Yazar -Nigar

Bir beyin tümörü düzensiz baş ağrıları, mide bulantısı veya konuşma bozukluğu gibi semptomlarla kendini gösteriyor. Ne yazık ki bu semptomlar hastalık iyice ilerleyene kadar ortaya çıkmadığı için, erken teşhis şansını da zorlaştırıyor. Japonya’nın Nagoya Üniversitesi’ndeki bilim insanları ise idrardaki mikroRNA’ların beyin tümörlerini teşhis etmek için umut verici bir biyobelirteç olabileceğini ortaya koydu.

Non-invaziv ve kanser teşhisi söz konusu olduğunda kan testleri ile birlikte idrar testleri heyecan verici bir teknoloji olarak karşımıza çıkıyor. Bilim insanları bu sıvı örneklerini, hastalıkla ilişkili biyobelirteçler için tarayarak, tipik klinik semptomlar ortaya çıkmadan çok önce kanseri nasıl tespit edebileceklerini gösterdiler. Bu çalışmalar özellikle mesane, prostat, pankreas ve hatta akciğer kanserleri söz konusu olduğunda umut verici nitelikler taşıyor.

Az miktarda örnekten çok miktarda mikroRNA

Nagoya Üniversitesi’nden bir ekip ise “mikroRNA” adı verilen genetik materyalin yardımıyla bu olasılıkları beyin kanserine yönelik olarak uygulamaya çalıştı. İlk olarak 1993’te keşfedilen söz konusu genetik materyal, gen ekspresyonunda önemli bir rol oynayan ve vücuttaki kanser hücreleri tarafından üretildiğinde benzersiz biçimler alabilen, kodlamayan RNA’nın kısa zincirleri olarak tanımlanıyor.

Bilim insanları, hacim olarak bir mililitre kadar küçük idrar örneklerinden çok miktarda mikroRNA çıkarabilen 100 milyon çinko oksit nanotel ile donatılmış yeni bir cihaz geliştirdiler. Ekibin analizi, beyin tümörlerinden türetilen birçok mikroRNA’nın idrarda stabil durumda bulunabileceğini ortaya çıkarırken, beyin tümörü olan hastalardan ve kanser olmayan bir kontrol grubundan örnekler toplandı. Çalışmanın yazarı Profesör Atsushi Natsume, “İdrar bazlı sıvı biyopsi, beyin tümörü olan hastalar için tam olarak araştırılmamıştı, çünkü geleneksel metodolojilerin hiçbiri, mikroRNA’ları çeşit ve miktar açısından idrardan verimli bir şekilde çıkaramıyor” diyerek bunu gerçekleştirebilecek bir cihaz geliştirmeye karar verdiklerini belirtiyor.

Diğer kanser türleri de tespit edilebilecek

Bilim insanları, toplanan mikroRNA’nın ekspresyon profillerini analiz ederek bunları bir teşhis modeli oluşturmak için kullandı. Sonuçlar, modelin tümör boyutundan bağımsız olarak, hastaları kanser olmayan bireylerden yüzde 100 duyarlılık ve yüzde 97 özgüllükle ayırt edebildiğini gösterdi. Araştırmacılar, böylece idrardaki mikroRNA’ların beyin tümörlerinin umut verici bir biyobelirteç olduğu sonucuna vardılar. Bilim insanlarına göre daha fazla çalışma ile bu tür bir teknoloji sadece beyin tümörlerinin değil, diğer kanser türlerinin hatta glioblastomlar gibi agresif beyin kanseri türlerinin erken teşhisine katkıda bulunabilecek. Nitekim Natsume, “Gelecekte, yapay zeka ve teletıp kombinasyonu ile insanlar kanserin varlığını öğrenebilecekler, doktorlar ise kanser hastalarının durumunu sadece günlük idrarlarının az bir miktarıyla bilebilecekler” şeklinde öngörüyor.

Kaynak: https://newatlas.com/medical/urine-test-detects-brain-tumor-high-accuracy/

Avustralyalı bilim insanları; -269 ila 1126 °C arasındaki sıcaklıklarda hacim olarak değişmeyen, şimdiye kadar keşfedilmiş en kararlı materyali üretmeyi başardı. Skandiyum, alüminyum, tungsten ve oksijenden oluşan bu yeni sıfır termal genleşme malzemesi pek çok farklı sektörde kullanılabilecek.

Araştırmacılar, şimdiye kadar keşfedilen termal olarak en kararlı malzemelerden birini yaratmayı başardı. Skandiyum, alüminyum, tungsten ve oksijenden oluşan bu yeni sıfır termal genleşme malzemesi; -269 ila 1126 °C arasındaki sıcaklıklarda dahi hacim olarak değişmedi. Söz konusu materyal, uzayda aşırı soğuğa ve fırlatma sırasında aşırı ısıya maruz kalmak zorunda kalan uzay araçlarının tasarımında kullanılabilecek. Aynı şekilde tıbbi implantlar gibi, beklenen sıcaklık aralığının çok değişken olmadığı ancak az miktarda termal genleşmenin bile kritik sorunlara neden olabileceği durumlarda da bilim insanlarına yardımcı olabilecek.

Malzemenin keşfi “şans eseri”

UNSW (New South Wales Üniversitesi) ekibi bu keşfi tesadüfen yapmış. Zira araştırma ekibinden Doç. Dr. Neeraj Sharma, “Pillere dayalı araştırmamızla bağlantılı olarak, ilgisiz amaçlarla bu malzemelerle deneyler yapıyorduk ve tesadüfen özel bir bileşimin bu benzersiz özelliğine rastladık” diyor. Ekip, Avustralya Nükleer Bilim ve Teknoloji Organizasyonu’nun (ANSTO) Avustralya Senkrotronu’nda ve Avustralya Nötron Saçılması Merkezi’nde “Echidna yüksek çözünürlüklü toz kırınım ölçeri” kullanarak malzemeyi ölçtükten sonra, inanılmaz derecede bir termal kararlılık buldu.

Moleküler düzeyde, malzemeler genellikle genişler çünkü sıcaklıktaki bir artış, elementler arasındaki atomik bağların uzunluğunda doğrudan bir artışa yol açar. Bazen de atomların dönmesine neden olarak toplam hacmi etkileyen daha geniş yapılara neden olur. Araştırma ekibi, yeni materyaldeki aşırı termal kararlılığın arkasındaki kesin mekanizmanın tam olarak net olmadığını, bununla birlikte genel hacmi korumak için belki de bağ uzunluklarının, açılarının ve oksijen atomu konumlarının birbiriyle uyum içinde değiştiğini söylüyor.

Büyük ölçekli üretim mümkün olacak

Sharma, materyalde kullanılan “Skandiyum” nadir ve maliyetli olduğunu belirterek “Bu nedenle Skandiyum’u ikame edilebilecek diğer elementlerle deneyler yapıyoruz ve stabilite korunuyor. Şimdi sıradaki soru ise ‘Hangi parça hangi sıcaklıkta çalışıyor?’ olacak” diyor. Öte yandan diğer bileşenler yaygın olarak bulunuyor ve “nispeten basit bir sentez” kullanılarak birbirine bağlanıyor. Bu yüzden ekip yeni malzemenin büyük ölçekli üretiminin önünde hiçbir engel bulunmadığına inanıyor.

Kaynak:

https://newatlas.com/materials/thermally-stable-zte-advanced-material/

Hollanda’daki Delft Teknoloji Üniversitesi’nden bilim insanları algleri canlı ve dayanıklı fotosentetik malzemelere basmak için 3D yazıcılar ve yeni bir biyo-baskı tekniği kullandı. Uzmanlar söz konusu teknolojinin gelecek için derin etkileri olacağını söylerken; yapay yaprak farklı gezegenlere yapılacak keşiflerde yeni oksijen kaynağı olabilir.

Bilim insanları, güçlü ve esnek olan fotosentetik, canlı materyaller üretebilmek adına alglerin biyolojik olarak basılması için yeni bir yöntem geliştirdi. Hollanda’daki Delft Teknoloji Üniversitesi’nden (TU Delft) araştırmacılar, 3 boyutlu biyobaskı tekniğini kullanarak yosun hücrelerinden oluşan ve “yaşayan” bir materyal üretmeyi başardı. Araştırmacılar çalışmaya öncelikle dayanıklılık, sağlamlık, esneklik ve şekil hafızası gibi yararlı nitelikler gösteren bakterilerden salgıladıkları ölü selüloz ile başladılar daha sonra da canlı algleri selüloz substrat üzerine yerleştirmek için 3D yazıcı kullandılar. Sonuç olarak ortaya çıkarılan yapay yaprağın hem alglerin fotosentez kabiliyetine hem de selülozun sağlamlığına sahip olduğu görüldü. Aynı zamanda biyolojik olarak parçalanabilir olan materyal, güneş ışığıyla beslenebiliyor ve hatta fotosentetik doğası nedeniyle yenilenebiliyordu.

Son derece sağlam

Çalışmaya katılan bilim insanlarına göre, malzeme herhangi bir besin olmadan en az üç gün dayanabiliyor hatta besin verildiği taktirde daha uzun süre hayatta kalabilme özelliğine sahip… Aynı zamanda çalışmada kullanılan selüloz, basılı kopyaları güçlendiriyor, kendi ayakları üzerinde durmalarına ve çeşitli yüzeylere sökülüp takılabilmesine izin veriyor. TU Delft Uygulamalı Bilimler Fakültesi’nden Doçent Doktor Marie-Eve Aubin-Tam, canlı hücre baskısının mühendislik ürünü yaşam malzemelerinin üretimi için heyecan verici ve çekici bir yenilik sunduğunu söyleyerek “Fotosentetik canlı malzememizin en büyük avantajı, gerçek yaşam ortamlarında mekanik olarak son derece sağlam olması” diyor.

Uzaydaki yaşamın anahtarı olabilir

Söz konusu teknoloji, suyu ve karbondioksiti oksijen ve enerjiye dönüştürebilen yapay yaprakların üretimini içeriyor. Bu özellikle yakın bir gelecekte Mars’a gönderilmesi planlanan koloninin yaşam kaynağı olabilecek. Zira yapraklar tarafından üretilen şekerleri yakıta dönüştürme gücü ile bitkilerin verimli bir şekilde büyüyemediği uzayda bile, enerji üretebilecek. Materyal için başka bir kullanım da bitkilerle aynı şekilde algılayan ve tepki veren elementlerin üretimi olabilir. Bu konseptte de bu tür yapay malzemeler, normal canlılar gibi hissedecek, büyüyecek, uyum sağlayacak ve hatta yok olacak.

Kaynak:

https://www.sciencetimes.com/articles/31035/20210506/algae-based-artificial-leaves-3d-printing-potential-use-space-missions.htm

Bilim insanları “optogenetik” adı verilen bir tedaviyle 40 yıl önce görme yetisini kaybeden bir hastayı iyileştirmeyi başardı. Algler üzerinde bulunan bir protein ile yapılan tedavi sonucu hasta, nesneleri tutabilecek ve yaya geçitlerini anlayabilecek kadar görme yetisine kavuştu.

Görme yetisini tamamen kaybetmiş bir hastanın görüşü, alglerde bulunan ışığa duyarlı proteinler kullanılarak kısmen de olsa restore edildi. Bunun arkasında ise gözün arkasındaki hücreleri kontrol etmek için proteinleri kullanan “optogenetik” adı verilen bir tür tedavi yatıyor.

Kimliği açıklanmayan hasta, Fransa’nın Brittany kentinde yaşıyor ve Paris’te tedavi görüyor. 40 yıl önce kendisine retina yüzeyindeki ışığa duyarlı hücrelerin ölümüne yol açan “retinitis pigmentosa” teşhisi kondu. Dünya çapında iki milyondan fazla insanı etkileyen bu hastalıkta tam körlük oldukça nadir… Bununla birlikte söz konusu hasta, neredeyse son yirmi yıldır hiç görmüyor.

Aniden yay geçitleri belirdi

Optogenetik adlı tedavi, ışığa tepki olarak davranışlarını değiştiren, “kanalrodopsinler” adı verilen alglerde üretilen proteinlere dayanıyor. Tedavinin ilk adımı olan gen terapisinde retina üzerinde bulunan bir hücre olan rodopsinin iyileştirilmesi için channelrhodopsin proteinleri baz alındı ve bu proteinler, retinanın derin katmanlarına doğru enjekte edildi. Bu proteinler sayesinde göze çarpan bir ışık olduğu zaman hücreler o yöne doğru hareket etmeye başlayarak beynin uyarılması sağlanmış oldu.

Bununla birlikte, hücrelerin yalnızca kehribar rengindeki ışığa tepki vermelerinden dolayı hastaya gerçek dünyada neler olup bittiğini yakalamak ve doğru dalga boyundaki bir versiyonu yansıtmak için önde bir video kamera ve arkada bir projektör olan bir çift gözlük takıldı. Rodopsinlerin yeterince yüksek seviyelerinin gözde oluşması ve beynin esasen yeniden görebilmek için yeni bir dil öğrenmesi aylar aldı. Tedavinin işe yaradığına dair ilk işaret ise hastanın yürüyüşe çıktığında aniden yaya geçidi şeritlerini fark etmesiyle oldu.

“Hepimiz heyecanlandık”

Her ne kadar hasta, mükemmel bir görüşe sahip olamasa da hiç görmemek ile sınırlı görmek arasındaki fark bile yaşamı değiştirebilecek kapasitede… Paris’teki Görme Enstitüsü’nden Dr José-Alain Sahel, konuya ilişkin şunları söylüyor: “Bu hasta başlangıçta biraz hüsrana uğradı çünkü enjeksiyon ile bir şey görmeye başlaması arasında uzun bir zaman geçti. Bununla birlikte spontane olarak rapor vermeye başladığında, caddenin karşısına gelen beyaz çizgileri görebildi, çok heyecanlı olduğunu hayal edebilirsiniz. Hepimiz heyecanlandık.”

Basel Üniversitesi’nden Prof.Botond Roska ise bulguların, görüşü kısmen de olsa geri kazanabilmek için optogenetik tedavinin kullanılmasının mümkün olduğuna dair bir kanıt sağladığına dikkat çekiyor. Birleşik Krallık UCL’de retina çalışmaları profesörü olan James Bainbridge da çalışmanın yüksek kaliteli olduğunu, ancak sadece bir hastada yapılabildiğini söylüyor ve “Bu heyecan verici yeni teknoloji, görme yeteneği çok ciddi şekilde bozulmuş insanlara yardımcı olabilir” diyor.

Kaynak: https://www.bbc.com/news/health-57226572

Google, hastalar tarafından yüklenen görüntülere dayanarak cilt, saç ve tırnak durumlarını tespit etmeye yardımcı olmak için yapay zeka kullanan bir araç geliştirdi. Söz konusu teknoloji, çeşitli hastalardan alınan yaklaşık 1.000 cilt problemi görüntüsü üzerinde test edildiğinde, en iyi üç öneride yüzde 84 oranında doğru belirleme yapabiliyor.

Google insanların cilt, saç ve tırnak durumlarını belirlemelerine yardımcı olmak için yapay zeka kullanan bir teknoloji geliştirdi. Google’ın yıllık geliştirici konferansı olan Google IO’da açıklanan ve “dermatolojik destek aracı” olarak adlandırılan teknolojinin ilk denemesinin bu yıl içinde başlayacağı ifade edildi. Google, geliştirilmesi üç yıl süren yapay zekanın 288 cilt durumunu tanıyabildiğini ancak tıbbi teşhis ve tedavinin yerini alacak şekilde tasarlanmadığını söyledi.

Her yıl 10 milyar arama yapılıyor

Söz konusu yapay zeka yazılımı üzerinden kullanıcılar, cep telefonları aracılığıyla cilt hastalıkları konusunda fikir sahibi olabilecekler. Buna göre kullanıcıların, yalnızca ciltlerinin etkilenen bölgesinin 3 adet fotoğrafını çekmesi gerekiyor. Daha sonra uygulama, fotoğrafları işliyor ve hastaların bir dizi soruyu çevrimiçi olarak yanıtlamasını istiyor, ne kadar süredir bu semptomlara sahip oldukları gibi… Ardından yapay zeka, 288 cilt hastalığına ilişkin arşiv bilgisinden yararlanarak olası tanıları listeleyebilmek için bu yanıtları kullanıyor ve 65 bin cilt hastalığı fotoğrafını tarayarak kullanıcı fotoğraflarını yorumlayabiliyor.

Google daha önce belirli kanserlerin ve tüberkülozun semptomlarını tespit etmeyi öğrenmek için bazı araçlar geliştirmişti. Dermatolojik destek aracı da bu teknolojilere dayanıyor.

Uygulamayı geliştirmek için 65 bin görüntüden oluşan bir veri kümesinin yanı sıra, insanların endişelendiği işaretleri gösteren milyonlarca görüntü ve binlerce sağlıklı cilt resminden faydalanıldı. Dünya genelinde her yıl 2 milyar insan, bir cilt hastalığına bağlı olarak sağlık problemi yaşarken; Google, arama motorunda her yıl cilt, saç ve tırnak sorunları için yaklaşık 10 milyar arama yapıldığını söylüyor.

Hastalara özel tedaviler sağlayacak

Southampton Üniversitesi’nde Kanser Bilimleri Başkanı Profesör Tim Underwood, bu tür araçların hastalara daha özel tedaviler sağlama potansiyeline sahip olduğunu söylüyor ve

“Yapay zekanın hem kanserde hem de tıbbın diğer alanlarında uygulanması, tanının ne olabileceği ve bir bireye hangi tedavinin sunulacağı konusundaki bilgilerimizi arttırıyor” diyor.

Dermatolojik destek aracına, Avrupa’da tıbbi bir araç olarak kullanılmak üzere CE işareti verilirken; ABD’de kullanım için Gıda ve İlaç Dairesi (FDA) tarafından henüz izin alınamadı. Öte yandan yakın bir zamanda İngiliz Optellum firması tarafından geliştirilen benzer bir makine öğrenme modeli, FDA tarafından akciğer kanserinin teşhisinde asistan olarak kullanılmak üzere onaylanmıştı.

Kaynak: https://www.bbc.com/news/technology-57157566