ELECTRO ACUPUNCTUUR?
Elektriciteit heeft al toepassingen in gentherapie in de vorm van elektroporatie, een techniek die wordt gebruikt om DNA in cellen af te leveren zonder dat er een virale vector nodig is. Maar tot nu toe lijkt het erop dat niemand met succes een apparaat op batterijen heeft ontwikkeld dat de genexpressie kan verfijnen in cellen die in levende dieren zijn geïmplanteerd. Eerdere pogingen werden ontsierd door cytotoxiciteit, slechte prestaties en apparaten die snel doorbrandden.
Om deze problemen te omzeilen, heeft het team van ETH Zürich gekeken naar een soort verbinding die al van nature in het lichaam wordt geproduceerd: reactieve zuurstofsoorten , of ROS. Hoewel ROS vaak in verband wordt gebracht met ontstekingen, omdat ze een bijproduct zijn van de activiteit van immuuncellen, wisten de onderzoekers uit eerdere onderzoeken door andere teams dat het mogelijk was om niet-toxische niveaus ervan in cellen te genereren via stimulatie met elektroden die een laagspanningsgelijkstroom leveren. huidig. Bovendien hadden wetenschappers van de Universiteit van Maryland onlangs een systeem bedacht dat de genexpressie in bacteriën veranderde door ROS te reguleren met een elektrische stroom.
Voor hun nieuwe apparaat ontwikkelden de onderzoekers een systeem dat batterijvermogen gebruikt om ROS-vorming op laag niveau te stimuleren en genexpressie in bio-engineered cellen te activeren. Ten eerste voegden ze ROS-gevoelige eiwitten toe aan menselijke embryonale niercellen die waren ontworpen om insuline uit te scheiden. Wanneer ze worden geactiveerd door een elektrische stroom, reguleren de eiwitten de genexpressie in de cellen, waardoor een cascade wordt gestimuleerd die resulteert in de productie van insuline.
Nadat ze hadden geverifieerd dat het systeem werkte in celculturen, gingen ze over tot het testen ervan in levende muizen. Ze gebruikten drie standaard AA-batterijen om een lading van 4,5 volt door hun apparaat naar acupunctuurnaalden te sturen, die in de rug van mannelijke muizen met diabetes type 1 werden ingebracht die waren geïmplanteerd met de bio-engineered ROS-sensing, insuline- niercellen afscheiden. Een eenvoudige aan-uitschakelaar bestuurde het apparaat.
De onderzoekers ontdekten dat het stimuleren van de cellen één keer per dag gedurende 10 seconden voldoende was om de insulineproductie te verhogen tot het punt dat de muizen de komende 24 uur geen episoden van hyper- of hypoglykemie ondervonden. Uit aanvullende experimenten bleek dat het systeem verder kon worden afgestemd en meerdere keren per dag kon worden geactiveerd om een betere controle over de bloedglucosewaarden te krijgen, waarbij insuline-injectiepatronen werden nagebootst die soms nodig zijn om de bloedsuikerspiegel bij menselijke patiënten onder controle te houden. Door de glucosespiegels van de muizen elke drie uur te controleren, ontdekten de onderzoekers dat één tot vier activeringen per dag voldoende waren om de glucosespiegels zonder bijwerkingen te optimaliseren.
De onderzoekers merkten op dat het systeem verschillende voordelen heeft. Ten eerste vereist het heel weinig kracht en totale energie om de glucosespiegels onder controle te houden. Ze schatten dat een drievoudig AA-batterijpak voldoende zou zijn om vijf jaar lang elke dag een enkele therapeutische injectie insuline te geven. Bovendien worden geladen acupunctuurnaalden zoals die gebruikt in het experiment al gebruikt in de traditionele Chinese geneeskunde in praktijken die zijn goedgekeurd door de Wereldgezondheidsorganisatie.
“Wij zijn dus van mening dat een snelle, elektronicavrije, directe batterijgevoede laagspanningsgelijkstroomcontrole van therapeutische transgenen in menselijke cellen een sprong voorwaarts is, die de ontbrekende schakel vertegenwoordigt die wearables in staat zal stellen genen in de niet zo verre toekomst te controleren. ’ schreven de wetenschappers.
Reactie plaatsen
Reacties