Поєднання живих клітин і цифрових технологій дозволило керувати синтезом інсуліну зі смартфона.
Вчені запрограмували клітини таким чином, щоб вони виділяли інсулін за командою, отриманою зі смартфона. У результаті у мишей з моделлю діабету, повідомляється в новому дослідженні, рівень глюкози крові вдалося зберегти в межах нормальних значень.
У світі близько 415 млн людей страждають на цукровий діабет. Вони змушені регулярно робити собі ін'єкції інсуліну, щоб контролювати концентрацію глюкози в крові. Людські клітини можуть бути генетично модифіковані і перетворені на «живі фабрики», здатні виробляти і доставляти як гормони, так і сигнальні молекули. Але більшість синтетичних систем не такі чутливі, як їх цифрові аналоги.
Поєднавши живі тканини і сучасні технології, Цзявей Шао (Jiawei Shao) спільно з колегами розробив клітини, які починають виділяти інсулін у відповідь на опромінення далеким червоним світлом. Випромінювання з цієї ж довжиною хвилі використовується, наприклад, в інфрачервоних саунах.
Потім дослідники помістили клітини в м'який біосумісний футляр, що містить також мікромодуль з червоними світлодіодами і бездротовим харчуванням. Так з'явився пристрій, що отримав назву Hydro^ LED. Вмикається і вимикається воно під впливом зовнішнього електромагнітного поля.
Hydro^ LED імплантували під шкіру миші, що страждала на діабет. Керували пристроєм дистанційно, з програми на смартфоні - після отримання відповідної команди, пристрій виділяв у кровотік чергову дозу інсуліну. Дослідникам вдалося не тільки розробити алгоритм управління приладом зі смартфона, але і створити клітини, здатні виробляти інсулін, не втручаючись у природні сигнальні процеси інших клітин.
За допомогою Bluetooth систему з'єднали з глюкометром, встановивши, таким чином, зв'язок між виробляючими інсулін «терапевтичними» клітинами і діагностичним пристроєм. У підсумку показники глюкози крові піддослідних тварин швидко нормалізувалися. Важливо також, що ці показники залишалися стабільними, поки тривав експеримент (а його тривалість склала кілька тижнів).
Автори дослідження стверджують, що успішне об'єднання цифрового управління і модифікованих живих клітин - це важливий крок на шляху до впровадження подібних технологій у клінічну практику.