Görünmez istilacılar

Siemens,doğada eşi benzeri görülmemiş organizmanın kimliğinin saptanmasında kilit rol oynadı.

1.08.2010 00:00:000
Paylaş Tweet Paylaş
Görünmez istilacılar
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 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 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 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 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 ayraçların Hastalık Kontrol Merkezi’nde geliştirilenden çok, 2009 H1N1 virüsüne benzediğini ortaya koyuyordu. CDC tahlili ile yapılan karşılaştırmada bizim tahlilimiz2009 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.

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 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 1.000 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.

 

Türkiye ve dünya ekonomisine yön veren gelişmeleri yorulmadan takip edebilmek için her yeni güne haber bültenimiz “Sabah Kahvesi” ile başlamak ister misiniz?


İLGİNİZİ ÇEKEBİLİR

Yorum Yaz