التجربة تكشف عن إمكانية التحكم في الجينات البشرية بالكهرباء
مصر: ايهاب محمد زايد
تساعدك أجهزة تتبع اللياقة البدنية على البقاء بصحة جيدة من خلال الاحتفاظ بعدد خطواتك ومراقبة معدل ضربات قلبك ، مما يدفعك لتحقيق أهداف القلب هذه.
يمكن أن يرى بحث جديد من ETH Zürich في سويسرا أن الأجهزة القابلة للارتداء في المستقبل (ربما مع عدد قليل من الغرسات ولمسة من الهندسة الوراثية) تعزز صحتنا بشكل مباشر.
استخدمت التكنولوجيا التجريبية التي صممها العلماء السويسريون نبضات كهربائية صغيرة لتحفيز إنتاج الأنسولين في فئران الاختبار بأنسجة بنكرياسية بشرية مصممة خصيصًا. إنهم يطلقون عليها واجهة “كهرومغناطيسية” ، ويمكن استخدامها لدفع الجينات المستهدفة إلى العمل عندما يمكننا استخدام يد المساعدة.
كتب الباحثون في ورقتهم المنشورة: “تلعب الأجهزة الإلكترونية القابلة للارتداء دورًا يتوسع بسرعة في الحصول على البيانات الصحية للأفراد من أجل التدخلات الطبية الشخصية” .
“ومع ذلك ، فإن الأجهزة القابلة للارتداء لا يمكنها حتى الآن برمجة العلاجات القائمة على الجينات بشكل مباشر بسبب عدم وجود واجهة كهرومغناطيسية مباشرة. وهنا نقدم الحلقة المفقودة.”
أقطاب الماوس
تم اختبار الجهاز على الفئران المصابة بداء السكري . (Huang et al.، Nature Metabolism ، 2023)
يمكن أن يساعد تشجيع إنتاج الأنسولين بشكل مباشر شخصًا مصابًا بمرض السكري ، على سبيل المثال. في هذه الدراسة ، تم زرع خلايا البنكرياس البشرية في الفئران المصابة بداء السكري من النوع الأول ، والتي تم تحفيزها بعد ذلك باستخدام تيار مباشر من إبر الوخز بالإبر.
تُعرف باسم تقنية التنظيم المباشر للتيار المباشر (DC) ، أو DART باختصار ، ويقول الفريق الذي يقف وراءها إنها تجمع بين التكنولوجيا الرقمية لأجهزتنا والتكنولوجيا التناظرية لأجسامنا البيولوجية معًا.
أنتجت الكهرباء مستويات غير سامة لأنواع الأكسجين التفاعلية ، والجزيئات النشطة التي – عند إدارتها بشكل صحيح – يمكن أن تبدأ عملية تنشط الخلايا المصممة هندسيًا للاستجابة للتغير في الكيمياء. يمكن أن يساعد تغيير كيفية تنظيم الحمض النووي للخلية عن طريق العبث بجزيئات “مفتاح التشغيل / الإيقاف” اللاجينية الخاصة بها في مجموعة متنوعة من الحالات التي تتأثر بالوراثة.
لقد ولدنا بمجموعة معينة من الجينات ، وبينما يظل هذا الرمز الجيني دون تغيير إلى حد كبير خلال حياتنا ، فإن الطريقة التي يتم بها التعبير عن الجينات (أو تنشيطها) يمكن أن تتغير مع تقدمنا في السن وتغيير عاداتنا . من المحتمل أن توفر DART وسيلة للتراجع عن بعض هذه التغييرات.
تمكن الباحثون من تشجيع مستويات السكر في الدم لدى الفئران المصابة بالسكري للعودة إلى المعدل الطبيعي من خلال هذه الطريقة.
بالطبع ، ما زلنا بعيدين عن تطبيق Fitbit الذي يدير مرض السكري ، لكنه دليل مثير على المفهوم.
من بين التحديات العديدة التي تواجهنا أن نجعل هذا يعمل في الأجهزة الصغيرة. والخبر السار هو أن DART تتطلب القليل جدًا من الطاقة: تكفي ثلاث بطاريات AA لإبقائها تعمل لمدة خمس سنوات ، على سبيل المثال ، مع تطبيق الإشارات الكهربائية مرة واحدة في اليوم.
الفريق واثق من أنه يمكن تطوير التكنولوجيا وتوسيعها لتحفيز أكثر من مجرد إنتاج الأنسولين. في السنوات العديدة القادمة ، يمكن أن تقوم أجهزتنا القابلة للارتداء بأكثر من مجرد الإبلاغ عن الإحصائيات.
كتب الباحثون: “نعتقد أن هذه التكنولوجيا ستمكن الأجهزة الإلكترونية القابلة للارتداء من برمجة التدخلات الأيضية مباشرة” .
نُشر البحث في مجلة Nature Metabolism .
