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Insulina eletrogenética

04.06.2020

O nível desejado de insulina no sangue pode ser mantido usando um implante que libera o hormônio em resposta a um sinal de rádio.

Normalmente, os níveis de insulina aumentam depois de comer: células especiais do pâncreas (células beta) que a sintetizam sentem o aumento dos níveis de glicose no sangue e secretam insulina. As células do corpo recebem um sinal de insulina e começam a absorver ativamente a glicose. Mas se as células do pâncreas não funcionarem, se houver poucas delas, se elas morreram (como no diabetes tipo XNUMX), você deve monitorar o nível de insulina.

O nível de insulina deve aumentar em tempo hábil, não deve ser muito pouco ou muito. As injeções regulares de insulina devem ser feitas estritamente antes das refeições e, em nenhum caso, você deve esquecer de comer após a injeção, caso contrário, o nível de açúcar cairá muito. No entanto, as preparações de insulina de ação prolongada estão disponíveis há um tempo relativamente longo: elas não começam a agir imediatamente, mas após uma hora, duas ou até oito horas, e essas preparações também atuam por um tempo muito longo, até 30 horas. A insulina é liberada gradualmente no sangue, como se simulasse o funcionamento normal das células sintetizadoras de insulina do pâncreas.

Pesquisadores da ETH Zurich deram um passo adiante e projetaram um implante de insulina que fornece insulina por meio de um sinal de rádio do lado de fora. O implante consiste em duas partes, eletrônica e celular. A parte eletrônica é um microcircuito que recebe um sinal e gera um impulso elétrico. As células beta vivas ficam na parte celular, que recebem um impulso elétrico e liberam insulina em resposta.

É claro que essas células não são simples, mas modificadas: elas sintetizam proteínas que permitem que íons de cálcio e potássio passem pela membrana. A porta de íons moleculares detecta um impulso elétrico, os íons começam a se mover para dentro e para fora da célula, e esse rearranjo de íons desencadeia uma cadeia de sinais intracelulares que atingem o gene da insulina.

Em outra versão, as células sintetizavam insulina de qualquer maneira, acumulando-a dentro de si em vesículas de membrana - um impulso elétrico forçou a célula a trazer essas vesículas para a membrana externa e esvaziá-las para fora. Um artigo na Science diz que o implante funcionou com sucesso em camundongos diabéticos tipo 10: as concentrações de insulina atingiram o pico XNUMX minutos após o bipe, e o açúcar no sangue caiu rapidamente para níveis normais.

Tal implante pode ser ativado a partir de um aplicativo em um smartphone, além disso, o próprio implante pode ser aprimorado para que detecte o nível de glicose no sangue, para que funcione de forma autônoma, como marca-passos cardíacos. É verdade que as células ainda terão que ser alteradas periodicamente, e esse procedimento obviamente não deve ser complicado e caro, caso contrário o implante eletrogenético não poderá competir com outros agentes de insulina.

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A solução dos cientistas é um material polimérico que converte a mancha em um gel macio e oleoso, denso o suficiente para ser coletado e transportado mecanicamente. Além disso, o gel é passível de liquefação e purificação subsequente semelhante ao petróleo bruto convencional. Um quilo desta substância pode absorver cerca de 40 litros de petróleo bruto. Ao preço de mercado atual do petróleo bruto de cerca de US$ 100 por barril, o custo desse método de coleta seria de apenas US$ 15.

A publicação dos autores descreve uma nova abordagem que resolverá de forma abrangente o problema das manchas de óleo. A tecnologia se concentra em um trímero de polialceno reticulado (x-OS-DVB) contendo 1-octeno, estireno e divinilbenzeno, um polímero de petróleo superabsorvente com compostos alifáticos e de aminoácidos. A combinação de absorção seletiva de óleo (ou seja, sem água) com alta resistência mecânica garante flutuabilidade, confiabilidade e facilidade de coleta da superfície da água. O gel de óleo coletado, composto por 98% de óleo e 2% de x-OS-DVB, é adequado para processos convencionais de refino de petróleo - econômicos, livres de resíduos e com uma porcentagem muito baixa de emissões nocivas. Além disso, o polialceno é um dos polímeros mais baratos, cuja produção é bastante simples de configurar em todo o mundo.

No geral, essa nova tecnologia econômica pode reduzir significativamente o impacto ambiental das manchas de óleo.

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