Серия «Эксперименты на себе»

Технология RFID-имплантов существует довольно давно. RFID (Radio Frequency Identification) - это технология идентификации с использованием радиочастот. Главное её преимущество - это отсутствие необходимости в источнике питания. Радиоволны, принимаемые антенной чипа, обеспечивают достаточно электричества для его работы. Чип запитывается от радиосигнала и передаёт информацию, как правило, свой идентификационный номер. На этом, по большей части, и построены транспортные карты и системы доступа. В зависимости от модели, RFID-чип может быть как только для чтения, так и перезаписываемый. Если взять вашу кредитную карту и посмотреть на неё под ярким светом, можно разглядеть чип и антенну.

За последние 10 лет RFID-чипы распространились повсеместно, в картах безконтактной оплаты, мобильных телефонах. Идея установить себе RFID-имплант у меня возникала ещё лет десять назад со времён Японии и проездной карты Sapica. Примерно в то же время появились безконтактные кредитные карты. Технология была доступна, но явно рассчитана на карты, а не импланты в собственное тело. У карт был ограниченный срок действия, поэтому каждые несколько лет чип пришлось бы извлекать и устанавливать новый. Собственно, несмотря на доступность и удобство, идея внедрить себе под кожу компьютерный чип у многих вызывает отторжение. Думаю, именно психологический барьер стал, пожалуй, главным препятствием для более широкого внедрения этой технологии среди людей. Домашних животных чипируют давно и в промышленных масштабах. На работе у меня очень много разных дверей и терминалов, завязанных на мою карту доступа, поэтому пришла идея не таскать везде бейдж, а имплантировать себе чип с кодами бейджика.

Разумеется прежде чем заказывать себе имплант, нужно разобраться как вы будите копировать ваш ключ доступа или карту. В идеальном мире можно было бы поговорить со службой безопасности где ваш имплант просто могли бы зарегестрировать под вашим именем, но мы не живём в идеальном мире так в такой ситуации вас скорее всего просто не поймут. Я уже довольно давно пользуюсь Flipper Zero https://flipperzero.one/ про него ещё были публикация на Пикабу. Но на самом деле есть много различных устройств для считывания записи и расшифровки RFID чипов, на том же Ali Express их масса, поэтому ещё до момента заказа импланта мы исходим из того что вы уже разобрались как копировать ваш чип доступа ключи которого пойдут в имплант.  

Хорошо видно витки 125 kHz антенны внутри хирургического стекла.

Для начала мне нужен был RFID чип пригодный для имплантации, можно было конечно иплантирвать себе чип который мы устанавливаем особо ценным мышам в лаборатории, технология практически та же самая, но там модуль высокочастотный 13.56 MHz и не перезаписываемый, а мне требовалась 125 kHz с чтением и записью. В конечном счёте выбор пал на xEM RFID модуль вместе с иньектором. https://dangerousthings.com/product/xem/

В России, что-то подобное можео купить на Ali Express главное заранее выяснить частоту считывателей с которыми вы хотите ваш имплант использовать и убедитесь что имплант придёт стерильный (или у вас есть возможность его стерилизовать). Имплантация не стерильного чипа может привести к серьёзным осложнениям. На сайте dangerousthings.com есть масса разных вариантов, чипы которые работают с 13.56 и 125 kHz одновременно, чипы со встроенным термометром и безконтактной передачей температуры.

Мне понравилась идея чипов со встроенным светодиодом которые загораются в момент считывания.

Набор пришёл в симпатичной коробке.

Здесь я достал чип из иньекционного устроства чтобы вам показать, но вам так делать ни в коем случае нельзя, я могу создать стерильные условия и перезарядить чип обратно в иньектор, вы скорее всего нарушите стерильность.

Кроме собственно чипа с иньектором в наборе шли:

1. Нестерильные перчатки

2. Стерильное одноразовое хирургическое покрывало.

3. Стерильные салфетки

4. Дезенфицирующие салфекти с этиловым спиртом.

5. Брелок в виде RFID антенны и светодиода позволяющий обнаруживать RFID поля.

6. Карточка идентификатор частоты считывающего устройства в зависимости от частоты загорается один из светодиодов на правой и левой стороне карточки.

7. Накалейка на машину чтобы все знали, что вы идиот киборг первого уровня.

Если вы решили повторить дальнейшие действия, то вы действуете на свой страх и риск. В идеале лучше всего, если имплантацию вам проведёт человек с медицинским образованием, но это не так просто устроить. Можно обратиться в салон пирсинга и татуажа, но там тоже, как повезет, можно встретить непонимание и нежелание сотрудничества. В целом, процедуру вполне можно выполнить самостоятельно.

Кстати, в Массачусетсе имплантация электронных устройств считается уголовным преступлением, но только если делать её кому-то и за деньги, самому себе можно. Уж не знаю, чего власти пытались этим добиться.

Особой жести дальше не будет но если вы боитесь игл и иньекций, следующие фотографии могут доставить вам дискомфорт.

К сожалению сам момент имплантации мне заснять не удалось, у меня были заняты обе руки.

Собственно, процедура:

1. Наденьте перчатки, да они не стерильные, но всё-таки лучше чем голые руки.

2. Откройте и разложите стерильную драпировку.

3. Снимите с инъектора оранжевый блокиратор, который препятствует движению поршня для вывода чипа. Если спохватитесь уже после введения иглы, снять блокировку может быть достаточно трудно, особенно если вы имплантируете чип самостоятельно.

4. Процесс имплантации заключается в обезараживании места инъекции салфетками с этиловым спиртом и введении иглы, она достаточно толстая, где-то 12G. Наилучшее место введения - это пространство между большим и указательным пальцами. Кожу обязательно нужно взять в складку, иначе есть риск напутать с углом введения и установить чип слишком поверхностно или слишком глубоко. Поскольку чип я имплантировал самостоятельно, мне очень помог канцелярский зажим для бумаг.

5. Если у вас низкий порог болевой чувствительности, можно обработать место введения иглы лидокаином. У меня стерильного лидокаина не было, только капли для глаз, но у меня высокий болевой порог.

6. Самый болезненный момент - это прокол кожи. Если не получилось с первого раза, можно ненадолго прерваться и продолжить введение иглы в уже образовавшийся канал. После прохождения кожи, продвижение иглы сквозь подкожную жировую клетчатку будет намного проще и гораздо менее болезненным, так как в этой части тела мало нервных окончаний. Постарайтесь ввести иглу как минимум на 80% длины.

7. Не имплантируйте чип слишком поверхностно. Да, такой чип легче считывать, но он будет вам мешать и легко может травмироваться и воспалиться. При оптимальной установке чипа он не должен чувствоваться вообще. В целом процесс установки намного менее болезненный, чем я опасался, с единственным неприятным моментом прокола кожи.

8. Когда ввели иглу достаточно глубоко, медленно начинайте давить на поршень. Вы почувствуете, как чип входит в ваше тело. Если чувствуется дискомфорт, иглу можно немного отвести назад, чтобы создать больше пространства для чипа. Когда поршень выжали до конца, чип уже в вашем теле.

9. Выньте иглу и прижмите место укола стерильной салфеткой, может быть очень незначительное кровотечение.

Собственно процедура завершена, осталось только заклеить место иньекции пластырем и проверить считывание чипа. Старайтесь не мочить руку около суток.

Следующие несколько дней может ощущаться незначительный дискомфорт в месте иньекции, но потом он пройдёт и вы никак не будите чувствовать что в руке у вас электронное устройство. Кроме собственно открывания дверей можно настроить авторизацию в компьютере, RFID замок в квартире, и насколько хватит фантазии применения нового импланта. Возможно со временем одного импланта вам покажется мало и задумаетесь об установке ещё одного в другую руку или другую часть тела. Например хорошо подходит зона запястья, главное не имплантируете чипы одинаковой частоты слишком близко друг к другу они будут конфликтовать.

Внимание: Если спустя несколько дней место инъекции покраснело, воспалилось и причиняет вам серьезный дискомфорт, необходимо обратиться к врачу. Вероятно, вы занесли инфекцию при установке чипа. Если это произошло лучше всего удалить чип и принять курс антибиотиков. Попробовать снова можно спустя несколько месяцев после того, как рука заживет, или установить чип в другую руку.

Обратите внимание: если вам придется проходить MRI (магнитно-резонансное исследование), чип придется извлечь, иначе магнитное поле проделает это безконтактно, но чип при этом будет быстро вращаться и разогреется до нескольких сотен градусов. В общем, скорее всего, ничего страшного не произойдет, но вам может не понравиться.

Чип может фонить в аэропорту при прохождении предполетного контроля и на металлодетекторах с максимальными настройками чувствительности. Обычно это не вызывает особых проблем. Сотрудники безопасности аэропорта часто сталкиваются с ложными срабатываниями своих устройств, наверное лучше не вдаваться в детали насчёт вашего импланта.

Всем успешных имплантаций!

Стрелки указывают на колонии трансдуцированных (заражённым врусом) клеток в моём теле.

Я создал этот пост как демонстрацию, насколько на самом деле просто и сравнительно безопасно можно синтезировать вирусные векторы и внедрять синтетические гены в человеческие клетки. Примерно похожим способом создавалась вектораня вакцина Спутник-5. Вектор это синтетическая ДНК, которая соддержит ряд генов которая система лентиврусной доставки встроит в код ДНК целевой клетки.

В данном случае мы используем вектор pLenti-EF1a-C-mGFP-P2A-Puro из интересных генов на векторе mGFP синтетически зелёный флоуресцентный протеин основанный на сиквенсе оригинального GFP из генома медузы Aequorea Victoria обеспечивает яркую флоуресценцию в синем (488 нм) свете. Длинная гена GFP 720 нуклеотидных последовательностей общий размер вектора 8300 нуклеотидов.

Так же на векторе есть ген устойчивость к пиромицину (клетки соддержащие этот ген не погибнут при воздействии пиромицина) всё это под промотером EF1a который обеспечивает постоянное производство mGFP и остальных генов. Вот карта вектора в подробностях. Обратите внимания на участкок помеченный SgfI Asc I и Rsr II, MluI и Not I по сути этот вектор заготовка, если в этот участок врезать (с помощью ферментов рестриктаз) код того или иного протеина трансдуцированные клетки будут его производить а GFP всего лишь маркер доставки. Если клетки светятся зелёным значит трансдукция произошла успешно. Если бы я вставил в вектор сиквенс S-протеина COVID-19 у меня бы получилась вакцина к COVID-19 собственного производства. Таким же образом можно лечить заболевания когда утрачена та или иная функция генов.

Медуза Aequorea Victoria свечение медузы обеспечивает Аквеорин который продуцирует синее свечение в присутствии ионов калция. GFP поглощает этот свет и излучает уже зелёное свечение. Аквеорин используется в исследовательской работе для оценки количестве калция в клетках. За расшифровку генетической последовательности GFP 2008 году Осаму Симомура, Мартин Чалфи и Роджер Тсьен получили Нобелевскую премию по химии «за открытие и разработку зелёного флуоресцентного белка GFP».

Всё это упаковывается в лентивирусную оболочку с помощью двух дополнительных плазмид PAX2 и VSV-G фомируя вирусные частицы и собирается воедино на клетках HEK293T это наш инкубатор для сборки вируса. Клетки HEK293 широко используются для производства вирусов и протеинов. Противники вакцин часто упоминают HEK293 как материал нерождённого мальчика. Да, действительно HEK293 были получены из абортивного материала, можете подробнее про них почитать тут: https://ru.wikipedia.org/wiki/HEK_293

Клетки HEK293T 80% конфлюентности, готовый материал для сборки вируса.

После того как HEK293T произвели вирус, достаточно его отфильтровать из кульутры, используя 0.22 мкм фильтр он остеет клетки и клеточные фрагменты. У меня получилось что-то в духе 3 миллиардов вирусных частиц на миллитр объема. Теперь давайте посмотрим как оно работает. Помните любая заражённая клетка будет светится в синем свете. Можно было конечно заразить клеточную культуру и посмотреть на неё под микроскопом. Как видите, эффективность трансдукции около 30% тут как раз может пригодится ген устойчивости к пиромицину если добавить пиромицин в культуру не трансдуцированные клетки погибнут и получится чистая культура трансдуцированных клеток, этот процесс называется селекция. 

Но заражать клеточные культуры это настолько банально, что я решил заразить вирусом самого себя и просто набил 23G иглой слово Pikabu у себя на запястье, обмакивая иглу в ампулу с вирусом. Очень приблизительно каждый укол доставлял 3-5 миллионов вирусных частиц. Это совсем не опасно, на самом деле что-то такое (заражение клеток вашей кожи различными вирусами) происходит ежедневно вы просто этого не замечаете. Разумеется не было ни температуры ни каких либо симптомов. Хорошо, что я как следует отфильтровал и для надёжности заморозил и разморозил вирусную культуру, идея ввести себе хотя бы несколько жизнеспособных HEK293T клеток более чем пугающая, теоретически моя имунная система может с ними справится, но это очень агрессивные и быстростущие онкологические клетки, у меня нет ни малейшего желения это проверять.

Спустя несколько дней, я решил посмотреть получилась ли у меня генно-модифицировать свои клетки. Тут я столкнулся с рядом проблем. Моё оборудование расчитанно на микроскопические объекты, но как при этом подсветить собственную руку светом 488 нм и при этом сделать фотографию? Решение было следующим, источником света был всё тот же микроскоп для экситации GFP светом 488 нм, но если просто сделать фотографию таким образом, ничего не будет видно из за отражения синего света в камеру телефона. Поэтому я добавил фильтр перед камерой телефона который блокировал значительную часть синего света, фильтр далеко не идеальный и несколько сбил цветовую гамму. Качество снимка получилось так себе, но видите эти яркие точки, это как раз свечение GFP в местах уколов где сформировались колонии заражённых лентивирусом клеток! Теперь у меня на руке есть скрытое слово Pikabu которое можно увидеть только в ярком синем свете за счёт внедрения генов медузы. Оставаться оно там будет достаточно долго, однако глобального позеленения можно не опасаться, лентивирус не имеет кода репликации, так что размер светящихся точек примено соотвествует количеству вирусных частиц доставленных в уколе иголкой. Разумеется можно добиться ещё более яркого свечения, если сделать иньекцию значительно большего количества лентивирусных частиц. Если бы авторы вакцины Спутник 5 решили прикрутить GFP к вакцине, то в месте укола бы появилось яркое пятно которое бы светилось в синем свете.

Подводя некий итог, лентивирусы работают в человеческом организме так же эффективно как и в клеточной культуре. Их производство вполне отработанный и не сложный процесс, если имеются хотя бы базовые инструменты и знания моллекулярной биологии. Однако даже если у вас есть необходимые условия для производства аденовируса или лентивируса не стоит повторять этот эксперимент, нужно очень хорошо понимать, что и как вы делаете. Надеюсь теперь вы лучше понимаете принципы создания и применения вирусных векторов в медицине для создания вакцин и лечения генетических заболеваний.