Kantavad seadmed on muutunud levinumaks ja üha enam levivad. Need seadmed ühendavad tavaliselt biomaterjale elektroonikaga. Mõned kantavad elektromagnetilised seadmed toimivad energia varustamiseks mehaaniliste energiakogujatena. Praegu, "otsene elektrogeneetiline liides" pole saadaval. Seega ei saa kantavad seadmed geenipõhiseid ravimeetodeid otseselt programmeerida. Teadlased on välja töötanud esimese otsese elektrogeneetilise liidese, mis võimaldab transgeeni ekspressiooni inimese rakkudes. Nimega DART (DC current-ctuated Regulation Technology) kasutab see alalisvoolu toidet reaktiivsete hapnikuliikide genereerimiseks, mis toimivad ekspressiooniks sünteetilistel promootoritel. 1. tüüpi diabeediga hiiremudelis stimuleeris seade subkutaanselt siirdatud inimrakke vabastama insuliini, mis taastas normaalse veri suhkru tase.
Kantavad elektroonikaseadmed, nagu nutikellad, treeningu jälgijad, VR kõrvaklapid, nutikad ehted, veebipõhised prillid, Bluetooth-peakomplektid ja paljud tervisega seotud seadmed on tänapäeval igapäevased ja saavutavad üha enam populaarsust eelkõige tervise vallas. Tavaliselt ühendavad mitteinvasiivsed tervisega seotud seadmed biomaterjale (sh ensüüme) elektroonikaga ning neid kasutatakse liikuvuse, elutähtsate näitajate ja biomarkerite jälgimiseks biovedelikes (higi, sülg, interstitsiaalne vedelik ja pisarad). Mõned kantavad seadmed elektromagnetseadmed toimivad ka mehaaniliste energiakogujatena, et varustada energiat.
Omavahel ühendatud kantavad seadmed mängivad võtmerolli üksikisikute terviseandmete kogumisel, mis võivad olla kasulikud isikupärastatud tervishoiuteenuste, sealhulgas geeniteraapiate pakkumisel. Tüüp 1 diabeet on üks selline seisund, kus kantav jälgimisseade võib stimuleerida ja kontrollida insuliini ekspressiooni subdermaalselt siirdatud inimrakkudes, et vabastada insuliini ja taastada normaalne veresuhkru tase. Seadmed vajaksid geeniekspressiooni kontrollimiseks elektrogeneetilist liidest. Kuid ühegi funktsionaalse sideliidese kättesaamatuse tõttu jäävad elektrooniline ja geneetiline maailm suures osas kokkusobimatuks ning kantavad seadmed ei ole veel välja töötatud, et pakkuda. geenipõhised ravimeetodid.
Šveitsis Baselis asuva ETH Zürichi teadlastel õnnestus hiljuti välja töötada selline liides, mis võimaldas elektroonilisel seadmel suhelda geneetilise maailmaga madala tasemega alalisvoolu abil. Nimega DART (alalisvooluga reguleerimise tehnoloogia) genereerib see mittetoksilise taseme reaktiivsed hapniku liigid sünteetiliste promootorite pöörduvalt peenhäälestamiseks. Hiiremudelis stimuleeris selle rakendamine edukalt naha alla siirdatud inimrakke insuliini vabastamiseks ja veresuhkru taseme taastamiseks.
Praegu näib DART paljulubav, kuid see on läbinud kliiniliste uuringute karmid ja tõestanud oma väärtust ohutuse ja tõhususe osas. Tulevikus võivad DART-iga kantavad elektroonilised seadmed olla võimelised metaboolseid sekkumisi otseselt programmeerima.
***
viited:
- Kim J., et al., 2018. Wearable Bioelectronics: Enzyme-Based Body Worn Electronic Devices. Acc. Chem. Res. 2018, 51, 11, 2820–2828. Avaldamise kuupäev: 6. november 2018. DOI: https://doi.org/10.1021/acs.accounts.8b00451
- Huang, J., Xue, S., Buchmann, P. et al. 2023. Elektrogeneetiline liides imetajate geeniekspressiooni programmeerimiseks alalisvoolu abil. Looduse ainevahetus. Avaldatud: 31. juulil 2023. DOI: https://doi.org/10.1038/s42255-023-00850-7
***
