211service.com
Gene-bewerkte huid kan zijn eigen bloedsuikersensor zijn
Diabetici kunnen uiteindelijk glucosesensoren in hun lichaam hebben ingebouwd. 3 oktober 2017
Afbeelding met dank aan Xiaoyang Wu
Voor diabetici is de constante vingerprik om een bloeddruppel te krijgen en de glucosespiegel te meten een ergernis. Maar het is ook essentieel. Een uit de hand gelopen bloedsuikerspiegel kan dodelijk zijn.
Daarom hebben ingenieurs tientallen jaren geprobeerd een niet-invasieve glucosesensor te maken, maar het ontwikkelen ervan bleek moeilijk. Het is gewoon niet haalbaar om het suikergehalte nauwkeurig door de huid te meten.
Dus waarom niet, in plaats daarvan, het lichaam van een persoon opnieuw ontwerpen om in plaats daarvan de meting te doen? Dat is het slimme idee dat Xiaoyang Wu en collega's van de Ben May Department for Cancer Research van de Universiteit van Chicago hadden.
In een fascinerende combinatie van technologieën zegt het team uit Chicago dat het huidcellen van een muis genetisch heeft bewerkt en ze in een glucosedetector heeft veranderd die, eenmaal geënt op de dieren, altijd werkt en geen batterij nodig heeft.
Het is de eerste keer dat een levende huid in een sensor is veranderd, zegt Wu, eraan toevoegend dat een op de huid gebaseerde technologie veel voordelen zou hebben ten opzichte van vingerprikken of zelfs de continue monitoren die sommige diabetici gebruiken.
De huid is een van de grootste organen in het lichaam, wijzen Wu en zijn collega's erop in: hun rapport , die vorige week verscheen op de publicerende website bioRxiv. De huid is gemakkelijk te pakken en - zeggen ze - later gemakkelijk te verwijderen als er iets misgaat.
Om hun biologische uitvinding te doen, verzamelden Wu en het team eerst enkele van de stamcellen van muizen waarvan het de taak is om een nieuwe huid te maken. Vervolgens gebruikten ze de genbewerkingstechniek CRISPR om hun ingebouwde glucosedetector te maken. Dat betekende het toevoegen van een gen van E coli bacteriën waarvan het product een eiwit is dat zich aan suikermoleculen hecht.
Vervolgens voegden ze DNA toe dat twee fluorescerende moleculen produceert. Op die manier, wanneer de E coli eiwit plakt aan suiker en verandert van vorm, het beweegt de fluorescerende moleculen dichter bij of verder uit elkaar en genereert een signaal dat Wu's team kon zien met een microscoop.
Dat gebeurde allemaal in een laboratoriumschaal - dus vervolgens testte het team of de glucosegevoelige cellen in het lichaam van een muis konden worden opgenomen door de gemanipuleerde huidvlekken op hun rug te enten. Toen muizen die honger hadden, plotseling een grote dosis suiker kregen, reageerden de cellen binnen 30 seconden, zegt Wu. Op deze manier glucose meten was net zo nauwkeurig als een bloedtest, wat ze ook probeerden.
De technologie wijst op een totaal nieuwe en onverwachte toepassing van gentherapie. Maar voordat een persoon een CRISPR-sensor in de arm krijgt, zal de technologie wat aanpassingen nodig hebben. Dat komt omdat Wu om de gloeiende huid van zijn muizen te lezen, deze met een laser moest verlichten en door een hoogwaardige laboratoriummicroscoop moest kijken.
Dat zou een uitdaging zijn voor mensen, geeft Wu toe. De onderzoeker zegt dat hij ideeën heeft voor een aanpak die bij mensen zou kunnen werken, maar aangezien hij een patent zou kunnen aanvragen en een bedrijf zou kunnen starten, is hij niet klaar om het te onthullen.
Een ding dat al duidelijk is, is dat je misschien niet stopt met het veranderen van de huid in een sensor - je zou dezelfde cellen kunnen ontwikkelen om ook medicijnen te gebruiken om diabetes te behandelen. Het team van Wu heeft onlangs een gentherapiebehandeling ontwikkeld die ervoor zorgt dat muizen afvallen (zie Vijf manieren om CRISPR in het lichaam te krijgen). Hij zegt dat het combineren van hun op de huid gebaseerde glucosesensor met die gentherapie een gesloten, levende vorm zou kunnen creëren om diabetes onder controle te houden.
Onze studie ontrafelt het verleidelijke potentieel van cutane gentherapie voor verschillende klinische toepassingen in de toekomst, schrijft Wu.