Een recent gepubliceerd onderzoek uit Zwitserland toont aanj dat onze genen eerstdaags met de hulp van elektrische stroomstoten doelbewust gemanipuleerd zullen kunnen worden. Eventueel interessant voor de medische wetenschap, maar evenzeer uiterst gevaarlijk wegens misbruikmogelijkheden.

Volgens een recent onderzoek kunnen draagbare apparaten gebruikt worden om menselijk DNA elektrisch te manipuleren en genen te programmeren opdat specifieke medische behandelingen kunnen uitgevoerd worden. De onderzoekers konden de insulineproductie in menselijke cellen verhogen d.m.v. een elektrogenetische koppeling die elektrische stroomstoten zendt om bepaalde genen te activeren.

De wetenschappers geloven bijgevolg dat, door het gebruik van een dergelijke techniek, het uiteindelijk mogelijk zal zijn genezende hoeveelheden van bepaalde stoffen voor een aantal medische problemen, zoals bv. diabetes, toe te dienen door het menselijk DNA met elektriciteit te manipuleren.

Momenteel wordt vooral draagbare apparatuur gebruikt, bekend als medische “wearables”, bv. de zgn. fitness-trackers, biosensoren, bloeddrukmeters en en draagbare ECG-apparaten. Deze worden intelligente “wearables” genoemd omdat ze zodanig geprogrammeerd kunnen worden dat ze medicijnen volgens noodzaak voorschrijven, resp. verstrekken, zonder dat een arts hiervoor geraadpleegd moet worden.

Jinbo Huang, een moleculaire bioloog verbonden aan de ETH Zürich, en zijn team hebben een apparaat, “Direct Current actuated Regulation Technology” (kortweg DART) ontwikkeld. Deze koppeling op batterijen gebruikt elektrische stroom om bepaalde reacties der genen te activeren. Huang en zijn collega’s geloven dat DART een belangrijke vooruitgang is die het in de nabije toekomst mogelijk zal maken draagbare technologie bij de controle van genen in te zetten.

Elektronische en biologische systemen functioneren op een totaal verschillende manier en zijn grotendeels niet verenigbaar omwille van een gebrek van een functionerende communicatiekoppeling, zo wordt in het onderzoek verklaard. Terwijl biologische systemen analoog zijn, door de genetica geprogrammeerd worden, zich langzaam door de evolutie actualiseren en door ionen gestuurd worden die door geïsoleerde membranen vloeien, zijn elektronische systemen digitaal, via gemakkelijk te actualiseren software geprogrammeerd en worden door elektronen gestuurd, die door geïsoleerde leidingen vloeien.

Het onderzoek gaat over de noodzaak voor elektrogene koppelingen om een complete compatibiliteit en interoperabiliteit tussen elektronische en genetische systemen te bereiken. Het onderzoeksteam had als doel een directe verbinding tussen het natuurlijke DNA van het menselijk lichaam en elektronische systemen te verwezenlijken. Ze hebben daarbij de mogelijkheid aangetoond genen en DNA elektrisch te activeren en hun recent onderzoek gebruikt een aangepaste technologie om menselijke pancreascellen in muizen met type-1 diabetes in te planten.

De onderzoekers gebruikten hiervoor elektrisch stimulerende acupunctuurnaalden om de juiste genen te activeren die deelnemen aan de regeling van insuline, m.a.w. het hormoon dat onmisbaar is voor de behandeling van diabetes. (Vice) De bloedsuikerconcentraties der muizen schakelden terug op normale cijfers. Bijgevolg geloven Huang en zijn team erin dat hun uitvinding in de toekomst de mogelijkheid biedt de genen door elektriciteit te controleren én manipuleren. En in een verdere toekomst dat medische behandelingen met het internet verbonden kunnen zijn. Afsluitend de conclusie: “Wij geloven dat simpele elektrogenetische koppelingen, zoals DART, die analoge biologische systemen functioneel met digitale elektronische apparaten verbinden, een groot potentieel bieden voor verschillende toekomstige gen– en celgebaseerde therapieën.”

Allemaal goed en wel, maar wat als deze technologie in foute handen geraakt? Welk misbruikpotentieel is dan denkbaar? Vragen die momenteel niemand stelt en die bijgevolg – alleszins voorlopig – onbeantwoord blijven. Nochtans zou iemand zich wel degelijk zorgen moeten maken. Men zou nl. in de toekomst aan onze genen kunnen prutsen. Iets wat in een duister verleden ook geprobeerd werd. U herinnert zich de gevolgen.

ETH Zürich, Using electrical stimulus to regulate genes

Nature: An electrogenetic interface to program mammalian gene expression by direct current