Учёные запрограммировали клетки таким образом, чтобы они выделяли инсулин по команде, полученной со смартфона. В итоге у мышей с моделью диабета, сообщается в новом исследовании, уровень глюкозы крови удалось сохранить в пределах нормальных значений.
В мире около 415 млн человек страдают сахарным диабетом. Они вынуждены регулярно делать себе инъекции инсулина, чтобы контролировать концентрацию глюкозы в крови. Человеческие клетки могут быть генетически модифицированы и превращены в «живые фабрики», способные производить и доставлять как гормоны, так и сигнальные молекулы. Но большинство синтетических систем не так чувствительны, как их цифровые аналоги.
Соединив живые ткани и современные технологии, Цзявэй Шао (Jiawei Shao) совместно с коллегами разработал клетки, которые начинают выделять инсулин в ответ на облучение дальним красным светом. Излучение с этой же длиной волны используется, например, в инфракрасных саунах.
Затем исследователи поместили клетки в мягкий биосовместимый футляр, содержащий также микромодуль с красными светодиодами и беспроводным питанием. Так появилось устройство, получившее название HydrogeLED. Включается и выключается оно под воздействием внешнего электромагнитного поля.
HydrogeLED имплантировали под кожу мыши, страдавшей диабетом. Управляли устройством дистанционно, с приложения на смартфоне — после получения соответствующей команды, устройство выделяло в кровоток очередную дозу инсулина. Исследователям удалось не только разработать алгоритм управления прибором со смартфона, но и создать клетки, способные вырабатывать инсулин, не вмешиваясь в естественные сигнальные процессы других клеток.
При помощи Bluetooth систему соединили с глюкометром, установив, таким образом, связь между вырабатывающими инсулин «терапевтическими» клетками и диагностическим устройством. В итоге показатели глюкозы крови подопытных животных быстро нормализовались. Важно также, что эти показатели оставались стабильными, пока длился эксперимент (а его продолжительность составила несколько недель).
Авторы исследования утверждают, что успешное объединение цифрового управления и модифицированных живых клеток — это важный шаг на пути к внедрению подобных технологий в клиническую практику.
