فعال‌کردن ژن‌ها با یک ساعت هوشمند برای کنترل تولید انسولین

نحوه ی عملکرد شبکه ی ژن تنظیم شده با نور سبز: ETH زوریخ

بسیاری از ردیاب‌های تناسب‌اندام و ابزارهای ساعت‌های هوشمند، همگی دارای چراغ LED هستند.

چراغ سبز منتشرشده، چه در حالت فعالیت و چه در حالت ضربان‌دار، به داخل پوست نفوذ می‌کند و می‌تواند برای اندازه‌گیری ضربان قلب در طی فعالیت فیزیکی یا استراحت، استفاده‌ شود. این ساعت‌ها به شدت محبوب شده‌اند. یک تیم از محققان HET ، امروزه سعی می‌کنند از این محبوبت، به وسیله‌ی استفاده از ال ای دی ها بهره‌برداری کنند تا ژن‌ها را کنترل‌کرده و رفتار سلول‌ها را از زیر پوست تغییر دهند.

تیم، توسط “مارتین اسرگر” از بخش دانش بایوسیستم و مهندسی پایه رهبری می‌شود. او چالش این تعهد را به این صورت توضیح می‌دهد: “هیچ سیستم مولکولی طبیعی که به نور سبز پاسخ بدهد، وجود ندارد پس ما باید یک روش جدید بسازیم.”

چراغ سبز در فعالیت‌های ساعت هوشمند ژن:

پروفسور HET و همکاران او در نهایت یک سویچ مولکولی ایجادکردند که زمانی که کاشته شود، می‌تواند به وسیله‌ی نور سبز، به یک ساعت هوشمند فعال‌ شود. سویچ به یک شبکه‌ی ژنی که محققان به سلول‌های انسان معرفی‌کرده‌اند، وصل است. همان‌طور که می‌دانیم آن‌ها سلول‌های HEK 293 را به عنوان نمونه‌ی اولیه استفاده‌کرده‌اند. بسته به پیکربندی این شبکه – به عبارت دیگر، ژن‌هایی که شامل آن‌ها می‌شود – این می‌تواند انسولین یا دیگر مواد را به محض اینکه سلول‌ها در معرض نور سبز قرار می‌گیرند، تولیدکند. خاموش‌کردن چراغ، سویچ را غیرفعال‌کرده و پروسه را متوقف می‌کند.

نرم‌افزار استاندارد

همانطور که آن‌ها نرم‌افزار استاندارد هوشمند را استفاده‌ کرده‌اند، محققان نیازی به اجرای برنامه‌ی اختصاصی ندارند. در طی فرایند تست، آنها نور سبز را همسان با شروع اجرا برنامه روشن می‌کند.

اگرچه سویچ مولکولی پیشرفته‌تر است، یک مجموعه‌ی مولکولی که به صورت یکپارچه در غشای سلول‌ها درآمده‌ است و به قسمت اتصال، مانند واگن راه‌آهن جفت متصل‌شده‌ است. به محض انتشار چراغ سبز، بخشی را که به داخل سلول‌ها پخش‌ می‌شد، جدا شده و به سمت هسته‌ی سلول منتقل می‌شود؛ جایی که یک ژن تولیدکننده‌ی انسولین، فعال می‌شود. زمانی که چراغ سبز خاموش‌شد، قسمت جداشده دوباره به همتای خود که در غشا جاسازی شده وصل می‌شود.

کنترل کاشت‌ها با پوشش‌ها

محققان سیستمشان را روی پوست و گوشت خوک و موش‌های زنده با کاشت سلول‌های جا داده‌ شده داخل آن‌ها و بستن یک ساعت هوشمند روی آن‌ها مانند یک کوله‌پشتی تست‌کردند. با اجرای برنامه‌ی‌ساعت، محققان چراغ سبز را روشن‌کردند تا موج را فعال‌کنند.

پروفسور ETH می‌گوید: این اولین بار است که یک کاشت از این نوع ایجادشده و با استفاده از دستگاه‌های الکترونیکی هوشمند در دسترس تجاری – که به پوشیدنی‌ها معروف هستند- موجوداست.

بیشتر ساعت‌هایی که نور سبز منتشرمی‌کنند، یک پایه‌ی کاربردی، برای کاربرد عملی قوی‌ دارند که استفاده‌کنندگان نیازی به خرید یک دستگاه مخصوص ندارند.

بر طبق گفته‌های Fussenegger ؛ اگرچه بعید به نظرمی‌رسد این تکنولوژی حداقل برای ده سال آینده وارد دوره‌ی بالینی شود، سلول‌های استفاده‌شده درنمونه‌ی اولیه، باید با سلول‌های شخص استفاده‌کننده، جایگزین شوند. علاوه‌براین سیستم قبل از اینکه تایید شود، باید وارد فاز بالینی شود که این به معنی مانع اساسی نظارتی می‌باشد.

Fussenegger می‌گوید: برای آپدیت؛ تنها برخی از سلول‌تراپی‌ها تایید شده‌اند.

Reference: “Smart-watch-programmed green-light-operated percutaneous control of therapeutic transgenes” by Maysam Mansouri, Marie-Didiée Hussherr, Tobias Strittmatter, Peter Buchmann, Shuai Xue, Gieri Camenisch and Martin Fussenegger, 7 June 2021, Nature Communications.

پیام بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *