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La producción de insulina se podría controlar con relojes inteligentes

ETH Zurich · 19 julio 2021

Muchos dispositivos de fitness y smartwatches modernos llevan LED integrados. La luz verde emitida, ya sea continua o pulsada, penetra en la piel y puede utilizarse para medir la frecuencia cardiaca del usuario durante la actividad física o en reposo.

Un equipo suizo quiere ahora aprovechar la popularidad de estos dispositivos utilizando los LED para controlar los genes y cambiar el comportamiento de las células a través de la piel. El equipo está dirigido por Martin Fussenegger, del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Biosistemas de la ETH Zurich en Basilea. Explica que el reto de su propuesta fue que "ningún sistema molecular natural de las células humanas responde a la luz verde, así que tuvimos que construir algo nuevo".

Fussenegger y colegas acabaron desarrollando un interruptor molecular que, una vez implantado, puede ser activado por la luz verde de un reloj inteligente. Su investigación se publica en Nature Communications.

El interruptor está asociado a una red de genes que los investigadores introdujeron en células humanas. Utilizaron células HEK 293 para el prototipo. Según la configuración de esta red,  puede producir insulina u otras sustancias en cuanto las células se exponen a la luz verde. Al apagar la luz se desactiva el interruptor y se detiene el proceso.

Como utilizaron el software estándar del smartwatch, los investigadores no tuvieron que desarrollar programas específicos. Durante sus pruebas, encendieron la luz verde iniciando la aplicación en funcionamiento. "Los relojes estándar ofrecen una solución universal para activar el interruptor molecular", afirma Fussenegger. Los nuevos modelos emiten pulsos de luz, que son aún más adecuados para mantener la red de genes en funcionamiento.

Sin embargo, el interruptor molecular es más complicado. Se integró un complejo de moléculas en la membrana de las células y se unió a una pieza de conexión, similar al acoplamiento de un vagón de tren. En cuanto se emite luz verde, el componente que se proyecta en la célula se desprende y es transportado al núcleo celular, donde activa un gen productor de insulina. Cuando se apaga la luz verde, la pieza desprendida se reconecta con su homóloga incrustada en la membrana.

Los investigadores probaron su sistema tanto en corteza de cerdo como en ratones vivos, implantándoles las células adecuadas y colocándoles un reloj inteligente como si fuera una mochila. Abriendo el programa de funcionamiento del reloj, los investigadores encendieron la luz verde para activar el proceso.

"Es la primera vez que un implante de este tipo funciona con dispositivos electrónicos inteligentes disponibles en el mercado, conocidos como wearables porque se llevan directamente sobre la piel", afirma el citado investigador. La mayoría de los relojes emiten luz verde, una base práctica para una posible aplicación, ya que no es necesario que los usuarios adquieran un dispositivo especial.

Sin embargo, según Fussenegger, parece poco probable que esta tecnología entre en la práctica clínica hasta dentro de diez años como mínimo. Las células utilizadas en este prototipo tendrían que ser sustituidas por las del propio usuario. Además, el sistema tiene que pasar por las fases clínicas antes de ser aprobado, lo que supone importantes obstáculos normativos. "Hasta la fecha, solo se han aprobado muy pocas terapias celulares", afirma Fussenegger.

Referencia: Nat Commun. 2021;12(1):3388. Published 2021 Jun 7. doi:10.1038/s41467-021-23572-4

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