DNA’dan Yapılmış Minik Cihazlar Kanseri Daha Az Hatayla Tespit Edecek
Fotoğraf: DNA’nın çift sarmallı yapısı. Dört kodlama birimi (A,T,C,G) sırasıyla pembe, turuncu, mor ve sarıdır. (Kaynak: NHGRI)
Kanseri tespit edebilen yeni bir cihaz kanser hücrelerini moleküllerin yüzeylerindeki imzalarla tanımlamak için DNA’dan yapılmış küçük devreler kullanıyor.
Duke Üniversitesi’ndeki araştırmacılar bu basit devreleri insan saç telinden on kat daha ince olan sentetik DNA iplikçilerinden elde etti.
Bir bilgisayardaki devrelerden farklı olarak, bu devreler bir hücrenin dışına bağlanır ve bazı hücrelerde diğerlerinden daha fazla sayıda bulunan proteinlerin analiz edilmesiyle çalışır. Bir devre hedefini bulduğunda hücreyi küçük bir ışıklandırma etiketiyle işaretler.
Cihazlar, hücre türlerini önceki yöntemlerden daha belirgin bir şekilde ayırt edebildiğinden, araştırmacılar çalışmalarının tanıları daha iyi bir hale getirebileceğini ve kanser tedavilerine daha iyi bir amaç verebileceğini düşünüyor.
Duke Üniversitesi’nde bilgisayar bilimcisi olan John Reif’in ve doktora öğrencisi Tianqi Song’un başındaki bir ekip yaklaşımlarını Amerikan Kimya Dergisi’nin son sayısında açıkladı.
Kanserin tespiti için daha önce benzer yöntemler kullanılıyordu ancak bunlar yanlış sinyallere daha yatkın yöntemlerdi. Bu yanlış sinyaller hücre karışımları bir DNA devresinin taranması için bir veya daha fazla proteini desteklemesi sonucunda ortaya çıkıyordu çünkü her hücre kendine özgü bir DNA devresine sahiptir.
Mevcut yöntemlerle doğru bir şekilde tespit edilen her bir kanser hücresi için sağlıklı hücrelerin bir kısmı kanserli olmadıkları halde yanlış etiketlenebilir.
Her kanser hücresi hücre yüzeyinde karakteristik bir hücre zarı proteinine sahiptir. Duke ekibi yanlış tespitleri azaltmak için aynı hücrede bu belirli protein kombinasyonuna takılması gereken bir DNA devresi tasarladı.
Reif “Sonuç olarak yanlış hücreleri işaretlemeleri çok daha düşük olasılığa sahip” dedi.
Bu teknoloji daha az yan etkiye sahip kanser tedavileri geliştirmek için ve yanlış tespitleri ortadan kaldırmak için tarama aracı olarak kullanılabilir.
DNA devrelerinin her bir temel elemanı iki DNA zincirinden oluşur. İlk DNA zinciri katlanır ve firkete şekli oluşturabilmek için kendisiyle kısmen eşleşir. Her bir uç bir bulmaca parçası gibi belirli bir hücre yüzeyi proteinine uyacak şekilde katlanan, kilitleme ve bağlanma görevi gören ikinci DNA zincirine bağlanır. Bu iki iplik belirli bir proteinin hücre yüzeyinde olup olmadığını doğrulamak için hareket eder.
Kanseri tespit edebilmek için devre bileşenleri bir kişinin hücreleriyle laboratuvar ortamında karıştırılır. Herhangi bir hücre doğru protein kombinasyonuyla sabitlenmişse tam devre bağlanacaktır. Bir başlatıcı DNA iplikçiğinin eklenmesiyle uçlardan biri açılır, bu da devrede son uç açılana ve hücre yanana kadar zincir reaksiyonu olarak devam eder.
Reif’in laboratuvarındaki test tüplerinde yürütülen cihaz çalışmaları bu teknolojinin lösemili hücreleri tespit etmek ve onları sadece birkaç saat içerisinde diğer kanser türlerinden ayırmak için kullanılabileceğini gösterdi.
Araştırmacılar, cihazların iplikçilerin değiştirilerek farklı hücre yüzeyi proteinlerini tespit etmek için yeniden kolaylıkla yapılandırabileceğini söylüyor. Reif, bu cihazın gelecekte DNA hücrelerini ve vücudun bağışıklık sistemini kanser hücresinin saldırması konusunda uyaran küçük bir molekülü serbest bırakabileceğini planlıyor.
Bu teknoloji günümüz için şu anda hazır değil. Araştırmacılar, DNA devrelerinin hala doğru hücreleri işaretlediğinden emin olmak için daha gerçekçi koşullarda test gerektiğini söylüyor.
Ancak, kanser taramasının ve tedavilerinin sıfır hatayla sağlanması yönünde umut verici bir adımdır.
Kaynak: phys.org
