利用电刺激调节基因

这是它是如何工作的。设备包含胰岛素生产细胞和电子控制单元是糖尿病的植入人体。一旦病人吃的东西和他们的血糖上升,他们可以使用他们的智能手机上的应用程序触发一个电信号,或者他们可以自动preconfigure app这样做如果这顿饭已经提前进入。一会儿之后,产生胰岛素的细胞释放必要的量来调节患者的血糖水平。

这可能听起来像科幻小说但它很快就会成为现实。马丁Fussenegger领导的研究小组,ETH的生物技术和生物工程教授生物系统科学与工程系在巴塞尔协议,提出了这样一个的原型植入物在《华尔街日报》在一篇新论文中科学。他们的研究是第一次检查基因表达可以直接激活和调节使用吗电信号。测试他们的方法在老鼠身上时,研究人员建立了,做得很成功。

总部位于巴塞尔的科学家有一个丰富的经验在发展中基因网络和植入物,应对特定的人体的生理状态,如血液中脂质含量过高或过低的血糖水平。尽管这样的网络应对生化刺激,也可以控制的选择,外部影响像光。“我们想直接控制基因表达用电很长一段时间;现在,我们终于成功了,”Fussenegger说。

电路板和电池容器的关键

研究人员设计的植入由几部分组成的。一方面,它有一个印刷电路板(PCB)适应接收和控制电子产品;另一方面是一个胶囊包含人类细胞。连接细胞的PCB容器是一个微小的电缆。

无线电信号从在体外激活电子植入,然后直接传送电信号细胞。电信号刺激的特殊组合钙和钾离子通道;反过来,这引起细胞信号级联控制胰岛素的基因。随后,细胞机械负载胰岛素成电子信号引起的囊泡与细胞膜融合,在几分钟内释放胰岛素。

即将到来:身体的互联网

Fussenegger看到了这一最新发展的几个优点。“我们的植入可以连接到网络世界,”他解释说。医生或患者可以使用一个应用程序来直接干预和引发胰岛素生产,他们也可以通过互联网远程一旦植入传输必要的生理数据。”这样的设备将使人们完全集成到数字世界,成为互联网的一部分悄悄地甚至身体的互联网,“Fussenegger说。

时被黑客攻击的潜在风险,他冷静的观点:“人们已经佩戴心脏起搏器,理论上容易受到网络攻击,但这些设备有足够的保护。这是我们将在我们的植入物,”他说。

就目前的情况来看,他认为最大的挑战是在遗传方面的事情。确保没有损坏造成细胞和基因,他和他的团队需要进行进一步的研究可以使用的最大电流。研究人员还必须优化电子和细胞之间的连接。

和最后一个障碍需要克服的是找到一个新的、更简单、更方便的办法来代替使用的细胞植入,必须做的东西大约每三个星期。在他们的实验中,Fussenegger和他的研究团队连接两种填料的脖子原型细胞以取代;他们想要找到一个更实用的解决方案。

之前他们的系统可以用于人类,然而,它必须通过一系列的临床测试。