Okyanusum.com Din, Bilim, Sufizm
Yeni bir görüntü analiz tekniği, önemli biyolojik moleküllerin (hastalık belirtileri de dahil) ve onların canlı organizmalarla nasıl etkileşimde olduklarını daha hızlı ve daha ucuz bir şekilde tespit edilmesini sağlıyor. Bu tekniğin adı: Hiper-Spektral Fazör Analizi (HySP). Hattâ cep telefonu görüntüleri kullanılarak, hastalıklara teşhis konup, takip etmede bu teknik yararlı olabiliyor.
Araştırmacılar, hücrelerdeki ve dokulardaki proteinleri ve diğer molekülleri bulmak için floreasan görüntüleme yöntemi kullanır. Bu teknikte, belirli çeşitteki ışık (“siyah ışık” görüntü adlı tekniğin altında yatan prensiple aynı) altında parlayan boyalarla moleküller boyanarak etiketlenir.
Floresan görüntüleme, bilim insanlarının, kanser ya da diğer hastalıklarda hangi moleküllerin daha büyük miktarda üretildiğini ve teşhis ve terapötik (tedavisel) ilaçlar için olası hedefleri belirlemede yararları olabilecek bilgileri anlamasına yardımcı olabilmektedir.
Bir hücredeki ya da dokudaki bir ya da iki moleküle bakmak oldukça basittir. Maalesef, bu şekildeki bir inceleme, bu moleküllerin gerçek dünyada nasıl davrandığını bize net bir şekilde anlatmamaktadır. Bunun için, bilim insanlarının görüşlerini, perspektiflerini daha genişletmeleri gerekmektedir.
Scott Fraser ve Konverjan Biyobilim’in Başkanı ve Biyolojik Bilim Profesörü ve Dekan olan Elizabeth Garrett ile HySP’yi USC’nin Çevirmeli Görüntüleme Merkezi’nde , USC Dornsife ve USC Virtebi Mühendislik Okulunun ortak girişimi ile geliştiren Francesco Cutrale şunları ifade ediyor: “Biyolojik araştırmalar, çok boyutlu, zamanla çoklu unsurların etkileşimine yayılmış karmaşık sistemlere doğru gitmekte.”
Cutrale: “Biz bu teknikle, birden fazla, çoklu hedefe bakarak veya hedeflerin zaman içinde hareketlerini izleyerek, karmaşık canlı sistemlerde neler olup bittiğinin daha iyi görülebilmesini sağlıyoruz. Araştırmacılar, şu anda, farklı etiketleri ayrı ayrı inceledikten sonra bunları katmalara ayırmak için karmaşık teknikler uygulayarak birbiri ile nasıl ilişkide olduklarını tespit etmekteler. Bu, çok zaman alıcı ve pahalı bir süreç. HySP ise pek çok farklı moleküle bir seferde bakabiliyor.”
Cutrale: “18 hedefiniz olduğunu ve onları inceleyeceğinizi düşünün. Farklı farklı ayrı deneyler yapıp, onları birbirine bağlamaya çalışmaktansa, HySP ile hepsini aynı anda inceleyebiliyoruz.”
Buna ek olarak, algoritması da gerçek sinyali ayırt etmek için, sinyal çok zayıf olsa bile, etkileşimi etkin bir şekilde filtrelemekte. NASA’nın Jetli Sürüş (Tepkili Çalıştırma) Laboratuvarı’ndaki son teknoloji de bunu yapabilmekte, ancak ekipman ve süreç hem çok pahalı, hem de zaman alıcıdır.
Fraser: “HySP çok daha az hesaplama yapmakta ve pahalı görüntüleme araçlarına da gerek duyulmamaktadır.”
9 Ocak 2017 tarihinde Nature Methods adlı bilimsel dergide (internette) yayınlanan araştırmada, Caltech Keck Tıp Okulu, Cambridge Üniversitesi’den araştırmacılarla birlikte çalışan Cutrale ve Fraser, HySP’yi denemek ve geliştirmek için zebra balığı üzerinde çalışma yaparlar. Bu ortak laboratuvar modelinde sistem çok iyi çalışır. Peki, acaba insanlarda bu sistem nasıl işler?…
Fraser: “Deneysel modellerde, molekülleri etiketlemek için genetik manipülasyon kullanabiliyoruz, ancak bunu insanlarla yapamıyoruz. İnsanlarda, bu moleküllerin iç-intrinsik sinyallerini kullanmak zorundayız. Biyo-moleküllerin doğal floresanı (uyarımlı ışıma) olan bu doğal sinyalleri görüntüleme yolundayız. Ancak, karmaşık arka plandaki zayıf sinyalleri etkili bir şekilde bulabilen bu yeni bilgisayar algoritmasını kullanılarak, ekip, vücuttaki hedeflerini tespit edebiliyor.”
Bilim insanları önümüzdeki bir kaç yıl içinde, savaşta akciğerleri kimyasallarla ve tahriş edicilerle hasar görmüş askerlere bu yöntemi denemeyi umuyorlar. Araştırmacılar, ışık yayan sondayı askerlerin akciğerine kadar uzatmayı ve bu şekilde sondanın akciğer çevresindeki dokuların floresanlı görüntüleri kaydetmesini sağlayacaklar ve daha sonra da bir floresan haritası oluşturmak için HySP’yi kullanarak, sağlıklı ciğer dokuları ile hasarı ayrıt etmeye çalışacaklardır. Bu yapılabilirse, bu teknolojiyi daha da geliştirmeyi umuyorlar ki böylelikle bu askerlere ve diğer akciğer hastalarına daha hedefe yönelik tedavi imkânı sunulabilinsin.
Fraser ve Cutrale, klinik tedavi uzmanlarının, cep telefonlarından deri lezyonlarını inceleyip, kişilerin kanser olma riskine sahip olup olmadıklarını belirlemede bir gün HySP’yi kullanabilmelerinin mümkün olduğunu düşünüyorlar.
Cutrale: “Lezyonların zamanla renk ve şekil değiştirip, değiştirmediğini bununla belirleyebiliriz ve daha sonra da klinik tedavi uzmanları da hastanın teşhisinden emin olmak ve ona göre uygun tedavi sunmak için hastayı daha iyi incelebilirler.”
Cutrale ve Fraser: “Bu teknolojiyi hem araştırma, hem de tıp için atılan dev bir adım olarak görüyoruz.”
Cutrale: “Kliniklerde çalışan bilim insanları ve diğer bilim insanları, bu teknoloji ile çalışmalarını daha hızlı yapıp ve daha kesin sonuçlar elde edeceklerdir. Bu teknoloji daha iyi, daha hızlı ve daha ucuz.”
Çeviren: AylinER
http://phys.org/news/2017-01-technology-enables-d-imaging-animals.html
