Gelecek Trendler - Siemens

siemens.com.tr

Gelecek Trendler - Siemens

Gelecek&TrendlerYenilikçilik ve gelecek araşt›rmalar› dergisi l Ağustos 2010www.siemens.com.trGörünmezistilacılarİnsan sağlığını tehditeden pek çok virüsünşifresi, zeki ve hızlıtanımlama teknolojilerisayesinde çözülüyor.Moleküler dedektiflerHibridgörüntülemeGelişen görüntülemeteknolojileri, kanserinyönetimini kolaylaştırıyor.Moleküler tanımlama teknolojileri sayesinde,kanser tedavisinden su arıtmaya, pek çokalanda daha ucuz ve etkili çözüme kavuşmakmümkün hale geliyor.


MOLEKÜLER DEDEKTİFLERGörüntü birleştirme3 boyutlu X ışını görüntülerinin pozitronemisyon tomografisi ile birleştirilmesi sayesindeakciğer tümörlerinin yerleri ve boyutları geçmişekıyasla çok daha hassas tanımlanabiliyor.Hibrid görüntülemeBilgisayarlı tomografi ile nükleer tıptaki görüntüleme birleştiğinde, röntgenuzmanları, küçük tümör hücreleri salkımlarının nedenini anatomik kapsamdaöğrenme fırsatı buluyor. Bu sayede ayrıca, tümörün yayılmasının erken teşhisiile çok daha iyi sonuçlar alınması da mümkün olabiliyor.Kanser tedavisinin tek bir temel kuralıvardır. Bu savaşa mümkün olduğuncaerken başlamak. Ancak ne yazık ki buhastalık genellikle fark edilmeden önce çokyol almış olur. O aşamada da tedavi planınınen büyük derdi, habis hücrelerin nerelereyayıldıklarını tespit etmektir. Burada zaruriolan, sadece organların iç kesitlerinigösteren değil, aynı zamanda biyokimyasalsüreçleri de gözle görünür kılan süreçlerdir.Çünkü hastalıklı hücreler, kendilerinideğişen metabolizmalarıyla ele verirler.Örneğin alışılmadık derecede şeker tüketendoku hücreleri kontrolsüz bir hücrebüyümesinin işaretidir.Siemens’in Biograph Molecular CT’sinin(mCT) görüntüleme kapasitelerinibirleştirebilme yeteneği, onu kanserteşhisinde en ideal kılan özelliği. Vücuduntamamını tarayan bir tarayıcı olan Biograph,pozitron emisyon tomografisini (PET), üçboyutlu bilgisayarlı tomografinin (CT) X ışınıgörüntüleriyle birleştirir. PET taraması, hafifbir radyoaktif iz sürücü olan ve hastanınvücuduna önceden şırınga edilmiş vegenellikle bir şeker bileşeni olan F-18-FDG’nin (18F Fludeoksiglikoz)konsantrasyonunu ölçer.Radyoaktif iz sürücüler, kendisini enhızlı metabolize eden alanlarda yanitümörlerin etrafında yoğunlaşır. Glikozmetabolizması süreci boyunca F-18,parçalanarak daha sonra PET ünitesitarafından algılanan ve bir görüntüyeçevrilen fotonlara dönüşen pozitronlaryayar. Aynı sırada halka şeklindeki CTünitesi, vücudun incelenen kısmının yüksekçözünürlüklü 3 boyutlu X ışını görüntüleriniüretir. Sonuçta ortaya tümörlerin yerlerinive boyutlarını gösteren birleştirilmiş birgörüntü çıkar.Siemens PET/CT ünitesinin 2009ortalarında hizmete alındığı Almanya’dakiJena Üniversitesi Hastanesi Nükleer TıpKliniği’nin Başhekimi olan Dr. MartinFreesmeyer, “Hibrid görüntüleme bize heriki tekniğin de tek başlarına uygulanmasınakıyasla dikkate değer derecede daha fazlabilgi veriyor” diyor.Yeni standartlar. Biograph sadeceölçümleri diğer bütün sistemlerden çokdaha hızlı yapmakla kalmıyor aynı zamandagörüntülerin netliği konusunda da yepyenistandartlar getiriyor. Konvansiyonelsistemler, PET görüntü çözünürlüğündeancak 4-5 milimetreye ulaşabilirkenBiograph mCT, kaydedilen bölgeninneredeyse tamamını 2 milimetrelikçözünürlükte gösterebilen görüntülerüretiyor. Bunu da daha önce görülmesiimkansız olan glikoz metabolizmasındakideğişiklikleri yakalayabilen ve toplamda 32bin 448 tane algılayıcı içeren 4 adetalgılayıcı halkası sayesinde başarabiliyor.Bu yeni sistem çok hızlı çalıştığı içinhastalara büyük faydası dokunuyor. Rutinbir tarama 4 veya 5 dakikadan uzunsürmüyor. Bu sayede hastaların birkaç X ışınıGelecek&Trendler3


4MOLEKÜLER DEDEKTİFLERGörüntü birleştirmeincelemesinden geçmesine ve dolayısıylayüksek derecede radyasyona maruzkalmalarına gerek kalmaksızın, tek birtane birleştirilmiş PET/CT taraması iledoktorların eline yüksek çözünürlüklüteşhis görüntülerinin geçmesi sağlanıyor.Erlangen’deki Siemens Healthcare’deBiograph satışlarından sorumlu NorbertFranke, gerekli incelemelerinazaltılmasının çok büyük faydası olduğunainanıyor. “Daha iyi bir keşif şansı ile dahaaz incelemenin birleşmesiyle tedavimaliyetleri düşüyor” diyor. Almanya’da şuanda 50 adet Biograph ünitesi faaldurumda. Franke, “Bugün artık Asya’da vediğer Avrupa ülkelerinde de bu cihazaolan talebin ciddi bir şekilde arttığınıgörüyoruz” diye konuşuyor.Bu cihazın yaygın kullanımınıengelleyen en önemli faktör satın almamaliyeti. Bir Biograph mCT cihazının fiyatı,kendine has özelliklerine bağlı olarak 3milyon Euro’ya kadar çıkabiliyor. Ancakaynı zamanda bu hibrid cihaz, birden fazlainceleme yapılması ihtiyacını ortadankaldırarak da tedavi maliyetlerininazalmasını sağlıyor. Amerikalı ve Avrupalıradyoloji uzmanları ile onkologlar ayrıcaradyoaktif iz sürücülerinin kullanılmasıylakanserin çok daha etkin bir şekilde tespitedilebildiğine de inanıyor.Bu teknolojiye acilen ihtiyaç var çünküAlman Kanser Yardım Derneği’ne göreAlmanya’da her yıl 436 bin yeni kanservakası tespit ediliyor ve yılda 211 bin 500insan bu hastalık yüzünden hayata vedaediyor. Dünya Sağlık Örgütü (WHO),global nüfus içinde yaşlı insanların oranıartacağı için dünya genelinde kanserkurbanlarının sayısının 2030 yılına kadaryüzde 50 oranında artmasını bekliyor.WHO tarafından yayınlanan Dünya KanserRaporu’nun son sayısında, dünyagenelinde kanserin çok kısa bir zamaniçinde bir numaralı ölüm nedeni olan kalpdamar hastalıklarının yerini alacağı tahminediliyor.Kanser hücrelerinin maskesinindüşürülmesi. Bu gibi alarm vericirakamlar ışığında birleştirilmiş bir PET/CTsürecinin sunduğu ekonomi bir başkaboyut daha kazanıyor. Öncelikle pahalıkemoterapi tedavilerinin başarısı,moleküler teşhis teknikleriyle çok dahaetkin izlenebiliyor ve kanserin erkenteşhisi durumunda, tedavi ölçümleri çokdaha mükemmel planlanabiliyor.Medizin Center Bonn’dan Prof. JürgenDünya genelinde kanserin çok kısa birzaman içinde bir numaralı ölüm nedeniolan kalp damarı hastalıklarının yerinialacağı tahmin ediliyor.Ruhlmann, “Özellikle tedavi sonrasıaşamada, birleştirilmiş PET/CT muayeneleridiğer tüm süreçlerden çok daha üstün”diyor. Çünkü radyoaktif iz sürücüler,tümör hücrelerinde anındayoğunlaşabiliyor. Ruhlmann, “Elimizdekideneysel veriler, birleştirilmiş PET/CTcihazlarının tümör hücreleri yuvalarını birmilimetrenin altında bir hassasiyetleölçebildiklerini gösteriyor” diyor.Doktorlar bu yüksek kapasitesayesinde, karşı önlemleri erkendenalabiliyor. Pek çok araştırma molekülergörüntüleme ile bilgisayarlı tomografininbirleştirilmesinin, kanser hastalarınınhayatta kalma şansını artırdığınıgösteriyor.Akciğer, kalın bağırsak, deri, lenf bezi,meme ve tiroid tümörlerininsorgulanmasında her geçen gün PET/CTincelemelerine daha fazla başvuruluyor vegiderek artan sayıda tıp uzmanı veradyolojist bu yüksek çözünürlüklügörüntülerden prostat, bronş yolları vegırtlak kanseri gibi farklı kanser türlerininteşhisinin konulmasında faydalanıyor.Andreas BeuthnerDünyanın içilebilir su rezervlerininyüzde 60’ı, sadece 10 ülkedebulunuyor. Dünya Sağlık Örgütü’ne (WHO)göre, üçte ikisi Asya’da olmak üzereyaklaşık 1 milyar insan, temiz içme suyunaerişemiyor. Afrika’da Aşağı Sahranüfusunun yüzde 42’si yetersiz su kaynağıile yaşamaya mecbur. 2025 yılınagelindiğinde Çin ile Hindistan’da da ciddisu kıtlıklarının baş göstermesi bekleniyor.Birleşmiş Milletler’in kalkınmaplanında, temiz içme suyuna erişemeyeninsan sayısının 2015 yılına kadar yüzde 50oranında azaltılması hedefleniyor. Bunubaşarmak içinse her yıl en az 10 milyardolarlık yatırım yapılması gerekiyor.Dünya genelinde bulaşıcı hastalıklarınyüzde 80’ine kirli içme suyu neden oluyor.WHO dünyada her yıl 1,8 milyon insanınishalden öldüğünü rapor ediyor. Buinsanların yüzde 90’ı 5 yaşın altındakiçocuklar ve çoğu da gelişmekte olanülkelerde yaşıyor. Sadece Hindistan’da bugibi hastalıklar nedeniyle her gün 1.000çocuk ölüyor. Söz konusu hastalıklara daçoğunlukla yeraltı sularına veya kuyularainsan veya hayvan dışkılarının olduğukanalizasyon sularının karışması veyapaslanmış borular sebep oluyor.Arıtma yöntemleri. Bugün suyunkirli olup olmadığını anlamak içindünyanın her yanında, standartgöstergeler olarak kabul gören bir diziorganizmadan faydalanılıyor. Kirli sularıntanımlanması çabaları, bağırsak bakterisiescherichia coli’ye (koli basili) ya da suörneklerindeki heterotrofik bakterisayısına odaklanıyor. İçme suyuanalizlerinde en büyük sorun, büyükhacimlerdeki su içinde az sayıdaorganizmanın var olup olmadığının tespitedilmesi. Basit ama oldukça zaman alıcıgeleneksel süreçler, daha sonragörünebilir koloniler halindebüyümelerine izin verilen E.coli veenterococcus bakteri hücrelerinin yapayortamda yetiştirilmesine dayanıyor.Onların varlıkları, gelişen kolonilerinsayılarıyla anlaşılıyor.Tıbbi teşhis tarafında halihazırdakullanılmakta olan moleküler biyolojitekniklerinden faydalanılmasına olanakveren yöntemlerin, bu süreci


Gerçekler ve tahminlerTemiz su insanlığı tehdit ediyorDünya yüzeyinin yaklaşık yüzde 71’i su ile kaplı olmasına rağmen, busuyun ancak yüzde üçü bile bulmayan kadarı içilebilir nitelikte. İçilebilirsuyun büyük çoğunluğu buzullar ile karın altında bulunuyor. Üstelik bugünserbestçe erişilebilen içilebilir suyun dağılımı da son derece adaletsiz.hızlandırabileceği düşünülüyor. Ancakbunların içme suyu analizlerindekullanılabilecek şekilde uyarlanmalarıgerekiyor.Örneğin PCR adıyla bilinen prosedürde,DNA’nın kısa E.coli özel bölümleriçoğaltılıyor. Kendisini DNA’ya entegre edenfloresan bir boya sayesinde bu sentezlenmişDNA parçacıkları görünür hale getiriliyor.İçme suyunu, birbirleriyle birleştirilerekde kullanılabilecek farklı süreçlerle arıtmakmümkün. Konvansiyonel yöntemler,diğerlerinin yanı sıra aktif duruma getirilmişkarbon, klor, ozon ve zarlı filtrelemesistemlerinden faydalanır. Diğer bir olasılıkise bakterilerin yüksek enerjili UVradyasyonuyla öldürülmesidir.UNESCO’ya göre dünyanın en kaliteliiçme suyuna Finlandiya sahip iken onuKanada ve Yeni Zelanda izliyor. Busıralamayı belirlemekte kullanılan endeks,özellikle yeraltı suları gibi içme suyununkalitesi ile miktarı, lağım sularınınişlenmesinin etkinliği ve çevresel kurallarauyum gibi bir dizi farklı faktörü hesabakatıyor. Hesaplamalarda kullanılangöstergeler arasında “çözünmüş oksijen”,“yüzen parçacıklar”, “fosfor” ve“geçirgenlik” dereceleri bulunuyor. AncakAlman Enerji ve Su Endüstrileri Derneği’negöre objektif bir sıralamada ağır metallerinve nitrojenin de hesaba katılması gerekiyor.Daha az kurşun. Su arıtmatekniklerinin gelişimi, başlıca katıdüzenlemeleri genellikle daha sonra diğerAvrupa ülkelerince de benimsenenAlmanya, Avusturya ve ABD tarafındanşekillendiriliyor. Örneğin nitrat sınırıAvrupa’da 50 mg/litre iken ABD’de bu sınır10 mg/litre. Uzmanlar halen her zaman hermadde için izin verilen konsantrasyonüzerinde anlaşamıyor. Örneğin ABD’dekiEPA, litre başına 30 mikrograma kadaruranyum miktarına izin verirken WHO 15mikrogramdan fazlasını tasvip etmiyor.Almanya’nın Federal Çevre Ajansı ise üstsınır olarak 10 mikrogram seviyesini koyuyor.Özellikle 1950 yılından önce inşa edilmişbinalarda kurşun borular da önemli birsorun teşkil ediyor. Bu gibi borularınkullanımı nedeniyle suyun içinde yüksekoranlarda kurşun konsantrasyonuoluşabiliyor. Küçük çocuklarda düzenliolarak ufak miktarlarda kurşunun mideyeindirilmesi, kan oluşumu sürecine ve sinirsisteminin gelişimine hasar verebiliyor. ABkendi hesabına 2013 yılına gelindiğinde litrebaşına kurşun miktarını şu anki 25mikrogram seviyesinden 10 mikrogramseviyesine indirecek düzenlemeyi planlamışdurumda.Sylvia TrageBM ve Dünya Bankası, iklimtahminlerinin çoğunun küreselısınmanın Afrika ve Asya’da sukaynaklarının durumunu daha dakötüleştireceğini işaret etmesiyle, bubölgelerde temiz suya erişim üzerindeçatışmalar çıkmasından korkuyor.Gelecek&Trendler5


6MOLEKÜLER DEDEKTİFLERSenaryo 2020Ebediyen mutluCinayet soruşturmaları söz konusu olduğunda,kanıtların temiz ve bozulmamış olması gerekir. 2020yılına gelindiğinde polis teşkilatları, suç mahallindekisuç delili olabilecek sıvıların ve tozların molekülerizlerini ve kan tabanlı biyolojik işaretleyicilerini akıllıbir cep telefonu kadar küçük cihazlarlatanımlayabilecek.Eninde sonunda hepimiz bu dünyadangöçeceğiz. Çoğumuza göre bu süreçdoğal yollardan işler. Azımıza göre ise değil.Benim işim ise hangisinin olduğunukeşfetmek. Haziran ayının serin ama güneşlibir pazartesi sabahıydı. Bir hafta boyuncasüren yağmurdan sonra gelen öylesinegüzel bir gündü ki, size büyükanneninmerdivenlerden düşüp boynunu kırmasınıdeğerlendiren moleküler testlerinsonuçlarını analiz etmektense, yapacak çokdaha önemli işleriniz olduğunu söyletecektürden harika bir gündü. 84 yaşındakiHenrietta Gabrielli için tüm işaretler, sankiöbür dünyaya aldığı biletin arkasında doğalsebeplerin yattığını gösteriyordu. Neredeysetüm işaretler.911 çağrısına cevap veren doktor,“Öncelikle pazartesi sabahı canınızı sıktığımiçin özür dilerim dedektif” diyordu. “Ancakbu adam çok sinirli. ”Omuzlarının arkasınıişaret ederek Bayan Gabrielli’nin cesedininbulunduğu sofayı sinirli bir şekilde bir ileribir geri adımlayan adamı gösteriyordu.Durduğum yerden bile adamın gömleğininkan ter içinde kaldığını görebiliyordum. “Buda kim?” diye sordum.” O bizi arayan şahıs.Adı da Pulsifer” dedi.“Hazırlık soruşturması delillerinitopladınız mı?” diye sordum. Doktor, “Rutinkan testleri. Analizör zaten beklentilerimizdoğrultusunda sonuçlar verdi. Yüksekseviyede troponin, ki bilirsiniz bu tipproteinleri kalp hücreleri herhangi bir hasarverici olaya karşı salgılar.” Pulsifer, kurbanınkendisini telefonla aradığında nefes darlığıçeker gibi konuştuğunu söyledi. İkisinibirleştirdiğinizde beyin sapı inmesininneden olduğu solunum depresyonu ve kalpdurmasıymış gibi görünüyor. “Cesediambulansa yerleştirelim mi?” diye sordu.Pulsifer’in yanına giderek kendimitanıttım. “Kurbanın akrabası mısınız?”şeklindeki soruma “Hayır” diye cevap verdi.“Sadece yakın bir arkadaşımdı. Bu kadınıyıllardır tanırım. Annem eskiden BayanGabrielli’nin ev işlerine bakardı. Annemgöçünce çok yalnız kalan Bayan Gabrielli’yekarşı kendimi sorumlu hissetmiştim. Hiçarkadaşı yoktu, sadece Güney’de bir iki taneuzak akrabası vardı” dedi. Evinbüyüklüğüne ve içindeki eşyaların üstünkalitesine bakarken kışkırtıcı bir tarzda,“Mükemmel bir ev. Herhalde bu yaşlı kızınvasiyetine dahil değilsinizdir değil mi?” diyesordum.Pulsifer cevap vermeye fırsat bulamadandoktor araya girerek, “Dedektif, BayanGabrielli’nin bir akrabasından, onun tıbbikayıtları hakkında bir mesaj geldi. Birbaksanız iyi olur” dedi. Bana kendi akıllı ceptelefonunu uzattı. Apaçık görülüyordu kiGabrielli’nin sağlık durumu mükemmeldi.Bu kayıtlar 2015 yılına kadar geri gidiyorduve onun eksiksiz bir genom taramasındangeçtiğini gösteriyordu. Çeşitli kalphastalıklarına yakalanma ihtimalleri teşhisedilmişti. O günden sonra ise Gabrielli tambir rahibe hayatı yaşamıştı. Artık inmeteşhisi giderek inanılırlığını kaybediyordu.Ancak burada dikkatimi cezbeden birşey vardı. Tam bir yıl önce, Gabrielli’nin sağgözünde oluşan bir leke sonucunda orayaretinal bir protez takılmıştı. Onun optiksinirlerine arayüz görevi gören birmikroçipten ibaret bu protezin hafızafonksiyonu da vardı. Üstelik bu çipe bakımve yeni güncellemeler yapılması amacıylakablosuz olarak uzaktan erişebilmek demümkündü. Doktora “Harika” dedim.“Bakalım işe yarayacak mı?” Birkaç dakikasonra yeni bir mesaj geldiğinde Gabrielli’nintıbbi kayıtlarından bir erişim şifresi indirmişve benim akıllı cep telefonumu kullanarakbu çipin içindekileri yüklüyorduk.Son 48 saatte geçen kilit görüntülertıpkı hızlı bir sessiz film gibi gözümüzünönünde akıp gidiyordu. Hemen hemenhepsi rutin işlerdi. Sonra, bir önceki akşamyaklaşık 18:30 sularındaki görüntülerdePulsifer belirdi. Sonuçta sanki birkaçformaliteymiş gibi görünüyordu, ceketinincebinden küçük bir hediye paketi çıkartıponu kurbana veriyordu. İçinden ise ipek birfular çıkmıştı. Gabrielli’nin onu boynunasarmasına yardım ediyordu. Sonra gitmişti.Bundan sonra kurban divana uzanmış ve


uykuya dalmıştı. Bundan sonraki tek kayıtonun bu sabah göçüp gitmeden öncePulsifer’i telefonla aramasından ibaretti.Ortada bir bityeniği vardı. Gabrielli’yebaktım. Mütevaz çiçek desenleriyle süslüpembe fular boynunda duruyordu. Tam dabu yaşlı kızın gönlünü çelecek türdendi.Pulsifer’e “Hediye vermenize nedenolan olay neydi?” diye sordum. “Özel birgün değildi. Ben bir bayan giyimdağıtımcısında çalışıyorum ve BayanGabrielli de güzel şeyleri çok severdi. Onunhayatına renk katmak için sık sık ona kendikoleksiyonumuzdan ufak tefek hediyelergetirirdim” dedi.Dizlerimin üzerinde eğildim ve bu fularayakından dikkatle baktım. Koyu pembe biriç astarı vardı. Potansiyel hiçbir kanıtıbozmak istemediğimden steril bir ameliyateldiveni paketi açtım ve fuların kurbanınensesiyle temas eden bölgesinden bir kaçmilimetrelik örnek aldım. Sonra akıllı ceptelefonumdan, uzayabilen bir antenebenzeyen emici bir hortum çıkartıp onuelektrikli süpürge gibi kullanaraktopladığım örnek dokuyu içine çektirdim.Cihazımın içinde, aldığım örneğe aitnano parçacıkların, minnacık özel bir maddeiçine sıkıştırılmış geniş bir yelpazedeki“yakalayıcı moleküller” ile eşleştirileceğinibiliyordum. Yakalanan her bir molekül,kendi kimliğini elektronik bir sinyal ile özelbir çipe aktaracak ve bu bilgi internetüzerindeki bir veritabanında sorgulanaraksonuçlar grafik bir sunumda birleştirilecekti.Bu teknoloji polise fevkalade zamankazandırmasının yanı sıra mahkemelere deşüpheye yer bırakmayacak derecede netkanıtların sunulmasını sağlıyordu.Saniyeler içinde ekranda uzun birkırmızı sütun yükseldi ve altında “Fentanyl”yazdı. Benim alanımdaki herhangi birinin desize söyleyebileceği üzere Fentanyl, sonderece güçlü ve ölümcül potansiyeli olan birağrı kesicidir. Toz halindeyken deritarafından da emilebilir bir ilaçtır. Vücudatemas ettikten sonra artık geri dönüşüyoktur. Genel olarak konuşmak gerekirsekurbanın vücudunda yavaş yavaşkarbondiyoksit birikmesine yol açar vesonuçta nefes darlığı ile beyin sapı inmesineneden olur.Ayağa kalktım ve Pulsifer’in gözlerininiçine baktım. Ellerini arkasına götürüpkelepçeledikten sonra başımı sallayarak“Neden bunu yaptın ki?” dedim. Sabah halaserin ve nemli olmasına rağmen Pulsifer’inyüzü ter boncuklarıyla kaplıydı. Gözleri kançanağına dönmüştü ve eminim içiparçalanıyordu. Fısıltıya benzer bir sesle,“Bana karşı daima oğluymuşum gibidavranırdı. Ancak her geçen gün bendenonunla birlikte daha fazla vakit geçirmemiistiyordu. Sonunda onun yanına taşınmamiçin başımın etini yemeye başlamıştı. Bunuyapamazdım. Ancak onu terk deedemezdim. Bu yüzden onu ebediyen mutluedecek bir hediye almaya karar verdim”dedi.Arthur F. PeaseGelecek&Trendler7


8MOLEKÜLER DEDEKTİFLERVirüs algılamaCalifornia, Berkeley’deki Siemens AraştırmaMerkezi’nde görev yapan bilim insanları, H1N1virüsü için kesin sonuç veren bir test geliştirdi(aşağıda). Bu test, Princeton’daki Siemens tarafındangeliştirilen genetiktanımlama sistemisayesinde hayatbuldu.Görünmez istilacılar2009 H1N1 virüsü Meksika ve ABD’de yaşamı tehdit etmeye başladığında,Siemens, doğada eşi benzeri görülmemiş bu organizmanın kimliğininsaptanmasında kilit rol oynadı. Bunu yaparken son derece güçlü hesaplamaaraçlarını, yeni bir numune algılama teknolojisini ve Kuzey Amerika’da ilk kezkullanılan gerçek zamanlı otomatik gen algılama teknolojisiyle ilgili ticari biruygulamayı bir araya getirdi.


Siemens’de dedektifler iş başında! Kanıtbulmak için yığınla genetik şifreyielekten geçiriyor, peşlerine düştüklerikaçakları keşfedebilmek için daha zekice vehızlı araçlar geliştiriyor, hedeflerini etkisizhale getirmek için üniversitelerden yetkililerve hükümet ajanslarıyla birlikte çalışıyorlar.New Jersey, Princeton’daki SiemensKurumsal Araştırmalar’da (SCR) programmüdürü olan Gayle Wittenberg, “Bu iş birazyırtıcı hayvan eğitimine benziyor.Yaptığımız işte her geçen gün daha daustalaşıyoruz. Ancak peşine düştüğümüzvirüsler ve bakteriler gibi kötü adamlarıngenetik karakteristikleri sürekli bir evrimiçinde olduğundan tanımlamak oldukçagüç” diyor.ABD’de her yıl 20 bin ölümden sorumluolan metisilin-dirençli kurnazStaphylococcus aureus (MRSA) bakterisi gibigörünmez istilacılara karşı savaş henüz yenibaşlıyor. Ancak Siemens’deki Wittenberg vediğer moleküler dedektifler, “pandemikuyarısını yaptı. 28 Nisan’da da ABD UlusalSağlık Enstitüsü (NIH) bu virüse ait eldekimevcut tüm genetik şifreleri internetüzerinden yayımladı.New Jersey, Princeton’daki SiemensKurumsal Araştırmalar’da Siemens GlobalTıbbi Bilgi Teknolojileri Alanı’nınbaşkanlığını yapan PhD Dorin Comaniciu,“Bu bilgi elimize geçer geçmez, derhalRAPID2 çözümü dediğimiz hızlı teşhistestlerinin geliştirilmesi için biyoişaretleyiciyikeşif sürecimize tabi tuttuk” diyor.Comaniciu, herhangi bir hastalık nedeniolan patojenin tanımlanmasında kilit olanhususun, kendi grubunun üyelerinde ortakolan genin bu kısımlarında yoğunlaşmayeteneği olduğunu söylüyor. “Aynı gruptakiiki genetik dizilim asla birbirinin tıpatıpaynısı olamaz. Ancak bu dizilimlerin bazıkısımları aynı olabilir. İşte bizim şablonalgılama sorununa benzer yüz tanımlama veöğrenen makinelerden ibaret deneyimimizikazandığımız teknoloji de bu gerçeğedijital bir temsili olan bu bilgi, derhalSiemens Kurumsal Araştırmalar’danCalifornia, Berkeley’deki dünya klasmanındabir araştırma ve geliştirme merkezi olanSiemens Moleküler Teşhis’e aktarıldı. OradaGlobal R&D yönetimi başkan yardımcısı olanDr. Norbert Piel, “En deneyimli biliminsanlarımızdan biri, RAPID2’nin bilgisayartarafından üretilmiş imzalarını kendinükleik asit akranlarına, bir başka ifadeylealgılayıcı ayraçlarına tercüme edebilmeyibaşardı”. Bu ayraçlar üretildikten sonra,Siemens’in kinetik polimer zincir reaksiyonu(kPCR) temelli genetik algılama platformuolan VERSANT aracılığıyla bilinen virüstürleriyle karşılaştırıldı. Test sonuçları alınıralınmaz bu bilgiler Siemens MolekülerTeşhis’in grip tahlillerine eklendi. Salgınınkalbindeki bir Meksika devlet laboratuarınagönderildi ve otomatik VERSANT kPCRplatformunda iki kere test edildi.Siemens Sağlık Bakım Teşhis DirektörüPDr.D James Uzgiris, “Oradaki sonuçlar bu2009 H1N1 grip virüsünün eşsizözelliklerinin tanımlanması” gibi çok önemlibaşarılar elde etmiş durumda.Siemens araştırmacılarının 2009 H1N1grip “zanlısını” tanımlama hikayesi, tıpkısürükleyici bir polisiye romanın akışınabenziyor. Meksika’da yaşanan sayısız ölümvakasından sonra Dünya Sağlık Örgütü(WHO) ile ABD Hastalık Kontrol Merkezleri(CDC), 14 Nisan 2009’da ABD’nin 7 farklıhemagglutinin-neuraminidase (H1N1)virüsünün etkisi altında olduğunu açıkladı.WHO, 27 Nisan’da 6 puan üzerindendördüncü seviyede bir salgın yaşandığıdayanıyor” diyor. Wittenberg, Comaniciu vediğer SCR araştırmacıları, üstün performanslıiç içe geçmiş bir bilgisayarlar kümesikullanarak, NIH’in H1N1 dizilimlerini halkaaçık bir dizi yaygın grip türleri veritabanıylakarşılaştırdı. Bu çabaları da çabucakmeyvelerini verdi. NIH’in H1N1 kalıtsalyapısının sisteme girilmesinden sonra ikigünden kısa bir sürede RAPID2, H1N1virüsünü diğerlerinden ayırt eden “imzalar”veya “alfabesi” denilen eşsiz diziliminitanımlamıştı.Bir şüphelinin parmak izine benzeyenbu virüsün genetik şifresinin bir kısmınınayraçların Hastalık Kontrol Merkezi’ndegeliştirilenden çok, 2009 H1N1 virüsünebenzediğini ortaya koyuyordu. CDC tahliliile yapılan karşılaştırmada bizim tahlilimiz2009 H1N1 virüsü olduğunu söylüyordu. Bizbu sonuca RAPID2 algoritmasının veVERSANT kPCR platformunun mükemmelkapasiteleri ve performansları sayesindeulaşabildik” diyor. Siemens şimdi buradakullanılan yöntemler için bir patentbaşvurusunda bulundu ve grip testlerindekullanılmak üzere ticari bir H1N1 ayracıgeliştirecek bir iş kurulup kurulamayacağınıanaliz ediyor.Gelecek&Trendler9


10MOLEKÜLER DEDEKTİFLERVirüs algılamaÇok amaçlı platform. Sayısız genetikkök eşleşmelerini hedefteki diğer tümorganizmalardan ayırt edebilen birhesaplama sistemi (yani 2009 H1N1salgınının diğer grip virüsleriylekarşılaştırılması) her seferinde farklıyapılması gereken bir süreçtir. AslındaSCR’nin RAPID2 teknolojisi burada sadeceyeni ilaç dirençli HIV dizilimleri veyapotansiyel biyo-savaş tehditleri gibi diğertehlikeli virüslerin tanımlanmasınıhızlandırmakla kalmayabilir, aynı zamandabakterilerin ve hatta kanser hücrelerininbile tespitini hızlandırarak geniş birhastalıklar yelpazesinde çok daha sağlıklı veucuz tedavi yöntemlerinin kapısınıaralayabilir.Hedefteki organizma ne olursa olsun,bu genetik kimlik tanımlama süreci işebüyük sayıda örneklerden oluşan DNAdizilimlerini araştırmakla başlar. SCRaraştırmacılarından Lance Palmer, 100staphylococcus aurous genlerinde olduğugibi yüksek çıktılı dizilimlerin, kabaca 70 bindolara mal olduğuna ve maliyetinin hergeçen gün düştüğüne dikkat çekiyor veekliyor:“Ne kadar çok dizilimi analiz ederseniz,sonuçların, bir grubun üyeleri arasındaortak olan karakteristik sayısını tanımlamaşansını da o kadar artırmış olursunuz” diyor.Buna rağmen H1N1 virüsü örneğindeolduğu gibi, Wittenberg ve meslektaşları,kamuya açık dizilim verilerindenfaydalanarak MRSA’yı, Staphylococcusaurous’dan ayrıştıranın neler olduğunubulmanın maliyetini düşürebileceklerinikeşfetti. Dünyadaki en geniş MRSA izolesikoleksiyonlarından birine sahip NewJersey’deki tıp fakültesindekiaraştırmacılarla birlikte çalışan Wittenberg,sonunda hesaplanabilir yöntemlerleoptimize edilmiş bir alfabeler (imzalar) serisigeliştirmeyi başardı.“Bir sonraki adım, çok daha güvenilir birimza grubu geliştirmek için daha geniş birMRSA bakteri nüfusundan toplanacakverilerle, bu genetik malzemeyisıralandırmak olacak. Bir organizmayı eşsizkılanın ne olduğunu keşfetmek onunlasavaşmanın ön koşuludur” diyor. AncakWittenberg MRSA’nın hareket halindeki birhedef olduğunun altını çiziyor. “Buorganizma sürekli evrimleşiyor. Bu nedenledaima gözetlenmesi gerekiyor. Yenidizilimler evrimleştikçe yeni imzalarKonvansiyonel sistemler virüslerin varlığını oldukça zaman alıcı olan antikorlarınverdikleri tepkiyle algılarken, en yeni otomatik moleküler algılama sistemleri kanörneklerinden yola çıkarak hastalık nedeni olabilecek çok küçük miktarlardakipatojenleri bile tanımlayabiliyor.tanımlanmalı ki bu da bizim RAPID2sistemimizin değerini bu böceklerle savaştaher geçen gün daha da arttırıyor” diyor.Gelecek planları. RAPID2 veSiemens’in VERSANT kPCR MolekülerSistemi (Avrupa’da kullanılabiliyor ancakABD’de FDA onayını bekliyor) dahaşimdiden virüs tehditlerine karşı verilentepki sürelerini muazzam ivmelendirmişdurumda. Örneğin, bir virüsün varlığınısadece dolaylı bir yoldan yani eğer örnekiçinde bu virüse karşı etkili olabilecek çoksayıda antikör bulunuyorsa, tespit edebilenkonvansiyonel bağışıklık teşhis antikortestleriyle kıyaslandığında, VERSANT kPCRteşhislerinin vücudun herhangi bir bağışıklıktepkisi vermesini beklemeleri gerekmiyor.Onun yerine DNA imzaları ilearaştırmalarından faydalanarak bir kanörneğindeki virüsü tanımlayabiliyor ve çokküçük yoğunluklarda bile onun genetikkimliğini doğrulayabiliyorlar. Piel, “Erkenteşhisi ve hedefini bulan tedaviyi mümkünkıldığı için burası çok önemli. Üstelik tedavibaşladığında hastanın kanındaki virüsyükünün azaldığını gösteren izleme testleride yapabilirsiniz. Bir başka ifadeyle kPCR iledaima yapabileceğiniz iki şey var: Hedefitanımlamak ve miktarını belirlemek“ diyor.Prensip olarak kanserle savaşta da aynıadımlar izlenebilir. Burada ana fikirtümörlerden etkilenen hücreleri tespitetmek, kaynağını belirlemek ve tedavibaşladıktan sonra sayılarının artıpazalmadığını izlemektir. Bu resme RAPID2teknolojisinin de dahil edilmesiyle, kanser“yönetimi” en etkin seviyesi olan yatkınlıktestine doğru genişletilebilir.Uzgiris, “Elinizde genetik dizilimleribilinen ve birinde meme kanseri çıkan ikigrup insan olduğunu varsayın. RAPID2 bu ikigrup arasındaki kilit genetik farklılıklarıtanımlayabilir ve hem teşhisin hemtedavinin optimum kılınmasına yardımcıolabilir” diyor.O günler zannedildiği kadar uzakolmayabilir. Son teknolojik ilerlemelerinsanların genetik dizilimlerinin tespitedilmesinin maliyetini 100 bin dolarseviyesinden 10 bin dolarlar seviyesineindirmiş durumda. Önümüzdeki birkaç yıliçinde gerçekleşmesi beklendiği üzere bufiyat 1.000 dolar civarına geldiğinde,insanların genetik taramadan geçmelerininsağlayacağı avantajlar karşı konulmazolacak.Uzgiris, “Çok da uzun sayılmayacak birzaman diliminde tam bir gen taraması, birinsanın 18’inci yaş gününü kutlamasınınardından yapacağı en doğru iş olacak. Bunoktada kalıtsal tüm yatkınlıklarınızıöğrenebileceksiniz. Rutin kan testleri kanserişaretleri olup olmadığına bakacak. Ve eğer30 veya 40 yıl sonra şüpheli bir mutasyonkeşfedilirse, o zaman RAPID2 teknolojisininturbo güçlü bir versiyonu bu değişikliğin neifade ettiğini anlamak için onu temelgenotipinizle karşılaştıracak. Bunların hepsibir arada önleyici bakımın gücününartırılmasına fevkalade katkıda bulunacak”diyor.Arthur F. Pease

More magazines by this user
Similar magazines