211service.com
Gēnu rediģēta āda varētu būt tās pašas asins cukura sensors
Diabētiķu ķermenī galu galā var būt iebūvēti glikozes sensori. 2017. gada 3. oktobris
Attēlu sniedza Xiaoyang Wu
Cukura diabēta slimniekus apgrūtina pastāvīga pirkstu dūrieni, lai iegūtu asins pilienu un izmērītu glikozes līmeni. Bet tas ir arī būtiski. Neparasts cukura līmenis asinīs var būt letāls.
Tāpēc inženieri gadu desmitiem ir mēģinājuši izveidot neinvazīvu glikozes sensoru, taču tā izstrāde ir izrādījusies sarežģīta. Vienkārši nav iespējams precīzi izmērīt cukura līmeni caur ādu.
Tātad, kāpēc gan nepārveidot cilvēka ķermeni, lai tā vietā veiktu mērījumus? Tā ir spilgtā ideja, kas radās Sjaojanam Vu un kolēģiem Čikāgas Universitātes Bena Meja Vēža izpētes departamentā.
Aizraujošā tehnoloģiju kombinācijā Čikāgas komanda saka, ka tā ir ģenētiski rediģējusi ādas šūnas no peles un pārvērtusi tās par glikozes detektoru, kas pēc uzpotēšanas dzīvniekiem darbojas visu laiku un tam nav nepieciešams akumulators.
Šī ir pirmā reize, kad dzīvā āda ir pārvērsta par sensoru, saka Vu, piebilstot, ka uz ādu balstītai tehnoloģijai būtu daudz priekšrocību salīdzinājumā ar pirkstu dūrieniem vai pat nepārtrauktiem monitoriem, ko izmanto daži diabēta slimnieki.
Āda ir viens no lielākajiem orgāniem organismā, norāda Vu un viņa kolēģi viņu ziņojumu , kas pagājušajā nedēļā parādījās izdevniecības vietnē bioRxiv. Ādu ir viegli aizķert un — viņi saka — viegli noņemt vēlāk, ja kaut kas noiet greizi.
Lai izveidotu savu bioloģisko izgudrojumu, Wu un komanda vispirms no pelēm savāca dažas cilmes šūnas, kuru uzdevums ir izveidot jaunu ādu. Pēc tam viņi izmantoja gēnu rediģēšanas tehniku CRISPR, lai izveidotu savu iebūvēto glikozes detektoru. Tas ietvēra gēna pievienošanu no E. coli baktērijas, kuru produkts ir proteīns, kas pielīp pie cukura molekulām.
Pēc tam viņi pievienoja DNS, kas ražo divas fluorescējošas molekulas. Tādā veidā, kad E. coli proteīns pielīp pie cukura un maina formu, tas pārvieto fluorescējošās molekulas tuvāk vai tālāk viena no otras, radot signālu, ko Vu komanda varētu redzēt, izmantojot mikroskopu.
Tas viss tika darīts laboratorijas traukā, tāpēc komanda pārbaudīja, vai glikozi jutīgās šūnas var tikt iekļautas peles ķermenī, uzpotējot izstrādātos ādas plankumus uz viņu muguras. Kad pelēm, kuras palika izsalkušas, pēkšņi tika dota liela cukura deva, Vu saka, šūnas reaģēja 30 sekunžu laikā. Glikozes mērīšana šādā veidā bija tikpat precīza kā asins analīze, ko viņi arī izmēģināja.
Tehnoloģija norāda uz pilnīgi jaunu un negaidītu gēnu terapijas pielietojumu. Bet, pirms cilvēks saņem CRISPR sensoru rokā, tehnoloģijai būs jāveic daži pielāgojumi. Tas ir tāpēc, ka, lai nolasītu savu peļu kvēlojošo ādu, Vu vajadzēja to izgaismot ar lāzeru un skatīties caur augstas klases laboratorijas mikroskopu.
Tas cilvēkiem būtu izaicinājums, atzīst Vu. Pētnieks saka, ka viņam ir idejas par pieeju, kas varētu darboties cilvēkos, taču, tā kā viņš varētu iesniegt patentu un dibināt uzņēmumu, viņš nav gatavs to atklāt.
Viena lieta, kas jau ir skaidra, ir tāda, ka jūs, iespējams, neapstāties tikai ar ādas pārvēršanu sensorā — jūs varat konstruēt tās pašas šūnas, lai arī izdalītu zāles diabēta ārstēšanai. Wu komanda nesen izstrādāja gēnu terapijas ārstēšanu, kas liek pelēm zaudēt svaru (skatiet Pieci veidi, kā CRISPR ievadīt organismā). Viņš saka, ka viņu ādas glikozes sensora apvienošana ar šo gēnu terapiju varētu radīt slēgta cikla dzīvu formu, lai kontrolētu diabētu.
Mūsu pētījums atklāj ādas gēnu terapijas vilinošo potenciālu dažādiem klīniskiem lietojumiem nākotnē, raksta Wu.