Genele umane pot fi controlate cu ajutorul electricităţii

Trackerele de fitness ne ajută să fim sănătoşi prin monitorizarea numărului de pași și a ritmului cardiac.

O nouă cercetare de la ETH Zürich (Elveția) sugerează că viitoarele dispozitive inteligente portabile (eventual cu ajutorul unor implanturi și a ingineriei genetice) ne-ar putea îmbunătăți, în mod direct, sănătatea.

Tehnologia experimentală concepută de oamenii de știință elvețieni a folosit pulsuri mici de electricitate pentru a declanșa producția de insulină la șoareci de testare cu țesuturi pancreatice umane special concepute. Cercetătorii au realizat o interfață „electrogenetică” care ar putea fi folosită pentru a pune în acțiune anumite gene țintă.

„Dispozitivele electronice portabile au un rol important în obţinerea unor date privind starea de sănătate ce ar putea fi utilizate pentru intervenții medicale personalizate.

„Cu toate acestea, dispozitivele portabile nu pot încă programa, în mod direct, terapii bazate pe gene din cauza lipsei unei interfețe electrogenetice directe. Aici oferim veriga lipsă”, au scris cercetătorii în lucrarea lor.

Dispozitivul a fost testat pe șoareci cu diabet. Credit: Huang , Nature Metabolism, 2023

Stimularea directă a producției de insulină ar putea ajuta pe cineva cu diabet. În acest studiu, celule pancreatice umane au fost implantate în șoareci cu diabet de tip 1, care au fost apoi stimulați folosind un curent continuu de la ace de acupunctură.

Această tehnică este cunoscută sub numele de tehnologie de reglare acționată de curent continuu (DC), sau pe scurt DART (Direct Actuated Regulation Technology), iar cercetătorii susţin  că ea reunește tehnologia digitală a gadgeturilor moderne și tehnologia analogică a corpului nostru biologic.

Electricitatea a generat niveluri netoxice de specii reactive de oxigen, molecule care, atunci când sunt gestionate corespunzător, pot începe un proces care activează celulele concepute pentru a răspunde la schimbările de natură chimică. Schimbarea modului în care este reglat ADN-ul celulei prin amestecarea cu moleculele lor epigenetice „pornire/oprire” poate fi utilă într-o varietate de condiții afectate de genetică.

ADN. Credit: MR.Cole_Photographer/Getty Images

Ne naștem cu un anumit set de gene și, în timp ce acel cod genetic rămâne în mare parte neschimbat în timpul vieții noastre, modul în care genele sunt exprimate (sau activate) se poate schimba pe măsură ce îmbătrânim și ne schimbăm obiceiurile.

Tehnologia DART ar putea oferi un mijloc de a anula unele dintre aceste modificări. Prin această metodă cercetătorii au reușit să reducă nivelurile de zahăr din sânge ale șoarecilor diabetici până la un interval normal.

Desigur, suntem încă departe de un Fitbit care să controleze diabetul, dar avem o dovadă incitantă a conceptului.

Una dintre multele provocări viitoare este aceea ca tehnologia să funcționeze pe dispozitive mici. Vestea bună este că DART necesită foarte puțină energie: trei baterii AA ar fi suficiente pentru a menține în funcțiune un astfel de dispozitiv timp de cinci ani, de exemplu, cu semnale electrice aplicate o dată pe zi.

Echipa de cercetători este încrezătoare că această tehnologie poate fi dezvoltată și extinsă pentru a declanșa mai mult decât producția de insulină. Peste mulți ani, dispozitivele noastre de sănătate ar putea face mult mai mult pentru noi în afară de raportarea unor statistici.

„Credem că această tehnologie va permite dispozitivelor electronice portabile să programeze direct intervenții metabolice”, scriu cercetătorii.

Cercetarea a fost publicată în Nature Metabolism.

Traducere după Experiment Reveals Human Genes Can Be Controlled With Electricity