Bir farenin ‘süper gücünü’ şişelemek, erken doğumdan zarar gören akciğerleri iyileştirebilir. için yorumlar kapalıBİLİM
Yeni bir çalışma, esnekliği anlamak – yaralı akciğer dokusunun iyileşme ve yenilenme yeteneği – aşırı prematüre bebeklerde ortaya çıkan yaşamı tehdit eden akciğer hastalığının tedavisini ve önlenmesini ilerletmenin anahtarı olabilir.
Vanderbilt Üniversitesi ve Vanderbilt Üniversitesi Tıp Merkezi’ndeki araştırmacılar, dört boyutlu bir mikroskopi tekniği kullanarak, laboratuvarda yetiştirilen fare akciğer dokusunun 3D video görüntülerini oluşturdular. Öğrendikleri şey çığır açmaktan başka bir şey değildi.
Pediatri ve Hücre ve Gelişim Biyolojisi doçenti Jennifer Sucre, “İlk kez, akciğeri oluştuğu gibi canlı olarak görüntüleyebildik ve gaz değişimi için yeterince büyük bir yüzey alanına sahip bir organ oluşturmak için bir araya gelen hücresel hareketleri ölçebildik ve ölçebildik” dedi.
Amerikan Klinik Araştırma Derneği’nin dergisi JCI Insight’ta 24 Şubat’ta kapak makalesi olarak yayınlanan grubun bulguları, iki ila dört ay erken doğan bebeklerin yaklaşık% 50’sinde görülen bronkopulmoner displazinin (BPD) daha iyi tedavisi ve önlenmesine yönelik önemli bir adımı temsil ediyor.
“Akciğerin nasıl oluştuğunu anlayabilirsek, o zaman yaralanmadan sonra yeni akciğerlerin nasıl yetiştirileceğine dair bir planımız var” diyor makalenin ilk yazarı, Sucre laboratuvarında kıdemli bir doktora sonrası araştırmacı olan Nick Negretti.
VUMC’deki Akciğer Hastalığının Biyogelişimsel Kökenleri (BOLD) Merkezi’ni yöneten makalenin kıdemli yazarı Sucre, “Fareler akciğeri onarmak için olağanüstü bir yeteneğe sahip” dedi. “Bebeklere farenin süper gücünü vermek istiyorum.”
BPD’li prematüre bebekler, doğumdan sonraki ilk günlerde nefes almalarına yardımcı olmak için oksijen ve mekanik ventilasyona ihtiyaç duyarlar. Bununla birlikte, oksijen tedavisi iki ucu keskin bir kılıçtır, çünkü hassas akciğer dokusuna da zarar verebilir.
Birçok prematüre bebek birkaç gün sonra ventilatörden ayrılabilse de, kronik obstrüktif akciğer hastalığı da dahil olmak üzere yaşamın ilerleyen dönemlerinde ciddi solunum problemleri geliştirme riski altındadır.
Solunum – karbondioksit için oksijen değişimi – akciğerlerin alveollerinde, epitel hücreleri ve kan damarları arasındaki kırılgan bir bazal zar boyunca meydana gelir. Akciğer gelişiminin geleneksel görüşüne göre, batık septa (bölücüler), hava boşluklarını alveollere bölmek için epitelyal, endotelyal ve mezenkimal hücrelerden oluşan bir tabakadan ortaya çıkar.
Ancak araştırmacılar üç gün boyunca canlı yenidoğan fare akciğeri dilimlerini görüntülediklerinde, bir miyofibroblast halkası veya doku oluşumunu destekleyen hücreler tarafından desteklenen epitel hücrelerinin balonlaşan bir büyümesinden biri olan farklı bir görünüm ortaya çıktı.
Ne kadar çabuk yaşlanıyorsunuz? Moleküler ‘saatler’ sağlığınız hakkında size ne söyleyebilir? için yorumlar kapalıBİLİM
Nakit akışı ve halkın coşkusuyla donanmış olan araştırmacılar, yaşlanmanın nasıl ölçüldüğünü iyileştirmeye çalışıyorlar.
Kameradaki çığlıkların sayısı herhangi bir gösterge ise, Kim Kardashian’ın epigenetik ile ilk karşılaşması heyecan vericiydi.
Reality televizyon yıldızı ve ailesi, geçen Temmuz ayında Los Angeles, California’daki The Kardashians’ın sezon finalinde, her biri “biyolojik yaşlarını” değerlendirdiği iddia edilen ticari bir kan testinin sonuçlarını öğrenirken çığlık attı ve ciyakladı. Teste göre, Kardashian 43 yaşında olmasına rağmen, DNA’sına kimyasal belirteçlerin yerleştirilmesi – ‘epigenetik profili’ – 34 yaşındaki bir çocuğunkiyle eşleşti. Üstelik vücudu, yaşıtlarının çoğundan %18 daha yavaş yaşlanıyordu.
“Sırtınızı sıvazlamalısınız,” dedi Matthew Dawson sonuçları aktarırken. (Dawson, testi satan şirket olan Lexington, Kentucky’deki TruDiagnostics’in CEO’sudur.)
Ülkenin diğer tarafında, nöropsikolog Terrie Moffitt, segmenti gördüğünde “utandığını” söylüyor. Kuzey Carolina, Durham’daki Duke Üniversitesi’nde çalışan Moffitt, TruDiagnostic tarafından sağlanan testlerden birinin temelini oluşturmak için meslektaşlarıyla birlikte yaklaşık 1.000 kişiden veri toplayarak onlarca yıl geçirmişti. Çalışmalarının bir gün tıbbi kararları bilgilendirebileceğini veya araştırmacıların yaşlanma karşıtı bir tedavinin sağlık üzerinde olumlu bir etkisi olup olmadığını değerlendirmeleri için bir yol sağlayabileceğini ummuştu. Bir realite TV şovunda dublörlük yapmak, hedeflediği türden bir tanıtım değildi. “Reality TV’ye bir züppe bakış açısına sahibim” diye ekliyor.
Yaşlanmanın vücut üzerindeki etkisini ölçen testler geliştirme çabaları hakkında Nature’a konuşan araştırmacılar arasında karışık coşku ve endişe duyguları yaygındı. Alana akan para ve benzeri görülmemiş düzeyde bir kamuoyu ilgisi ve heyecanı ile bilim adamları, bir kişinin vücudunun ne kadar hızlı azaldığını ölçmenin yolları hakkında sürekli bir makale akışı yayınlıyorlar. Ölçümlerin çoğu, metilasyon olarak bilinen DNA üzerindeki kimyasal işaretlere veya kanda bulunabilen proteinlere veya metabolitlere bakar. Bu biyolojik belirteçler veya biyobelirteçler, yaşlanmanın olumsuz etkilerini önleyecek ve gerontologların sağlıklı yaşam süresi olarak adlandırdıkları şeyi artıracak ilaçlar ve diğer tedavileri geliştirme çabalarının bir parçası olarak inanılmaz derecede yararlı olabilir.
Bununla birlikte, çoğu zaman, bu biyobelirteçleri kullanan test sonuçları, onları rahatsız eden belirsizliklerin tam bir hesaplaması yapılmadan yorumlanır ve sunulur. Bu sadece ticari testler için değil, aynı zamanda medya makaleleri ve hatta bilimsel yayınlar için de bir sorundur. San Francisco’daki California Pacific Medical Center Araştırma Enstitüsü’nde moleküler epidemiyolog olan Brian Chen, “Çok fazla kafa karışıklığı var” diyor. “Akademide, daha fazla ilgi ve fon sağlamak için ‘biyolojik yaş’ ve genel olarak yaşlanma araştırmalarını teşvik etmeye ve yutturmaya çalışan bilim adamlarını gördüm.”
Chen ve diğerleri, bilim adamları bu testleri doğrulamak için uzun ve zorlu bir görevi üstlenirken, yüksek beklentiler riskinden endişe duyuyorlar. “Günün sonunda bu tür bir şeyin alan için olumlu mu yoksa olumsuz mu olacağını bilmek zor” diyor Tukwila, Washington’daki bir sağlık teknolojisi şirketi olan Optispan’ın CEO’su Matt Kaeberlein. “İtibarınızı kaybederseniz, bunu geri almak zordur.”
İşaretleme süresi
Şu an için saha yanıyor. Aralık 2024’te ABD Sağlık İleri Araştırma Projeleri Ajansı, yaşlanmanın biyobelirteçlerini geliştirmek ve doğrulamak için bir program duyurdu. Riyad’da bir hayır kurumu olan Hevolution Foundation, sağlık araştırmalarına 400 milyon ABD doları yatırım yaptı. Yaşlanma ile ilişkili durumlar için tedaviler bulmak için bir yarışma olan XPRIZE Healthspan’in organizatörleri, sağlığı iyileştirmeye adanmış 7 yıllık, 101 milyon dolarlık küresel bir yarışma planlıyor.
Yaşlanmayı değerlendirmek için bir dizi test zaten var. Şu anda İngiltere, Cambridge’deki Altos Laboratuvarları’nda çalışan genetikçi Steve Horvath, on yıldan fazla bir süre önce ilk epigenetik saatlerden birini geliştirdi1. Genomdaki hangi bölgelerin metil gruplarıyla etiketlendiğini kataloglamak için 7.800 örnekten elde edilen verileri analiz etti – genlerin ekspresyonunu düzenlemeye yardımcı olan DNA’ya kimyasal bir modifikasyon. Daha sonra bu verileri, çalışma katılımcılarının yaşlarıyla birlikte bir makine öğrenme algoritmasına besledi. Algoritma, birlikte ele alındığında katılımcıların kronolojik yaşlarıyla ilişkili olan 353 metilasyon bölgesinden oluşan bir koleksiyon üretti. Bu bölgelerden bazıları yaşla birlikte daha fazla metillendi; diğerleri daha azdı.
Bu işaretler, bir kişinin kronolojik yaşını dikkate değer bir doğrulukla tahmin edebilen bir testin temeli haline geldi, diyor Horvath ile birlikte çalışan Chen. Ancak test, bir kişinin ne kadar süre sağlıklı kalmayı bekleyebileceğini veya ne zaman ölebileceğini tahmin etmede o kadar iyi değildi.
Bu nedenle, Horvath’ın ekibi ve diğerleri, beyaz kan hücresi sayımı, kandaki glikoz miktarı ve iltihaplanma için bir belirteç olarak hizmet eden bir proteinin seviyeleri gibi diğer yaş ve sağlıkla ilgili ölçümlerle ilişkili metilasyon bölgelerini arayarak yeni testler oluşturmaya başladılar2. Bu sefer amaç, sadece yaşadığı yıl sayısından ziyade, bir kişinin ölüm zamanını yansıtan bir saat yaratmaktı.
Gen Terapisi 11 Yaşındaki Bir Erkek Çocuğun İlk Kez Duyummasını Sağlıyor.. için yorumlar kapalıBİLİM
Kalıtsal sağırlık, bilim adamlarının orak hücre hastalığı ve şiddetli hemofili gibi hastalıkları tedavi etmek için zaten onaylanmış olan gen terapisi ile hedefledikleri en son durumdur.
Kalıtsal sağırlığı olan çocuklar genellikle sesi duymalarına yardımcı olan koklear implant adı verilen bir cihaz alırlar.
“Hiçbir tedavi işitme kaybını tersine çeviremez… Bu yüzden her zaman bir terapi geliştirmeye çalışıyorduk, “dedi Boston’daki Mass Eye and Ear’dan Zheng-Yi Chen, Çarşamba günü Lancet dergisinde yayınlanan çalışmanın kıdemli yazarı. “Sonuçlardan daha mutlu veya heyecanlı olamazdık.”
Ekip, hastaların ilerlemesini videolarda yakaladı. Biri, daha önce hiç duyamayan bir bebeğin, tedaviden altı hafta sonra bir doktorun sözlerine yanıt olarak geriye baktığını gösteriyor. Bir diğeri, tedaviden 13 hafta sonra baba, anne, büyükanne, kız kardeş ve “Seni seviyorum” diyen küçük bir kızı gösteriyor.
Terapi nasıl çalışır?
Deneylerdeki tüm çocuklar, kalıtsal sağırlığın yüzde 2 ila 8’ini oluşturan bir duruma sahiptir.
Buna, tüy hücrelerinin sesi beyne iletmesine yardımcı olan otoferlin adı verilen bir iç kulak proteininden sorumlu bir gendeki mutasyonlar neden olur. Tek seferlik terapi, cerrahi bir prosedür sırasında bu genin işlevsel bir kopyasını iç kulağa iletir. Çocukların çoğu bir kulakta tedavi edildi, ancak iki kişilik çalışmada bir çocuk her iki kulakta da tedavi edildi.
Altı çocukla yapılan çalışma, Şangay’daki Fudan Üniversitesi’nde, Chen’in laboratuvarında eğitim gören ve araştırmada işbirliği yapan Dr. Yilai Shu liderliğinde gerçekleşti. Fon sağlayıcılar arasında Çinli bilim kuruluşları ve biyoteknoloji şirketi Shanghai Refreshgene Therapeutics yer alıyor.
Araştırmacılar çocukları yaklaşık altı ay boyunca gözlemlediler. Tedavinin neden onlardan birinde işe yaramadığını bilmiyorlar. Ancak daha önce tamamen sağır olan diğer beş kişi, artık düzenli bir konuşmayı duyabiliyor ve başkalarıyla konuşabiliyor. Chen, şu anda normalin yüzde 60 ila yüzde 70’i civarında bir seviyede duyduklarını tahmin ediyor. Terapi önemli bir yan etkiye neden olmadı.
İşitmede ‘dramatik iyileşme’
Diğer araştırmalardan elde edilen ön sonuçlar da aynı derecede olumlu olmuştur.
New York’taki Regeneron Pharmaceuticals, Ekim ayında Decibel Therapeutics ile sponsor oldukları bir çalışmada 2 yaşın altındaki bir çocuğun gen terapisinden altı hafta sonra iyileşme gösterdiğini duyurdu.
Eli Lilly’nin Akouos adlı bir yan kuruluşu tarafından desteklenen bir testte yer alan birkaç siteden biri olan Philadelphia hastanesi, hastaları olan İspanya’dan Aissam Dam’ın Ekim ayında tedavi edildikten sonra ilk kez sesler duyduğunu bildirdi. Philadelphia’daki araştırmayı yöneten Dr. John Germiller, köpük kulak tıkacı takıyormuş gibi boğuk olmalarına rağmen, artık babasının sesini ve yoldaki arabaları duyabildiğini söyledi.
Hareketli Yazı Tekniği ile DNA’ya Veri Yazmada Yeni Bir Dönem! için yorumlar kapalıBİLİM
DNA depolama, depolama yoğunluğu, uzun ömür ve enerji tüketimi açısından mevcut silikon tabanlı veri depolama teknolojilerini aşma potansiyeli göstermiştir. Bununla birlikte, büyük ölçekli verilerin de novo sentez yoluyla doğrudan DNA dizilerine yazılması, zaman ve maliyet açısından ekonomik değildir. Önceden hazırlanmış nükleik asitler kullanarak DNA üzerinde rastgele verilerin yazılmasını sağlayan alternatif, paralel bir strateji sunuyoruz. Kendi kendine montaj güdümlü enzimatik metilasyon yoluyla, bilgi bitleri olarak epigenetik modifikasyonlar, moleküler hareketli tip baskıyı yürürlüğe koymak için evrensel DNA şablonlarına tam olarak tanıtılabilir. 700 DNA hareketli türü ve beş şablondan oluşan sonlu bir setle programlama yaparak, reaksiyon başına 350 bit yazılan otomatik bir platformda yaklaşık 275.000 bitin sentezsiz yazımını başardık. Karmaşık epigenetik modellerde kodlanan veriler, nanopor dizileme ile yüksek verimli bir şekilde elde edildi ve dizileme reaksiyonu başına 240 modifikasyon modelini hassas bir şekilde çözmek için algoritmalar geliştirildi. Epigenetik bilgi bitleri çerçevesi ile, dağıtılmış ve ısmarlama DNA depolama, profesyonel biyolaboratuvar deneyimi olmayan 60 gönüllü tarafından gerçekleştirildi. Çerçevemiz, paralel, programlanabilir, kararlı ve ölçeklenebilir yeni bir DNA veri depolama yöntemi sunar. Böyle alışılmadık bir modalite, biyomoleküler sistemlerde pratik veri depolama ve çift modlu veri işlevlerine yönelik yollar açar.
Belirgin bir şekilde genişleyen küresel veri alanı, büyük ölçekli veri depolama konusunda yakın bir zorluk ve daha iyi depolama malzemelerine acil bir ihtiyaç ortaya çıkarmıştır. Genetik bilginin doğada korunma biçiminden ilham alan DNA, olağanüstü depolama yoğunluğu ve dayanıklılığı nedeniyle son zamanlarda dijital veri depolama için umut verici bir biyomateryal olarak kabul edilmektedir. Mevcut DNA depolamasında, veriler tipik olarak nükleotid baz dizilerine dönüştürülür ve yazma, nükleotidlerin önceden belirlenmiş sıralarda birer birer eklendiği de novo senteze bağlıdır. Her ne kadar de novo sentez teknolojileri verim ve verimlilik açısından sürekli olarak ilerlemiştir, seri sentez işlemi esasen sentezlenen DNA’nın yazma hızını ve uzunluğunu sınırlar ve veri yazmada önemli bir maliyet düşüşünü önler.
Yeni teknik, tüm beynin aktivitesini bir anlık görüntüde yakalar. için yorumlar kapalıBİLİM
Beyin aktivitesini ölçmek söz konusu olduğunda, bilim adamları beynin küçük bir dilimine (bir milimetre küpten daha az) veya daha geniş bir alana bulanık bir bakış atabilecek araçlara sahiptir. Şimdi, Rockefeller Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, her iki dünyanın en iyilerini birleştiren yeni bir teknik tanımladılar – fare beynindeki küresel aktivitenin ayrıntılı bir görüntüsünü yakalıyor.
Beyin Gelişimi ve Onarımı Laboratuvarı profesörü ve Rockefeller Üniversitesi başkanı Marc Tessier-Lavigne’nin laboratuvarında doktora sonrası araştırmacı olan çalışma yazarı Nicolas Renier, “Size tek bir nöronun hassasiyetinde, ancak tüm beynin ölçeğinde aktivite seviyesini gösterecek bir teknik geliştirmek istedik” diyor.
26 Mayıs’ta Cell’de çevrimiçi olarak açıklanan yeni yöntem, belirli bir zamanda beyindeki tüm aktif nöronların bir resmini çekiyor. Fare beyni onlarca milyon nöron içerir ve tipik bir görüntü yaklaşık bir milyon nöronun aktivitesini gösterir, diyor Tessier-Lavigne. “Tekniğin amacı, beynin nasıl çalıştığına dair anlayışımızı hızlandırmaktır.”
Tessier-Lavigne’nin laboratuvarında yüksek lisans öğrencisi ve çalışmanın ortak yazarı Eliza Adams, “Tekniğimizin doğası gereği, zaman içinde canlı beyin aktivitesini görselleştiremiyoruz – yalnızca anlık görüntüyü aldığımız belirli zamanda aktif olan nöronları görüyoruz” diyor. “Ancak bu değiş tokuşta kazandığımız şey, beyindeki çoğu nöronun kapsamlı bir görünümü ve bu aktif nöronal popülasyonları anlık görüntüler arasında sağlam ve tarafsız bir şekilde karşılaştırma yeteneğidir.”
Araç şu şekilde çalışır: Araştırmacılar, bir fareyi, anti-psikotik bir ilaç almak, keşif yaparken bir nesneye karşı bıyıklarını fırçalamak ve bir yavruya ebeveynlik yapmak gibi değişmiş beyin aktivitesini tetikleyecek bir duruma maruz bırakır ve ardından ölçümü yapar. Duraklama önemlidir, diye açıklıyor Renier, çünkü teknik, nöronal genlerin proteinlere çevrilmesi yoluyla nöron aktivitesini dolaylı olarak ölçer ve bunun gerçekleşmesi yaklaşık 30 dakika sürer.
Araştırmacılar daha sonra beyni, Tessier-Lavigne laboratuvarında doktora sonrası bir ortak olan Zhuhao Wu tarafından geliştirilen iDISCO adlı bir protokolün geliştirilmiş bir versiyonunu izleyerek şeffaf hale getirmek için tedavi ediyorlar ve tüm aktif nöronların anlık görüntüsünü alan ışık tabakası mikroskobu kullanarak görselleştiriyorlar.
Rockefeller’ın Fizik ve Biyoloji Araştırmaları Merkezi’nde çalışan Christoph Kirst, aktif nöronları tespit etmek ve anlık görüntüyü otomatik olarak fare beyninin 3 boyutlu atlasına eşlemek için aktif bir nöronun beynin nerede bulunduğunu belirlemek için bir yazılım geliştirdi.
Renier, beyin aktivitesinin her bir anlık görüntüsünün tipik olarak yaklaşık bir milyon aktif nöron içermesine rağmen, araştırmacıların bir anlık görüntüyü başka bir anlık görüntüyle karşılaştırdıklarında bu veri yığınını nispeten hızlı bir şekilde gözden geçirebileceklerini söylüyor. Her iki görüntüde de aktif olan nöronları ortadan kaldırarak, araştırmacılar yalnızca her birine özgü olanları bırakır ve bu da onların her bir duruma özgü olanı bulmalarını sağlar.
Akıllı Nanorobotlarla Kanser Tedavisi… için yorumlar kapalıBİLİM
Membranda ölüm reseptörlerinin (DR’ler) kümelenmesi apoptoza yol açar. Tümörleri tedavi etmek amacıyla, bu mekanizmayı başlatan çok değerlikli moleküler araçlar geliştirilmiştir. Bununla birlikte, DR’ler sağlıklı dokuda da her yerde ifade edilir. Burada, tümör mikro ortamlarında sitotoksik ligand modellerinin görüntüsünü otonom ve seçici bir şekilde açabilen, uyaranlara duyarlı bir robotik anahtar nanocihazı sunuyoruz. Normalde altı ligandı gizleyen, ancak bunları daha yüksek asitlik altında bir kez 10 nm çapında altıgen bir desen olarak gösteren değiştirilebilir bir DNA origamisi gösteriyoruz. Bu, DR’leri etkili bir şekilde kümeleyebilir ve pH 7.4’te inert kalırken pH 6.5’te insan meme kanseri hücrelerinin apoptozunu tetikleyebilir. İnsan meme kanseri ksenogreftleri taşıyan farelere uygulandığında, bu nanocihaz tümör büyümesini %70’e kadar azalttı. Veriler, hedefe yönelik tedavi için bir yol olarak ligand paterni anahtarlarının geliştirilmesi için fizibiliteyi ve fırsatları göstermektedir.
Tümör hedefleme stratejileri, ideal tümöre özgü membran reseptörlerinin eksikliğinden muzdariptir1,2. Tümör nekroz faktörü (TNF) reseptör süper ailesi (TNFRSF), memeli fizyolojisinde önemli roller oynar3,4,5. Bununla birlikte, TNFRSF reseptörlerinin insan hücreleri üzerindeki her yerde ekspresyonu, yalnızca bunlar aracılığıyla belirli hücre popülasyonlarını hedefleyen biyomoleküllerin gelişmesini önler. Bununla birlikte, kanser hücrelerinin apoptoz mekanizmasını aktive etmek için spesifik TNFRSF üyelerinin ligandları veya antikorları geliştirilmiştir6,7. Bununla birlikte, son çalışmalar, bu ligandların veya antikorların, apoptoz kaskadlarının dayandığı reseptörlerin oligomerizasyonunu tam olarak ayarlayamamaları nedeniyle etkinlikten yoksun olduğunu ortaya koymuştur8,9,10,11.
Ligandları farklı iskelelere konjuge ederek, TNFRSF’nin belirli üyelerini oligomerize etmenin etkili bir yolu elde edilebilir12,13,14,15. Ayrıca, ligandlar arası mesafeyi moleküler hassasiyetle ayarlamak için, biz ve diğerleri yakın zamanda ölüm reseptörü 5 (DR5) veya Fas reseptörlerinin ligandlarını modellemek için düz tabaka benzeri DNA origamileri tasarladık ve nano ölçekte belirli ligand arası mesafeye sahip altıgen ligand desenlerinin apoptozu önemli ölçüde tetiklediğini ortaya koyduk16,17,18. Bununla birlikte, bu ligand modelleri aynı zamanda sağlıklı hücrelerle de etkileşime girer. Bu nedenle, in vivo uygulandığında, nörotoksisite de dahil olmak üzere hedef üzerinde, tümör dışı toksisiteleri teşvik etme riski taşımaları beklenmektedir19, enfeksiyonlara karşı artan duyarlılık20 ve bağışıklık bozuklukları21.
Gelecekteki ilaçlarınız bir 3D yazıcıda sizin için kişiselleştirilebilir. için yorumlar kapalıBİLİM
İlaç almaktan nefret eden çocuklar için çikolata aromalı İlaçlarını almayı hatırlamakta güçlük çeken yaşlılar için birkaç ilaç günlük bir hapta birleştirildi. Yerel eczanenizde sağlık ihtiyaçlarınıza en uygun kişiselleştirilmiş dozlarda basılan ilaçlar. Bunlar, eczanelerde, sağlık tesislerinde ve diğer uzak yerlerde yerinde ilaç ve tedavi üretimi için yeni bir sistem olan 3D ilaç baskısının potansiyel avantajlarından sadece birkaçıdır. 2015 yılında, Gıda ve İlaç İdaresi, epilepsi için ilk 3D baskılı ilaç olan Spritam’ı (levetirasetam) onayladı. Diğer bazı üreticiler ve ilaç şirketleri kendi üreticilerini geliştiriyor.
Ancak 3D ilaç baskısının yaygın olarak benimsenmesi, insanların doğru ilacı ve dozu almalarını sağlamak için sıkı kalite kontrol önlemleri gerektirecektir. Baskı işlemi sırasında bir ilacın bileşeninin küçük bir yanlış ölçümü bile hastanın sağlığını tehlikeye atabilir.
Yeni bir araştırma makalesinde NIST araştırma bilimcisi Thomas P. Forbes, 3D ilaç yazıcılarının tasarlandığı gibi çalışmasını sağlamak için çeşitli yaklaşımları değerlendiriyor. Dergi makalesi, 3D yazıcıların ilaçları doğru dozajlarda ve doğru kimyasal karışımıyla üretmesini sağlamak için en iyi prosedürleri ve protokolleri değerlendirmek için bir “tasarım yoluyla kalite” analizi uygular.
İlaçları uzaktan basmak için çeşitli yöntemler mevcut olsa da, Forbes en yaygın olanlardan birine odaklandı: mürekkep püskürtmeli yazıcılar ve talep üzerine kişiselleştirilmiş ilaçlar basabilen benzer sistemler.
Evlerdeki mürekkep püskürtmeli yazıcılar gibi, daha büyük olsa da, yazıcının ilacın sıvılaştırılmış malzemelerini veya mürekkeplerini bir tepsideki küçük kuyucuklara veya doğrudan kapsüllere bırakan nozulları vardır. Dondurarak kurutma ve diğer işlemlerle sıvı, bir kapsül içine dökülen bir tablet veya toz haline getirilebilir. Ayrıca ağızda çözünen ince bir film üzerine buharlaştırılabilir.
Forbes’un makalesi herhangi bir tavsiyede bulunmuyor. Bunun yerine, araştırması, 3D ilaç baskısında kalite kontrolünü sürdürmek için çeşitli olası yöntem ve teknikleri tanımlar ve test eder.
Taking Measure blogu, Forbes ile araştırması hakkında konuştu.
Finger Wrap, Parmaklarınızın Ucunda Sağlık İzleme Sağlamak İçin Ter Kullanır. için yorumlar kapalıBİLİM
erle çalışan bir giyilebilir cihaz, sürekli, kişiselleştirilmiş sağlık izlemeyi yara bandı takmak kadar zahmetsiz hale getirme potansiyeline sahiptir. California San Diego Üniversitesi’ndeki mühendisler, enerjisini elde ettiği aynı parmak ucu terinde bulunan glikoz, vitaminler ve hatta ilaçlar gibi hayati kimyasal seviyeleri izleyen elektronik bir parmak sargısı geliştirdiler.
İlerleme, UC San Diego’daki Aiiso Yufeng Li Ailesi Kimya ve Nano Mühendislik Bölümü’nde profesör olan Joseph Wang’ın araştırma grubu tarafından 3 Eylül’de Nature Electronics’te yayınlandı.
Parmağın etrafına sıkıca sarılan cihaz, gücü beklenmedik bir kaynaktan, parmak ucunun terinden alıyor. Parmak uçları, küçük boyutlarına rağmen, her biri binden fazla ter bezi ile dolu olan vücudun en üretken ter üreticileri arasındadır. Bu bezler, dinlenme sırasında bile vücudun diğer bölgelerinden 100 ila 1000 kat daha fazla ter üretebilir. Herhangi bir uyaran veya fiziksel aktivite olmaksızın bu sürekli doğal terleme damlası, hareketsizlik veya uyku dönemlerinde bile cihazı besleyen güvenilir bir enerji kaynağı sunar.
Cihaz, ince, esnek ve gerilebilir bir polimer malzeme üzerine basılmış çeşitli elektronik bileşenlerden yapılmıştır. Tasarımı, tekrarlanan bükülme, gerilme ve harekete dayanacak kadar dayanıklı olurken parmağa uymasını sağlar. Wang, “Enerji toplama ve depolama bileşenlerinin, akışkan bir mikro kanalda birden fazla biyosensör ve ilgili elektronik kontrolör ile birlikte, hepsi parmaklarınızın ucunda dikkate değer bir entegrasyonuna dayanıyor” dedi.
Çalışmasının merkezinde, cihazın parmak ucuyla temas ettiği yere yerleştirilmiş biyoyakıt hücreleri bulunur. Bu hücreler, terdeki kimyasalları verimli bir şekilde toplamak ve elektriğe dönüştürmek için özel olarak tasarlanmıştır. Bu elektrik, her biri belirli bir biyobelirteç izlemekle görevli bir dizi sensöre (toplamda dört tane) güç sağlayan bir çift gerilebilir, gümüş klorür-çinko pilde depolanır: glikoz, C vitamini, laktat ve Parkinson hastalığını tedavi etmek için kullanılan bir ilaç olan levodopa. Ter, küçük kağıt mikroakışkan kanallardan bu sensörlere emilirken, cihaz biyobelirteç seviyelerini analiz ederken, örneklediği terden ihtiyaç duyduğu enerjiyi çeker. Küçük bir çip, sensörlerden gelen sinyalleri işler ve verileri Bluetooth düşük enerji aracılığıyla özel olarak tasarlanmış bir akıllı telefon veya dizüstü bilgisayar uygulamasına kablosuz olarak iletir.
Wang’ın UC San Diego Jacobs Mühendislik Okulu’ndaki araştırma grubunda doktora sonrası araştırmacı olan ilk yazar Shichao Ding, “Bu, parmaklarınızın ucunda otomatik sağlık izlemedir” dedi. “Kullanıcı dinleniyor veya uyuyor olabilir ve cihaz hala enerji toplayabilir ve biyobelirteç seviyelerini takip edebilir.”
Testlerde, bir denek, yemek sırasında glikoz seviyelerini, hem masa başı çalışması hem de egzersiz sırasında laktat seviyelerini, portakal suyu içerken C vitamini seviyelerini ve doğal bir bakla yedikten sonra levodopa seviyelerini izlemek için cihazı gün boyunca taktı.
Ding ve ortak yazar Tamoghna Saha, cihazın farklı biyobelirteç setlerini tespit ederek bireysel sağlık ihtiyaçlarını karşılayacak şekilde özelleştirilebileceğini söylüyor. Araştırmacılar, yalnızca biyobelirteçleri izlemekle kalmayıp aynı zamanda toplanan verilere dayalı tedavileri de uygulayan kapalı döngü bir sistem geliştirmek için çalışıyorlar. Örneğin, diyabet durumunda, böyle bir cihaz sürekli olarak glikoz seviyelerini izleyebilir ve gerektiğinde otomatik olarak insülin verebilir, daha sonra biyobelirteç seviyelerini daha fazla izleyerek tedavinin etkinliğini değerlendirebilir.
Ding, “Otonom güç, algılama ve tedavi hepsi tek bir cihazda – nihai hedef bu” dedi.
Kaynak ve devamını incelemek için Buraya tıklayabilirsin.
Yapay zeka aracı, kan örneğinden diyabet, HIV ve COVID’i teşhis ediyor için yorumlar kapalıCOVİD, HIV, yapay zeka
Bağışıklık hücrelerini taramak için makine öğrenimini kullanan ‘tek atışlı’ yaklaşım, örtüşen semptomları olan durumların tespit edilmesine yardımcı olabilir
AI, B hücrelerinin (resimde) ve T hücrelerinin yüzeyindeki reseptörlere bağlı gen dizilerini analiz eder. Kaynak: Eye Of Science/Science Photo Library
Araştırmacılar, kan örneklerindeki bağışıklık hücresi gen dizilerini tarayarak bir dizi enfeksiyonu ve sağlık durumunu tek seferde teşhis edebilen bir yapay zeka (YZ) aracı geliştirdiler.
20 Şubat’ta Science dergisinde yayımlanan ve yaklaşık 600 kişi üzerinde yapılan bir çalışmada, araç katılımcıların sağlıklı olup olmadıklarını veya COVID-19, tip 1 diyabet, HIV veya otoimmün hastalık lupus olup olmadıklarını ve yakın zamanda grip aşısı olup olmadıklarını belirledi.
İngiltere’deki Cambridge Üniversitesi’nden moleküler biyolog Sarah Teichmann, “Bu, bağışıklık sisteminizin maruz kaldığı her şeyi yakalayan tek seferlik bir dizileme yaklaşımıdır” diyor.
Çalışmanın ortak yazarı ve Kaliforniya’daki Standford Üniversitesi’nde bilgisayar bilimcisi olan Maxim Zaslavsky, aracın henüz klinik kullanıma hazır olmadığını ancak yaklaşımı geliştirmek için daha fazla çalışma yapılmasıyla bir gün klinisyenlerin “bugün kesin testleri olmayan durumlarla” başa çıkmalarına yardımcı olabileceğini söylüyor.
“Gerçek dünya bakış açısından, vaat, bir kişinin gördüğü her şeyi okuyabileceğiniz ve ardından bunu sağlık bakımıyla ilişkilendirebileceğiniz bağışıklık sistemi için tek bir temel modele sahip olmaktır,” diyor Teichmann. “Bunu gerçekleştirme yolunda ileride atılacak çok sayıda adım var, ancak bu bir adım.”
Doğal tanı
Bağışıklık sistemi, iki ana hücre türü olan B hücreleri ve T hücreleri aracılığıyla geçmiş ve mevcut hastalıkların kapsamlı bir kaydını tutar. B hücreleri, virüslere ve zararlı moleküllere bağlanan antikorlar üretirken, T hücreleri diğer tepkileri aktive eder veya enfekte olmuş hücreleri öldürür.
Bir kişi enfeksiyona veya vücudun yanlışlıkla kendi dokularına saldırdığı bir otoimmün duruma sahip olduğunda, B hücreleri ve T hücreleri sayıca artar ve belirli yüzey reseptörleri üretmeye başlar. Bu reseptörleri kodlayan genlerin dizilenmesi, kişinin hastalık ve enfeksiyonlara ilişkin benzersiz kaydını açabilir.
Oslo Üniversitesi’nde hesaplamalı immünolog olan Victor Greiff, “Bağışıklık sistemi doğal bir tanı yöntemidir ve eğer onun bunu nasıl yapabildiğini öğrenirsek, biz de yapabiliriz” diyor.
Zaslavsky, mevcut tanı araçlarının “bağışıklık sisteminin hastalık maruziyetlerine ilişkin kayıtlarından bir miktar ama çok az yararlandığını” söylüyor ancak daha önceki çabaların çoğu B veya T hücrelerinden gelen dizilere odaklanmıştı. “Bunları birleştirerek bağışıklık aktivitesinin bu daha kapsamlı resmini elde etmek bize neler olabileceğine dair daha eksiksiz bir okuma sağlıyor.”
Zaslavsky ve meslektaşları, B hücresi ve T hücresi reseptörlerindeki önemli bölgeleri kodlayan gen dizilerini analiz etmek ve belirli hastalıklarla ilişkili kalıpları seçmek için altı makine öğrenme modelini birleştiren bir yapay zeka aracı geliştirdiler.
2024’ün En Önemli 10 Biyoinformatik Gelişmesi! için yorumlar kapalıbiyoinformatik
Bu keşifler, 2024 yılında biyoinformatik alanında kaydedilen olağanüstü ilerlemenin yalnızca bir kısmını temsil ediyor. Yine de tahmin edebileceğiniz gibi “yapay zeka” bu yıl, yaşam bilimleri alanında da kendinden sıkça söz ettirmeyi başardı. Peki sonuçlarını ne zaman göreceğiz, önleyici tıp gibi potansiyelini beklediğimiz alanlarda ne zaman gerçek bir yeri olacak, merakla takip ediyoruz. Yazıyı okuduktan sonra favori gelişmeniz hangisi oldu, bizimle paylaşın! #biyoinformatikle2024
Dilediğiniz Gibi Tasarlanabilen Proteinler
Protein yapılarını geleneksel olarak tasarlamak yavaş ve zahmetli bir iştir. Ancak 2024 yılında, istenen özelliklere sahip proteinler tasarlayabilen yapay zeka destekli araçların ortaya çıkmasıyla bir devrim yaşadık. David Baker, hesaplamalı protein tasarımı alanındaki çığır açan çalışmalarıyla 2024 Nobel Kimya Ödülü’ne layık görüldü. Araştırmaları, yeni işlevlere sahip tamamen yeni proteinlerin tasarlanmasını sağlayarak tıp, malzeme bilimi ve nanoteknoloji alanlarında yepyeni olasılıkların önünü açtı.Ve Nobel… AlphaFold3’e Gidiyor
Gemini, Imagen, Veo gibi yapay zeka platformlarını yayınlayan Google DeepMind, AlphaFold3 ile yapay zeka ile ilgilenen rakiplerinin değinmediği bir alan olan moleküler biyoloji için liderlik yaptı. DeepMind’in CEO’su Demis Hassabis ve AlphaFold’un baş geliştiricisi John Jumper, katkılarından dolayı Nobel Ödülünü David Baker ile paylaştı. AlphaFold3, biyoinformatik yoluyla ilaç keşfi ve hastalıkların anlaşılması gibi amaçlar için araştırmacılara moleküler biyoloji hakkında geniş imkanlar sağlıyor.
NIH’in All of Us Araştırma Programı, Genetik Varyantlardan Oluşan Bir Hazine Sunuyor
NIH’in All of Us araştırma programı, 2024 yılında 275 milyondan fazla yeni genetik varyanttan oluşan devasa bir veri seti ortaya çıkardı. Bu bilgiler, kişiselleştirilmiş tıp yaklaşımlarının geliştirilmesini ve tedavilerin daha etkili olması için için bireysel genetik profillere göre uyarlanmasını sağlayacak.
İnsan İnteraktomunun Hesaplanması Devam Ediyor
Proteinlerin tek başlarına çalıştığı pek görülmez, genellikle interaktom adı verilen bir sistem yoluyla çevreleriyle etkileşim içinde çalışırlar. Bu etkileşimleri anlamak, hücresel süreçleri ve hastalık mekanizmalarını da anlamaya yarar. 2024 yılında, Teksas Üniversitesi Southwestern Medical Center tarafından insan interaktomunun hesaplamalı olarak modellenmesinde önemli ilerleme kaydedildi ve araştırmacıların protein-protein etkileşimlerini büyük ölçekte haritalamasına olanak sağladı. Bu bilgi, potansiyel ilaç hedeflerini belirlemek ve yeni terapötik stratejiler geliştirmek için kullanılabilir.
RosettaFold All-Atom: Protein Modellemede Öngörünün Gücünden Faydalanmak Mümkün
RosettaFold All-Atom, Washington Üniversitesi’nden araştırmacılar tarafından protein yapılarının atomik düzeyde modellerini sağlamak üzere geliştirilmiştir. Bu ayrıntı düzeyi, protein işlevini anlamak ve yeni terapötikler tasarlamak için çok önemlidir. RosettaFold All-Atom ilaç keşfi, protein mühendisliği ve yeni biyomalzemelerin geliştirilmesi için yeni yollar açmıştır.
Hastalıkları Daha Semptomlar Ortaya Çıkmadan Tespit Etmek
Proteinler statik varlıklar değildir; seviyeleri ve modifikasyonları, hastalığa yanıt olarak değişebilir. Cambridge Üniversitesi ve GSK (GlaxoSmithKline) Araştırma ve Geliştirme’den araştırmacılar, semptomlar ortaya çıkmadan önce 60’tan fazla hastalığı tahmin edebilen umut verici proteomik belirteçler buldu. Bu erken teşhis imkanı, bireysel risk profillerine dayalı zamanında müdahalelere olanak tanıyarak önleyici tıbba katkıda bulunabilir.
Synthemol ile Güçlü Antibiyotikler Tasarlamak
Antibiyotik direncine karşı mücadele, sağlık alanında kritik bir önem taşımaya devam ediyor. 2024 yılında, Synthemol adlı yeni bir yapay zeka modeli bu savaşta umut verici bir silah olarak ortaya çıktı. Stanford Üniversitesi ve McMaster Üniversitesi araştırmacıları tarafından geliştirilen Synthemol, yeni antibiyotikler keşfetmek için özel olarak tasarlanmış üretken bir yapay zeka modelidir. Synthemol, mevcut antibiyotiklerin ve bakteri yapılarının geniş veri kümelerini analiz eder. Dünya Sağlık Örgütü tarafından önemli bir küresel sağlık tehdidi olarak tanımlanan ilaca dirençli patojenleri hedef alan güçlü antibiyotik özelliklere sahip tamamen yeni moleküller oluşturabilir. Bu teknoloji, ilaca dirençli bakterilerle mücadelemizde devrim yaratma ve antibiyotiklerin hayat kurtarmadaki etkinliğinin devamını sağlama potansiyeline sahiptir.
Multimodal Yapay Zeka: Biyoinformatik Keşiflerinde Yeni Boyutlar
Metin, görüntü ve hatta protein yapıları gibi çeşitli kaynaklardan gelen bilgileri işleme ve entegre etme yeteneğine sahip multimodal yapay zeka sistemleri, biyoinformatik araştırmalarında devrim yaratıyor. Örneğin, multimodal YZ, hastalık riskini tahmin etmek ve tedavi planlarını kişiselleştirmek için genomik verileri protein yapıları ve klinik bilgilerle entegre edebilir. Farklı veri kaynaklarını entegre etmek, biyolojik sistemleri anlamamızda yeni boyutlar keşfetmeyi vaat ediyor.
Bu tür multimodal YZ örnekleri:
ChatNT: Bu model biyolojik kavramları tartışabilir, DNA, RNA ve proteinler hakkındaki soruları yanıtlayabilir ve hatta bilimsel literatürün özetlerini oluşturabilir.
Med-Gemini: Tıbbi uygulamalar için özel olarak tasarlanmış güçlü bir dil modelidir. Tıbbi metinleri, görüntüleri ve diğer veri türlerini işleyip anlayabilir ve böylece teşhis, tedavi planlaması ve ilaç keşfi gibi görevlerde yardımcı olabilir.
NVIDIA BioNeMo: İlaç keşfi, protein mühendisliği ve diğer biyomedikal uygulamalar için yapay zeka modelleri geliştirmeye ve dağıtmaya yönelik araçlar sağlar.
Evrimsel Ölçek Modellemesi (ESM): Bu modeller, evrimsel ilişkileri ve proteinlerin işlevsel/yapısal özelliklerini öngörmek için büyük miktarda protein dizisi verilerini analiz edebilir ve dizi bilgilerini evrimsel geçmişle ilişkilendirilebilir.
EvolutionaryScale’in ESM Modelleri ile Evrimin Simülasyonu
EvolutionaryScale’in ESM modelleri (evrimsel ölçek modellemesi), proteinin evrimi hakkındaki anlayışımızı değiştiriyor. Bu çalışma, gelişmiş dil modellerinden yararlanarak, etiketli veri gerektirmeden proteinlerin evrimsel ilişkilerini ve işlevsel özelliklerini açığa çıkarıyor. Bu yaklaşım sadece protein anotasyonlarını hızlandırmakla kalmıyor, aynı zamanda yaşamın kökenlerini ve biyolojik sistemlerin çeşitliliğini keşfetmek için yeni yollar açıyor. Protein yapılarının ve işlevlerinin çözümlenmesi için yapay zekanın entegrasyonu, hesaplamalı biyolojide dönüştürücü bir adım olarak görülebilir.
Yapay Zeka Asistanları
Illinois Üniversitesi’nin diğer üniversitelerle birlikte yürüttüğü bir araştırmada bilimsel deneyleri yürütmek, verileri analiz etmek ve yeni hipotezler üretmek için yapay zekalardan oluşan bir ekip kuruldu. Bu yaklaşım, rutin görevleri otomatikleştirerek araştırmacıların daha karmaşık ve zorlu sorunlara odaklanmasını sağlama potansiyeline sahiptir.
Karşılaşılan Zorluklar ve Etik Konular
Biyoinformatik alanındaki gelişmeler muazzam bir potansiyel sunarken, aynı zamanda önemli zorluklar ve etik ikilemler de bulunmaktadır. Veri gizliliği, teknolojilere eşit erişim ve yapay zeka kaynaklı keşiflerin potansiyel kötüye kullanımı gibi konular dikkatle değerlendirilmelidir. Bu araçları sağlık hizmetlerine ve araştırmalara entegre ederken, inovasyonun herkese fayda sağlamasını ve zararı en aza indirmesini sağlamak için bu zorlukları sorumlu bir şekilde ele almak çok önemlidir.