Wetenschappers ontdekken hoe je menselijke genen kunt controleren met elektriciteit

• Een team van onderzoekers, ook wel een ‘ontbrekende schakel’ genoemd, ontwikkelde een ‘elektrogenetische interface’ om genen te controleren.
• Bij de eerste poging wordt een apparaat op batterijen gebruikt om elektrische stromen te sturen die een reactie in een gericht gen activeren
• Het onderzoeksteam is van mening dat het elektrogenetische interfacesysteem voordelen biedt voor toekomstige gen- of celtherapieën.

---

Elektriciteit kan een krachtig hulpmiddel zijn als je het verstandig gebruikt – en een team van onderzoekers van ETH Zürich lijkt echt te weten hoe je het moet gebruiken. De wetenschappers beweren dat ze een revolutionair nieuw model hebben ontwikkeld van iets dat een ‘elektrogenetische interface’ wordt genoemd, waarbij elektriciteit wordt gebruikt om genen te controleren.

In een onderzoek gepubliceerd in NatuurVolgens het team biedt het onderzoek de ‘ontbrekende schakel’ die het mogelijk maakt draagbare apparaten te creëren die kunnen controleren genen– met een focus op de behandeling van ziekten bij de mens door middel van gen- of celtherapie.

---

---

“Wij geloven dat deze technologie draagbare elektrogenetische apparaten in staat zal stellen om metabolische interventies direct te programmeren”, aldus de auteurs schreef.

“Elektronische en biologische systemen functioneren op radicaal verschillende manieren en zijn grotendeels incompatibel vanwege het ontbreken van een functionele communicatie-interface,” uitgelegd De auteurs. “Terwijl biologische systemen analoog zijn, geprogrammeerd door de genetica, langzaam bijgewerkt door de evolutie en gecontroleerd door ionen elektronische systemen stromen door geïsoleerde membranen, zijn digitaal, geprogrammeerd door gemakkelijk te updaten software en bestuurd door elektronen die door geïsoleerde draden stromen.

De twee ontmoeten elkaar in de vorm van gelijkstroom-aangedreven regulatietechnologie (DART), een elektrogenetische interface die het digitale met het digitale verbindt. analoog door elektrische stroom te gebruiken om specifieke genreacties te activeren. “Elektrogenetische interfaces waarmee elektronische apparaten de genexpressie kunnen controleren, blijven de oplossing ontbrekende schakel op het pad naar volledige compatibiliteit en interoperabiliteit van de elektronische en genetische werelden.” de studie gezegd.

Het werk bouwt voort op een onderzoek uit 2020 gepubliceerd in Wetenschap dat liet zien hoe menselijke pancreascellen werden geïmplanteerd bij muizen met type 1 suikerziekte kunnen worden beïnvloed door elektriciteit. Het doel van zowel het apparaat uit 2020 als het nieuwe was het terugbrengen van de bloedglucosewaarden van muizen naar aanvaardbare niveaus – en dat werkte.

---

---

Volgens naar ZondeHet nieuwe ontwerp is echter een serieuze upgrade. Het maakt nog steeds gebruik van elektrisch stimulerende acupunctuurnaalden om de exacte genen in te schakelen die betrokken zijn bij het reguleren van de doses insuline, maar het is zowel efficiënter als gebruiksvriendelijker.

De studie zegt dat DART een omkeerbare en afstembare elektrogenetische interface biedt die werkt met direct beschikbare batterijen. ‘Opmerkelijk,’ zij schreef, “DART vereist heel weinig kracht en totale energie om de genexpressie van het doel te controleren.”

Het aanpakken van diabetes diende als proof-of-concept van het apparaat, maar de onderzoekers verwachten dat het model een eenvoudige oplossing zal zijn voor een breed scala aan biofarmaceutische uitdagingen. “Wij geloven”, zeiden ze gezegd, “eenvoudige elektrogenetische interfaces zoals DART die analoge biologische systemen functioneel met elkaar verbinden digitaal elektronische apparaten zijn veelbelovend voor een verscheidenheid aan toekomstige gen- en celgebaseerde therapieën.”

---