Bu küçük sensörler kanseri erken tespit edebilir
Yeni araştırma, kanseri işaret edebilen proteinden proteine etkileşimleri tespit etmek için nano sensörleri kullanıyor. Bulgular, lenfositik lösemiyi çok daha erken teşhis etmek için özellikle yararlı olabilir.
Kanser, hem Amerika Birleşik Devletleri'nde hem de dünya çapında önde gelen ölüm nedenlerinden biridir. Ulusal Kanser Enstitüsüne göre, 2012 yılında dünya genelinde kansere bağlı 8 milyondan fazla ölüm gerçekleşti ve ABD'de 600.000'den fazla insan bu hastalıktan 2018'de ölebilir.
Bu yaşamı tehdit eden hastalığın erken teşhisi çok önemlidir ve tıp bilimcileri, kanseri mümkün olan en kısa sürede teşhis etmenin daha yeni ve daha etkili yollarını bulmak için sıkı bir şekilde çalışıyorlar.
Şimdi, yeni araştırma, kanserin göstergesi olabilecek küçük moleküler değişiklikleri tespit etmek için küçük sensörler kullanıyor.
New York Syracuse Üniversitesi Fen ve Edebiyat Fakültesi'nde fizik profesörü olan Liviu Movileanu, Syracuse'de fizik alanında doktora araştırmacısı Avinash Kumar Thakur ile birlikte, bu nano sensörlerin rolünü dergide yer alan bir makalede ayrıntılarıyla anlatıyor. Nature Biotechnology.
Prof. Movileanu'nun açıkladığı gibi, nanosensörler özellikle kemik iliğinde başlayan ve kana yayılan bir kanser türü olan lenfositik lösemiyi tespit etmede yardımcı olabilir.
ABD'de, 2018'de neredeyse 21.000 yeni lenfositik lösemi vakası ortaya çıkması muhtemeldir ve bunun sonucunda 4,500'den fazla insan ölebilir.
Nanosensörler nasıl çalışır?
Prof. Movileanu'nun laboratuvarından çıkan nanosensörler, proteinden proteine etkileşimleri (ÜFE'ler), yani hücrelerin gelişimi için gerekli olan süreçleri tespit edebilir.
Sözde interaktom, "canlı bir organizmada meydana gelebilecek protein etkileşimlerinin eksiksiz haritasını" ifade eder. Interactomics - veya en son teknolojik ve hesaplama tekniklerini kullanarak interaktomu haritalamak - bu etkileşimlerin sonuçlarını inceleyen gelişen bir biyofizik alt alanıdır.
ÜFE'ler hücre türü, gelişim aşaması ve çevresel koşullar gibi çeşitli faktörlere bağlıdır. Bazı ÜFE'ler sabittir, ancak diğerleri geçicidir.
Örneğin, gen ekspresyonunu etkinleştirmek için gereken veya hücre sinyallemesini ve kanser hücrelerinin gelişimini etkileyen etkileşimler geçicidir, yani sadece bir milisaniye sürdüğü anlamına gelir.
Bu ÜFE'lerin geçici doğası, şu anda mevcut olan yöntemlerle tespit edilmesini zorlaştırmaktadır.
Ancak Prof. Movileanu’nun laboratuvarından çıkan nano sensörler, hücre zarında elektrik akımının geçtiği küçük bir açıklık oluşturarak bu engeli aşıyor.
Proteinler bu küçük açıklıklardan veya nano gözeneklerden geçtiklerinde, elektrik akımının yoğunluğunu değiştirirler. Bu değişiklikler, her bir proteinin kimliğini ve özelliklerini ortaya çıkarır.
Doktora derecesini kazanan Prof. Movileanu, "Tek bir protein örneğinden toplanan veriler çok büyük" diyor. Romanya'daki Bükreş Üniversitesi'nden deneysel fizik alanında yüksek lisans ve şu anda Syracuse Fizik Bölümü'nde biyofizik ve biyomateryaller araştırma grubunun bir üyesidir.
Araştırmacı, "Nanoyapılarımız biyokimyasal olayları hassas, spesifik ve nicel bir şekilde gözlemlememize izin veriyor" diye devam ediyor. "Daha sonra, tek bir protein örneği hakkında sağlam bir değerlendirme yapabiliriz."
Araştırmacı, "İnsan genomunun ayrıntılı bilgisi, diğer proteinlerle kısa fiziksel ilişkilerde yer alan birçok işlevsel proteinin tanımlanması için yeni bir sınır açtı" diye devam ediyor.
“Bu ÜFE'lerin gücündeki büyük tedirginlikler hastalık koşullarına yol açar. Bu etkileşimlerin geçici doğası nedeniyle, bunları değerlendirmek için yeni yöntemlere ihtiyaç var. "
Fizikçi ayrıca nanosensörlerinin ince ayarlı tespit mekanizmalarının kanserle savaşmaya nasıl yardımcı olabileceğini açıklıyor.
“Bir hücrenin parçalarının nasıl işlediğini bilirsek, bir hücrenin neden normal işlevsellikten tümör benzeri bir duruma saptığını anlayabiliriz […] Küçük sensörlerimiz biyomarker taraması, protein profili ve büyük- proteinlerin ölçekli çalışması [proteomik olarak bilinir]. "
Prof. Liviu Movileanu
Prof. Movileanu, nanosensörlerinin, kan hücrelerinin olgunlaşmadığı ve normal şekilde öldüğü, ancak "kemik iliğinde birikip normal, sağlıklı hücreleri dışarıda bıraktığı" bir durum olan lenfositik lösemiyi tespit etmek için özellikle yararlı olacağını umuyor.
