QUẢNG CÁO

Thiết bị đeo giao tiếp với các hệ thống sinh học để kiểm soát biểu hiện gen 

Các thiết bị đeo đã trở nên phổ biến và ngày càng có chỗ đứng. Các thiết bị này thường giao tiếp vật liệu sinh học với thiết bị điện tử. Một số thiết bị điện từ có thể đeo được hoạt động như bộ thu năng lượng cơ học để cung cấp năng lượng. Hiện nay, không có “giao diện di truyền điện trực tiếp” nào khả dụng. Do đó, các thiết bị đeo được không thể lập trình trực tiếp các liệu pháp dựa trên gen. Các nhà nghiên cứu đã phát triển giao diện di truyền điện trực tiếp đầu tiên cho phép biểu hiện gen chuyển trong tế bào người. Được đặt tên là DART (công nghệ điều chỉnh dòng điện DC), nó sử dụng nguồn cung cấp DC để tạo ra các loại oxy phản ứng hoạt động trên các chất xúc tiến tổng hợp để biểu hiện. Trong mô hình chuột mắc bệnh tiểu đường loại 1, thiết bị đã kích thích các tế bào người được thiết kế để cấy dưới da tiết ra insulin giúp phục hồi lượng đường trong máu bình thường.  

Các thiết bị điện tử có thể đeo được như đồng hồ thông minh, thiết bị theo dõi thể dục, tai nghe VR, đồ trang sức thông minh, kính hỗ trợ web, tai nghe bluetooth và nhiều thiết bị liên quan đến sức khỏe ngày nay đã trở nên phổ biến và ngày càng có được vị thế đặc biệt trong lĩnh vực sức khỏe. Thông thường, các thiết bị liên quan đến sức khỏe, không xâm lấn giao tiếp vật liệu sinh học (bao gồm cả enzyme) với thiết bị điện tử và được sử dụng để theo dõi khả năng vận động, các dấu hiệu sinh tồn và dấu ấn sinh học trong chất lỏng sinh học (mồ hôi, nước bọt, dịch kẽ và nước mắt). Một số thiết bị đeo, thiết bị điện từ cũng hoạt động như máy thu năng lượng cơ học để cung cấp năng lượng.  

Đã kết nối thiết bị đeo được đóng một vai trò quan trọng trong việc thu thập dữ liệu sức khỏe của các cá nhân, dữ liệu này có thể hữu ích trong việc cung cấp dịch vụ chăm sóc sức khỏe cá nhân bao gồm các liệu pháp dựa trên gen. Loại ĐTĐ 1 là một trong những tình trạng mà một thiết bị theo dõi có thể đeo được có thể kích thích và kiểm soát sự biểu hiện của insulin trong tế bào người được thiết kế cấy ghép dưới da để giải phóng insulin và khôi phục mức đường trong máu bình thường. Các thiết bị sẽ cần một giao diện di truyền điện để kiểm soát biểu hiện gen. Nhưng do không có sẵn bất kỳ giao diện giao tiếp chức năng nào, thế giới điện tử và di truyền phần lớn vẫn không tương thích và thiết bị đeo vẫn chưa phát triển để cung cấp liệu pháp dựa trên gen.  

Các nhà nghiên cứu tại ETH Zurich, Basel, Thụy Sĩ gần đây đã thành công trong việc phát triển một giao diện cho phép một thiết bị điện tử giao tiếp với thế giới di truyền thông qua việc sử dụng dòng điện một chiều cấp thấp. Được đặt tên là DART (công nghệ điều chỉnh dòng điện trực tiếp), điều này tạo ra mức độ không độc hại của các loài oxy phản ứng để tinh chỉnh thuận nghịch các chất xúc tiến tổng hợp. Trong một mô hình chuột, ứng dụng của nó đã kích thích thành công các tế bào người đã được thiết kế lại được cấy dưới da để giải phóng insulin và phục hồi lượng đường trong máu.  

Hiện tại, DART có vẻ đầy hứa hẹn, nhưng nó đã trải qua quá trình thử nghiệm lâm sàng nghiêm ngặt và chứng minh được giá trị của nó về mặt an toàn và hiệu quả. Trong tương lai, các thiết bị điện tử có thể đeo được với DART có thể được lập trình trực tiếp cho các can thiệp trao đổi chất. 

*** 

Tài liệu tham khảo:  

  1. Kim J., et al., 2018. Điện tử sinh học đeo được: Thiết bị điện tử đeo trên cơ thể dựa trên enzyme. tài khoản hóa. độ phân giải 2018, 51, 11, 2820–2828. Ngày xuất bản: 6 tháng 2018 năm XNUMX. DOI: https://doi.org/10.1021/acs.accounts.8b00451  
  1. Huang, J., Xue, S., Buchmann, P. et al. 2023. Một giao diện điện di để lập trình biểu hiện gen của động vật có vú bằng dòng điện một chiều. Sự trao đổi chất tự nhiên. Đã xuất bản: 31 tháng 2023 năm XNUMX. DOI: https://doi.org/10.1038/s42255-023-00850-7  

*** 

Umesh Prasad
Umesh Prasad
Nhà báo khoa học | Biên tập viên sáng lập tạp chí Khoa học Châu Âu

Theo dõi bản tin của chúng tôi

Để được cập nhật tất cả các tin tức mới nhất, ưu đãi và thông báo đặc biệt.

Hầu hết các bài viết được ưa thích

Vi rút Novel Langya (LayV) được xác định ở Trung Quốc  

Hai henipavirus, Hendra virus (HeV) và virus Nipah ...

Giá trị chính xác nhất của hằng số hấp dẫn 'G' cho đến ngày

Các nhà vật lý đã tạo ra ...
- Quảng cáo -
94,556Người hâm mộNhư
47,690Người theo dõiTheo
1,772Người theo dõiTheo
30Thuê baoTheo dõi