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Dispositivo portátil se comunica con sistemas biológicos para controlar la expresión génica 

Los dispositivos portátiles se han vuelto predominantes y están ganando cada vez más terreno. Estos dispositivos suelen interconectar biomateriales con la electrónica. Algunos dispositivos electromagnéticos portátiles actúan como recolectores de energía mecánica para suministrar energía. En la actualidad, no se dispone de una "interfaz electrogenética directa". Por lo tanto, los dispositivos portátiles no pueden programar directamente terapias basadas en genes. Los investigadores han desarrollado la primera interfaz electrogenética directa que permite la expresión transgénica en células humanas. Denominada DART (tecnología de regulación accionada por corriente de CC), utiliza un suministro de CC para generar especies reactivas de oxígeno que actúan sobre promotores sintéticos para la expresión. En un modelo de ratón diabético tipo 1, el dispositivo estimuló células humanas modificadas implantadas subcutáneamente para liberar insulina que restauró el nivel normal de azúcar en la sangre.  

Dispositivos electrónicos portátiles como relojes inteligentes, rastreadores de actividad física, auriculares VR, las joyas inteligentes, los anteojos habilitados para la web, los auriculares bluetooth y muchos dispositivos relacionados con la salud son comunes en estos días y están ganando terreno cada vez más, particularmente en la salud. Por lo general, los dispositivos no invasivos relacionados con la salud interconectan biomateriales (incluidas las enzimas) con la electrónica y se utilizan para monitorear la movilidad, los signos vitales y los biomarcadores en los biofluidos (sudor, saliva, líquido intersticial y lágrimas). Algunos dispositivos portátiles, dispositivos electromagnéticos, también actúan como recolectores de energía mecánica para suministrar energía.  

Interconectado dispositivos portátiles juegan un papel clave en la recopilación de datos de salud de las personas que pueden ser útiles para brindar atención médica personalizada, incluidas las terapias basadas en genes. Diabetes tipo 1 es una de esas condiciones en las que un dispositivo de monitoreo portátil podría estimular y controlar la expresión de insulina en células humanas modificadas implantadas subdérmicamente para liberar insulina y restaurar el nivel normal de azúcar en la sangre. Los dispositivos necesitarían una interfaz electrogenética para controlar la expresión génica. Pero debido a la falta de disponibilidad de cualquier interfaz de comunicación funcional, los mundos electrónico y genético siguen siendo en gran medida incompatibles, y los dispositivos portátiles aún no se han desarrollado para proporcionar terapias basadas en genes.  

Investigadores de ETH Zurich, Basilea, Suiza, recientemente lograron desarrollar una interfaz de este tipo que permitió que un dispositivo electrónico se comunicara con el mundo genético mediante el uso de corriente continua de bajo nivel. Denominada DART (tecnología de regulación accionada por corriente continua), genera niveles no tóxicos de especies de oxígeno reactivas para afinar reversiblemente los promotores sintéticos. En un modelo de ratón, su aplicación estimuló con éxito células humanas modificadas implantadas debajo de la piel para liberar insulina y restaurar el nivel de azúcar en la sangre.  

Por el momento, DART parece prometedor, pero ha pasado por los rigores de los ensayos clínicos y ha demostrado su valía en términos de seguridad y eficacia. En el futuro, los dispositivos electrónicos portátiles con DART pueden estar en condiciones de programar directamente intervenciones metabólicas. 

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Referencias:  

  1. kim j., et al., 2018. Bioelectrónica portátil: dispositivos electrónicos corporales basados ​​en enzimas. Cuenta química Res. 2018, 51, 11, 2820–2828. Fecha de publicación: 6 de noviembre de 2018. DOI: https://doi.org/10.1021/acs.accounts.8b00451  
  1. Huang, J., Xue, S., Buchmann, P. et al. 2023. Una interfaz electrogenética para programar la expresión génica de mamíferos por corriente continua. Metabolismo de la Naturaleza. Publicado: 31 de julio de 2023. DOI: https://doi.org/10.1038/s42255-023-00850-7  

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Umesh Prasad
Umesh Prasad
Periodista científico | Editor fundador de la revista Scientific European

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