Koronavirüslerdeki ortak bir protein, tedavi için yeni bir hedef olabilir

Tunus’taki aşılama merkezlerinden biri (EPA)
Tunus’taki aşılama merkezlerinden biri (EPA)
TT

Koronavirüslerdeki ortak bir protein, tedavi için yeni bir hedef olabilir

Tunus’taki aşılama merkezlerinden biri (EPA)
Tunus’taki aşılama merkezlerinden biri (EPA)

ABD Pensilvanya Eyalet Üniversitesi’nden bir araştırma ekibine göre, yeni tip koronavirüs (Kovid-19) hastalığına neden olan SARS-Cov-2 virüsünün küçük bir proteini gelecekteki tedaviler üzerinde büyük bir etkiye sahip olabilir.
Bilim adamları yeni araçlar kullanarak, virüsteki nükleokapsid (N) proteininin ilk kez yapısının tamamını ve Kovid-19 hastalarından alınan antikorların bu proteinler ile nasıl etkileşim kurduğunu ortaya çıkardılar. Bilim adamları, bu proteinin yapısının SARS-Cov-2’nin yeni varyantları da dahil olmak üzere birçok koronovirüste benzer göründüğünü tespit ettiler. Bu durum söz konusu proteini, tedavi ve aşılar için hedef haline getirdi. Bilim adamlarının yürüttükleri araştırmanın bulguları Nanoscale dergisinin son sayısında yayınlandı.
Araştırmayı gerçekleştiren ekibin başındaki isim olan Pensilvanya Eyalet Üniversitesi biyomedikal mühendisliği bölümü profesörü Dep Kelly, üniversitenin internet sitesinde Cuma günü yayınlanan raporda şu ifadeleri kullandı:
“Şiddetli akut solunum sendromu (SARS) ve SARS-Cov-2’nin yeni varyantlarındaki nükleokapsid (N) proteinin yapısının değişmediği göz önüne alındığında, bu protein hedef alınarak tasarlanan tedaviler, bazı insanların sıkıntı çektiği daha şiddetli veya kalıcı semptomları ortadan kaldırmaya yardımcı olabilir.”
Kovid-19’a karşı geliştirilen tanı testlerinin ve mevcut aşıların çoğu, virüsün vücudu işgal sürecini başlatmak için SARS-CoV-2’nin insanların sağlıklı hücrelere bağlanan daha büyük spike proteine dayalı olarak tasarlandı.
Pfizer-BioNTech ve Moderna gibi aşılar da, alıcıların spike proteinine karşı koruma sağlayan antikorlar üretmesine yardımcı olmak için tasarlandı. Ancak spike proteinleri çok kolay bir şekilde mutasyona uğrayabilir bu da İngiltere, Güney Afrika, Brezilya ve ABD’de olduğu gibi yeni varyantların ortaya çıkmasına neden olabilir. N proteini virüsün yüzeyinde bulunan spike proteininin aksine, virüsün içerisinde bulunur, bu durum N proteinin, spike proteininin değişmesine neden olan çevresel baskılardan korunmasını sağlar. N proteini ayrıca, enfekte olan hücrelerden salındıktan sonra kanda serbestçe yüzmeye başlar ve serbest dolaşan N proteini, koruyucu antikorların üretilmesine yol açan güçlü bir bağışıklık tepkisinin oluşmasına neden olur.
Antikor testlerinin çoğu, kişinin daha önce enfekte olup olmadığını belirlemek için N proteinini ararken, kişinin halihazırda enfekte olup olmadığını tespit etmek için spike proteinlerini arar.
Raporun ortak yazarı Michael Casasanta şu ifadeleri kullandı:
“Herkes spike proteinini inceliyor, N proteini üzerine yapılan az sayıda çalışma bulunuyor. Bir boşluk vardı ve bunu, N proteinine yönelik daha fazla araştırma yapma için fırsat olarak gördük. Proteinin nasıl çalıştığını görmek için fikirlerimiz ve araçlarımız vardı.”
Başlangıçta, araştırmacılar insanların yanı sıra yarasalar, misk kedileri ve pangolinler gibi pandeminin olası kaynakları olduğu düşünülen farklı hayvanlardan alınan N protein dizilimlerini incelediler. Hepsinin birbirine benzediğini söyleyen Casasanta, şunları söyledi:
“Bu dizilimlerle N proteinin yapısı tahmin edilebilir, ancak tüm bilgilere tahminle ulaşamazsınız bu yüzden üç boyutlu yapıyı görmeniz gerekir. Yeni bir şeyi, yeni bir yöntemle görmek için teknolojiyi kullandık.”
Araştırmacılar Kovid-19 hastalarından alınan plazmayı kullanarak hem proteini hem de antikorların bağlandığı protein üzerindeki bölümü görüntülemek için bir elektron mikroskobu kullandılar. Protein yapısının üç boyutlu bir modelini geliştiren araştırmacılar, antikorların bağlanma bölümlerinin tüm örneklerde aynı kaldığını tespit ettiler. Bu durum, söz konusu proteinin, bilinen Kovid-19 varyantları ile enfekte olan kişilerin tedavisi için potansiyel bir hedef haline getirdi.
Kelly Kovid-19’un uzun süre devam eden semptomlarına maruz kalan kişiler ile ilgili olarak şunları söylüyor:
“N proteinin bağlandığı bölümü hedef alan bir tedavi geliştirilebilir ise, özellikle 6 hafta veya daha fazla uzun süreli vakalarda, iltihaplanmayı ve hastalığa karşı diğer kalıcı bağışıklık tepkilerini azaltmaya yardımcı olabilir.”



Tarihte ilk: Bir robot, gerçekçi bir ameliyatı ilk kez yardım almadan gerçekleştirdi

 Cerrahi Robot Transformatör-Hiyerarşisi'nin videolarla eğitilerek gerçekçi bir hasta üzerinde safra kesesinin alınması gibi uzun bir işlemi gerçekleştirdiğini duyurdu (Juo-Tung Chen/Johns Hopkins Üniversitesi)
Cerrahi Robot Transformatör-Hiyerarşisi'nin videolarla eğitilerek gerçekçi bir hasta üzerinde safra kesesinin alınması gibi uzun bir işlemi gerçekleştirdiğini duyurdu (Juo-Tung Chen/Johns Hopkins Üniversitesi)
TT

Tarihte ilk: Bir robot, gerçekçi bir ameliyatı ilk kez yardım almadan gerçekleştirdi

 Cerrahi Robot Transformatör-Hiyerarşisi'nin videolarla eğitilerek gerçekçi bir hasta üzerinde safra kesesinin alınması gibi uzun bir işlemi gerçekleştirdiğini duyurdu (Juo-Tung Chen/Johns Hopkins Üniversitesi)
Cerrahi Robot Transformatör-Hiyerarşisi'nin videolarla eğitilerek gerçekçi bir hasta üzerinde safra kesesinin alınması gibi uzun bir işlemi gerçekleştirdiğini duyurdu (Juo-Tung Chen/Johns Hopkins Üniversitesi)

İlk kez bir robot, insan yardımı olmadan gerçekçi bir ameliyat gerçekleştirdi.

Johns Hopkins Üniversitesi'nden araştırmacılar, robotun ekipten gelen sesli komutlara yanıt vererek gerçekçi bir hasta üzerinde safra kesesinin alınması gibi uzun bir operasyonu "sakince" gerçekleştirdiğini çarşamba günü açıkladı. Robot, gerçek hayattaki tıbbi acil durumlara özgü beklenmedik senaryolar sırasında bile yetenekli bir insan cerrahın uzmanlığını sergiledi.

Tıbbi robotik uzmanı Axel Krieger yaptığı açıklamada, "Bu ilerleme bizi belirli cerrahi görevleri yerine getirebilen robotlardan, cerrahi prosedürleri gerçekten anlayan robotlara taşıyor" diyor.

Bu kritik ayrım bizi, gerçek hasta bakımının karmaşık, öngörülemez gerçekliğinde çalışabilen, klinik düzeyde uygulanabilir otonom cerrahi sistemlere önemli ölçüde yaklaştırıyor.

"SRT-H" ya da "Surgical Robot Transformer-Hierarchy" (Cerrahi Robot Transformatör-Hiyerarşisi) diye bilinen robot, Johns Hopkins cerrahlarının domuz kadavraları üzerinde yaptıkları operasyonları izleyerek ameliyat videolarıyla eğitim aldı. Videolarda görevleri açıklayan altyazılar vardı.

Johns Hopkins, robotun videoları izledikten sonra ameliyatı yüzde 100 doğrulukla gerçekleştirdiğini ifade ediyor. Robotun ameliyatı gerçekleştirmesi daha uzun sürse de sonuçlar bir cerrahla kıyaslanabilir düzeydeydi.

Popüler yapay zeka sohbet botu ChatGPT'ye güç veren aynı makine öğrenimi mimarisiyle geliştirilen robotun, kanalları ve arterleri tanımlama, bunları hassas bir şekilde tutma, klipsleri stratejik olarak yerleştirme ve parçaları makasla kesme gibi 17 dakika süren görevleri tamamlaması gerekti.

Bu, Krieger'in "Akıllı Doku Otonom Robotu"nun (Smart Tissue Autonomous Robot) üç yıl önce bir hayvan üzerindeki ilk otonom robotik ameliyatta (canlı bir domuz üzerinde laparoskopi ameliyatı) yaptığından daha fazla görev içeriyor. O robot da özel olarak işaretlenmiş dokulara ihtiyaç duymuş, son derece kontrollü bir ortamda çalışmış ve katı bir cerrahi planı takip etmişti.

Buna karşılık SRT-H, tek tip olmayan anatomik koşullarda kusursuz bir performans sergiledi. Araştırmacılar robotun başlangıç pozisyonunu değiştirdiğinde ve safra kesesi ve çevresindeki dokuların görünümünü değiştiren kan benzeri boyalar eklediğinde bile durum böyleydi.

fgrthyju
Robot, popüler OpenAI sohbet botu ChatGPT'ye güç veren aynı makine öğrenimi mimarisiyle çalıştırılıyor. Robot 17 dakika süren görevleri tamamlayabildi (XinHao Chen/Johns Hopkins Üniversitesi)

Krieger geçen yıl sistemi kullanarak bir robotu üç kritik cerrahi görevi yerine getirecek şekilde eğitmişti: bir iğneyi yönlendirmek, vücut dokusunu kaldırmak ve dikiş atmak. Ancak bu görevlerin her biri sadece birkaç saniye sürmüştü.

Araştırmacı ekip bundan sonra sistemi daha fazla ameliyat türü üzerinde eğitip test etmek ve yeteneklerini tam bir otonom ameliyat gerçekleştirecek şekilde genişletmek istiyor.

Daha önce Johns Hopkins'te doktora sonrası araştırmacı olan ve artık Stanford Üniversitesi'nde çalışan başyazar Ji Woong "Brian" Kim, "Bu çalışma, otonom cerrahi robotların gerçek dünyada kullanılmasının önündeki bazı temel engelleri aştığı için önceki çabalara göre büyük bir sıçramayı temsil ediyor" diyor. 

Çalışmamız, yapay zeka modellerinin cerrahi otonomi için yeterince güvenilir hale getirilebileceğini gösteriyor; bu bir zamanlar çok uzak görünse de artık uygulanabilir olduğu kanıtlanıyor.

Bulgular hakemli dergi Science Robotics'te yayımlandı.

Independent Türkçe