Teknoloji

Bilim adamları, Mikrop Fırtınalarının Hücrelerin İçinde Kaynaşmasını İzlemek İçin Hava Radarı Teknolojisini Kullanıyor

0

Bilim adamları, canlı doku içinde oluşan bir patojen fırtınasını izlemek için radar benzeri bir hava durumu sistemi kullanıyorlar.

Yazarlara göre strateji tamamen yenidir ve yağış hareketini tespit edebilen ve yaklaşan hava modellerini tahmin edebilen Doppler radarlarına çok benzer bir tekniğe dayanmaktadır.

Kan akışının görüntülerini oluşturmak için ses dalgalarını kullanan Doppler ultrasonları zaten tıbbi alanda kullanılmaktadır, ancak bu yeni teknik, bilim adamlarının salmonella ve E. coli.

Böyle bir bilgi, bir gün canlı dokunun mikrop içerip içermediğini hızlı bir şekilde anlamamızı ve bu enfeksiyonu başarılı bir şekilde tedavi etmemizi sağlayabilir.

2020’de ekip, kanserli hücreleri tanımlamak ve kemoterapinin onları gerçekten yenmekte ne kadar etkili olduğunu test etmek için benzer biyodinamik görüntüleme kullandı.

Purdue Üniversitesi’nde biyomedikal görüntüleme konusunda uzman olan David Nolte, “Önce kansere uygulanan biyodinamik görüntüleme yaptık ve şimdi bunu diğer hücre türlerine uyguluyoruz” diyor.

“Bu araştırma benzersiz. Başka hiç kimse onun gibi bir şey yapmıyor. Bu yüzden bu kadar ilgi çekici.”

Canlı dokular arasında ışık saçılması, bilim insanlarına canlı bir doku hücrelerinde neler olup bittiğiyle ilgili bir şeyler söyleyebilen bir dizi Doppler frekans kaymasına neden olur.

Bu Doppler ‘parmak izi’ bilindiği gibi, hücre içi süreçlerdeki, bakteri istilası dahil, ince değişikliklere bile son derece duyarlıdır.

Bakteriler canlı bir konağa bulaştığında, doku hücrelerinin dinamiklerini değiştirerek bazılarının “nöbetçi” olarak hareket etmesine, patojenin etkilerini ve antibiyotik tedavilerine verdiği tepkileri rapor etmesine izin verebilir.

Bu farklı frekans aralıkları, bir enfeksiyonun gerçek karakterini ve onunla en iyi nasıl savaşılacağını daha iyi anlamak için bilim adamları tarafından yorumlanabilir.

Bu tekniğin nasıl çalıştığını göstermek için, araştırmacılar standart bir kolon kanseri hücre hattı kullandılar ve bunu, ilk hücre dizisinin – “nöbetçilerin” farklı enfeksiyonlara nasıl tepki verdiğini görmek için birkaç gıda kaynaklı patojenle tanıştırdılar.

DopplerCellLineRadarPerdueDoppler makinesi hücrelerin içine bakmak için kullanılır. (Rebecca McElhoe / Purdue Üniversitesi)

İnvaziv Salmonella’nın kanser tümörlerine nüfuz ettiği, invazif olmayan suşlarının ise E. coli hücrelerin dışında izole edildi. Her iki senaryo da nihayetinde farklı Doppler imzaları oluşturdu.

Biyoloji mühendisi Michael Ladisch, “Bu, bir hücrenin patojen olup olmadığını doğrudan ölçer” diyor.

“Hücreler patojenik değilse, Doppler sinyali değişmez. Öyleyse, Doppler sinyali oldukça önemli ölçüde değişir.”

Ek yöntemler kullanarak, araştırmacılar canlı dokuda gerçekte hangi patojenin bulunduğunu bulabilirler. Ladisch’in açıkladığı gibi, “arkadaşa düşmandan haber vermenin hızlı bir yolu.”

Bu çalışma tamamlandıktan sonra, antibiyotikler hücre hattına uygulanabilir ve tepkiler bir floresan boya kullanılarak izlenebilir. Doppler kaymaları daha sonra hangi enfeksiyonların ilaçlara dirençli olduğunu ve hangilerinin bunlara iyi yanıt verdiğini ortaya çıkarabilir.

Bir hastanın dokularının laboratuvarda kültürlendiği güncel teknikleri kullanarak, bir antibiyotiğin işe yarayıp yaramayacağını anlamak 8 ila 10 saat sürer.

Kabaca bu sürenin yarısında, bu yeni ‘biyodinamik süreç’, herhangi bir metabolik değişiklik olup olmadığını görmek için minik Petri kaplarında çok sayıda farklı ilacı test edebilir.

Yazarlar, değişiklikleri gösteren örnekler antibiyotiğe iyi tepki verenlerdir, yani “bakteriler ölüyor, yeniliyor ve antibiyotikler tarafından dövülüyor” anlamına geliyor.

Nolte, “Antibiyotiklerle tedavi ettiğimizde, bakterilerin doku nöbetçilerini etkilemeye başlamadan önce çok fazla çoğalması gerekmiyor” diye açıklıyor Nolte.

“Hala görülebilecek veya doğrudan ölçülebilecek çok az bakteri var, ancak bunlar dokuların nasıl davrandığını etkilemeye başlıyor ve bunu Doppler ile tespit edebiliyoruz.”

Yazarlar, yeni tekniklerinin doktorların geniş spektrumlu antibiyotikler yerine bazı bakterileri canlı bırakabilecek, antibiyotik direncine neden olabilecek ve gelecekte enfeksiyonla savaşmayı zorlaştırabilecek kişiselleştirilmiş antibiyotikler yazmasına izin vereceğini umuyorlar.

Deneyler, yapay olarak büyütülmüş doku üzerinde normal biyolojik bağlamın dışında yapıldı ve ekipman titreşimlere ve harekete duyarlı olduğundan, bu tekniğin yaşayan ve nefes alan hastalara aktarılıp aktarılmayacağı net değil.

Bununla birlikte, yazarlar, ekipmanlarının hassasiyetine karşı koymanın bir yolunu bulabileceklerini umuyorlar, enfekte olmuş dokunun hastanın vücudunun dışında ve hatta belki bir gün içeride taranmasına izin veriyorlar.

Çalışma yayınlandı İletişim Biyolojisi.

.

Profesör

Binlerce İnsan İskeleti Bize İnsan ve Hastalık Arasındaki Evrimsel Savaşı Gösteriyor

Previous article

Bilim adamları, İnsan Bağırsağında 140.000 Virüs Türü Buldu ve Çoğu Bilinmiyor

Next article

You may also like

Comments

Comments are closed.

More in Teknoloji