Moleküler dedektifler. Görünmez istilacılar. Hibrid görüntüleme

Transkript

1 Gelecek& Trendler Yenilikçilik ve gelecek araşt rmalar dergisi l Ağustos Görünmez istilacılar İnsan sağlığını tehdit eden pek çok virüsün şifresi, zeki ve hızlı tanımlama teknolojileri sayesinde çözülüyor. Moleküler dedektifler Hibrid görüntüleme Gelişen görüntüleme teknolojileri, kanserin yönetimini kolaylaştırıyor. Moleküler tanımlama teknolojileri sayesinde, kanser tedavisinden su arıtmaya, pek çok alanda daha ucuz ve etkili çözüme kavuşmak mümkün hale geliyor.

2 2 GELECEK&TRENDLER Editör - İçindekiler Dedektif teknolojiler undan 5 yıl kadar önce, bir arkadaşımın tiroid bezlerinde, kötü huylu tümör içeren B bir nodül bulunmuş, hemen ameliyat edilmişti. Tiroid bezleri tamamen alındı. Sonrasında ise yaklaşık 1 aylık bir iyot tedavisi gördü. Kanserli hücreler çok erken tespit edildiği ve iyi temizlendiği için hiç sorun yaşamadı. Sağlığı eskisinden bile iyi oldu. Şimdi her yıl kan testleri yaptırarak vücudunu kontrol altında tutuyor. Ayrıca 3-4 yılda bir de sintigrafi adı verilen bir uygulama yaptırıyor. Tiroid kanseri kimi zaman lenf bezlerinde kendini tekrar ettiğinden, bu uygulama önemli. Vücuda enjekte edilen bir ilaç, varsa o bölgedeki kanserli hücrelere tutunarak onları görünür hale getiriyor. Sonra erken tespit edildiği için o hücreleri temizlemek kolay. Tiroid çok sık rastlanan ve erken teşhiste tedavisi sağlıkla sonuçlanan bir kanser türü. Ancak teşhisi ve tedavisi çok daha zor kanserler de var. Her yıl milyonlarca insan ya zamanında teşhis konulamadığından ya da kanserin yönetimi düzgün yapılamadığından hayatını kaybediyor. Gelecek ve Trendler in bu sayısında, en son tanımlama teknolojileri ne yer verdik. Sadece tıp alanında değil, su arıtımından jeolojiye pek çok başka alanda da kullanılan bu teknolojileri moleküler dedektifler olarak da tanımlamak mümkün. Çünkü adeta birer dedektif gibi çalışıp görünmeyeni görünür hale getiriyor, zor sorulara en kolay yoldan hızla yanıt veriyorlar. Moleküler dedektifler sayesinde nelerin başarıldığını okuyunca hem şaşıracak hem çok şey öğreneceksiniz. Saygılarımla M. Rauf Ateş İÇİNDEKİLER Hibrid görüntüleme...3 Temiz su insanlığı tehdit ediyor...4 Ebediyen mutlu...6 Görünmez istilacılar...8 Yay nc Do an Burda Dergi Yay nc l k ve Pazarlama A. cra Kurulu Ba kanı Mehmet Y. Y lmaz Yay n Direktörü (Sorumlu) M. Rauf Ate Yayın Yönetmeni Sedef Seçkin Büyük Yaz i leri Müdürü Ebru F rat Haber Müdürü Hande Demirel Süzer Görsel Yönetmen A. Bertu Pat r Yayın Kurulu (Alfabetik s rayla) M. Rauf Ate, Özlem Aksoy, Hande Demirel Süzer, Hüseyin Gelis, Sibel Hür, Sedef Seçkin Marka Müdürü Gökçe Aykaç Ankara Temsilcisi Erdal peke en Tel: capital@doganburda.com Yönetim Genel Yayın Koordinatörü Ye im Denizel Tüzel Ki i Temsilcisi Murat Köksal Sat Direktörü Orhan Ta k n Finans Direktörü Didem Kurucu Üretim Direktörü Servet Kavaso lu Yönetim yeri Hürriyet Medya Towers Güne li- STANBUL Tel Faks DB Okur Hizmetleri hatt Tel: okurhizmetleri@doganburda.com DB Abone Hizmetleri hatt Tel: Faks: abone@doganburda.com Pazar hariç her gün saat aras nda hizmet verilmektedir. Reklam Grup Ba kan Cem M. Ba ar Grup Ba kan Yard mc s Funda Baykal Sat Müdürleri Özlem Güner Ate, Emel Sönmez Satı Temsilcisi Deniz Küçükhüseyin Çakmakç Teknik Müdür Nusret K r ml o lu Tel: (3 hat) Faks: Rezervasyon Tel: Faks: Ankara Reklam Tel: Hedef Sayfalar Tel: Faks: Maya Akar Center, Kat: 7 Büyükdere Cad. No: Esentepe/ STANBUL

3 MOLEKÜLER DEDEKTİFLER Görüntü birleştirme 3 boyutlu X ışını görüntülerinin pozitron emisyon tomografisi ile birleştirilmesi sayesinde akciğer tümörlerinin yerleri ve boyutları geçmişe kıyasla çok daha hassas tanımlanabiliyor. Hibrid görüntüleme Bilgisayarlı tomografi ile nükleer tıptaki görüntüleme birleştiğinde, röntgen uzmanları, küçük tümör hücreleri salkımlarının nedenini anatomik kapsamda öğrenme fırsatı buluyor. Bu sayede ayrıca, tümörün yayılmasının erken teşhisi ile çok daha iyi sonuçlar alınması da mümkün olabiliyor. Kanser tedavisinin tek bir temel kuralı vardır. Bu savaşa mümkün olduğunca erken başlamak. Ancak ne yazık ki bu hastalık genellikle fark edilmeden önce çok yol almış olur. O aşamada da tedavi planının en büyük derdi, habis hücrelerin nerelere yayıldıklarını tespit etmektir. Burada zaruri olan, sadece organların iç kesitlerini gösteren değil, aynı zamanda biyokimyasal süreçleri de gözle görünür kılan süreçlerdir. Çünkü hastalıklı hücreler, kendilerini değişen metabolizmalarıyla ele verirler. Örneğin alışılmadık derecede şeker tüketen doku hücreleri kontrolsüz bir hücre büyümesinin işaretidir. Siemens in Biograph Molecular CT sinin (mct) görüntüleme kapasitelerini birleştirebilme yeteneği, onu kanser teşhisinde en ideal kılan özelliği. Vücudun tamamını tarayan bir tarayıcı olan Biograph, pozitron emisyon tomografisini (PET), üç boyutlu bilgisayarlı tomografinin (CT) X ışını görüntüleriyle birleştirir. PET taraması, hafif bir radyoaktif iz sürücü olan ve hastanın vücuduna önceden şırınga edilmiş ve genellikle bir şeker bileşeni olan F-18- FDG nin (18F Fludeoksiglikoz) konsantrasyonunu ölçer. Radyoaktif iz sürücüler, kendisini en hızlı metabolize eden alanlarda yani tümörlerin etrafında yoğunlaşır. Glikoz metabolizması süreci boyunca F-18, parçalanarak daha sonra PET ünitesi tarafından algılanan ve bir görüntüye çevrilen fotonlara dönüşen pozitronlar yayar. Aynı sırada halka şeklindeki CT ünitesi, vücudun incelenen kısmının yüksek çözünürlüklü 3 boyutlu X ışını görüntülerini üretir. Sonuçta ortaya tümörlerin yerlerini ve boyutlarını gösteren birleştirilmiş bir görüntü çıkar. Siemens PET/CT ünitesinin 2009 ortalarında hizmete alındığı Almanya daki Jena Üniversitesi Hastanesi Nükleer Tıp Kliniği nin Başhekimi olan Dr. Martin Freesmeyer, Hibrid görüntüleme bize her iki tekniğin de tek başlarına uygulanmasına kıyasla dikkate değer derecede daha fazla bilgi veriyor diyor. Yeni standartlar. Biograph sadece ölçümleri diğer bütün sistemlerden çok daha hızlı yapmakla kalmıyor aynı zamanda görüntülerin netliği konusunda da yepyeni standartlar getiriyor. Konvansiyonel sistemler, PET görüntü çözünürlüğünde ancak 4-5 milimetreye ulaşabilirken Biograph mct, kaydedilen bölgenin neredeyse tamamını 2 milimetrelik çözünürlükte gösterebilen görüntüler üretiyor. Bunu da daha önce görülmesi imkansız olan glikoz metabolizmasındaki değişiklikleri yakalayabilen ve toplamda 32 bin 448 tane algılayıcı içeren 4 adet algılayıcı halkası sayesinde başarabiliyor. Bu yeni sistem çok hızlı çalıştığı için hastalara büyük faydası dokunuyor. Rutin bir tarama 4 veya 5 dakikadan uzun sürmüyor. Bu sayede hastaların birkaç X ışını Gelecek&Trendler 3

4 4 MOLEKÜLER DEDEKTİFLER Görüntü birleştirme incelemesinden geçmesine ve dolayısıyla yüksek derecede radyasyona maruz kalmalarına gerek kalmaksızın, tek bir tane birleştirilmiş PET/CT taraması ile doktorların eline yüksek çözünürlüklü teşhis görüntülerinin geçmesi sağlanıyor. Erlangen deki Siemens Healthcare de Biograph satışlarından sorumlu Norbert Franke, gerekli incelemelerin azaltılmasının çok büyük faydası olduğuna inanıyor. Daha iyi bir keşif şansı ile daha az incelemenin birleşmesiyle tedavi maliyetleri düşüyor diyor. Almanya da şu anda 50 adet Biograph ünitesi faal durumda. Franke, Bugün artık Asya da ve diğer Avrupa ülkelerinde de bu cihaza olan talebin ciddi bir şekilde arttığını görüyoruz diye konuşuyor. Bu cihazın yaygın kullanımını engelleyen en önemli faktör satın alma maliyeti. Bir Biograph mct cihazının fiyatı, kendine has özelliklerine bağlı olarak 3 milyon Euro ya kadar çıkabiliyor. Ancak aynı zamanda bu hibrid cihaz, birden fazla inceleme yapılması ihtiyacını ortadan kaldırarak da tedavi maliyetlerinin azalmasını sağlıyor. Amerikalı ve Avrupalı radyoloji uzmanları ile onkologlar ayrıca radyoaktif iz sürücülerinin kullanılmasıyla kanserin çok daha etkin bir şekilde tespit edilebildiğine de inanıyor. Bu teknolojiye acilen ihtiyaç var çünkü Alman Kanser Yardım Derneği ne göre Almanya da her yıl 436 bin yeni kanser vakası tespit ediliyor ve yılda 211 bin 500 insan bu hastalık yüzünden hayata veda ediyor. Dünya Sağlık Örgütü (WHO), global nüfus içinde yaşlı insanların oranı artacağı için dünya genelinde kanser kurbanlarının sayısının 2030 yılına kadar yüzde 50 oranında artmasını bekliyor. WHO tarafından yayınlanan Dünya Kanser Raporu nun son sayısında, dünya genelinde kanserin çok kısa bir zaman içinde bir numaralı ölüm nedeni olan kalp damar hastalıklarının yerini alacağı tahmin ediliyor. Kanser hücrelerinin maskesinin düşürülmesi. Bu gibi alarm verici rakamlar ışığında birleştirilmiş bir PET/CT sürecinin sunduğu ekonomi bir başka boyut daha kazanıyor. Öncelikle pahalı kemoterapi tedavilerinin başarısı, moleküler teşhis teknikleriyle çok daha etkin izlenebiliyor ve kanserin erken teşhisi durumunda, tedavi ölçümleri çok daha mükemmel planlanabiliyor. Medizin Center Bonn dan Prof. Jürgen Dünya genelinde kanserin çok kısa bir zaman içinde bir numaralı ölüm nedeni olan kalp damarı hastalıklarının yerini alacağı tahmin ediliyor. Ruhlmann, Özellikle tedavi sonrası aşamada, birleştirilmiş PET/CT muayeneleri diğer tüm süreçlerden çok daha üstün diyor. Çünkü radyoaktif iz sürücüler, tümör hücrelerinde anında yoğunlaşabiliyor. Ruhlmann, Elimizdeki deneysel veriler, birleştirilmiş PET/CT cihazlarının tümör hücreleri yuvalarını bir milimetrenin altında bir hassasiyetle ölçebildiklerini gösteriyor diyor. Doktorlar bu yüksek kapasite sayesinde, karşı önlemleri erkenden alabiliyor. Pek çok araştırma moleküler görüntüleme ile bilgisayarlı tomografinin birleştirilmesinin, kanser hastalarının hayatta kalma şansını artırdığını gösteriyor. Akciğer, kalın bağırsak, deri, lenf bezi, meme ve tiroid tümörlerinin sorgulanmasında her geçen gün PET/CT incelemelerine daha fazla başvuruluyor ve giderek artan sayıda tıp uzmanı ve radyolojist bu yüksek çözünürlüklü görüntülerden prostat, bronş yolları ve gırtlak kanseri gibi farklı kanser türlerinin teşhisinin konulmasında faydalanıyor. Andreas Beuthner Dünyanın içilebilir su rezervlerinin yüzde 60 ı, sadece 10 ülkede bulunuyor. Dünya Sağlık Örgütü ne (WHO) göre, üçte ikisi Asya da olmak üzere yaklaşık 1 milyar insan, temiz içme suyuna erişemiyor. Afrika da Aşağı Sahra nüfusunun yüzde 42 si yetersiz su kaynağı ile yaşamaya mecbur yılına gelindiğinde Çin ile Hindistan da da ciddi su kıtlıklarının baş göstermesi bekleniyor. Birleşmiş Milletler in kalkınma planında, temiz içme suyuna erişemeyen insan sayısının 2015 yılına kadar yüzde 50 oranında azaltılması hedefleniyor. Bunu başarmak içinse her yıl en az 10 milyar dolarlık yatırım yapılması gerekiyor. Dünya genelinde bulaşıcı hastalıkların yüzde 80 ine kirli içme suyu neden oluyor. WHO dünyada her yıl 1,8 milyon insanın ishalden öldüğünü rapor ediyor. Bu insanların yüzde 90 ı 5 yaşın altındaki çocuklar ve çoğu da gelişmekte olan ülkelerde yaşıyor. Sadece Hindistan da bu gibi hastalıklar nedeniyle her gün çocuk ölüyor. Söz konusu hastalıklara da çoğunlukla yeraltı sularına veya kuyulara insan veya hayvan dışkılarının olduğu kanalizasyon sularının karışması veya paslanmış borular sebep oluyor. Arıtma yöntemleri. Bugün suyun kirli olup olmadığını anlamak için dünyanın her yanında, standart göstergeler olarak kabul gören bir dizi organizmadan faydalanılıyor. Kirli suların tanımlanması çabaları, bağırsak bakterisi escherichia coli ye (koli basili) ya da su örneklerindeki heterotrofik bakteri sayısına odaklanıyor. İçme suyu analizlerinde en büyük sorun, büyük hacimlerdeki su içinde az sayıda organizmanın var olup olmadığının tespit edilmesi. Basit ama oldukça zaman alıcı geleneksel süreçler, daha sonra görünebilir koloniler halinde büyümelerine izin verilen E.coli ve enterococcus bakteri hücrelerinin yapay ortamda yetiştirilmesine dayanıyor. Onların varlıkları, gelişen kolonilerin sayılarıyla anlaşılıyor. Tıbbi teşhis tarafında halihazırda kullanılmakta olan moleküler biyoloji tekniklerinden faydalanılmasına olanak veren yöntemlerin, bu süreci

5 Gerçekler ve tahminler Temiz su insanlığı tehdit ediyor Dünya yüzeyinin yaklaşık yüzde 71 i su ile kaplı olmasına rağmen, bu suyun ancak yüzde üçü bile bulmayan kadarı içilebilir nitelikte. İçilebilir suyun büyük çoğunluğu buzullar ile karın altında bulunuyor. Üstelik bugün serbestçe erişilebilen içilebilir suyun dağılımı da son derece adaletsiz. hızlandırabileceği düşünülüyor. Ancak bunların içme suyu analizlerinde kullanılabilecek şekilde uyarlanmaları gerekiyor. Örneğin PCR adıyla bilinen prosedürde, DNA nın kısa E.coli özel bölümleri çoğaltılıyor. Kendisini DNA ya entegre eden floresan bir boya sayesinde bu sentezlenmiş DNA parçacıkları görünür hale getiriliyor. İçme suyunu, birbirleriyle birleştirilerek de kullanılabilecek farklı süreçlerle arıtmak mümkün. Konvansiyonel yöntemler, diğerlerinin yanı sıra aktif duruma getirilmiş karbon, klor, ozon ve zarlı filtreleme sistemlerinden faydalanır. Diğer bir olasılık ise bakterilerin yüksek enerjili UV radyasyonuyla öldürülmesidir. UNESCO ya göre dünyanın en kaliteli içme suyuna Finlandiya sahip iken onu Kanada ve Yeni Zelanda izliyor. Bu sıralamayı belirlemekte kullanılan endeks, özellikle yeraltı suları gibi içme suyunun kalitesi ile miktarı, lağım sularının işlenmesinin etkinliği ve çevresel kurallara uyum gibi bir dizi farklı faktörü hesaba katıyor. Hesaplamalarda kullanılan göstergeler arasında çözünmüş oksijen, yüzen parçacıklar, fosfor ve geçirgenlik dereceleri bulunuyor. Ancak Alman Enerji ve Su Endüstrileri Derneği ne göre objektif bir sıralamada ağır metallerin ve nitrojenin de hesaba katılması gerekiyor. Daha az kurşun. Su arıtma tekniklerinin gelişimi, başlıca katı düzenlemeleri genellikle daha sonra diğer Avrupa ülkelerince de benimsenen Almanya, Avusturya ve ABD tarafından şekillendiriliyor. Örneğin nitrat sınırı Avrupa da 50 mg/litre iken ABD de bu sınır 10 mg/litre. Uzmanlar halen her zaman her madde için izin verilen konsantrasyon üzerinde anlaşamıyor. Örneğin ABD deki EPA, litre başına 30 mikrograma kadar uranyum miktarına izin verirken WHO 15 mikrogramdan fazlasını tasvip etmiyor. Almanya nın Federal Çevre Ajansı ise üst sınır olarak 10 mikrogram seviyesini koyuyor. Özellikle 1950 yılından önce inşa edilmiş binalarda kurşun borular da önemli bir sorun teşkil ediyor. Bu gibi boruların kullanımı nedeniyle suyun içinde yüksek oranlarda kurşun konsantrasyonu oluşabiliyor. Küçük çocuklarda düzenli olarak ufak miktarlarda kurşunun mideye indirilmesi, kan oluşumu sürecine ve sinir sisteminin gelişimine hasar verebiliyor. AB kendi hesabına 2013 yılına gelindiğinde litre başına kurşun miktarını şu anki 25 mikrogram seviyesinden 10 mikrogram seviyesine indirecek düzenlemeyi planlamış durumda. Sylvia Trage BM ve Dünya Bankası, iklim tahminlerinin çoğunun küresel ısınmanın Afrika ve Asya da su kaynaklarının durumunu daha da kötüleştireceğini işaret etmesiyle, bu bölgelerde temiz suya erişim üzerinde çatışmalar çıkmasından korkuyor. Gelecek&Trendler 5

6 6 MOLEKÜLER DEDEKTİFLER Senaryo 2020 Ebediyen mutlu Cinayet soruşturmaları söz konusu olduğunda, kanıtların temiz ve bozulmamış olması gerekir yılına gelindiğinde polis teşkilatları, suç mahallindeki suç delili olabilecek sıvıların ve tozların moleküler izlerini ve kan tabanlı biyolojik işaretleyicilerini akıllı bir cep telefonu kadar küçük cihazlarla tanımlayabilecek. Eninde sonunda hepimiz bu dünyadan göçeceğiz. Çoğumuza göre bu süreç doğal yollardan işler. Azımıza göre ise değil. Benim işim ise hangisinin olduğunu keşfetmek. Haziran ayının serin ama güneşli bir pazartesi sabahıydı. Bir hafta boyunca süren yağmurdan sonra gelen öylesine güzel bir gündü ki, size büyükannenin merdivenlerden düşüp boynunu kırmasını değerlendiren moleküler testlerin sonuçlarını analiz etmektense, yapacak çok daha önemli işleriniz olduğunu söyletecek türden harika bir gündü. 84 yaşındaki Henrietta Gabrielli için tüm işaretler, sanki öbür dünyaya aldığı biletin arkasında doğal sebeplerin yattığını gösteriyordu. Neredeyse tüm işaretler. 911 çağrısına cevap veren doktor, Öncelikle pazartesi sabahı canınızı sıktığım için özür dilerim dedektif diyordu. Ancak bu adam çok sinirli. Omuzlarının arkasını işaret ederek Bayan Gabrielli nin cesedinin bulunduğu sofayı sinirli bir şekilde bir ileri bir geri adımlayan adamı gösteriyordu. Durduğum yerden bile adamın gömleğinin kan ter içinde kaldığını görebiliyordum. Bu da kim? diye sordum. O bizi arayan şahıs. Adı da Pulsifer dedi. Hazırlık soruşturması delillerini topladınız mı? diye sordum. Doktor, Rutin kan testleri. Analizör zaten beklentilerimiz doğrultusunda sonuçlar verdi. Yüksek seviyede troponin, ki bilirsiniz bu tip proteinleri kalp hücreleri herhangi bir hasar verici olaya karşı salgılar. Pulsifer, kurbanın kendisini telefonla aradığında nefes darlığı çeker gibi konuştuğunu söyledi. İkisini birleştirdiğinizde beyin sapı inmesinin neden olduğu solunum depresyonu ve kalp durmasıymış gibi görünüyor. Cesedi ambulansa yerleştirelim mi? diye sordu. Pulsifer in yanına giderek kendimi tanıttım. Kurbanın akrabası mısınız? şeklindeki soruma Hayır diye cevap verdi. Sadece yakın bir arkadaşımdı. Bu kadını yıllardır tanırım. Annem eskiden Bayan Gabrielli nin ev işlerine bakardı. Annem göçünce çok yalnız kalan Bayan Gabrielli ye karşı kendimi sorumlu hissetmiştim. Hiç arkadaşı yoktu, sadece Güney de bir iki tane uzak akrabası vardı dedi. Evin büyüklüğüne ve içindeki eşyaların üstün kalitesine bakarken kışkırtıcı bir tarzda, Mükemmel bir ev. Herhalde bu yaşlı kızın vasiyetine dahil değilsinizdir değil mi? diye sordum. Pulsifer cevap vermeye fırsat bulamadan doktor araya girerek, Dedektif, Bayan Gabrielli nin bir akrabasından, onun tıbbi kayıtları hakkında bir mesaj geldi. Bir baksanız iyi olur dedi. Bana kendi akıllı cep telefonunu uzattı. Apaçık görülüyordu ki Gabrielli nin sağlık durumu mükemmeldi. Bu kayıtlar 2015 yılına kadar geri gidiyordu ve onun eksiksiz bir genom taramasından geçtiğini gösteriyordu. Çeşitli kalp hastalıklarına yakalanma ihtimalleri teşhis edilmişti. O günden sonra ise Gabrielli tam bir rahibe hayatı yaşamıştı. Artık inme teşhisi giderek inanılırlığını kaybediyordu. Ancak burada dikkatimi cezbeden bir şey vardı. Tam bir yıl önce, Gabrielli nin sağ gözünde oluşan bir leke sonucunda oraya retinal bir protez takılmıştı. Onun optik sinirlerine arayüz görevi gören bir mikroçipten ibaret bu protezin hafıza fonksiyonu da vardı. Üstelik bu çipe bakım ve yeni güncellemeler yapılması amacıyla kablosuz olarak uzaktan erişebilmek de mümkündü. Doktora Harika dedim. Bakalım işe yarayacak mı? Birkaç dakika sonra yeni bir mesaj geldiğinde Gabrielli nin tıbbi kayıtlarından bir erişim şifresi indirmiş ve benim akıllı cep telefonumu kullanarak bu çipin içindekileri yüklüyorduk. Son 48 saatte geçen kilit görüntüler tıpkı hızlı bir sessiz film gibi gözümüzün önünde akıp gidiyordu. Hemen hemen hepsi rutin işlerdi. Sonra, bir önceki akşam yaklaşık 18:30 sularındaki görüntülerde Pulsifer belirdi. Sonuçta sanki birkaç formaliteymiş gibi görünüyordu, ceketinin cebinden küçük bir hediye paketi çıkartıp onu kurbana veriyordu. İçinden ise ipek bir fular çıkmıştı. Gabrielli nin onu boynuna sarmasına yardım ediyordu. Sonra gitmişti. Bundan sonra kurban divana uzanmış ve

7 uykuya dalmıştı. Bundan sonraki tek kayıt onun bu sabah göçüp gitmeden önce Pulsifer i telefonla aramasından ibaretti. Ortada bir bityeniği vardı. Gabrielli ye baktım. Mütevaz çiçek desenleriyle süslü pembe fular boynunda duruyordu. Tam da bu yaşlı kızın gönlünü çelecek türdendi. Pulsifer e Hediye vermenize neden olan olay neydi? diye sordum. Özel bir gün değildi. Ben bir bayan giyim dağıtımcısında çalışıyorum ve Bayan Gabrielli de güzel şeyleri çok severdi. Onun hayatına renk katmak için sık sık ona kendi koleksiyonumuzdan ufak tefek hediyeler getirirdim dedi. Dizlerimin üzerinde eğildim ve bu fulara yakından dikkatle baktım. Koyu pembe bir iç astarı vardı. Potansiyel hiçbir kanıtı bozmak istemediğimden steril bir ameliyat eldiveni paketi açtım ve fuların kurbanın ensesiyle temas eden bölgesinden bir kaç milimetrelik örnek aldım. Sonra akıllı cep telefonumdan, uzayabilen bir antene benzeyen emici bir hortum çıkartıp onu elektrikli süpürge gibi kullanarak topladığım örnek dokuyu içine çektirdim. Cihazımın içinde, aldığım örneğe ait nano parçacıkların, minnacık özel bir madde içine sıkıştırılmış geniş bir yelpazedeki yakalayıcı moleküller ile eşleştirileceğini biliyordum. Yakalanan her bir molekül, kendi kimliğini elektronik bir sinyal ile özel bir çipe aktaracak ve bu bilgi internet üzerindeki bir veritabanında sorgulanarak sonuçlar grafik bir sunumda birleştirilecekti. Bu teknoloji polise fevkalade zaman kazandırmasının yanı sıra mahkemelere de şüpheye yer bırakmayacak derecede net kanıtların sunulmasını sağlıyordu. Saniyeler içinde ekranda uzun bir kırmızı sütun yükseldi ve altında Fentanyl yazdı. Benim alanımdaki herhangi birinin de size söyleyebileceği üzere Fentanyl, son derece güçlü ve ölümcül potansiyeli olan bir ağrı kesicidir. Toz halindeyken deri tarafından da emilebilir bir ilaçtır. Vücuda temas ettikten sonra artık geri dönüşü yoktur. Genel olarak konuşmak gerekirse kurbanın vücudunda yavaş yavaş karbondiyoksit birikmesine yol açar ve sonuçta nefes darlığı ile beyin sapı inmesine neden olur. Ayağa kalktım ve Pulsifer in gözlerinin içine baktım. Ellerini arkasına götürüp kelepçeledikten sonra başımı sallayarak Neden bunu yaptın ki? dedim. Sabah hala serin ve nemli olmasına rağmen Pulsifer in yüzü ter boncuklarıyla kaplıydı. Gözleri kan çanağına dönmüştü ve eminim içi parçalanıyordu. Fısıltıya benzer bir sesle, Bana karşı daima oğluymuşum gibi davranırdı. Ancak her geçen gün benden onunla birlikte daha fazla vakit geçirmemi istiyordu. Sonunda onun yanına taşınmam için başımın etini yemeye başlamıştı. Bunu yapamazdım. Ancak onu terk de edemezdim. Bu yüzden onu ebediyen mutlu edecek bir hediye almaya karar verdim dedi. Arthur F. Pease Gelecek&Trendler 7

8 8 MOLEKÜLER DEDEKTİFLER Virüs algılama California, Berkeley deki Siemens Araştırma Merkezi nde görev yapan bilim insanları, H1N1 virüsü için kesin sonuç veren bir test geliştirdi (aşağıda). Bu test, Princeton daki Siemens tarafından geliştirilen genetik tanımlama sistemi sayesinde hayat buldu. Görünmez istilacılar 2009 H1N1 virüsü Meksika ve ABD de yaşamı tehdit etmeye başladığında, Siemens, doğada eşi benzeri görülmemiş bu organizmanın kimliğinin saptanmasında kilit rol oynadı. Bunu yaparken son derece güçlü hesaplama araçlarını, yeni bir numune algılama teknolojisini ve Kuzey Amerika da ilk kez kullanılan gerçek zamanlı otomatik gen algılama teknolojisiyle ilgili ticari bir uygulamayı bir araya getirdi.

9 Siemens de dedektifler iş başında! Kanıt bulmak için yığınla genetik şifreyi elekten geçiriyor, peşlerine düştükleri kaçakları keşfedebilmek için daha zekice ve hızlı araçlar geliştiriyor, hedeflerini etkisiz hale getirmek için üniversitelerden yetkililer ve hükümet ajanslarıyla birlikte çalışıyorlar. New Jersey, Princeton daki Siemens Kurumsal Araştırmalar da (SCR) program müdürü olan Gayle Wittenberg, Bu iş biraz yırtıcı hayvan eğitimine benziyor. Yaptığımız işte her geçen gün daha da ustalaşıyoruz. Ancak peşine düştüğümüz virüsler ve bakteriler gibi kötü adamların genetik karakteristikleri sürekli bir evrim içinde olduğundan tanımlamak oldukça güç diyor. ABD de her yıl 20 bin ölümden sorumlu olan metisilin-dirençli kurnaz Staphylococcus aureus (MRSA) bakterisi gibi görünmez istilacılara karşı savaş henüz yeni başlıyor. Ancak Siemens deki Wittenberg ve diğer moleküler dedektifler, pandemik uyarısını yaptı. 28 Nisan da da ABD Ulusal Sağlık Enstitüsü (NIH) bu virüse ait eldeki mevcut tüm genetik şifreleri internet üzerinden yayımladı. New Jersey, Princeton daki Siemens Kurumsal Araştırmalar da Siemens Global Tıbbi Bilgi Teknolojileri Alanı nın başkanlığını yapan PhD Dorin Comaniciu, Bu bilgi elimize geçer geçmez, derhal RAPID2 çözümü dediğimiz hızlı teşhis testlerinin geliştirilmesi için biyoişaretleyiciyi keşif sürecimize tabi tuttuk diyor. Comaniciu, herhangi bir hastalık nedeni olan patojenin tanımlanmasında kilit olan hususun, kendi grubunun üyelerinde ortak olan genin bu kısımlarında yoğunlaşma yeteneği olduğunu söylüyor. Aynı gruptaki iki genetik dizilim asla birbirinin tıpatıp aynısı olamaz. Ancak bu dizilimlerin bazı kısımları aynı olabilir. İşte bizim şablon algılama sorununa benzer yüz tanımlama ve öğrenen makinelerden ibaret deneyimimizi kazandığımız teknoloji de bu gerçeğe dijital bir temsili olan bu bilgi, derhal Siemens Kurumsal Araştırmalar dan California, Berkeley deki dünya klasmanında bir araştırma ve geliştirme merkezi olan Siemens Moleküler Teşhis e aktarıldı. Orada Global R&D yönetimi başkan yardımcısı olan Dr. Norbert Piel, En deneyimli bilim insanlarımızdan biri, RAPID2 nin bilgisayar tarafından üretilmiş imzalarını kendi nükleik asit akranlarına, bir başka ifadeyle algılayıcı ayraçlarına tercüme edebilmeyi başardı. Bu ayraçlar üretildikten sonra, Siemens in kinetik polimer zincir reaksiyonu (kpcr) temelli genetik algılama platformu olan VERSANT aracılığıyla bilinen virüs türleriyle karşılaştırıldı. Test sonuçları alınır alınmaz bu bilgiler Siemens Moleküler Teşhis in grip tahlillerine eklendi. Salgının kalbindeki bir Meksika devlet laboratuarına gönderildi ve otomatik VERSANT kpcr platformunda iki kere test edildi. Siemens Sağlık Bakım Teşhis Direktörü PDr.D James Uzgiris, Oradaki sonuçlar bu 2009 H1N1 grip virüsünün eşsiz özelliklerinin tanımlanması gibi çok önemli başarılar elde etmiş durumda. Siemens araştırmacılarının 2009 H1N1 grip zanlısını tanımlama hikayesi, tıpkı sürükleyici bir polisiye romanın akışına benziyor. Meksika da yaşanan sayısız ölüm vakasından sonra Dünya Sağlık Örgütü (WHO) ile ABD Hastalık Kontrol Merkezleri (CDC), 14 Nisan 2009 da ABD nin 7 farklı hemagglutinin-neuraminidase (H1N1) virüsünün etkisi altında olduğunu açıkladı. WHO, 27 Nisan da 6 puan üzerinden dördüncü seviyede bir salgın yaşandığı dayanıyor diyor. Wittenberg, Comaniciu ve diğer SCR araştırmacıları, üstün performanslı iç içe geçmiş bir bilgisayarlar kümesi kullanarak, NIH in H1N1 dizilimlerini halka açık bir dizi yaygın grip türleri veritabanıyla karşılaştırdı. Bu çabaları da çabucak meyvelerini verdi. NIH in H1N1 kalıtsal yapısının sisteme girilmesinden sonra iki günden kısa bir sürede RAPID2, H1N1 virüsünü diğerlerinden ayırt eden imzalar veya alfabesi denilen eşsiz dizilimini tanımlamıştı. Bir şüphelinin parmak izine benzeyen bu virüsün genetik şifresinin bir kısmının ayraçların Hastalık Kontrol Merkezi nde geliştirilenden çok, 2009 H1N1 virüsüne benzediğini ortaya koyuyordu. CDC tahlili ile yapılan karşılaştırmada bizim tahlilimiz 2009 H1N1 virüsü olduğunu söylüyordu. Biz bu sonuca RAPID2 algoritmasının ve VERSANT kpcr platformunun mükemmel kapasiteleri ve performansları sayesinde ulaşabildik diyor. Siemens şimdi burada kullanılan yöntemler için bir patent başvurusunda bulundu ve grip testlerinde kullanılmak üzere ticari bir H1N1 ayracı geliştirecek bir iş kurulup kurulamayacağını analiz ediyor. Gelecek&Trendler 9

10 10 MOLEKÜLER DEDEKTİFLER Virüs algılama Çok amaçlı platform. Sayısız genetik kök eşleşmelerini hedefteki diğer tüm organizmalardan ayırt edebilen bir hesaplama sistemi (yani 2009 H1N1 salgınının diğer grip virüsleriyle karşılaştırılması) her seferinde farklı yapılması gereken bir süreçtir. Aslında SCR nin RAPID2 teknolojisi burada sadece yeni ilaç dirençli HIV dizilimleri veya potansiyel biyo-savaş tehditleri gibi diğer tehlikeli virüslerin tanımlanmasını hızlandırmakla kalmayabilir, aynı zamanda bakterilerin ve hatta kanser hücrelerinin bile tespitini hızlandırarak geniş bir hastalıklar yelpazesinde çok daha sağlıklı ve ucuz tedavi yöntemlerinin kapısını aralayabilir. Hedefteki organizma ne olursa olsun, bu genetik kimlik tanımlama süreci işe büyük sayıda örneklerden oluşan DNA dizilimlerini araştırmakla başlar. SCR araştırmacılarından Lance Palmer, 100 staphylococcus aurous genlerinde olduğu gibi yüksek çıktılı dizilimlerin, kabaca 70 bin dolara mal olduğuna ve maliyetinin her geçen gün düştüğüne dikkat çekiyor ve ekliyor: Ne kadar çok dizilimi analiz ederseniz, sonuçların, bir grubun üyeleri arasında ortak olan karakteristik sayısını tanımlama şansını da o kadar artırmış olursunuz diyor. Buna rağmen H1N1 virüsü örneğinde olduğu gibi, Wittenberg ve meslektaşları, kamuya açık dizilim verilerinden faydalanarak MRSA yı, Staphylococcus aurous dan ayrıştıranın neler olduğunu bulmanın maliyetini düşürebileceklerini keşfetti. Dünyadaki en geniş MRSA izolesi koleksiyonlarından birine sahip New Jersey deki tıp fakültesindeki araştırmacılarla birlikte çalışan Wittenberg, sonunda hesaplanabilir yöntemlerle optimize edilmiş bir alfabeler (imzalar) serisi geliştirmeyi başardı. Bir sonraki adım, çok daha güvenilir bir imza grubu geliştirmek için daha geniş bir MRSA bakteri nüfusundan toplanacak verilerle, bu genetik malzemeyi sıralandırmak olacak. Bir organizmayı eşsiz kılanın ne olduğunu keşfetmek onunla savaşmanın ön koşuludur diyor. Ancak Wittenberg MRSA nın hareket halindeki bir hedef olduğunun altını çiziyor. Bu organizma sürekli evrimleşiyor. Bu nedenle daima gözetlenmesi gerekiyor. Yeni dizilimler evrimleştikçe yeni imzalar Konvansiyonel sistemler virüslerin varlığını oldukça zaman alıcı olan antikorların verdikleri tepkiyle algılarken, en yeni otomatik moleküler algılama sistemleri kan örneklerinden yola çıkarak hastalık nedeni olabilecek çok küçük miktarlardaki patojenleri bile tanımlayabiliyor. tanımlanmalı ki bu da bizim RAPID2 sistemimizin değerini bu böceklerle savaşta her geçen gün daha da arttırıyor diyor. Gelecek planları. RAPID2 ve Siemens in VERSANT kpcr Moleküler Sistemi (Avrupa da kullanılabiliyor ancak ABD de FDA onayını bekliyor) daha şimdiden virüs tehditlerine karşı verilen tepki sürelerini muazzam ivmelendirmiş durumda. Örneğin, bir virüsün varlığını sadece dolaylı bir yoldan yani eğer örnek içinde bu virüse karşı etkili olabilecek çok sayıda antikör bulunuyorsa, tespit edebilen konvansiyonel bağışıklık teşhis antikor testleriyle kıyaslandığında, VERSANT kpcr teşhislerinin vücudun herhangi bir bağışıklık tepkisi vermesini beklemeleri gerekmiyor. Onun yerine DNA imzaları ile araştırmalarından faydalanarak bir kan örneğindeki virüsü tanımlayabiliyor ve çok küçük yoğunluklarda bile onun genetik kimliğini doğrulayabiliyorlar. Piel, Erken teşhisi ve hedefini bulan tedaviyi mümkün kıldığı için burası çok önemli. Üstelik tedavi başladığında hastanın kanındaki virüs yükünün azaldığını gösteren izleme testleri de yapabilirsiniz. Bir başka ifadeyle kpcr ile daima yapabileceğiniz iki şey var: Hedefi tanımlamak ve miktarını belirlemek diyor. Prensip olarak kanserle savaşta da aynı adımlar izlenebilir. Burada ana fikir tümörlerden etkilenen hücreleri tespit etmek, kaynağını belirlemek ve tedavi başladıktan sonra sayılarının artıp azalmadığını izlemektir. Bu resme RAPID2 teknolojisinin de dahil edilmesiyle, kanser yönetimi en etkin seviyesi olan yatkınlık testine doğru genişletilebilir. Uzgiris, Elinizde genetik dizilimleri bilinen ve birinde meme kanseri çıkan iki grup insan olduğunu varsayın. RAPID2 bu iki grup arasındaki kilit genetik farklılıkları tanımlayabilir ve hem teşhisin hem tedavinin optimum kılınmasına yardımcı olabilir diyor. O günler zannedildiği kadar uzak olmayabilir. Son teknolojik ilerlemeler insanların genetik dizilimlerinin tespit edilmesinin maliyetini 100 bin dolar seviyesinden 10 bin dolarlar seviyesine indirmiş durumda. Önümüzdeki birkaç yıl içinde gerçekleşmesi beklendiği üzere bu fiyat dolar civarına geldiğinde, insanların genetik taramadan geçmelerinin sağlayacağı avantajlar karşı konulmaz olacak. Uzgiris, Çok da uzun sayılmayacak bir zaman diliminde tam bir gen taraması, bir insanın 18 inci yaş gününü kutlamasının ardından yapacağı en doğru iş olacak. Bu noktada kalıtsal tüm yatkınlıklarınızı öğrenebileceksiniz. Rutin kan testleri kanser işaretleri olup olmadığına bakacak. Ve eğer 30 veya 40 yıl sonra şüpheli bir mutasyon keşfedilirse, o zaman RAPID2 teknolojisinin turbo güçlü bir versiyonu bu değişikliğin ne ifade ettiğini anlamak için onu temel genotipinizle karşılaştıracak. Bunların hepsi bir arada önleyici bakımın gücünün artırılmasına fevkalade katkıda bulunacak diyor. Arthur F. Pease

11

12