Diabetes adalah salah satu masalah kesehatan yang paling sering terjadi dengan 415 juta orang dewasa menderita di seluruh dunia. Pasar perangkat diabetes telah menghasilkan industri multi-miliar dolar melalui kemajuan teknologi. Masalah terbesar dengan diabetes dan perawatannya adalah bahwa itu membutuhkan jarum yang menempel sepanjang waktu, baik untuk mengontrol gula darah atau untuk menyuntikkan insulin. Berbagai hal telah sedikit membaik setelah pengenalan tambalan insulin, tetapi itu masih bukan solusi yang sempurna. Cara ideal adalah mengaktifkan tubuh untuk memproduksi insulin bila diperlukan, seperti halnya sistem alami bekerja, dan tim ilmuwan dari Universitas Normal Tiongkok Timur telah berhasil.
Penelitian yang dipimpin oleh Haifeng Ye diterbitkan dalam Science Translational Medicine. Terinspirasi oleh sistem rumah pintar, ini menggabungkan dua bidang kedokteran yang muncul, terapi berbasis sel dan optogenetika dengan teknologi telekomunikasi. Optogenetika adalah teknik yang menggunakan cahaya untuk mengatur aktivitas seluler. Idenya telah diterapkan untuk mengembalikan irama jantung, membalikkan kebutaan, dan mengaktifkan naluri predator pada tikus.
Tim menyesuaikan beberapa sel, memungkinkan mereka untuk membuat insulin ketika diterangi oleh gelombang cahaya dari daerah yang jauh merah. Proses pembuatan insulin dapat diaktifkan dalam sel yang menggunakan smartphone untuk menyalakan LED merah (FRL). Para peneliti menanamkan lampu dan meningkatkan sel dalam selubung biokompatibel untuk menanamkan di bawah kulit tikus diabetes.
Implan dengan LED berwarna merah jauh dan sel-sel yang direkayasa sebelum ditanam di bawah kulit tikus diabetes.Seluruh sistem terdiri dari sel yang dimodifikasi secara genetik, sistem kontrol LED dengan sirkuit elektromagnetik, aplikasi smartphone untuk mengontrol cahaya, dan meteran glukosa darah yang mengkomunikasikan nilai glikemik ke aplikasi melalui Bluetooth. Pengukur glukosa melakukan tes berkala kadar glukosa setiap saat. Aplikasi kemudian menganalisis hasil ini untuk menentukan jumlah insulin yang diperlukan dan menginstruksikan kotak kontrol LED untuk memungkinkan LED menerangi sel-sel yang kemudian mulai memproduksi insulin. Tikus-tikus tersebut dihadapkan pada empat jam cahaya setiap hari, yang mempertahankan tingkat produksi insulin yang berkelanjutan secara terus menerus selama 15 hari. Paparan cahaya hanya dua jam menghasilkan kadar gula darah pada tikus non-diabetes, tanpa efek samping hipoglikemik.
(LR) Kotak kontrol, aplikasi ponsel cerdas, dan matriks FRL.Penelitian ini merupakan kelanjutan dari pekerjaan yang Anda mulai sebagai Ph.D. siswa di ETH Zurich di mana dia menggunakan cahaya biru untuk mengontrol kadar glukosa pada tikus. Paparan terus menerus terhadap cahaya biru ditemukan beracun bagi mamalia, sehingga tim beralih ke FRL. Lampu merah jauh umumnya digunakan dalam lampu fisioterapi inframerah. Penelitian ini, khususnya, berfokus pada pengobatan diabetes, tetapi gagasan yang sama dapat diterapkan pada penyakit metabolik lainnya.
Sel-sel yang direkayasa dalam tubuh tikus menerima sinyal untuk memproduksi insulin ketika LED merah menyalaTim telah mampu memberikan bukti konsep yang berhasil, tetapi masih banyak pekerjaan yang harus dilakukan untuk menerapkan sistem pada manusia. Sistem masih membutuhkan pengambilan darah secara manual dan sangat dekat dengan rangkaian elektromagnetik. Ini membatasi mobilitas sembari memaparkan mereka pada radiasi elektromagnetik. Sebelum sistem meninggalkan laboratorium, validasi akan diperlukan untuk pasien yang menjalani perawatan tradisional dan sistem optogenetik.
Para peneliti menyarankan bahwa glukometer dapat diganti dengan monitor glukosa terus menerus yang ditanamkan di dalam tubuh. Penggunaan baterai yang disetujui secara klinis dapat memungkinkan pengguna lebih banyak pergerakan dengan menghilangkan koil elektromagnetik. Masalahnya berlanjut dengan pengujian sel pasien, dan tim merumuskan rencana untuk melakukan tes ini di rumah sakit.
Sumber: AAAS
Gambar: Laboratorium Kunci Shanghai Biologi Regulatori
