Notícia

Pesquisadores conseguem controlar produção de insulina em animais com relógio inteligente comercial

‘Chave genética’ que pode ser operada com a luz LED verde emitida por smartwatches comerciais pode revolucionar o tratamento do diabetes no futuro

Pixabay

Fonte

ETH Zurique |  Instituto Federal de Tecnologia de Zurique

Data

sábado, 12 junho 2021 08:05

Áreas

Bioeletrônica. Doenças Metabólicas. Entrega de Medicamentos. Genética.

Muitos relógios inteligentes (smartwatches) atualmente apresentam LEDs integrados. A luz verde emitida, seja contínua ou pulsada, penetra na pele e pode ser usada para medir a frequência cardíaca do usuário durante a atividade física ou em repouso.

Uma equipe de pesquisadores do Instituto Federal de Tecnologia de Zurique (ETH Zurique) quer aproveitar a popularidade dos relógios inteligentes usando os LEDs para controlar genes e mudar o comportamento das células através da pele. A equipe é liderada pelo Dr. Martin Fussenegger, do Departamento de Ciência e Engenharia de Biossistemas do ETH. Ele explica o desafio desse empreendimento: “Nenhum sistema molecular que ocorre naturalmente nas células humanas responde à luz verde, então tivemos que construir algo novo”.

A luz verde do smartwatch ativa o gene

O professor do ETH Zurique e seus colegas desenvolveram uma ‘chave’ molecular que, uma vez implantada, pode ser ativada pela luz verde de um smartwatch.

A mudança está ligada a uma rede de genes que os pesquisadores introduziram nas células humanas. Como de costume, eles usaram células HEK 293 para o protótipo. Dependendo da configuração dessa rede – ou seja, dos genes que ela contém – ela pode produzir insulina ou outras substâncias assim que as células forem expostas à luz verde. Apagar a luz desativa o interruptor e interrompe o processo.

Software padrão

Como eles usaram um smartwatch padrão, não houve necessidade dos pesquisadores desenvolverem programas dedicados. Durante os testes, eles acenderam a luz verde ao iniciar o aplicativo em execução. “Os relógios de prateleira oferecem uma solução universal para mudar a chave molecular”, disse o Dr. Fussenegger. Novos modelos emitem pulsos de luz, que são ainda mais adequados para manter a rede genética em funcionamento.

A mudança molecular é mais complicada, entretanto. Um complexo de moléculas foi integrado à membrana das células e ligado a uma peça de conexão, semelhante ao acoplamento de um vagão ferroviário. Assim que a luz verde é emitida, o componente que se projeta para dentro da célula se desprende e é transportado para o núcleo da célula, onde dispara um gene produtor de insulina. Quando a luz verde se apaga, a peça destacada se reconecta com sua contraparte embutida na membrana.

Controle de implantes com vestíveis

Os pesquisadores testaram seu sistema tanto em porcos quanto em camundongos vivos, implantando as células apropriadas neles e prendendo um smartwatch como uma mochila. Abrindo o programa de funcionamento do relógio, os pesquisadores ligaram a luz verde para ativar o acionamento.

“É a primeira vez que um implante desse tipo é operado usando dispositivos eletrônicos inteligentes disponíveis comercialmente – conhecidos como vestíveis, porque são usados ​​diretamente na pele”, disse o professor do ETH Zurique. A maioria dos relógios emite luz verde, uma base prática para uma aplicação potencial, pois não há necessidade de os usuários comprarem um dispositivo especial.

De acordo com o pesquisador, no entanto, parece improvável que essa tecnologia entre na prática clínica por pelo menos mais dez anos. As células usadas neste protótipo teriam que ser substituídas pelas próprias células do usuário. Além disso, o sistema precisa passar pelas fases clínicas antes de ser aprovado, o que significa grandes obstáculos regulatórios. “Até o momento, apenas algumas terapias celulares foram aprovadas”, concluiu o Dr. Fussenegger.

Os resultados do estudo foram publicados na revista científica Nature Communications.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página do ETH Zurique (em inglês).

Fonte: Peter Rüegg, ETH Zurique. Imagem: Pixabay.

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