به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، دستگاه‌های الکترونیکی پوشیدنی به سرعت در حال گسترش نقشی در کسب اطلاعات سلامت افراد برای مداخلات پزشکی شخصی شده ایفا می‌کنند. با این حال، ابزارهای پوشیدنی هنوز نمی‌توانند به طور مستقیم درمان‌های مبتنی بر ژن را برنامه ریزی کنند زیرا یک رابط مستقیم الکتروژنتیکی وجود ندارد. در حالی که سیستم‌های بیولوژیکی آنالوگ هستند، توسط ژنتیک برنامه‌ریزی می‌شوند، با تکامل به‌آرامی به‌روزرسانی می‌شوند و توسط یون‌هایی که از غشاهای عایق‌شده جریان می‌یابند کنترل می‌شوند، سیستم‌های الکترونیکی دیجیتالی هستند که توسط نرم‌افزارهای به‌آسانی قابل به‌روزرسانی برنامه‌ریزی می‌شوند و توسط الکترون‌هایی که در سیم‌های عایق جریان دارند کنترل می‌شوند. رابط‌های الکتروژنتیکی که دستگاه‌های الکترونیکی را قادر می‌سازد بیان ژن را کنترل کنند، حلقه مفقوده در مسیر سازگاری و قابلیت همکاری کامل دنیای الکترونیک و ژنتیک باقی می‌ماند. به تازگی، یک نمونه اولیه پوشیدنی روش جدیدی را برای تحریک بیان ژن نشان داده است، با ضربه زدن به سلول‌ها با الکتریسیته. با توسعه بیشتر، محققان بر این باورند که این روش می‌تواند به ایمپلنت‌هایی منجر شود که با فشار دادن یک دکمه به درمان انواع مشکلات سلامتی مرتبط با ژن‌ها کمک می‌کند.

بیان ژن

 بیشتر ژن‌ها مانند دستورالعمل‌هایی هستند که به سلول‌ها می‌گویند چگونه پروتئین بسازند. تقریباً هر سلول در بدن شما حاوی یک کپی از همه ژن‌های شما است، اما فقط برخی از آن‌ها در هر سلول روشن می‌شوند (یا بیان می‌شوند)، این همان چیزی است که سلول‌های خونی را از سلول‌های استخوانی متفاوت می‌کند. یکی از راه‌هایی که بدن شما تعیین می‌کند که کدام ژن‌ها بیان شوند، برچسب زدن آن‌ها با ترکیبات شیمیایی است. اما از آنجایی که روشن یا خاموش بودن ژن‌ها در زمانی که نباید باشد می‌تواند باعث بیماری شود، بسیاری از محققان در حال بررسی راه‌هایی برای کنترل دستی بیان ژن در سلول‌ها هستند. آن‌ها راه‌های زیادی برای انجام این کار پیدا کرده‌اند، برخی از محققان از داروها، نور یا فناوری ویرایش ژن استفاده می‌کنند، و در سال 2020، تیمی از ETH زوریخ حتی از برق استفاده کردند و نشان دادند که چگونه می‌توانند سلول‌های لوزالمعده را که در موش‌های دیابتی کاشته شده‌اند، مهندسی کنند تا وقتی با جریان الکتریکی تحریک می‌شوند، انسولین تولید کنند. مارتین فوسنگر محقق ارشد این پروژه در آن زمان گفت:" ما مدت‌ها بود که می‌خواستیم با استفاده از الکتریسیته به طور مستقیم بیان ژن را کنترل کنیم؛ اکنون بالاخره ما موفق شده‌ایم."

چگونه کار می‌کند

دستگاه سال 2020 این تیم شامل یک برد مدار متصل به یک کپسول کوچک از سلول‌های مهندسی شده بود. همه چیز باید در بدن کاشته می‌شد و در حالی که کار می‌کرد، سیگنال‌های ولتاژ بالا باید ساعت‌ها به سلول‌ها ارسال می‌شد تا بیان ژن را تحریک کند. این تیم اکنون روش ایمن‌تر و کارآمدتری را برای تحریک بیان ژن با الکتریسیته ایجاد کرده است. آن‌ها در مقاله‌ای که در نیچر متابولیسم منتشر شده است، رویکردی را که آن را فناوری تنظیم با جریان مستقیم (DC) فعال (DART) می‌نامند، شرح می‌دهند. تنها بخشی از این دستگاه جدید که در بدن کاشته می‌شود یک کپسول ژل حاوی سلول‌های پانکراس انسانی است که طوری مهندسی شده‌اند که تحریک الکتریکی بیان ژن انسولین را در آن‌ها تحریک کند.  یک جفت سوزن طب سوزنی که در پوست قرار داده می‌شود، سپس تحریک الکتریکی ولتاژ پایین را از بسته باتری که در خارج از بدن پوشیده شده است، ارائه می‌دهد. در 5 مدل موش دیابتی، تنها 10 ثانیه از این تحریک در روز باعث شد سلول‌ها انسولین کافی برای تثبیت سطح قند خون تولید کنند.

نگاه به آینده

این مطالعه فقط یک اثبات مفهوم است، و مشخص نیست که آیا تیم ETH معتقد است که می‌تواند به انسان‌های مبتلا به دیابت ترجمه شود یا خیر، احتمالاً، انسان‌ها برای تولید انسولین کافی برای برآورده کردن نیازهای روزانه ما به سلول‌های مهندسی شده بیشتری نیاز دارند. در مطالعه 2020، آن‌ها اشاره کردند که کپسول‌ها نیز باید به صورت دوره‌ای پر شوند. آنچه واضح است این است که محققان معتقدند DART می‌تواند به توسعه ابزارهای پوشیدنی برای کنترل بیان ژن برای انواع مسائل پزشکی منجر شود. به گفته این محققان، آن‌ها معتقد‌اند که، کنترل سریع و بدون نیاز الکترونیکی مستقیم با ولتاژ مستقیم DC تراریخته‌های درمانی در سلول‌های انسانی یک جهش به جلو است که نشان‌دهنده حلقه گمشده‌ای است که ابزار‌های پوشیدنی‌ را قادر می‌سازد تا مستقیماً مداخلات متابولیکی و ژن‌ها را در آینده نه چندان دور کنترل کنند.

پایان مطلب./