Nothæft tæki hefur samskipti við líffræðileg kerfi til að stjórna tjáningu gena 

Klæðleg tæki eru orðin algeng og eru sífellt að ryðja sér til rúms. Þessi tæki tengja venjulega lífefni við rafeindatækni. Sum rafsegultæki sem hægt er að bera á sér virka sem vélræna orkuuppskeru til að veita orku. Eins og, ekkert „beint raferfðafræðilegt tengi“ er í boði. Þess vegna geta klæðanleg tæki ekki beint forritað genatengda meðferð. Vísindamenn hafa þróað fyrsta beina raferfðafræðilega viðmótið sem gerir tjáningu transgena í frumum manna. Það er nefnt DART (DC straumvirkt reglugerðartækni) og notar DC framboð til að mynda hvarfgjarnar súrefnistegundir sem virka á tilbúna hvata til tjáningar. Í músum af tegund 1 sykursýki örvaði tækið ígræddar frumur úr mönnum undir húð til að losa insúlín sem varð eðlilegt blóð sykurmagn.  

Nothæf rafeindatæki eins og snjallúr, líkamsræktartæki, VR heyrnartól, snjallskartgripir, netgleraugu, Bluetooth heyrnartól og mörg heilsutengd tæki eru algeng þessa dagana og eru sífellt að ryðja sér til rúms, sérstaklega í heilsu. Venjulega tengja ekki ífarandi heilsutengd tæki lífefni (þar á meðal ensím) við rafeindatækni og eru notuð til að fylgjast með hreyfigetu, lífsmörkum og lífmerkjum í lífvökva (sviti, munnvatni, millivefsvökvi og tár). Sum rafsegultæki virka einnig sem vélræn orkuuppskerutæki til að veita orku.  

Samtengt bæranleg tæki gegna lykilhlutverki við söfnun heilsufarsgagna einstaklinga sem geta komið sér vel við að veita einstaklingsmiðaða heilsugæslu, þar með talið genameðferð. Slá 1 sykursýki er eitt slíkt ástand þar sem nothæft eftirlitstæki gæti örvað og stjórnað tjáningu insúlíns í ígræddum frumum úr mönnum undir húð til að losa insúlín og endurheimta eðlilegt blóðsykursgildi. Tæki þyrftu raferfðafræðilegt viðmót til að stjórna genatjáningu. En vegna þess að nein hagnýt samskiptaviðmót eru ekki tiltæk, eru rafrænir og erfðafræðilegir heimar að mestu ósamrýmanlegir og wearables hafa ekki enn þróast til að veita gena-tengdar meðferðir.  

Vísindamönnum við ETH Zurich, Basel, Sviss hefur nýlega tekist að þróa slíkt viðmót sem gerði rafeindabúnaði kleift að eiga samskipti við erfðaheiminn með því að nota lágstigs DC straum. Nefnt DART (jafnstraumstýrð reglugerðartækni), þetta myndar óeitrað magn af hvarfgjarnar súrefnistegundir til að fínstilla gerviefni á afturkræf hátt. Í músarlíkani örvaði notkun þess með góðum árangri hannaðar mannafrumur sem voru græddar undir húð til að losa insúlín og endurheimta blóðsykursgildi.  

Í augnablikinu lítur DART út fyrir að vera efnilegur, en það hefur gengið í gegnum erfiðleika klínískra rannsókna og sannað gildi sitt hvað varðar öryggi og verkun. Í framtíðinni gætu klæðanleg rafeindatæki með DART verið í aðstöðu til að forrita beint efnaskiptainngrip. 

*** 

Tilvísanir:  

1. Kim J., et al., 2018. Wearable Bioelectronics: Ensím-Based Body-Worn Electronic Devices. Samkv. Chem. Res. 2018, 51, 11, 2820–2828. Útgáfudagur: 6. nóvember 2018. DOI: https://doi.org/10.1021/acs.accounts.8b00451  

2. Huang, J., Xue, S., Buchmann, P. et al. 2023. Raferfðafræðilegt tengi til að forrita genatjáningu spendýra með jafnstraumi. Umbrot náttúrunnar. Birt: 31. júlí 2023. DOI: https://doi.org/10.1038/s42255-023-00850-7  

***