Elektriciteit kan een krachtig hulpmiddel zijn als je het verstandig gebruikt - en een team van onderzoekers van ETH Zürich lijkt echt te weten hoe het te gebruiken. De wetenschappers beweren dat ze een revolutionair nieuw model hebben ontwikkeld van iets dat een "elektrogenetische interface" wordt genoemd, dat elektriciteit gebruikt om genen te controleren.
In een onderzoek gepubliceerd in Natuur, zegt het team dat het onderzoek de "ontbrekende schakel" biedt waarmee draagbare apparaten kunnen worden gemaakt die kunnen worden bestuurd genen- met een focus op de behandeling van ziekten bij de mens door middel van gen- of celtherapie.
"Wij geloven dat deze technologie draagbare elektrogenetische apparaten in staat zal stellen om metabolische interventies direct te programmeren", aldus de auteurs schreef.
"Elektronische en biologische systemen functioneren op radicaal verschillende manieren en zijn grotendeels onverenigbaar vanwege het ontbreken van een functionele communicatie-interface," uitgelegd De auteurs. “Terwijl biologische systemen analoog zijn, geprogrammeerd door genetica, worden ze langzaam bijgewerkt en gecontroleerd door ionen elektronische systemen die door geïsoleerde membranen stromen, zijn digitaal, geprogrammeerd door gemakkelijk bij te werken software en bestuurd door elektronen die door geïsoleerde draden stromen.”
De twee ontmoeten elkaar in de vorm van door gelijkstroom geactiveerde regulatietechnologie (DART), een elektrogenetische interface die het digitale verbindt met het analoog door elektrische stroom te gebruiken om specifieke genreacties te activeren. "Elektrogenetische interfaces die elektronische apparaten in staat zouden stellen genexpressie te beheersen, blijven de ontbrekende schakel op weg naar volledige compatibiliteit en interoperabiliteit van de elektronische en genetische werelden', de studie gezegd.
Het werk bouwt voort op een studie uit 2020 gepubliceerd in Wetenschap dat liet zien hoe menselijke alvleeskliercellen werden geïmplanteerd in muizen met type 1 suikerziekte kan worden beïnvloed door elektriciteit. De doelen van zowel het 2020-apparaat als het nieuwe waren om de bloedglucosewaarden van muizen terug te brengen tot aanvaardbare niveaus - en dat is gelukt.
Volgens naar Zondehet nieuwe ontwerp is echter een serieuze upgrade. Het gebruikt nog steeds elektrisch stimulerende acupunctuurnaalden om de exacte genen in te schakelen die betrokken zijn bij het reguleren van doses insuline, maar het is zowel efficiënter als gebruiksvriendelijker.
De studie zegt dat DART een omkeerbare en afstembare elektrogenetische interface biedt die direct beschikbaar is batterijen. "Met name," zij schreef, "DART vereist heel weinig kracht en algehele energie om de doelgenexpressie te beheersen."
Het aanpakken van diabetes diende als proof-of-concept van het apparaat, maar de onderzoekers verwachten dat het model een eenvoudige oplossing zal zijn voor een breed scala aan biofarmaceutische uitdagingen. "Wij geloven," zij gezegd, “eenvoudige elektrogenetische interfaces zoals DART die functioneel analoge biologische systemen met elkaar verbinden digitaal elektronische apparaten zijn veelbelovend voor een verscheidenheid aan toekomstige op genen en cellen gebaseerde therapieën."
Tim Newcomb is een journalist in de Pacific Northwest. Hij behandelt stadions, sneakers, uitrusting, infrastructuur en meer voor verschillende publicaties, waaronder Popular Mechanics. Zijn favoriete interviews waren sit-downs met Roger Federer in Zwitserland, Kobe Bryant in Los Angeles en Tinker Hatfield in Portland.
