Dispozitivele purtabile au devenit răspândite și câștigă tot mai mult teren. Aceste dispozitive de obicei interfață biomaterialele cu electronicele. Unele dispozitive electromagnetice portabile acționează ca colectoare mecanice de energie pentru a furniza energie. În prezent, nu este disponibilă nicio „interfață electrogenetică directă”. Prin urmare, dispozitivele purtabile nu pot programa direct terapii bazate pe gene. Cercetătorii au dezvoltat prima interfață electro-genetică directă care permite exprimarea transgenelor în celulele umane. Denumit DART (tehnologie de reglare acţionată de curent continuu), acesta utilizează o sursă de curent continuu pentru a genera specii reactive de oxigen care acționează asupra promotorilor sintetici pentru exprimare. Într-un model de șoarece cu diabet zaharat de tip 1, dispozitivul a stimulat celulele umane proiectate implantate subcutanat pentru a elibera insulină care a restabilit starea normală. sânge nivelul zahărului.
Dispozitive electronice purtabile, cum ar fi ceasuri inteligente, trackere de fitness, seturi de căști VR, bijuteriile inteligente, ochelarii cu acces la internet, căștile Bluetooth și multe dispozitive legate de sănătate sunt obișnuite în zilele noastre și câștigă tot mai mult teren, în special în domeniul sănătății. De obicei, dispozitivele neinvazive, legate de sănătate, interfață biomaterialele (inclusiv enzimele) cu electronicele și sunt utilizate pentru a monitoriza mobilitatea, semnele vitale și biomarkerii din biofluide (transpirație, salivă, lichid interstițial și lacrimi). Unele dispozitive purtabile, dispozitivele electromagnetice acționează și ca colectoare mecanice de energie pentru a furniza energie.
Interconnected dispozitive purtabile joacă un rol cheie în colectarea datelor de sănătate ale indivizilor, care pot fi utile în furnizarea de îngrijiri medicale personalizate, inclusiv terapii bazate pe gene. Diabet zaharat de tip 1 este o astfel de condiție în care un dispozitiv de monitorizare purtabil ar putea stimula și controla expresia insulinei în celulele umane proiectate sub-dermic pentru a elibera insulina și a restabili nivelul normal de zahăr din sânge. Dispozitivele ar avea nevoie de o interfață electro-genetică pentru a controla expresia genelor. Dar, din cauza indisponibilității oricărei interfețe de comunicare funcționale, lumile electronice și genetice rămân în mare parte incompatibile, iar dispozitivele purtabile nu s-au dezvoltat încă pentru a oferi terapii bazate pe gene.
Cercetătorii de la ETH Zurich, Basel, Elveția au reușit recent să dezvolte o astfel de interfață care a permis unui dispozitiv electronic să comunice cu lumea genetică prin utilizarea curentului DC de nivel scăzut. Denumită DART (tehnologie de reglare acționată de curent direct), aceasta generează niveluri netoxice de specii reactive de oxigen pentru a regla reversibil promotorii sintetici. Într-un model de șoarece, aplicarea sa a stimulat cu succes celulele umane proiectate implantate sub piele pentru a elibera insulina și a restabili nivelul zahărului din sânge.
În acest moment, DART pare promițător, dar a trecut prin rigorile studiilor clinice și a dovedit meritul său în ceea ce privește siguranța și eficacitatea. În viitor, dispozitivele electronice purtabile cu DART pot fi în măsură să programeze direct intervenții metabolice.
***
Referinte:
- Kim J., et al., 2018. Wearable Bioelectronics: Enzyme-Based Body-Worn Electronic Devices. Acc. Chim. Res. 2018, 51, 11, 2820–2828. Data publicării: 6 noiembrie 2018. DOI: https://doi.org/10.1021/acs.accounts.8b00451
- Huang, J., Xue, S., Buchmann, P. et al. 2023. O interfață electrogenetică pentru a programa expresia genelor de mamifere prin curent continuu. Metabolismul naturii. Publicat: 31 iulie 2023. DOI: https://doi.org/10.1038/s42255-023-00850-7
***
