Более 415 миллионов человек во всем мире живут с диабетом и часто нуждаются в инъекциях инсулина, чтобы контролировать уровень сахара в крови. Человеческие клетки можно генетически преобразовать в живые фабрики, которые эффективно производят и доставляют гормоны и сигнальные молекулы, но большинство синтетических биологических цепей не обладают такой же степенью чувствительности и точности, как цифровые датчики.
Объединяя живые ткани и технологии, Jiawei Shao et al. создали специальные клетки, вырабатывающие инсулин при освещении дальним красным светом (те же длины волн, излучаемые терапевтическими луковицами и инфракрасными саунами).Исследователи добавили клетки в мягкую биосовместимую оболочку, которая также содержала красные светодиоды с беспроводным питанием, чтобы создать светодиоды HydrogeLED, которые можно было включать и выключать внешним электромагнитным полем.Имплантация светодиодов HydrogeLED в кожу мышей с диабетом позволила Шао и его коллегам дистанционно вводить дозы инсулина через приложение для смартфона.
Они не только разработали индивидуальные алгоритмы управления смартфоном, но и спроектировали сконструированные клетки для производства инсулина без каких-либо «перекрестных помех» между обычными клеточными процессами передачи сигналов.Затем ученые соединили систему с глюкометром с поддержкой Bluetooth, создав мгновенную обратную связь между терапевтическими клетками и диагностическим устройством, которое помогло животным с диабетом быстро достичь и поддерживать стабильные уровни глюкозы в крови в небольшом пилотном эксперименте в течение нескольких периодов. недели.Авторы говорят, что успешное связывание цифровых сигналов с сконструированными клетками представляет собой важный шаг на пути к внедрению аналогичных клеточных методов лечения в клинику.
Связанный с этим фокус Марка Гомельского дополнительно освещает полученные результаты.