ტარებადი მოწყობილობები გავრცელდა და სულ უფრო და უფრო იძენს ადგილს. ეს მოწყობილობები, როგორც წესი, ურთიერთქმედებს ბიომასალებს ელექტრონიკასთან. ზოგიერთი ტარებადი ელექტრომაგნიტური მოწყობილობა მოქმედებს როგორც მექანიკური ენერგიის ამომყვანი ენერგიის მიწოდებისთვის. მდგომარეობა, არ არის ხელმისაწვდომი „პირდაპირი ელექტროგენეტიკური ინტერფეისი“. აქედან გამომდინარე, ტარებად მოწყობილობებს არ შეუძლიათ უშუალოდ გენზე დაფუძნებული თერაპიის დაპროგრამება. მკვლევარებმა შექმნეს პირველი პირდაპირი ელექტრო-გენეტიკური ინტერფეისი, რომელიც საშუალებას აძლევს ტრანსგენის გამოხატვას ადამიანის უჯრედებში. სახელწოდებით DART (DC მიმდინარე-გააქტიურებული რეგულირების ტექნოლოგია), ის იყენებს DC მიწოდებას რეაქტიული ჟანგბადის სახეობების შესაქმნელად, რომლებიც მოქმედებენ სინთეზურ პრომოტორებზე გამოხატვის მიზნით. 1 ტიპის დიაბეტით დაავადებული თაგვის მოდელში, მოწყობილობა ასტიმულირებდა კანქვეშა იმპლანტირებული ადამიანის უჯრედებს, რათა გამოეთავისუფლებინათ ინსულინი, რომელიც აღადგენდა ნორმას. სისხლის შაქრის დონე.
ტარებადი ელექტრონიკის მოწყობილობები, როგორიცაა ჭკვიანი საათები, ფიტნეს ტრეკერები, VR ყურსასმენებიჭკვიანური სამკაულები, ვებზე ჩართული სათვალეები, ბლუთუზის ყურსასმენები და ჯანმრთელობასთან დაკავშირებული მრავალი მოწყობილობა დღესდღეობით ჩვეულებრივი მოვლენაა და სულ უფრო და უფრო იძენს ადგილს, განსაკუთრებით ჯანმრთელობის სფეროში. ჩვეულებრივ, არაინვაზიური, ჯანმრთელობასთან დაკავშირებული მოწყობილობები აკავშირებს ბიომასალებს (ფერმენტების ჩათვლით) ელექტრონიკასთან და გამოიყენება მობილურობის, სასიცოცხლო ნიშნების და ბიომარკერების მონიტორინგისთვის ბიოფლიდებში (ოფლი, ნერწყვი, ინტერსტიციული სითხე და ცრემლები). ზოგიერთი ტარებადი მოწყობილობა ელექტრომაგნიტური მოწყობილობა ასევე მოქმედებს როგორც მექანიკური ენერგიის ამომყვანი ენერგიის მიწოდებისთვის.
ურთიერთდაკავშირებული აცვიათ მოწყობილობები თამაშობენ საკვანძო როლს პიროვნების ჯანმრთელობის მონაცემების შეგროვებაში, რაც გამოდგება პერსონალიზებული ჯანდაცვის უზრუნველსაყოფად, მათ შორის გენებზე დაფუძნებული თერაპიისთვის. ტიპი 1 დიაბეტი არის ერთ-ერთი ასეთი მდგომარეობა, როდესაც აცვიათ მონიტორინგ მოწყობილობას შეუძლია ინსულინის ექსპრესიის სტიმულირება და კონტროლი კანქვეშა იმპლანტირებული ადამიანის უჯრედებში ინსულინის გასათავისუფლებლად და სისხლში შაქრის ნორმალური დონის აღსადგენად. გენის ექსპრესიის გასაკონტროლებლად მოწყობილობებს დასჭირდებათ ელექტროგენეტიკური ინტერფეისი. მაგრამ რაიმე ფუნქციური საკომუნიკაციო ინტერფეისის მიუწვდომლობის გამო, ელექტრონული და გენეტიკური სამყარო ძირითადად შეუთავსებელია და ტარების მოწყობილობა ჯერ არ არის შემუშავებული, რომ უზრუნველყოს გენებზე დაფუძნებული თერაპია.
მკვლევარებმა ETH ციურიხში, ბაზელი, შვეიცარია ახლახანს მიაღწიეს წარმატებას ისეთი ინტერფეისის შემუშავებაში, რომელიც საშუალებას აძლევს ელექტრონულ მოწყობილობას დაუკავშირდეს გენეტიკურ სამყაროს დაბალი დონის DC დენის გამოყენებით. სახელწოდებით DART (პირდაპირი დენით მოქმედი რეგულირების ტექნოლოგია), ეს წარმოქმნის არატოქსიკურ დონეებს რეაქტიული ჟანგბადის სახეობები სინთეზური პრომოტორების შექცევადად დაზუსტება. თაგვის მოდელში მისი გამოყენება წარმატებით ასტიმულირებდა ინჟინერირებული ადამიანის უჯრედებს, რომლებიც იმპლანტირებული იყო კანის ქვეშ, რათა გამოეთავისუფლებინათ ინსულინი და აღედგინათ სისხლში შაქრის დონე.
ამ დროისთვის, DART პერსპექტიულად გამოიყურება, მაგრამ მან გაიარა კლინიკური კვლევების სიმძიმე და დაამტკიცა მისი ღირსება უსაფრთხოებისა და ეფექტურობის თვალსაზრისით. სამომავლოდ, ტარებადი ელექტრონული მოწყობილობები DART-ით შეიძლება პირდაპირ დაპროგრამდეს მეტაბოლური ჩარევები.
***
წყაროები:
- კიმ ჯ. et al., 2018. Wearable Bioelectronics: ფერმენტებზე დაფუძნებული სხეულის ნახმარი ელექტრონული მოწყობილობები. აკ. ქიმ. რეზ. 2018, 51, 11, 2820–2828. გამოქვეყნების თარიღი: 6 ნოემბერი, 2018. DOI: https://doi.org/10.1021/acs.accounts.8b00451
- Huang, J., Xue, S., Buchmann, P. et al. 2023. ელექტროგენეტიკური ინტერფეისი ძუძუმწოვრების გენის გამოხატვის დასაპროგრამებლად პირდაპირი დენით. ბუნება მეტაბოლიზმი. გამოქვეყნებულია: 31 წლის 2023 ივლისი. DOI: https://doi.org/10.1038/s42255-023-00850-7
***
