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Le dispositif portable communique avec les systèmes biologiques pour contrôler l'expression des gènes 

Les appareils portables sont devenus courants et gagnent de plus en plus de terrain. Ces dispositifs interfacent généralement les biomatériaux avec l'électronique. Certains appareils électro-magnétiques portables agissent comme des récupérateurs d'énergie mécanique pour fournir de l'énergie. Lecture, aucune « interface électrogénétique directe » n'est disponible. Par conséquent, les appareils portables ne peuvent pas programmer directement les thérapies géniques. Des chercheurs ont mis au point la première interface électrogénétique directe qui permet l'expression de transgènes dans des cellules humaines. Baptisé DART (DC current-actuated regulation technology), il utilise une alimentation en courant continu pour générer des espèces réactives de l'oxygène qui agissent sur des promoteurs synthétiques pour l'expression. Dans un modèle de souris diabétique de type 1, le dispositif a stimulé des cellules humaines artificielles implantées par voie sous-cutanée pour libérer de l'insuline qui a rétabli un taux de sucre dans le sang normal.  

Les appareils électroniques portables tels que les montres intelligentes, les trackers de fitness, Casques VR, les bijoux intelligents, les lunettes connectées au Web, les casques Bluetooth et de nombreux appareils liés à la santé sont monnaie courante de nos jours et gagnent de plus en plus de terrain, en particulier dans le domaine de la santé. Habituellement, les dispositifs non invasifs liés à la santé relient les biomatériaux (y compris les enzymes) à l'électronique et sont utilisés pour surveiller la mobilité, les signes vitaux et les biomarqueurs dans les biofluides (sueur, salive, liquide interstitiel et larmes). Certains dispositifs électromagnétiques portables agissent également comme des récupérateurs d'énergie mécanique pour fournir de l'énergie.  

Interconnecté appareils portables jouer un rôle clé dans la collecte de données sur la santé des individus, ce qui peut être utile pour fournir des soins de santé personnalisés, y compris des thérapies géniques. Le diabète de type 1 est l'une de ces conditions où un dispositif de surveillance portable pourrait stimuler et contrôler l'expression de l'insuline dans des cellules humaines artificielles implantées sous la peau pour libérer de l'insuline et rétablir un taux de sucre dans le sang normal. Les dispositifs auraient besoin d'une interface électro-génétique pour contrôler l'expression des gènes. Mais en raison de l'indisponibilité de toute interface de communication fonctionnelle, les mondes électronique et génétique restent largement incompatibles, et les appareils portables ne se sont pas encore développés pour fournir thérapies géniques.  

Des chercheurs de l'ETH Zurich, Bâle, Suisse ont récemment réussi à développer une telle interface qui a permis à un appareil électronique de communiquer avec le monde génétique grâce à l'utilisation d'un courant continu de faible niveau. Baptisée DART (technologie de régulation actionnée par courant direct), elle génère des niveaux non toxiques de les espèces réactives de l'oxygène pour affiner de manière réversible les promoteurs synthétiques. Dans un modèle de souris, son application a stimulé avec succès des cellules humaines artificielles implantées sous la peau pour libérer de l'insuline et rétablir le taux de sucre dans le sang.  

Pour le moment, DART semble prometteur, mais il a traversé les rigueurs des essais cliniques et prouvé sa valeur en termes de sécurité et d'efficacité. À l'avenir, les appareils électroniques portables avec DART pourraient être en mesure de programmer directement des interventions métaboliques. 

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Références:  

  1. Kim J., et al., 2018. Bioélectronique portable : dispositifs électroniques corporels à base d'enzymes. Acc. Chim. Rés. 2018, 51, 11, 2820–2828. Date de publication : 6 novembre 2018. DOI : https://doi.org/10.1021/acs.accounts.8b00451  
  1. Huang, J., Xue, S., Buchmann, P. et al. 2023. Une interface électrogénétique pour programmer l'expression de gènes de mammifères par courant continu. Métabolisme naturel. Publié : 31 juillet 2023. DOI : https://doi.org/10.1038/s42255-023-00850-7  

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Umesh Prasad
Umesh Prasad
Journaliste scientifique | Rédacteur fondateur, magazine Scientific European

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