未来的电子药丸

Martin Fussenegger相信，数字世界里我们将成为生物世界相通。他设想在未来的50年里我们将能够用电子药丸治愈疾病。

几个世纪以来，医学界一直采取同样的治疗方法：当我们感到不适时，我们去找医生，医生给我们开了一粒药丸，我们一天要吃三次。医生根据我们的体重来决定药物的剂量。这种方法有几个缺点：我们只有在生病的时候才去看医生。药物剂量不精确。虽然我们试图控制症状的治疗方法很多，但我们往往什么也不做，以治愈实际的疾病。

生物电子植入物

因此，我认为，在遥远的将来，我们将不再吞下通常有效的药物，而我们可能无法用它来解决所有的健康问题。相反，50年后我们将有电子药丸。他们将采取胶囊的形式，我们植入皮肤下。首先，胶囊将包含设计师细胞，监测我们的新陈代谢，并通过生产蛋白质和代谢物来干预纠正问题。第二，胶囊还将包含控制设计师细胞并与外部世界相连的电子元件。医生将能够使用他们的智能手机调整电子药丸的功能，如有必要进行干预。

这些电子药丸将诊断和治疗结合在一起。治疗将立即开始，并以正确的个体剂量进行治疗，从而有可能将代谢性疾病扼杀在萌芽状态。

分子假体控制新陈代谢

我们已经看到了这方面的第一次研究成功。多年来，本集团一直致力于研究和开发分子假体。假体用于机械问题：如果我们不能行走，或者失去牙齿或头发脱落，我们就用假肢代替缺失的东西。假体也可以用于生化过程的失调；例如，重新编程的细胞可以接管体内受损细胞的功能。

这些设计师细胞可能有一天为糖尿病患者产生足够的胰岛素，调节脂质代谢以防止肥胖，或者抑制早期肿瘤细胞的生长。这些细胞将能够检测出疾病，并立即通过产生某些代谢物开始治疗。当治疗完成后，细胞将恢复到待机状态。

一种相对简单的细胞疗法已经上市：诺华公司于8月在美国批准了一种新的白血病治疗方法，该疗法使用基因修饰的病人特异性细胞。这些细胞可以检测血液中的肿瘤细胞，然后消灭它们。诺华的基因工程细胞还没有我们设想的分子假体的复杂性，或者任何反馈控制机制。然而，基因重组的细胞，达到治疗的作用是一个重要的里程碑。

生物与电子通讯

电子领域的发展速度更快，我们的身体已经与数字世界联系在一起了。我们戴着监视睡眠的运动传感器，计算我们的步骤，计算我们的卡路里消耗量。还有一些研究项目，可以在泪液和汗液中测定血糖和其他健康参数。还有用于糖尿病的电子控制胰岛素泵和可以从体外调节的心脏起搏器。

在接下来的几十年里，在分子水平上将这些发展结合起来，生物世界将在两个方向上与电子世界交流。

开发一个接口

这将需要一个接口，允许在这两个世界之间交换信息。这种接口的可能，例如，建立使用光遗传学技术，它是利用光来控制基因的科学，从而影响细胞的行为。例如，三年前，我们进行了一项可行性研究，在这项研究中，我们演示了如何利用大脑无线控制小鼠体内某些蛋白质的生产。我们通过记录大脑活动的脑电图（EEG）与传播思想输入电子optogenetic植入小鼠的1。

从我集团的前博士生，他现在在上海，工作现在已经采取这一步，成功连接光遗传学与智能手机的电子产品。2因此，可以使用智能手机在世界任何地方的种植在上海的一个连接鼠标，该鼠标控制基因活性从而降低血糖水平。

一个广泛有效的电子药丸仍然只是一个愿景。然而，通过我们的研究和与其他科学家的合作，我们致力于稳步朝着这个目标努力。