Большие перспективы: ученые показали, что генами можно управлять с помощью электричества

Сегодня фитнес-трекеры помогают вам оставаться здоровыми, отслеживая разнообразные показатели здоровья, типа частоты сердечных сокращений. Но в будущем они смогут делать гораздо больше – не только наблюдать, но и оказывать прямое воздействие на организм.

Смотрите также Нелегальная наука: в США разоблачили тайную лабораторию с возбудителями опасных болезней

Детали открытия

Пока что экспериментальная разработка, созданная швейцарцами, использует маленькие импульсы электричества для запуска выработки инсулина у подопытных мышей со специально разработанными тканями поджелудочной железы человека. Ученые называют это "электрогенетическим" интерфейсом, и он может быть использован для запуска целевых генов, когда нам нужна помощь, также и в других случаях.

Носимые электронные устройства играют все более важную роль в получении данных о состоянии здоровья людей для персонализированных медицинских вмешательств. Однако эти устройства пока не могут напрямую программировать генную терапию из-за отсутствия прямого электрогенетического интерфейса. Здесь мы предоставляем отсутствующее звено,
– пишут исследователи в своей статье.

К примеру, непосредственное стимулирование выработки инсулина может помочь человеку с диабетом. В этом исследовании клетки поджелудочной железы человека имплантировали мышам с диабетом 1 типа, которые затем стимулировали посредством постоянного тока из акупунктурных игл. Этот метод известен как технология регуляции посредством постоянного тока (DART). Стоящая за ней команда говорит, что она объединяет цифровые технологии наших гаджетов и наши биологические тела.

Электроэнергия генерирует нетоксичные уровни активных форм кислорода, энергичных молекул, которые при правильном управлении могут запустить процесс, активирующий клетки, сконструированные таким образом, чтобы реагировать на изменение химического состава. Изменение способа регулирования ДНК клетки путем вмешательства в ее эпигенетические молекулы "включения/выключения" может потенциально помочь при разнообразных состояниях, обусловленных генетикой.

Мы рождаемся с определенным набором генов, и хотя этот генетический код остается практически неизменным в течение нашей жизни, способ экспрессии (или активации) генов может меняться с возрастом и изменением привычек. DART потенциально может стать средством, которое поможет отменить некоторые из этих изменений.

С помощью этого метода исследователи смогли вернуть уровень сахара в крови мышей с диабетом в нормальный диапазон. Конечно, мы еще очень далеки от того, чтобы браслет или часы управляли диабетом, но это – захватывающее подтверждение жизнеспособности концепции.

Хорошая новость заключается в том, что DART требует очень мало энергии: трех батареек типа АА будет достаточно, чтобы он работал в течение пяти лет при подаче электрических сигналов один раз в день. Так что технология вполне сможет работать в фитнес-браслетах, которые мы заряжаем гораздо чаще.

Теперь команда хочет расширить свой метод и до других задач, кроме выработки инсулина. К примеру, применять для программирования метаболизма.