fbpx

Vědecká revoluce: Lidské geny lze ovládat pomocí elektřiny 1 fotografie
zdroj: Shutterstock

Nová studie odhalila možnosti využití elektřiny k ovládání lidských genů, což může vést k novému způsobu léčby některých závažných onemocnění

Zveřejněno: 18. 8. 2023

„Chybějící článek“. Tak nazývá tým výzkumníků přenositelné zařízení DART, schopné ovládat lidské geny. Studie, která byla zveřejněna v časopise Nature, odkrývá způsob, jak bojovat s lidskými nemocemi pomocí genové a buněčné terapie.

Průlomový experiment

V poslední době dochází k velkému nárůstu zájmu o přenosná zdravotnická zařízení zaměřená na lidské zdraví, jako jsou například fitness trackery, měřiče krevního tlaku a přenosné elektrokardiogramy. Tato chytrá zařízení se stala dnes již nezbytným nástrojem pro mnoho lékařů a pacientů, což vedlo výzkumné pracovníky v oboru k dalšímu vývoji platforem, sloužících pro sběr zdravotních údajů i provádění lékařských zákroků.

V návaznosti na tento novodobý trend se tak v novém experimentu skupině vědců podařilo spustit produkci inzulínu v lidských buňkách za pomoci vysílání elektrického proudu přes elektrogenetické rozhraní. To následně aktivuje cílené geny. Budoucí využití tohoto průlomového způsobu a ovládání lidského DNA pomocí elektřiny by mělo směřovat k léčbě široké škály onemocnění, včetně cukrovky.

Elektrické ladění genové aktivity savců připravuje půdu pro nositelnou elektronicky řízenou genovou expresi s potenciálem propojit lékařské zákroky s tzv. internetem těla (IoB) a internetem věcí (IoT).

„Pevně doufáme, že tato technologie umožní nositelným elektrogenetickým zařízením přímo programovat metabolické zákroky,“ uvádí se ve výzkumu. „Elektronické a biologické systémy fungují radikálně odlišným způsobem a jsou do značné míry nekompatibilní kvůli absenci funkčního komunikačního rozhraní.“

Skok kupředu

„Biologické systémy jsou analogové, naprogramované genetikou, pomalu se aktualizují evolucí a jsou řízeny ionty proudícími izolovanými membránami. Oproti tomu elektronické systémy jsou digitální, naprogramované snadno aktualizovatelným softwarem a řízené elektrony proudícími izolovanými vodiči,“ vysvětlují autoři v čele s molekulárním biologem Jinboem Huangem.

„Elektrogenetická rozhraní, která by umožnila elektronickým zařízením řídit genovou expresi, zůstávají chybějícím článkem na cestě k plné kompatibilitě elektronického a genetického světa,“ popisují autoři tento nový revoluční způsob.

Výzkumníci takto navazují na svou dřívější studii, publikovanou v roce 2020 ve vědeckém magazínu Science. Ta poukázala na možnost implantovat lidské buňky slinivky břišní do myší s cukrovkou typu 1, a to právě za pomocí elektřiny. Cílem této práce bylo vrátit hladinu glukózy v myší krvi na nezávadnou úroveň, což se opravdu podařilo.

Naděje pro vědu i zdravotnictví

Huang a kolegové uvádějí, že toto elektrické ladění genové aktivity savců připravuje půdu pro nositelnou elektronicky řízenou genovou expresi s potenciálem propojit lékařské zákroky s tzv. internetem těla (IoB) a internetem věcí (IoT).

„Ačkoli jsme si pro ověření konceptu vybrali výrobu inzulínu řízenou pomocí DART, mělo by být jednoduché propojit řízení pomocí DART s výrobou a dávkováním široké škály různých léků. Věříme, že jednoduchá elektrogenetická rozhraní jako DART, která funkčně propojují analogové biologické systémy s digitálními elektronickými zařízeními, jsou velkým příslibem pro různé budoucí genové i buněčné terapie,“ uzavírá tým svoji přelomovou studii.

Související…

Lze ovládnout své geny. A učinit se šťastným
Věra Keilová

foto: Shutterstock , zdroj: Popular Mechanics

Tipy redakce

Ztraceni v pekle velkoměsta. Proč neumí naplňovat potřeby svých obyvatel?

Ztraceni v pekle velkoměsta. Proč neumí naplňovat potřeby svých obyvatel?

„Talácel jsem se valícím davem, nikdo si mě nevšiml, nikdo na mě nepohlédl. Až...

Život ve městě zvyšuje riziko úzkostí. Co dělat, když se nechcete odstěhovat?

Život ve městě zvyšuje riziko úzkostí. Co dělat, když se nechcete odstěhovat?

„Talácel jsem se valícím davem, nikdo si mě nevšiml, nikdo na mě nepohlédl. Až...