دانشمندان با استفاده از باتری معمولی، سلول‌های انسانی مهندسی‌شده که در موش‌های دیابتی کاشته شده بودند را تحریک کردند تا انسولین تولید کنند و سطح قند خون این جوندگان را به حالت طبیعی بازگرداندند.
فعالیت ژنی سلول‌های انسانی «طراحی‌شده» را می‌توان از راه دور با جریان الکتریکی خاموش و روشن کرد. به گزارش لایو ساینس، در این پژوهش که در نشریه نیچر متابولیسم منتشر شد، جریان مستقیم (دی‌سی) باتری معمولی باعث ترشح انسولین از سلول‌های انسانی دست‌کاری‌شده ژنتیکی شد که دانشمندان زیر پوست موش‌های دیابتی کار گذاشته بودند. انسولین به‌خوبی سطح قند خون این جوندگان را به حالت طبیعی بازگرداند.
این تنظیم دقیق الکتریکی بیان ژن که به آن «فناوری الکتروژنتیک» می‌گویند، قرار است با دستگاه‌های پوشیدنی ادغام شود و از آن برای تنظیم فعالیت سلول‌های طراحی‌شده که در بدن انسان کارگذاشته می‌شود استفاده کنند.
دستگاه‌های پوشیدنی ضربان قلب، فشار خون، سطح قند خون و موارد دیگر را نشان می‌دهند، اما اکنون نمی‌توان از این فناوری برای مهار بیان ژنی استفاده کرد.
دانشمندان سوئیسی به این منظور رابطی به نام فناوری تنظیم فعال با جریان مستقیم طراحی کردند که انرژی آن با استفاده از باتری استاندارد ۱.۵ ولت قلمی یا نیم‌قلمی تامین می‌شود.
آن‌ها این فناوری را روی یک مدل موش که به دیابت نوع یک مبتلا بود آزمایش کردند. سلول‌های انسانی مهندسی‌شده را پشت این جوندگان کار گذاشتند و آن‌ها را با دو سوزن طب سوزنی که در نزدیکی محل کاشت قرار داده بودند تحریک کردند. سوزن‌ها با یک سیم به باتری‌هایی که انتهای آن به کلید ساده برق متصل بود وصل می‌شد.
Read More
This section contains relevant reference points, placed in (Inner related node field)
جریان برق از سوزن‌ها عبور کرد و استرس اکسیداتیو مختصری در سلول‌های طراحی‌شده پدید آورد، یعنی باعث تجمع جزئی مولکول‌های فعال به نام گونه‌های اکسیژن فعال (ROS) شد. یک حسگر مولکولی که در سلول‌ها تعبیه شده بود، این مولکول‌ها را شناسایی کرد.
این حسگر طوری مهندسی شده است که به‌عنوان یک عامل رونویسی‌ــ پروتئینی که روی دی‌ان‌ای قرار می‌گیرد تا یک ژن را روشن یا خاموش کند‌ــ کار کند، سپس به نقطه‌ای تعیین‌شده از دی‌ان‌ای سلول متصل شد و ژن را فعال کرد. سلول‌های انسانی مهندسی ژنتیکی شده‌اند تا فقط درصورتی که جریان برق آراواس کافی تولید کرد، ژن موردنظر بیان یا فعال شود و با کاهش سطح آراواس، ژن به حالت «خاموش» دربیاید.
تحریک سلول‌های طراحی‌شده یک بار در روز و تنها به مدت ۱۰ ثانیه برای القای بیان ژن و تحریک ترشح انسولین کافی برای بازگرداندن سطح طبیعی گلوکز خون در موش‌های آزمایشگاهی کافی بود.
لایو ساینس در این گزارش اشاره می‌کند که دانشمندان سوییسی معتقدند این رابط الکتروژنتیکی جدید تحول‌آفرین است، راهکاری که از وسایل الکترونیکی برای روشن کردن بیان ژنی خاص استفاده می‌کند.
پیش‌تر، دستگاهی الکتروژنتیک طراحی شده بود که برای فعال کردن سلول‌ها از جریان متناوب (ای‌سی) ولتاژ بالا استفاده می‌کرد و برای اینکه کاربرد پوشیدنی هم داشته باشد، به انرژی زیادی نیاز داشت. مطالعه جدید نشان می‌دهد مهار الکترونیکی بیان ژن به قدرت بالا یا دستگاه‌های آن‌چنانی نیازی ندارد و این پیشرفتی چشمگیر به شمار می‌آید.
دانشمندان این کار را نمونه کوچکی از ارتباط الکترونیکی با زیست‌شناسی و کنترل آن می‌دانند. در آزمایش‌های پیشین کنترل الکترونیکی بیان ژن با سلول‌های باکتریایی مهندسی‌شده انجام شده بود، اما مطالعه جدید نخستین تلاشی است که بیان ژن در یک پستاندار را از راه دور با استفاده از دستگاهی با انرژی جریان مستقیم تنظیم می‌کند.
این فناوری به‌زودی با دستگاه‌های پوشیدنی ادغام می‌شود و سوخت‌وساز افراد را به «اینترنت بدن» وصل می‌کند، یعنی پزشک می‌تواند از راه دور و از هر جای دنیا مداخله کند.
این دستگاه‌ها طوری برنامه‌ریزی می‌شوند که قند خون را به‌طور خودکار حس و تنظیم می‌کنند، در این صورت دیگر لازم نیست انسان کاری بکند.
ادغام این فناوری در ساعت هوشمند ممکن است ساده نباشد. یکی از مشکلات این است که سلول مهندسی‌شده باید زیر مچ‌بند جاگذاری شود، و ممکن است برای بعضی‌ها خوشایند نباشد.
هنوز راه زیادی در پیش است. در مراحل بعدی لازم است پیش از تبلیغات این رابط الکتروژنتیک و ادغام آن در دستگاه‌های پوشیدنی، آزمون‌های بالینی انسانی درمورد آن انجام شود.
