Èíòåðíåò òåëà: ãåííàÿ ýêñïðåññèÿ ïîä êîíòðîëåì
 ìèðå óæå ñîçäàíî ìíîæåñòâî ðàçëè÷íûõ èìïëàíòèðóåìûõ óñòðîéñòâ. Íåêîòîðûå èç íèõ îòíîñèòåëüíî ïðîñòûå, íàïðèìåð, êàðäèîñòèìóëÿòîðû, äðóãèå — ñëîæíûå, êàê íàíîáèîñåíñîðû. Òåïåðü èññëåäîâàòåëè ðàáîòàþò íàä òåì, ÷òîáû ïðîöåññàìè â îðãàíèçìå ÷åëîâåêà ìîæíî áûëî óïðàâëÿòü äèñòàíöèîííî.
Ïðåäñòàâüòå ñåáå óñòðîéñòâî, êîòîðîå ïîçâîëèò ëþäÿì ñ äèàáåòîì èñïîëüçîâàòü ïðèëîæåíèå èëè ïóëüò äèñòàíöèîííîãî óïðàâëåíèÿ, ÷òîáû ïîâûñèòü óðîâåíü èíñóëèíà, êîãäà èì ýòî íóæíî, áåç èíúåêöèé. Èññëåäîâàòåëè èç Øâåéöàðñêîé âûñøåé òåõíè÷åñêîé øêîëû Öþðèõà (ETH Zurich) ðàçðàáîòàëè ïðîòîòèï óñòðîéñòâà, êîòîðîå äåëàåò ýòî, èñïîëüçóÿ ýëåêòðè÷åñêèå òîë÷êè äëÿ êîíòðîëÿ ýêñïðåññèè ãåíîâ â èíêàïñóëèðîâàííûõ áåòà-êëåòêàõ.
Èññëåäîâàòåëè íàó÷èëèñü êîíòðîëèðîâàòü ýêñïðåññèþ ãåíîâ ñ ïîìîùüþ ýëåêòðè÷åñêîãî òîêà
Ýêñïðåññèÿ ãåíîâ — ýòî ïðåîáðàçîâàíèå íàñëåäñòâåííîé èíôîðìàöèè èç ãåíîâ (ÄÍÊ) â ÐÍÊ ëèáî áåëîê. Ðàáîòà áåòà-êëåòîê â ïîäæåëóäî÷íîé æåëåçå çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òîáû îïðåäåëÿòü ñêà÷êè óðîâíÿ ñàõàðà â êðîâè è ðåàãèðîâàòü, âûðàáàòûâàÿ èíñóëèí, êîòîðûé ïîìîãàåò îðãàíèçìó óñâàèâàòü ãëþêîçó. Íî ó ëþäåé ñ äèàáåòîì ýòè êëåòêè áîëüøå íå âûïîëíÿþò ñâîþ ôóíêöèþ äîëæíûì îáðàçîì, ÷òî ïðèâîäèò ê ñåðüåçíûì ïîñëåäñòâèÿì äëÿ çäîðîâüÿ.
Ýòà ïðîáëåìà îáû÷íî ðåøàåòñÿ ïóòåì ìîíèòîðèíãà óðîâíÿ ãëþêîçû â êðîâè è ðåãóëÿðíûõ èíúåêöèé èíñóëèíà. Íî èíúåêöèè íå ñîâñåì ïðèÿòíû, ïîýòîìó êîìàíäà ETH èçó÷èëà àëüòåðíàòèâû. Êîíå÷íûì ðåçóëüòàòîì ñòàëî íåáîëüøîå óñòðîéñòâî, êîòîðîå ìîæíî àêòèâèðîâàòü äèñòàíöèîííî äëÿ âûäåëåíèÿ èíñóëèíà ïî òðåáîâàíèþ.
Èññëåäîâàòåëüñêàÿ ãðóïïà óæå ñîçäàëà ãåííûå öåïè è èìïëàíòàòû, êîòîðûå îòëè÷àþò ðàçëè÷íûå ñîñòîÿíèÿ îðãàíèçìà, òàêèå êàê àíîìàëüíûé óðîâåíü ñàõàðà â êðîâè èëè óðîâåíü ëèïèäîâ. Ýòè ñåòè ðåàãèðóþò íà ëåêàðñòâà è îáû÷íûå ìîëåêóëû, íî îíè òàêæå ìîãóò ðåàãèðîâàòü íà äðóãèå âèäû ðàçäðàæèòåëåé, òàêèå êàê ñâåò, à òåïåðü è ýëåêòðè÷åñòâî.
Ïðîòîòèï èìïëàíòàòà: êàáåëü ñîåäèíÿåò êàïñóëó ñ óïðàâëÿþùåé ýëåêòðîíèêîé. Âñÿ êîíñòðóêöèÿ — ðàçìåðîì ñ ìîíåòó â äâà øâåéöàðñêèõ ôðàíêà. Èçîáðàæåíèå: ETH Zurich
«Ìû äàâíî õîòåëè íàïðÿìóþ êîíòðîëèðîâàòü ýêñïðåññèþ ãåíîâ ñ ïîìîùüþ ýëåêòðè÷åñòâà; òåïåðü ìû íàêîíåö äîáèëèñü óñïåõà», — ãîâîðèò Ìàðòèí Ôóññåíåããåð, âåäóùèé àâòîð èññëåäîâàíèÿ, ïðîôåññîð áèîòåõíîëîãèè è áèîèíæåíåðèè íà ôàêóëüòåòå íàóêè è òåõíèêè áèîñèñòåì ETH Zurich.
Óñòðîéñòâî ñîñòîèò èç ïå÷àòíîé ïëàòû ñ ýëåêòðîííûìè êîìïîíåíòàìè — ïðèåìíèêîì è áëîêîì óïðàâëåíèÿ. Íà îáðàòíîé ñòîðîíå ïëàòû íàõîäèòñÿ êàïñóëà, ñîäåðæàùàÿ êëåòêè ÷åëîâåêà (ñ ãåíîìàìè â èõ ÿäðàõ). Êàïñóëà ñîåäèíÿåòñÿ ñ ïëàòîé ïðè ïîìîùè ìèíèàòþðíîãî ýëåêòðè÷åñêîãî êàáåëÿ. Ðàäèîñèãíàëû àêòèâèðóþò ýëåêòðîíèêó èìïëàíòàòà, ïîñëå ÷åãî ïëàòà ïåðåäàåò ñèãíàë â êëåòêè.
Ýëåêòðè÷åñòâî ñòèìóëèðóåò êàíàëû â ìåìáðàíàõ êëåòîê, ìåíÿÿ êîíöåíòðàöèþ èîíîâ, è çàïóñêàåò ñèãíàëüíûé ïóòü, êîòîðûé ðåãóëèðóåò ýêñïðåññèþ ãåíîâ èíñóëèíà. Èíñóëèí çàãðóæàåòñÿ â ïóçûðüêè, à ýëåêòðè÷åñêèå ñèãíàëû çàñòàâëÿþò èõ ñëèâàòüñÿ ñ êëåòî÷íîé ìåìáðàíîé è âûñâîáîæäàþò åãî. Âñå ýòî ïðîèñõîäèò â òå÷åíèå íåñêîëüêèõ ìèíóò.
Èäåÿ çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî ýòî óñòðîéñòâî ìîæåò áûòü èìïëàíòèðîâàíî ïîä êîæó ïàöèåíòà ñ äèàáåòîì. Áåòà-êëåòêè ìîãóò ïî òðåáîâàíèþ âûñâîáîæäàòü èíñóëèí ïîä êîíòðîëåì âðà÷à, ïàöèåíòà èëè àâòîìàòè÷åñêè â çàðàíåå óñòàíîâëåííîå âðåìÿ.
Ñõåìà ïðîöåññà âûñâîáîæäåíèÿ íåîáõîäèìîãî âåùåñòâà, â äàííîì ñëó÷àå — èíñóëèíà. Èçîáðàæåíèå: ETH Zurich
Êîìàíäà ïðîâåðèëà óñòðîéñòâî, èìïëàíòèðîâàâ åãî ïîä êîæó ìûøåé ñ äèàáåòîì 1-ãî òèïà. Èññëåäîâàòåëè ñìîãëè ïî áåñïðîâîäíîé ñâÿçè êîíòðîëèðîâàòü âûñâîáîæäåíèå èíñóëèíà, êîòîðîå äîñòèãëî ìàêñèìóìà â òå÷åíèå 10 ìèíóò ïîñëå àêòèâàöèè. Èìåííî çà ýòî âðåìÿ àïïàðàò âîññòàíîâèë íîðìàëüíûé óðîâåíü ãëþêîçû â êðîâè ó ìûøåé.
«Ïîäîáíîå óñòðîéñòâî ïîçâîëèëî áû ëþäÿì ïîëíîñòüþ èíòåãðèðîâàòüñÿ â öèôðîâîé ìèð è ñòàòü ÷àñòüþ èíòåðíåòà âåùåé èëè äàæå èíòåðíåòà òåëà», — ãîâîðèò Ìàðòèí Ôóññåíåããåð.





