Stimolare la produzione di insulina attivando i geni con l’elettricità

 

L’espressione genica può essere stimolata da correnti elettriche, anche da dispositivi indossabili, controllando l’attivazione o il silenziamento di geni specifici, ad esempio per aumentare la produzione di ormoni nel corpo.

 

 

L’espressione genica può essere attivata nelle cellule umane ingegnerizzate da correnti elettriche. Lo riporta un articolo pubblicato su Nature Metabolism.

In uno studio proof-of-concept, la produzione di insulina da cellule umane ingegnerizzate è stata attivata utilizzando questo sistema in un modello murino di diabete.

I risultati possono rappresentare un passo avanti verso la generazione di dispositivi indossabili in grado di programmare le cellule viventi.

I dispositivi elettronici indossabili vengono utilizzati per monitorare parametri di salute come l’attività fisica e i livelli di glucosio nel sangue, ma attualmente non possono alterare direttamente l’attività dei geni.

I dispositivi che consentirebbero il controllo dell’espressione genica potrebbero essere utili per interventi medici che comportano l’attivazione o il silenziamento di geni specifici, ad esempio per aumentare la produzione di ormoni specifici nel corpo.

Martin Fussenegger e colleghi dell’ETH Zurigo, forniscono la prova di principio che l’espressione genica nelle cellule umane può essere controllata da correnti elettriche.

Gli autori hanno sviluppato un’interfaccia “elettrogenetica”, che chiamano tecnologia di regolazione attuata dalla corrente continua (DART), che può essere alimentata dalla corrente continua delle batterie e hanno progettato un sistema di rilevamento intrinseco alle cellule umane per attivare un gene di scelta.

Questo sistema rileva le specie reattive dell’ossigeno (un tipo di molecola che reagisce facilmente con altre molecole) generate dagli ioni prodotti dagli elettrodi.

Gli autori hanno quindi utilizzato questa tecnologia per ingegnerizzare le cellule umane per attivare l’espressione del gene dell’insulina dopo la stimolazione elettrica, prima di mettere le cellule in una capsula di gel per il test nei topi.

Utilizzando aghi per agopuntura, gli autori hanno inviato 4,5 volt di elettrostimolazione per 10 secondi, una volta al giorno, a capsule di gel impiantate sul dorso di cinque topi maschi diabetici di tipo 1 e hanno scoperto che questo stimolava la produzione di insulina e ripristinava i normali livelli di glucosio.

Gli autori suggeriscono che l’interfaccia elettrogenetica può aiutare le future terapie basate su geni e cellule.