем вмешательства в их эпигенетические молекулы «вкл/выкл», потенциально может помочь при различных состояниях, на которые влияет генетика.

Мы рождаемся с определенным набором генов, и хотя этот генетический код практически не меняется на протяжении всей нашей жизни, способ экспрессии (или активации) генов может меняться по мере того, как мы становимся старше и меняем наши привычки. DART потенциально может предоставить средства для отмены некоторых из этих изменений.

С помощью этого метода исследователи смогли вернуть уровень сахара в крови мышей с диабетом к нормальному диапазону.

Конечно, мы все еще далеки от того, чтобы подобные технологии управляли диабетом, но это захватывающее доказательство концепции.

Одной из многих предстоящих задач будет заставить это работать на небольших устройствах. Хорошая новость заключается в том, что DART требует очень мало энергии: трех батареек типа АА будет достаточно, чтобы устройство работало в течение пяти лет, например, при подаче электрических сигналов один раз в день.

Ученые уверены, что технология может быть разработана и расширена, чтобы стимулировать не только производство инсулина. В будущем медицинские носимые устройства смогут делать гораздо больше, чем просто сообщать статистику.

«Мы считаем, что эта технология позволит носимым электронным устройствам напрямую программировать метаболические вмешательства», — говорят ученые.

Исследование опубликовано в журнале Nature Metabolism.