웨어러블 기기가 보편화되고 점점 더 입지를 다지고 있습니다. 이러한 장치는 일반적으로 생체 재료와 전자 장치를 연결합니다. 일부 웨어러블 전자기 장치는 기계적 에너지 하베스터 역할을 하여 에너지를 공급합니다. 현재, "직접 전기 유전 인터페이스"를 사용할 수 없습니다. 따라서 웨어러블 장치는 유전자 기반 치료법을 직접 프로그래밍할 수 없습니다. 연구자들은 인간 세포에서 도입 유전자 발현을 가능하게 하는 최초의 직접적인 전기 유전 인터페이스를 개발했습니다. DART(DC 전류 작동 조절 기술)로 명명된 이 기술은 DC 공급을 사용하여 발현을 위해 합성 프로모터에 작용하는 활성 산소종을 생성합니다. 제1형 당뇨병 쥐 모델에서 이 장치는 피하 이식된 조작된 인간 세포를 자극하여 정상을 회복시키는 인슐린을 방출했습니다. 피 설탕 수준.
스마트워치, 피트니스 트래커 등의 웨어러블 전자기기, VR 헤드셋, 스마트 주얼리, 웹 지원 안경, 블루투스 헤드셋 및 많은 건강 관련 장치는 요즘 보편화되었으며 특히 건강 분야에서 점점 더 입지를 다지고 있습니다. 일반적으로 비침습적인 건강 관련 장치는 생체 재료(효소 포함)와 전자 장치를 연결하고 생체 유체(땀, 타액, 간질액 및 눈물)의 이동성, 활력 징후 및 생체 지표를 모니터링하는 데 사용됩니다. 일부 웨어러블 장치 전자기 장치는 에너지를 공급하는 기계적 에너지 하베스터 역할도 합니다.
상호 연결된 웨어러블 기기 유전자 기반 치료를 포함하여 개인화된 건강 관리를 제공하는 데 유용할 수 있는 개인의 건강 데이터를 수집하는 데 핵심적인 역할을 합니다. 1 당뇨병을 입력 웨어러블 모니터링 장치가 피하 이식된 조작된 인간 세포에서 인슐린 발현을 자극 및 제어하여 인슐린을 방출하고 정상 혈당 수치를 회복할 수 있는 그러한 조건 중 하나입니다. 장치는 유전자 발현을 제어하기 위해 전기 유전 인터페이스가 필요합니다. 그러나 기능적 통신 인터페이스를 사용할 수 없기 때문에 전자 및 유전 세계는 대체로 호환되지 않으며 웨어러블은 아직 이러한 기능을 제공할 수 있도록 개발되지 않았습니다. 유전자 기반 치료법.
스위스 바젤에 있는 ETH Zurich의 연구원들은 최근 낮은 수준의 DC 전류를 사용하여 전자 장치가 유전 세계와 통신할 수 있는 인터페이스를 개발하는 데 성공했습니다. DART(직류 작동 조절 기술)라고 하는 이 기술은 무독성 수준의 활성 산소 종 합성 프로모터를 가역적으로 미세 조정합니다. 마우스 모델에서 그 응용 프로그램은 피부 아래에 이식된 조작된 인간 세포를 성공적으로 자극하여 인슐린을 방출하고 혈당 수치를 회복시켰습니다.
현재 DART는 유망해 보이지만 엄격한 임상 시험을 거쳐 안전성과 효능 측면에서 그 가치가 입증되었습니다. 미래에는 DART가 장착된 웨어러블 전자 장치가 신진대사 개입을 직접 프로그래밍할 수 있는 위치에 있을 수 있습니다.
***
참조 :
- 김 제이, et al., 2018. 웨어러블 바이오일렉트로닉스: 효소 기반 신체 착용 전자 장치. Acc. 화학. 해상도 2018, 51, 11, 2820–2828. 발행일: 6년 2018월 XNUMX일. DOI: https://doi.org/10.1021/acs.accounts.8b00451
- 황, J., 쉬에, S., 부흐만, P. 외. 2023. 직류로 포유류 유전자 발현을 프로그램하기 위한 전기유전 인터페이스. 자연 대사. 게시일: 31년 2023월 XNUMX일. DOI: https://doi.org/10.1038/s42255-023-00850-7
***
