211service.com
Genredigerad hud kan vara sin egen blodsockersensor
Diabetiker kan i slutändan ha glukossensorer inbyggda i sina kroppar. 3 oktober 2017
Bild med tillstånd av Xiaoyang Wu
För diabetiker är konstanta fingerstick för att få en bloddroppe och mäta dess glukosnivå ett irritationsmoment. Men det är viktigt också. Otroligt blodsocker kan vara dödligt.
Det är därför ingenjörer har försökt i årtionden att skapa en icke-invasiv glukossensor, men att utveckla en har visat sig vara svårt. Det är helt enkelt inte möjligt att noggrant mäta sockernivåer genom huden.
Så varför inte istället designa om en persons kropp för att göra mätningen istället? Det är den ljusa idén som Xiaoyang Wu och kollegor vid University of Chicagos Ben May-avdelning för cancerforskning hade.
I en fascinerande samling av teknologier säger Chicago-teamet att de har genetiskt redigerat hudceller från en mus och förvandlat dem till en glukosdetektor som, när den väl har ympats på djuren, fungerar hela tiden och inte behöver ett batteri.
Det är första gången levande hud har förvandlats till en sensor, säger Wu och tillägger att en hudbaserad teknik skulle ha många fördelar jämfört med fingerstick eller till och med de kontinuerliga monitorerna som vissa diabetiker använder.
Huden är ett av de största organen i kroppen, påpekar Wu och hans kollegor i deras rapport , som dök upp förra veckan på publiceringswebbplatsen bioRxiv. Huden är lätt att få tag på och – säger de – lätt att ta bort senare om något går fel.
För att göra sin biologiska uppfinning samlade Wu och team först in några av de stamceller från möss vars uppgift det är att göra ny hud. Därefter använde de genredigeringstekniken CRISPR för att skapa sin inbyggda glukosdetektor. Det innebar att lägga till en gen från E coli bakterier vars produkt är ett protein som fastnar på sockermolekyler.
Därefter lade de till DNA som producerar två fluorescerande molekyler. På det sättet, när E coli protein fastnar på socker och ändrar form, det flyttar de fluorescerande molekylerna närmare eller längre isär – vilket genererar en signal som Wus team kunde se med hjälp av ett mikroskop.
Allt det gjordes i en labbskål - så därefter testade teamet om de glukosavkännande cellerna kunde införlivas i en muss kropp genom att ympa de konstruerade hudfläckarna på deras ryggar. När möss som lämnades hungriga plötsligt fick en stor dos socker, säger Wu, reagerade cellerna inom 30 sekunder. Att mäta glukos på detta sätt var lika exakt som ett blodprov, vilket de också provade.
Tekniken pekar på en helt ny och oväntad användning för genterapi. Men innan en person får en CRISPR-sensor i armen kommer tekniken att behöva några justeringar. Det beror på att Wu var tvungen att lysa upp den med en laser för att kunna läsa upp den glödande huden på sina möss och titta genom ett avancerad laboratoriemikroskop.
Det skulle vara utmanande för människor, medger Wu. Forskaren säger att han har idéer för ett tillvägagångssätt som kan fungera i människor, men eftersom han kan lämna in ett patent och starta ett företag är han inte redo att avslöja det.
En sak som redan är klar är att du kanske inte slutar med att bara förvandla huden till en sensor - du kan konstruera samma celler för att också veva ut läkemedel för att behandla diabetes. Wus team utvecklade nyligen en genterapibehandling som får möss att gå ner i vikt (se Fem sätt att få in CRISPR i kroppen). Han säger att en kombination av deras hudbaserade glukossensor med den genterapin kan skapa en levande form med sluten slinga för att kontrollera diabetes.
Vår studie avslöjar den frestande potentialen hos kutan genterapi för olika kliniska tillämpningar i framtiden, skriver Wu.