Almanya Helmholtz Enstitüsü Direktörü Prof. Dr. Ali Ertürk, dünyada bir ilke imza atarak DISCO MS adındaki robotik sistemi geliştirdi.
Cell dergisine kapak olan araştırmada, Alzheimer'ın erken teşhis ve tedavisinde kullanılacak robotik bir sistem keşfedildi.
Bu sayede Alzheimer'a ya da kalp krizine neden olan bütün plaklara bakmak mümkün olurken, erken evrede oluşan plaklar da tespit edilebiliyor.
Independent Türkçe'den Esra Öz, Prof. Dr. Ali Ertürk ile Alzheimer'ın erken teşhis ve tedavisinde kullanılacak robotik bir sistem hakkında konuştu.
Alzheimer olan birinin beyninde milyonlarca plak bulunuyor.
Ancak bu kişi 80 yaşında milyonlarca plak olduğunda değil, belki 40 yaşındayken oluşan 1-2 tane plağın bulunmasını sağlayabiliyor.
Böylece, bu plakların nasıl geliştiğini anlamak da mümkün oluyor.
Üzerinde çalıştıkları robotik sistemle ilgili Prof. Dr. Ali Ertürk, "Alzheimer hastalığının ilk evrelerinde oluşan plakları bularak, analiz edebiliyor. Böylece hem erken teşhis hem de erken dönemde tedaviyi sağlayabiliyor" dedi.
Almanya Helmholtz Enstitüsü Direktörü Prof. Dr. Ali Ertürk
Kanser araştırmalarında da kullanılabilecek
Bu yöntem kanser metastazıyla ilgili araştırmalarda da kullanılabiliyor.
"Vücutta oluşan birkaç tane metastazı bulup, analiz ederek hem yerini görmüş oluyoruz hem de neden olduğunu anlamak mümkün hale geliyor. Böylece müdahale etme şansımız oluşuyor" diyen Prof. Dr. Ertürk, araştırma ile ilgili şu bilgileri verdi:
"Metastaz bütün vücudu sardıktan sonra nereden örnek alınırsa alınsın, aslında hastalığa anlamlı bir katkı sağlamıyor. Bütün dünyada metastaz olduktan sonraki sürecin üzerinde durulurken, biz birkaç küçük metastazı, şeffaflık yöntemiyle tespit ettikten sonra hemen moleküler analizini yaparak, bu metastazın neden olduğunu anlayabiliyoruz. Bu teknolojinin en güzel yanı, hastalıkların erken evrelerinde nasıl oluştuğunu, nereden başladığını ve hangi moleküllerin sebep olduğunu anlayıp, onlara karşı hem teşhis hem de tedavi açısından yeni bilgiler sunması."
Prof. Dr. Ali Ertürk'ün geliştirdiği "DISCO MS" adlı robotik sistem araştırması Cell dergisine kapak oldu
Sistem nasıl çalışıyor?
Alzheimer ve kalp krizine neden olan yeni proteinler keşfedildi. Bu keşfi sağlayan DISCO MS adındaki robotik sistemi de geliştiren Ertürk, bu sayede Alzheimer olan beyindeki plakları çıkartılabildiğini belirtti.
3 boyutlu moleküler analiz yapmanın mümkün hale geldiği çalışmada hem fare beyni hem de insan kalbi kullanıldı.
Fare beyninde Alzheimer modeli oluşturularak, şeffaflaştırma yöntemi bütün fare vücudunda uygulandı. Böylece, farklı yerlerdeki savunma hücrelerinin karşılaştırmalı analizleri yapıldı.
Ayrıca, kalp krizinden ölen insanların kalpleri şeffaflaştırılarak, lazerli mikroskoplarla taranıp damarları tıkayan plakların görüntüleri yakalandı.
Robot sayesinde dokular çıkartılıp, moleküler analizi yapıldı.
Prof. Dr. Ali Ertürk, bu çalışmadaki amacının o plakların oluşmasına neden olan moleküler yapıları anlamak olduğunu söyledi.
Alzheimer'a neden olan yeni proteinler keşfedildi
Alzheimer'a neden olan Amiloid-beta peptid (Aβ) plakları, Tau Proteini gibi proteinler araştırmada da tespit edildi. Bunların tespit edilmesinin metodun çalıştığının bir göstergesi olduğunu söyleyen Ertürk, "Daha önce keşfedilmemiş, yeni proteinler bulduk. Bu nedenle aslında Alzheimer hastalığına neden olan mekanizmanın düşünüldüğünden daha karmaşık olduğu anlaşıldı" dedi.
Kalp krizine neden olan proteinler de keşfedildi
Araştırmada kalp krizinden ölen insanların kalpleri incelendi. Kalp krizinden ölen kişilerin kalbinde plakların büyüdüğü ve damarı tıkadığı gözlemlendi.
Prof. Dr. Ali Ertürk, "Tespit ettiğimiz bazı proteinler, bu plakların oluşmasına ve büyümesine neden oluyor" diyen Ertürk, "Plakları analiz ederken yeni proteinler keşfettik. Artık onların küçük boyuttan büyüğe dönüşümünü engelleyebilecek, elimizde moleküler bilgiler var. Bunların üzerinde çalışmalar yapıyoruz" şeklinde konuştu.
Spatial-omics goes 3D ! Out at Cell @CellCellPress We developed DISCO-MS with @labs_mann, a spatial proteomics technology for specimens fully imaged in 3D. DISCO-MS is aided by robotics and enables the study of diseases at their early stages. https://t.co/MyvXnnBDgL pic.twitter.com/RXBF4bhik1
— Ali M. Erturk (@erturklab) December 22, 2022
Bu proteinlerin hem Alzheimer hem de kalp krizi ile bağlantıları nedir?
Bu proteinlerin hastalıkların oluşmasıyla ilgili bağlantılarını araştırdıklarını söyleyen Ertürk, bu sayede hastalıkları da engelleyebilme ihtimali üzerine çalışmalarını sürdürdüklerini belirtti.
"Önceden sadece hastalığın, kalbe etkisinin küçük bir kısmını görebiliyorduk" diyen Ertürk, sözlerini şöyle sürdürüyor:
"Belki kalbin farklı yerinde, farklı moleküller işin kötü gitmesine neden oluyor. Bizim metotta, kalbin küçük bir parçasına bakmak yerine, bütününe bakabiliyoruz. Bu sayede ne kadar farklı sorun varsa, onları yakalayıp moleküler açıklamalarını elde edebiliyoruz. Bu çok heyecan verici bir yöntem çünkü, bütün hastalıklara uygulanabilir."
"Biyolojik dokuları 3 boyutlu şekilde detaylı olarak incelemek mümkün hale geldi"
Geliştirilen teknolojiye DISCO MS, adını veren Ertürk, "Metot sayesinde, biyolojik dokuları 3 boyutlu olarak moleküler seviyede analiz edebiliyoruz. Patologlar, biyolojik dokuların küçük bir parçasını kesip, boyama yapıp mikroskop altında inceliyorlar. Bizim geliştirdiğimiz metotta kesmeden bütün parçaya bakıp, ondan sonra moleküllerini araştırmaya geçebiliyoruz. Şeffaflık teknolojisiyle, Proteomiks metodunu birleştirmek için yeni bir robot yaptık. Bu robot, şeffaf dokuları görüntüleyerek, bir biyopsi iğnesiyle bazı örnekler alıp, moleküler analiz yapmak üzere makineye götürüyor. Hızlı bir şekilde biyolojik dokuları 3 boyutlu çok detaylı olarak analiz edebiliyoruz" ifadelerini kullandı.
Vücuttaki hastalıklı hücreler tespit edilebiliyor
Şeffaflık metodu, kanser yayılımının hücre seviyesinde tespit etmesini de sağladı. Tüm vücut şeffaflaştırıldıktan sonra görüntülendi ve yapay zekayı kullanarak kanser hücrelerinin yerleri tespit edilebildi.
Şeffaflık metodu ile vücut içine bakarak, patolojik olayları gösterdiklerini belirten Ertürk, sözlerini şöyle sürdürdü:
"Biz sorunun türünü anlayıp, ona göre çözüm getirebilecek teknolojiyi geliştirdik. Mesela, kanser metastazını gösterebiliyoruz. Kanser hücrelerine parlayan moleküller ekliyoruz. Böylece onların nerede olduğunu görebiliyoruz. Ardından robotik ve moleküler analizler sonucunda sebeplerini anlayıp, yeni tedavi seçenekleriyle ilgili çalışmalar yapıyoruz."
"Alzheimer olan beyindeki plakları çıkartabilecek bir robotik sistem geliştirdik"
Kanseri sadece görüntülemenin, tedavi etmek adına yeterli olmadığını söyleyen Ertürk, "Kanser olan bölgeye inip, sebeplerini anlayıp, ona göre bir çözüm bulmamız gerekiyor. Bunu yapabilmemiz için de oradaki kanser hücrelerini veya Alzheimer olan beyindeki plakları çıkartabilecek bir robotik sistem geliştirdik. Bu robot direkt kanserin olduğu yere gidip, onu oradan çıkartıyor ve Kütle Spektrometresi dediğimiz proteomik analiz yapan 10 binlerce moleküle bakabilen makinenin içine yerleştiriyor. Hem kendi geliştirdiğimiz hem de başkalarının yaptığı bazı metotları birleştirdik. Biyolojik analizlerin çok hızlı ve tarafsız olmasını yani bütün moleküllere bakmamızı sağlayabilecek bir teknoloji geliştirdik" dedi.
"Alzheimer için yeni tedavi yöntemleri geliştirebilecek kapılar açacak"
"Bu araştırma yeni tedavi yöntemleri geliştirebilecek kapılar açacak" diyen Ertürk, şu bilgileri paylaştı:
"Şu an biyolojik araştırmalardaki belki de en büyük sorunlardan biri; araştırmacılar genelde birkaç moleküle takılıp kalıyor. Mesela, Alzheimer'da Amiloid-beta peptid (Aβ) plakları veya Tau Proteini gibi birkaç molekül var. Gerçek hastalığın, sadece birkaç moleküle bağlı olacağını düşünüp, dünyadaki yüzlerce laboratuvar onlarca yıl onun üzerine çalışıyor. Bu durum aslında gelişimi engelliyor. Çünkü insan genomunda 25 -30 bin tane gen var ve belki de 100 binlerce protein oluşuyor. Bunlardan çıkan 100 binlerce molekülün hasarlı olup Alzheimer'a neden olabileceğini düşünmek gerekiyor. Bizim metodumuz bir anlamda bunun yolunu açıyor. Sadece birkaç moleküle bakmıyor, 100 binlercesine bakabiliyor ve böylece 'O birkaç bilinenin haricinde acaba farklı moleküller var mı?' sorusunun da yanıtını arıyor."
Bulunan bu tekniğin, birkaç farklı örnekle nasıl çalıştığı gösterildi. Böylece bu teknoloji hem bilimsel araştırma yapan laboratuvarlardaki bilim insanlarına hem de klinikte araştırma yapan doktorlara yardımcı olabilecek.
