Потрібний рівень інсуліну в крові можна підтримувати за допомогою імплантату, який виділяє гормон у відповідь на радіосигнал.
У нормі рівень інсуліну підвищується після їжі: спеціальні клітини підшлункової залози (бета-клітини), які його синтезують, відчувають підвищення рівня глюкози в крові, і виділяють інсулін. Клітини тіла отримують інсуліновий сигнал і починають активно поглинати глюкозу. Але якщо клітини підшлункової залози не працюють, якщо їх мало, якщо вони загинули (як при діабеті першого типу), то за рівнем інсуліну доводиться стежити самому.
Рівень інсуліну повинен підвищуватися своєчасно, його не повинно бути ні занадто мало, ні занадто багато. Звичайні інсулінові ін'єкції потрібно робити строго перед їжею, і ні в якому разі не забути поїсти після ін'єкції, інакше рівень цукру впаде дуже сильно. Проте вже порівняно давно є препарати інсуліну тривалої дії: вони починають діяти не відразу, а через годину, дві, а то і вісім годин, і діють потім такі препарати теж дуже довго, до 30 годин. Інсулін поступово вивільняється в кров, як би імітуючи нормальну роботу інсулінсинтезуючих клітин підшлункової.
Дослідники зі Швейцарської вищої технічної школи Цюріха пішли ще далі і сконструювали інсуліновий імплантат, який видає інсулін по радіосигналу зовні. Імплантат складається з двох частин, електронної та клітинної. Електронна частина - це мікросхема, яка отримує сигнал і генерує електричний імпульс. У клітинній частині сидять живі бета-клітини, які приймають електричний імпульс і у відповідь вивільняють інсулін.
Зрозуміло, клітини ці не прості, а модифіковані: вони синтезують білки, які пропускають через мембрану іони кальцію і калію. Молекулярні іонні ворота відчувають електричний імпульс, іони починають входити в клітку і виходити з неї, і таке перегрупування іонів включає ланцюжок внутрішньоклітинних сигналів, які доходять до інсулінового гена.
В іншому варіанті клітини і так синтезували інсулін, накопичуючи його всередині себе в мембранних бульбашках-везикулах - електричний імпульс змушував клітку підвести ці бульбашки до зовнішньої мембрани і випорожнити їх зовні. У статті в Science сказано, що імплантат успішно працював у мишей з діабетом першого типу: концентрація інсуліну сягала піку через 10 хвилин після сигналу, і цукор у крові швидко знижувався до нормального рівня.
Такий імплантат можна включати від програми в смартфоні, більш того, сам імплантат можна вдосконалити так, щоб він відчував рівень глюкози в крові, щоб він працював автономно, подібно серцевим ритмоводителям. Правда, клітини в ньому все одно доведеться періодично змінювати, і ця процедура явно не повинна бути складною і дорогою, інакше електрогенетичний імплантат не витримає конкуренції з іншими інсуліновими засобами.