Ученые из Швейцарской высшей технической школы Цюриха разработали инновационный метод управления генами при помощи простых светодиодов зеленого цвета, которые широко используются в современных умных часах и фитнес-трекерах. Это исследование, которое было опубликованно в журнале Nature Communications, открывает новые возможности для лечения различных заболеваний, в том числе диабета. Ученые воспользовались уже существующими сейчас технологиями измерения пульса посредством проникновения простого зеленого света светодиодов сквозь кожу. Исследовательская группа под руководством профессора Мартина Фассенеггера создала искусственную молекулярную систему, реагирующую на зеленый свет, так как в клетках человека подобная система отсутствует. В результате был разработан молекулярный переключатель, активируемый светом зеленого спектра после имплантации. Этот переключатель связан с сетью генов, внедренных учеными в клетки человека.
Принципиальная схема работы сети
В качестве прототипа они использовали клетки HEK 293 – стандартный подопытный материал для биологов. В зависимости от настроек, эта сеть может производить инсулин или другие вещества после активации зелёным светом. Отключение света прекращает этот процесс.
С часами проблем не было, поскольку стандартные модели позволяют включать светодиоды по запросу. А вот сделать переключатель было сложнее. Молекулярный комплекс был интегрирован в мембрану клеток. При включении зелёного света нужная часть комплекса отсоединялась и проходила в ядро клетки, где активировала ген, производящий инсулин. При выключении света отсоединившаяся часть вновь соединялась со своей парой, интегрированной в мембрану.
Исследователи проверили свою систему на тканях свиньи и живых мышах, имплантируя в них нужные клетки. По словам профессора, впервые подобным имплантатом управляли при помощи обычных коммерческих электронных устройств. Однако, по его словам, до того, как подобная практика доберётся до медицинских учреждений, пройдёт ещё не менее десяти лет. Для её реализации нужно будет использовать собственные клетки пациента, а кроме технических вопросов будут ещё и проблемы регуляторного характера. Он говорит, что на текущий момент регуляторы одобрили всего лишь несколько видов клеточной терапии.
Автор: Вячеслав Голованов
Источник: https://habr.com/
