Nörodejeneratif Hastalıkları Tespit Etmek İçin Geliştirilen Yeni AI Destekli Biyosensör
Birden fazla gelişmiş teknolojiyi tek bir sistemde birleştiren EPFL araştırmacıları, Parkinson hastalığı (PD) ve Alzheimer hastalığı (AD) gibi nörodejeneratif hastalıkların (NDD'ler) teşhisinde önemli bir adım attılar. Bu yeni cihaz, NDD'lerle ilişkili yanlış katlanmış protein biyobelirteçlerinin saptanmasını ve tanımlanmasını sağlayan bir biyoalgılama teknolojisi olan ImmunoSEIRA sensörü.
Science Advances'te yayınlanan araştırma, hastalık aşamalarını ve ilerlemesini ölçmek için sinir ağlarını kullanarak yapay zekanın (AI) gücünden de yararlanıyor. Bu önemli teknolojik ilerleme, yalnızca NDD'lerin erken tespiti ve izlenmesi için değil, aynı zamanda hastalığın ilerlemesinin çeşitli aşamalarında tedavi seçeneklerinin değerlendirilmesi için de umut vaat ediyor.
Nörodejeneratif hastalıkların tedavisi, hastalık ilerlemesinin erken teşhisi ve izlenmesi için etkili teşhis yöntemlerinin bulunmaması nedeniyle zordur. Nörodejenerasyonda ortak bir mekanizma olan protein yanlış katlanması, hastalığın ilerlemesinde kilit bir olay olarak tanımlanmıştır. Sağlıklı proteinlerin, hastalığın erken evrelerinde önce oligomerlere ve hastalığın sonraki evrelerinde fibrillere yanlış katlandığı varsayılmaktadır. Bu yanlış katlanmış protein kümeleri beyinde ve kanda dolaşır ve ayrıca ölen NDD hastalarının beyinlerinde birikintiler olarak birikir.
Bu NDD biyobelirteç sensörü için, araştırmacılar, protein biyokimyası, optofluidicler[1], nanoteknoloji ve yapay zeka gibi birçok bilim alanını birleştirdiler. ImmunoSEIRA sensörü, yüzeyi geliştirilmiş kızılötesi absorpsiyon (SEIRA) spektroskopisi adı verilen bir teknolojiyi kullanır. ImmunoSEIRA sensörü, spesifik protein tespiti için antikorlara sahip altın nanorod dizilerine sahiptir. Bu yöntem, bilim insanlarının, nörodejeneratif hastalıklarla ilişkili, biyobelirteçler olarak bilinen, hastalıkla ilişkili spesifik moleküllerin formlarını tespit etmesine ve analiz etmesine olanak tanır. Sensör, moleküler bir dedektif gibi davranan ve bu biyobelirteçleri yüksek hassasiyetle tanımlayan ve yakalayan benzersiz bir bağışıklık testi ile donatılmıştır. Biyobelirteç moleküllerinin seviyelerini ölçmeye dayanan mevcut biyokimyasal yaklaşımların aksine, bu yöntem anormal yapıları tespit etmeye odaklanıyor. Bu teknoloji aynı zamanda NDD'lerin, oligomerlerin gelişimi ve ilerlemesinde yer alan iki ana anormal formun seviyelerini ayırt etmeye olanak tanıyor.
AI destekli ImmunoSEIRA sensörünün kullanımı erken NDD tespiti, hastalık izleme ve ilaç etkinliği değerlendirmesi için önemli bir ilerlemedir ve nörodejeneratif hastalıkların zamanında müdahalesi ve tedavisine yönelik kritik ihtiyacı karşılayabilir.
Dr. Tutku Taşkınoğlu
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adg9644
[1] Mikrometre ölçeğinde sıvı akışını kontrol etmek için ışığın kullanılmasıdır. Akışkanların ve optiğin avantajlarını birleştiren bir araştırma ve teknoloji alanıdır.