211service.com
Skóra poddana edycji genowej może być własnym czujnikiem poziomu cukru we krwi
Diabetycy mogą ostatecznie mieć wbudowane czujniki glukozy w swoich ciałach. 3 października 2017 r.
Zdjęcie dzięki uprzejmości Xiaoyang Wu
Dla diabetyków irytujące jest ciągłe nakłuwanie palca w celu uzyskania kropli krwi i pomiaru jej poziomu glukozy. Ale to też jest niezbędne. Nieprawidłowy poziom cukru we krwi może być śmiertelny.
Dlatego inżynierowie od dziesięcioleci próbowali stworzyć nieinwazyjny czujnik glukozy, ale opracowanie takiego okazało się trudne. Dokładny pomiar poziomu cukru przez skórę jest po prostu niewykonalny.
Dlaczego więc nie przeprojektować ciała człowieka, aby zamiast tego dokonywał pomiarów? To świetny pomysł, który miał Xiaoyang Wu i jego koledzy z Departamentu Badań nad Rakiem Ben Maya na Uniwersytecie w Chicago.
Zespół z Chicago twierdzi, że w fascynującym połączeniu technologii genetycznie zmodyfikował komórki skóry myszy i przekształcił je w detektor glukozy, który po wszczepieniu zwierzętom działa cały czas i nie wymaga baterii.
Po raz pierwszy żywa skóra została zamieniona w czujnik, mówi Wu, dodając, że technologia oparta na skórze miałaby wiele zalet w porównaniu z nakłuciem palca, a nawet ciągłymi monitorami, których używają niektórzy diabetycy.
Skóra jest jednym z największych organów w ciele, jak podkreślają Wu i jego koledzy w ich raport , który ukazał się w zeszłym tygodniu na portalu wydawniczym bioRxiv. Skóra jest łatwa do uchwycenia i – jak mówią – łatwa do usunięcia później, jeśli coś pójdzie nie tak.
Aby dokonać biologicznego wynalazku, Wu i zespół najpierw pobrali od myszy niektóre komórki macierzyste, których zadaniem jest tworzenie nowej skóry. Następnie wykorzystali technikę edycji genów CRISPR do stworzenia wbudowanego detektora glukozy. Wiązało się to z dodaniem genu z E coli bakterie, których produktem jest białko, które przykleja się do cząsteczek cukru.
Następnie dodali DNA, które wytwarza dwie cząsteczki fluorescencyjne. W ten sposób, gdy E coli Białko przykleja się do cukru i zmienia kształt, przybliża lub oddala cząsteczki fluorescencyjne, generując sygnał, który zespół Wu mógł zobaczyć za pomocą mikroskopu.
Wszystko to zostało zrobione w naczyniu laboratoryjnym – więc następnie zespół przetestował, czy komórki wykrywające glukozę mogą zostać włączone do organizmu myszy poprzez przeszczepienie zmodyfikowanych plastrów skóry na ich plecy. Kiedy myszom, które pozostały głodne, podano nagle dużą dawkę cukru, jak mówi Wu, komórki zareagowały w ciągu 30 sekund. Pomiar glukozy w ten sposób był tak samo dokładny jak badanie krwi, którego również próbowali.
Technologia wskazuje na zupełnie nowe i nieoczekiwane zastosowanie terapii genowej. Ale zanim dana osoba dostanie czujnik CRISPR w ramię, technologia będzie wymagała pewnych regulacji. To dlatego, że aby odczytać świecącą skórę swoich myszy, Wu musiał oświetlić ją laserem i obserwować przez wysokiej klasy mikroskop laboratoryjny.
To byłoby wyzwanie dla ludzi, przyznaje Wu. Badacz mówi, że ma pomysły na podejście, które może zadziałać u ludzi, ale ponieważ może złożyć patent i założyć firmę, nie jest gotowy do ujawnienia tego.
Jedna rzecz, która jest już jasna, to to, że możesz nie poprzestać na przekształceniu skóry w czujnik — możesz zaprojektować te same komórki, aby wytwarzać leki na cukrzycę. Zespół Wu niedawno opracował terapię genową, która powoduje, że myszy tracą na wadze (patrz Pięć sposobów na wprowadzenie CRISPR do organizmu). Mówi, że połączenie ich czujnika glukozy na skórze z tą terapią genową może stworzyć żywą formę o zamkniętej pętli do kontrolowania cukrzycy.
Nasze badanie odkrywa kuszący potencjał terapii genowej skóry do różnych zastosowań klinicznych w przyszłości, pisze Wu.