Valkājamas ierīces ir kļuvušas izplatītas, un tās arvien vairāk iegūst vietu. Šīs ierīces parasti savieno biomateriālus ar elektroniku. Dažas valkājamas elektromagnētiskās ierīces darbojas kā mehāniski enerģijas savācēji, lai piegādātu enerģiju. Šobrīd, nav pieejama “tiešā elektroģenētiskā saskarne”. Tādējādi valkājamas ierīces nevar tieši programmēt uz gēnu balstītas terapijas. Pētnieki ir izstrādājuši pirmo tiešo elektroģenētisko saskarni, kas nodrošina transgēnu ekspresiju cilvēka šūnās. Nosaukts DART (līdzstrāvas iedarbinātas regulēšanas tehnoloģija), tas izmanto līdzstrāvas padevi, lai radītu reaktīvas skābekļa sugas, kas iedarbojas uz sintētiskiem promotoriem ekspresijai. 1. tipa diabēta peles modelī ierīce stimulēja subkutāni implantētas cilvēka šūnas, lai atbrīvotu insulīnu, kas atjaunoja normālu. asinis cukura līmeni.
Valkājamas elektroniskās ierīces, piemēram, viedpulksteņi, fitnesa izsekotāji, VR austiņas, viedās juvelierizstrādājumi, brilles ar tīmekli, Bluetooth austiņas un daudzas ar veselību saistītas ierīces mūsdienās ir ikdienišķas lietas, un tās arvien vairāk iegūst popularitāti, īpaši veselības jomā. Parasti neinvazīvas, ar veselību saistītas ierīces saskaras ar biomateriāliem (tostarp fermentiem) ar elektroniku, un tās izmanto, lai uzraudzītu mobilitāti, dzīvības pazīmes un biomarķierus biofluīdos (sviedri, siekalas, intersticiāls šķidrums un asaras). Dažas valkājamas ierīces elektromagnētiskās ierīces darbojas arī kā mehāniski enerģijas savācēji, lai piegādātu enerģiju.
Savstarpēji savienotas valkājamas ierīces spēlē galveno lomu personu veselības datu vākšanā, kas var būt noderīgi, nodrošinot personalizētu veselības aprūpi, tostarp gēnu terapiju. Type 1 diabēts ir viens no šādiem apstākļiem, kad valkājama uzraudzības ierīce var stimulēt un kontrolēt insulīna ekspresiju subdermāli implantētās cilvēka šūnās, lai atbrīvotu insulīnu un atjaunotu normālu cukura līmeni asinīs. Ierīcēm būtu nepieciešama elektroģenētiskā saskarne, lai kontrolētu gēnu ekspresiju. Taču funkcionālas komunikācijas saskarnes nepieejamības dēļ elektroniskā un ģenētiskā pasaule lielākoties joprojām ir nesavietojama, un valkājamas ierīces vēl nav izstrādātas, lai nodrošinātu uz gēnu balstītas terapijas.
Pētniekiem ETH Cīrihē, Bāzelē, Šveicē, nesen ir izdevies izstrādāt šādu saskarni, kas ļāva elektroniskai ierīcei sazināties ar ģenētisko pasauli, izmantojot zema līmeņa līdzstrāvu. Nosaukts DART (līdzstrāvas iedarbināšanas regulēšanas tehnoloģija), tas rada netoksiskus līmeņus reaktīvās skābekļa sugas lai atgriezeniski precīzi noregulētu sintētiskos promotorus. Peles modelī tās pielietojums veiksmīgi stimulēja mākslīgi radītas cilvēka šūnas, kas implantētas zem ādas, lai atbrīvotu insulīnu un atjaunotu cukura līmeni asinīs.
Šobrīd DART izskatās daudzsološs, taču tas ir izgājis cauri stingrajiem klīniskajiem izmēģinājumiem un pierādījis savu vērtīgumu drošības un efektivitātes ziņā. Nākotnē valkājamas elektroniskās ierīces ar DART var tieši programmēt vielmaiņas iejaukšanās.
***
Norādes:
- Kims Dž. un citi., 2018. Wearable Bioelectronics: Enzyme-Based Body Worn Electronic Devices. Acc. Chem. Res. 2018, 51, 11, 2820–2828. Publicēšanas datums: 6. gada 2018. novembris. DOI: https://doi.org/10.1021/acs.accounts.8b00451
- Huangs, J., Sjue, S., Bučmans, P. un citi. 2023. Elektroģenētiskā saskarne zīdītāju gēnu ekspresijas programmēšanai ar līdzstrāvu. Dabas vielmaiņa. Publicēšanas datums: 31. gada 2023. jūlijs. DOI: https://doi.org/10.1038/s42255-023-00850-7
***
