Anul XIII 11 - medro.roYOUR MED.CO NEWSLETTER „Fibrilaţie. Încarcă la 300. Degajează!“....

Noiembrie 2011A

nu

l X

III

11

YOUR MED.CO NEWSLETTER

„Fibrilaţie. Încarcă la 300. Degajează!“. Bana-lizată de serialele de televiziune, această frază ar putea să dispară în curând din limbajul medicilor. Cel puţin pentru tratamentul fibrilaţiei auriculare, una dintre tulburările de ritm cardiac cele mai frecvente, caracterizată prin contracţia rapidă şi neregulată a cavităţilor cordului care primesc sângele pentru a-l trimite în ventricule.

În loc să aplice un singur şoc electric intens, o echipă germano-americană a demonstrat, pe animal, că fibrilaţia auriculară poate fi tot atât de bine oprită printr-o serie de şocuri de intensitate mai slabă. „Chiar dacă, în final, energia totală livrată este echivalentă cu aceea a unui defibrilator standard, faptul de a reduce

cu 84% intensitatea fiecărui şoc limitează efectele secundare, între care durerea este de rangul întâi“, explică Flavio Fenton, unul dintre cercetătorii de la Universitatea „Cornell“ (New York), implicat în acest studiu.

O perspectivă încurajatoare pentru pacien-ţii constrânşi să suporte regulat defibrilări electrice. „Botezată“ low-energy antifibrillation pacing (LEAP), noua metodă, care urmează să fie validată la om, ar putea fi aplicată şi în tratarea fibrilaţiei ventriculare, principala cauză de stop cardiac. „Experimentele efectuate in vitro au arătat că metoda este la fel de eficace pentru fibrilaţia ventriculară, ca şi pentru cea auriculară. Testele preliminare in vivo au fost elocvente în

mod egal în acest sens, dar noi mai colectăm încă date“, a precizat Flavio Fenton. (S.R.)

Aritmia – tratată cu şocuri electricede intensitate mai slabă

Mai multe informaţii » » » www.medco.ro

Noiembrie 2011 3

după un accident sau pentru a re-para sau pentru a ocoli arterele blo-cate.

Cercetătorii au dezvoltat gelul în aşa fel încât să poată fi injectat în organism şi controlată eliberarea de VEGF timp de până la 12 zile. „Scopul este acela de a dezvolta un gel care să poată elibera VEGF pe o perioadă mai lungă“, a subliniat Ta-

mer Aboushwareb.Cercetătorii de la

„Wake Forest Insti-tute for Regenera-tive Medicine“ au colaborat la o serie de proiecte utili-zând celulele orga-nismului pentru a creşte noi ţesuturi destinate organelor deteriorate.

Unul dintre au-torii studiului prezentat la reuniunea Colegiului American al Chirurgilor, prof. dr. Anthony Atala, a fost condu-cătorul renumitei echipe care a cres-cut celule ale vezicii urinare.

Prof. Aboushwareb a subliniat că, printre problemele în curs de rezolvare ale introducerii ţesuturilor dezvoltate prin bioinginerie în organism, este obţinerea de ţesut care să crească noi vase de sânge.

n gel biologic obţinut prin ingi-nerie menit să prelungească supravieţuirea organelor pro-

duse prin bioinginerie şi a altor ţe-suturi s-a dovedit promiţător la tes-tările de laborator efectuate de cer-cetătorii de la „Wake Forest Institute for Regenerative Medicine“, Win-ston-Salem, N.C., care au prezentat concluziile studiului lor la Congresul anual din 2011 al Colegiului American al Chirurgilor.

Prof. dr. Tamer Aboushwareb, spe-cialist în urologie la institut, a explicat că gelul permite ţe- suturilor regenera-te să crească noi vase de sânge în corpul uman. Gelul este obţinut pe bază de colagen amestecat cu fibrină, o proteină existentă în mod natural în organism. Acest compus poate fi în-cărcat cu factorul de creştere a en-doteliului vascular (VEGF) şi îl poate elibera în timp. VEGF este o pro-teină celulară care stimulează creş-terea de noi vase de sânge în timpul dezvoltării ţesuturilor.

Organismul eliberează, de ase-menea, această proteină natural pentru a creşte noi vase de sânge

Cristina SORESCU

AC

CE

NT

Din sumar

Un nou algoritm ar putea accelera substanţial procesul de scanareRMN

Primele celulele cardiacecare se contractăla stimuliluminoşi

Programarea celulelorpentru terapiimai eficiente

Un calculator evalueazăcancerulmamar

Nanosenzorpentru diagnosticul timpuriual cancerului pulmonar

ARCE 2011

Noi tehnologii pentru monitorizarea anevrismelor cerebrale

Biolog robotrezolvă probleme complexe,de la zero

Utilizarea plasmelor ionizateca sterilizatoare ieftine

Microlentilepentruendoscoape 3-D

U

Poate fi prelungită supravieţuirea

ţesuturilor obţinute prin bioinginerie

(Continuare în pag. 22)

Pag. 7

Pag. 8

Pag. 10

Pag. 12

Pag. 13

Pag. 15

Pag. 17

Pag. 18

Pag. 19

Pag. 5

4 Noiembrie 2011

ercetătorii de la Universitatea din California au descoperit o corelaţie între vârsta unei per-

soane şi nivelul unei modificări chi-mice particulare, metilarea, care are loc în anumite regiuni ale ADN-ului celulelor bucale prezente în salivă.

Analiza a trei dintre aces-te regiuni a permis estimarea corectă a vârstei în cazul a 60 de indivizi între 18 şi 70 de ani, în proporţie de 92%.

Metoda ar putea fi utilă în medicina legală, dar ar putea,

Colegiul Ştiinţific:

Prof. Dr. Radu NEGOESCUInstitutul de Sănătate PublicăDr. Ing. Ioan VOICUInstitutul pentru Tehnologii Avansate, BucureştiProf. Dr. Florian PURGHEL,Spitalul clinic de Urgenţă„Bagdasar Arseni“Dr. Ing. Gheorghe SAJIN,Institutul de Cercetare-Dezvoltarepentru Microtehnologie, Bucureşti

Dr. Corneliu MOLDOVANConf. Univ. Dr. Manole COJOCARU(CS I, EurClinChem)Dr. Lilia MORARI

Recenziile articolelor ştiinţificeau fost făcute de:Prof. Dr. Ing. Constantin BUCŞANConf. Dr. Ing. Sorin KOSTRAKIEVICI

Corespondenţi în străinătate:München - dipl. fiz. Maria ŢIŢEICA

Responsabilitatea asupra textului,reclamelor şi conţinutului articolelorrevine în întregime autorilor.Reproducerea totală sau parţialăa articolelor publicate în această revistă este posibilă numai cu acordul scrisal editorilor.

este marcăînregistrată.

Director fondator: Mihai CHEŢAN

Redactor şef: Iuliana BUNEA

Redacţia şi administraţia:Str. Rucăr, nr. 32, Sector 1, BucureştiTel. (021) 666.24.82, (021) 666.25.22

ISSN 1583-3631

Editor

Închiderea ediţiei: 30-11-2011

ZO

OM

de asemenea, servi la adaptarea tratamentelor la vârsta biologică a pacientului, nu la cea cronologică – bazată pe data de naştere. (C.S.)

n studiu recent, efectuat de o echipă de cercetători condusă de Jean Marc Lemaitre, de la

Institutul de Genomică Funcţională, a demonstrat că celule prelevate de la persoane centenare pot fi reprogra-mate în celule stem, eliminând sem-nele vârstei. Într-un articol referitor la studiu, publicat în octombrie, autorii

subliniază că au dovedit astfel că îm-bătrânirea este reversibilă.

Avansul înregistrat de cercetători în descifrarea mecanismelor biologice ale îmbătrânirii încurajează speranţa ca recentele progrese să se traducă în tratamente prin care îmbătrânirea şi patologiile ei să poată fi întârziate sau chiar să devină reversibile.

Referindu-se la rezultatele studiu-lui efectuat de cercetătorii francezi si-milare cu acelea înregistrate de cer-

cetători americani, prof. dr. Norman Sharpless, de la Universitatea de Medicină din Carolina de Nord, subli-niază: „Este un progres major, pentru că multe boli legate de vârstă – can-cer, probleme cardiovasculare sau Alzheimer – vor putea fi combătute de medicina regenerativă. Cred că se întrevede o schimbare majoră în

eforturile terapeutice de tratare a bolilor legate de vârstă“.

În efortul de a pune la punct terapii celulare, sunt în curs de desfăşurare mai multe experi-mente clinice. Un studiu des-făşurat pe şoareci la Centrul pentru Combaterea Cancerului „Dana-Farber“, din Boston, a demonstrat deja că îmbătrâni-rea poate fi inversată la animale, tratându-le cu o enzimă pe care organismul uman o produce în mod natural şi care „repară“ te-lomerii, a căror scurtare deter-mină îmbătrânirea celulară.

În luna noiembrie, a fost pu-blicat, în revista „Nature“, un alt studiu efectuat tot de o echipă americană, pe şoareci modi-

ficaţi genetic, care arată că elimina-rea celulelor îmbătrânite, care nu se mai regenerează, acumulându-se cu vârsta, ar preveni sau întârzia apari-ţia efectelor îmbătrânirii. Conform dr. James Kirkland, de la „Mayo Clinic“, coautor al studiului: „Eliminând aces-te celule şi ceea ce provoacă ele, se poate rupe legătura între meca-nismele îmbătrânirii şi predispoziţia pentru boli cardiovasculare, cancere şi demenţă“. (C.S.)

Saliva [i… vârsta individului

Secretele îmb\trânirii se dezv\luieU

C

Noiembrie 2011 5

datele intrate şi procesează fiecare set separat. În funcţie de capacităţile sistemului de afişare, chirurgul poa-te vedea imaginile 3-D, fie direct pe ecran, fie prin ochelari polarizaţi.

Este nevoie de un tip special de microlentile pentru ca razele de lumi-nă să se concentreze exact pe senzor. Pentru fabricarea lentilelor, ingi-nerii de la Fraunhofer au trebuit, în pri-mul rând, să le calculeze forma optimă prin intermediul unor simulări. Pentru a elimina factorii externi, cercetătorii au trebuit să se asigure că obiectivul este capabil să separe net canalele vizuale din dreapta şi din stânga. Con-cret, aceasta înseamnă certitudinea că doar cel mult 5% din energia unei raze de lumină este capturată de linia de senzori care deservesc alt canal – în transmiterea semnalului, acest lu-cru este cunoscut sub numele de in-terferenţă.

Următoarea sarcină pentru cer-cetători a fost de a adapta procesul convenţional de fabricaţie a microlen-

tilelor conform formei cal- culate a lentilei. De ase-menea, acestea au tre-buit să îndeplinească o serie de cerinţe referitoa-re la producţia camerei miniaturale. Ei au primit provocarea, şi cipul rezul-tat este atât de mic încât încape într-un tub care nu măsoară mai mult de 7,5 milimetri în diametru. Împreună cu fasciculul de fibre optice, care ser-veşte ca sursă de lumi-nă, endoscopul măsoară 10 milimetri în diametru – dimensiunea perfectă pentru chirurgia minim invazivă.

OP

TIC

Ă M

ED

ICA

LĂ

ehnicile endoscopice moderne permit medicilor să efectueze in-tervenţii chirurgicale, fără incizii

majore. Anumite intervenţii necesită instrumente cu optici speciale 3-D. Cercetătorii au dezvoltat un senzor de imagine care transmite imagini 3-D perfecte din interiorul corpului uman, datorită utilizării de microlentile.

Chirurgul ghidează cu atenţie en-doscopul prin cavitatea nazală a pa-cientului în zona de operaţie. Este o procedură delicată pentru care chi-rurgul trebuie să se pregătească în detaliu înainte de a începe efectiv in-tervenţia. În cazuri precum: existenţa unor vase de sânge care trebuie evi-tate, determinarea localizării exacte a ţesutului canceros, sau a adâncimii până la care trebuie să taie chirurgul prin ţesutul cerebral pentru a expune zona de interes, camera video integra-tă în tubul endoscop subţire îi permite chirurgului să vadă clar fiecare detaliu în rezoluţie 3-D – aproape ca şi cum ar fi fost, de fapt, în interiorul creierului pacientului. Viziunea stereoscopi-că furnizată de un endoscop 3-D sim-plifică în mod considerabil activitatea neurochirurgilor şi altor specialişti. Ei pot naviga prin ţesut pe o cale sigură fără riscul unor daune colaterale, iar intervenţia se poate realiza mai rapid.

Abilitatea de a vedea perfect în 3-D în interiorul corpului pacientului este rezultatul activităţii depuse de cercetătorii de la Institutul Fraunhofer pentru circuite şi sisteme microelectroni-ce I.M.S., din Duisburg, şi partenerii lor în cadrul Proiectului UE „Minisurg“. Senzorii CCD disponi-bili în trecut, au furnizat doar imagini cu rezoluţie joasă. Datorită muncii cercetătorilor, senzori de imagine CMOS de tipul celor de obicei încorporaţi în camere single-lens-re-flex (SLR), pot fi acum folosiţi în aplicaţii medica-le. „Pentru a face posibil acest lucru, am dezvoltat microlentile speciale“, ex-plică managerul de pro-

iect I.M.S., dr. Sascha Weyers.Secretul constă în designul optic

al senzorilor CMOS, în care câte o microlentilă cilindrică este plasată în faţa fiecăreia dintre cele două linii verticale de senzori în configuraţia de pixeli. Un obiectiv suprapus captează lumina care cade pe microlentile, care o concentrează pe pixeli. Caracteris-tica specială a acestui aranjament este că obiectivul are două orificii, „asemenea cu ochiul drept şi ochiul stâng“, spune Weyers.

Cu alte cuvinte: două fascicule de lumină sunt capturate de lentile – cel care vine de la stânga trece prin „ochiul stâng“, care urmează să fie focusat pe linia verticală a senzorilor din dreapta, şi vice-versa. Cele două raze de lumină se intersectează sub obiectiv. Ca urmare, senzorul CMOS primeşte două seturi de date-imagini, care sunt prelucrate separat, în ace-laşi mod în care creierul procesează imaginile provenind de la ochiul stâng şi de la ochiul drept. Un soft împarte

Microlentile pentru endoscoape 3-DSorina RADU

T

6 Noiembrie 2011

Plasmă în pungi de plastic

INF

O

olosind plasmă, pungile de plas-tic sigilate pot fi modificate la pre-siunea atmosferică, astfel încât

celulele umane să adere la şi să se reproducă pe pereţii lor. Pungile conţi-nând culturi de celule de acest fel sunt un ajutor important pentru cercetare şi scopuri clinice putând înlocui, în cele din urmă, vasele Petri folosite în pre-zent.

Medicii folosesc tot mai mult celu-lele vii în tratamentele lor: în transfuzii de sânge, în transplanturile de mădu-vă osoasă, precum şi în terapiile cu celule stem următoare arsurilor grave. Celulele prelevate de la pacienţi sunt ideale pentru înlocuirea pielii arse, eli-minarea deficienţelor imunitare, repa-rarea cartilajului degradat sau pentru a trata oasele vătămate, întrucât nu sunt respinse de sistemul imunitar al pacientului tratat, care este, în acelaşi timp, şi donator.

Aceste celule trebuie să fie păstra-te, cultivate, reproduse sau chiar mo-dificate într-un mod specific pacientu-lui. Însă, în perioada de depozitare a soluţiilor de celule utilizate apare o problemă. Deoarece pot fi foarte uşor infectate cu germeni, aceste celule

pot fi stocate în containerele convenţi-onale folosite, astăzi, doar pentru câ-teva zile.

„InnoSurf“, un proiect dezvoltat în cooperare, cu scopul de a remedia această problemă, reuneşte cercetă-tori de la cinci instituţii de cercetare, care, împreună cu parteneri din indus-trie, au dezvoltat suprafeţe din mate-rial plastic inovatoare şi metode de măsurare pentru producerea eficientă a celulelor umane destinate aplicaţii-lor de diagnostic şi terapeutice. Lucra-rea a fost coordonată de Helmholz Centre for Infection Research (H.Z.I.), din Braunschweig, Germania.

Ideea este de a cultiva celulele în pungi de plastic sterile, sigilate. Su-prafaţa interioară a pungilor trebuie modificată astfel încât să ofere celu-lelor condiţii bune de supravieţuire. O echipă condusă de dr. Michael Tho-mas, de la Fraunhofer Institute for Surface Engineering şi „Thin Films“ I.S.T., din Braunschweig, Germania, a dezvoltat un proces de tehnologie a plasmei pentru a fi utilizată la presiu-nea atmosferică. „Umplem pungile cu un amestec de gaze specifice şi apli-căm o tensiune electrică“, explică dr. Kristina Lachmann. „În interiorul lor, pentru o scurtă perioadă, este creată plasma, un gaz luminescent, ionizat, care modifică chimic suprafaţa din material plastic“. În timpul acestui pro-ces, punga rămâne sterilă, întrucât şi plasmele au o acţiune de dezinfecţie. „Avantajul acestui proces este că funcţionează la presiunea atmosferică şi, ca atare, este cost-eficient, rapid şi flexibil“, subliniază liderul grupului, dr. Michael Thomas, specializat în utili-zarea unor astfel de plasme la presiu-nea atmosferică pentru a modifica suprafeţe.

Noile pungi facilitează manipu-

larea sterilă a culturilor de celule. Anterior, cercetătorii şi medicii au utili-zat vase deschise Petri, sticle sau bio-reactoare. Deoarece aceste sisteme trebuie să fie deschise, cel puţin pen-tru umplere, contaminarea se poate produce cu uşurinţă. Prin contrast, atunci când se utilizează noua tehno-logie cu sistemul său de sac sigilat, celulele migrează direct în pungă printr-un ac de injecţie sau sisteme de tub conectat fără a intra în contact cu mediul ambiant. Interiorul steril al pun-gii conţine mediu nutritiv şi aer fără germeni sau un gaz adecvat, adăugat în prealabil. În timpul perioadei de cul-tivare, containerele nu trebuie să fie deschise, iar la sfârşitul ei celulele pot fi prelevate tot prin acul de injecţie.

Cercetătorii intenţionează să utili-zeze astfel de sisteme de unică folo-sinţă şi pentru creşterea artificială de organe. Dacă pungile sunt prevăzute cu structură tridimensională, celulele s-ar putea ataşa unele de altele pen-tru a crea piele artificială, nervi, cartilaj sau os, care ar putea fi utilizate în pro-tetica organismului uman. Până în prezent, cultivarea lor a eşuat, în prin-cipal, deoarece celulele stem au fost reticente a se ataşa la structurile spa-ţiale. Procesul tehnologic de obţinere a plasmei dezvoltat la I.S.T. ar putea rezolva această problemă. În colabo-rare cu University of Tübingen, Braun-schweig City Hospital plănuieşte să izoleze anumite celule stem din probe de ţesut şi să investigheze pe care dintre noile suprafeţele de plastic le-ar putea dezvolta, de exemplu, în os sau cartilaj.

Pentru această dezvoltare, grupu-lui condus de dr. Michael Thomas, de la I.S.T., i-a fost atribuit un premiu anual 2011, parte a iniţiativei „Land of Ideas“.

Cristina SORESCU

F

Noiembrie 2011 7

INF

O

Plasmă în pungi de plasticlui Graves de la Institutul „Max Planck“ pentru fizici extraterestre a construit un dispozitiv capabil să efectueze, în condiţii de siguranţă, dezinfectarea pielii umane în câteva secunde, dis-trugând chiar şi bacterii rezistente la medicamente.

„Domeniul plasmelor cu tempera-tură scăzută este în plină expansiune, iar aceasta nu este o exagerare. Este real!“, a specificat Graves.

În studiul publicat luna aceasta, Graves şi colegii lui de la U.C. Ber-keley au arătat că plasmele gene- rate de scânteile de scurtă durată, în aer, lângă un recipient de apă, trans-formă apa dându-i o tentă acidă şi creează un cocktail de molecule ioni-zate foarte reactive – molecule care au pierdut unul sau mai mulţi electroni şi, prin urmare, sunt avide a reacţiona cu alte molecule. Ei au identificat mole-cule reactive precum peroxidul de hi-drogen şi diverşi nitraţi şi nitriţi, toate antimicrobiene bine-cunoscute. Nitraţi şi nitriţi au fost folosiţi de mii de ani pentru a trata, de exemplu, carnea.

Graves a fost nedumerit văzând că apa era încă antimicrobiană şi o săp- tămână mai târziu, deşi concentraţii-le peroxidului şi nitritului au scăzut la zero. Aceasta a indicat că altă sub-stanţă chimică reactivă – probabil un nitrat – a rămas în apă şi ucide micro-bii, a spus cercetătorul.

Descărcările în plasmă au fost utili-zate, începând cu sfârşitul anilor 1800, pentru a genera ozon pentru purifica-rea apei, iar unele spitale utilizau plas-me de joasă presiune pentru a genera peroxid de hidrogen necesar deconta-minării instrumentelor chirurgicale. De asemenea, dispozitive cu plasmă sunt utilizate ca instrumente chirurgicale pentru a elimina ţesut sau a coagu-la sângele.

echipă de cercetători de la Uni-versitatea Berkeley din California au demonstrat că plasmele ioni-

zate, precum cele din tuburile de neon şi televizoarele cu plasmă, pot nu nu-mai să sterilizeze apa, ci au şi acţiu-ne antimicrobiană – sunt capabile să ucidă bacteriile – timp de o săptămână după tratament.

Dispozitivele care produc astfel de plasme sunt ieftine, ceea ce înseamnă că ar putea salva vieţi în ţările în curs de dezvoltare, zonele afectate de de-zastre sau pe câmpul de luptă, cazurile în care apa sterilă pentru uz medical – fie că este vorba de asistarea la naş-tere sau de intervenţii chirurgicale ma-jore – este în deficit de aprovizionare şi costisitoare de produs.

„Ştim că plasmele vor ucide bac-teriile din apă, dar sunt atât de multe alte aplicaţii posibile, cum ar fi steri-lizarea instrumentelor medicale sau consolidarea vindecării rănilor“, a spus prof. dr. ing. David Graves, specialist în prelucrarea semiconductorilor, de la U.C. Berkeley. „Am putea dezvolta un dispozitiv care să permită utilizarea la domiciliu sau în zone izolate, pentru a înlocui înălbitorii sau antibioticele chi-rurgicale“.

Plasmele la temperatură scăzută utilizate ca dezinfectanţi sunt „o inova-ţie extraordinară, cu un potenţial imens de a îmbunătăţi tratamentele medicale în regiuni în curs de dezvoltare şi si-nistrate“, a declarat Phillip Denny, în-alt funcţionar administrativ al Centrului „Blum“ pentru economiile în curs de

dezvoltare, de la U.C. Berkeley, care a contribuit la finanţarea cercetării conduse de Graves şi are o misiune de abordare a nevoilor celor săraci, la nivel mondial.

„Una dintre cele mai dificile proble-me asociate cu facilităţile medicale în regiunile cu cele mai sărace ţări este controlul infecţiei“, a adăugat Graves. „Se estimează că infecţiile, în aceste ţări, sunt un factor de trei-cinci ori mai răspândit decât în ţările dezvoltate“.

Graves şi colegii lui de la U.C. Ber-keley au publicat o lucrare în numărul din noiembrie al „Journal of Physics D: Applied Physics“, raportând că apa tra-tată cu plasmă a ucis, în esenţă, toate bacteriile E. coli în decurs de câteva ore de tratament şi a ucis încă 99,9% din bacteriile adăugate după ce a fost menţinută în locul respectiv timp de şapte zile. Tulpini mutante de E. coli, care cauzează focare intestinale de deces, au fost distruse chiar şi atunci când acestea au contaminat produse din carne, brânză şi legume.

Bazându-se pe alte experimente, Graves şi colegii săi de la Universita-tea din Maryland, College Park, au ra-

portat, la 31 octom-brie, la Reuniunea anuală a Societăţii Americane de Va-cuum, că plasmele pot, de asemenea, „ucide“ proteine şi lipide periculoase – inclusiv prioni, agenţii infecţioşi ca-re produc boala va-cii nebune – pe care procesele standard de sterilizare le lasă neatinse.

În 2009, unul dintre colaboratorii

Sorina RADU

ca sterilizatoare ieftineO

8 Noiembrie 2011

INF

O

timp, pacienţii trebuind să petreacă perioade lungi de timp în interio-rul aparatului.

Într-o lucrare, care urmează să fie publica-tă în revista „Magnetic Resonance in Medici-ne“, cercetătorii conduşi de Elfar Adalsteinsson, profesor asociat de in-ginerie electrică şi IT, precum şi de ştiinţe şi tehnologii ale sănătăţii, şi Goyal Vivek, profe-sor asociat de inginerie electrică şi IT, au dez-voltat un algoritm pen-tru a accelera dramatic acest proces. Algoritmul utilizează informaţii obţi-nute de la primele sca-nări cu contrast, pentru a ajuta la producerea imaginilor ulterioare. În

acest fel, scanerul nu trebuie să por-nească de la zero de fiecare dată când se produce o imagine diferită din datele brute, ci are deja o schiţă de bază de la care porneşte mai de-parte, ceea ce scurtează considerabil timpul necesar pentru a obţine fieca-re scanare ulterioară. Pentru a crea această schiţă, software-ul arată toate scanările diferite pentru caracteris-tici care sunt comune, cum ar fi struc-tura anatomică de bază, specifică Adalsteinsson. „Dacă aparatul efec-tuează o scanare a creierului, capul pacientului nu se va muta de la o ima-gine la alta“, spune el. „Deci, dacă la cea de a doua scanare se ştie unde este capul pacientului, atunci nu va fi nevoie de atâta timp pentru a produce imaginea ca atunci când date-le au trebuit să fie achiziţionate de la zero, în cazul primei scanări“.

Algoritmul foloseşte prima scana-re în special pentru a prezice poziţia probabilă a graniţelor între diferite ti-puri de ţesut, în contrast la scanările ulterioare. „Având în vedere datele de la un contrast, el oferă o posibilitate ca o anumită muchie, spre periferia creierului, sau margini care să limite-ze compartimente diferite în interiorul creierului, vor fi în acelaşi loc“, spune Adalsteinsson.

ispozitivele de imagistică prin re- zonanţă magnetică (IRM) pot scana în interiorul corpului de-

talii complicate, permiţând clinicia-nului să observe la faţa locului chiar şi primele semne de cancer sau alte anomalii. Dar ele pot implica o expe-rienţă îndelungată şi disconfort pentru pacienţi, nevoiţi în prezent să ră-mână „prizonierii“ aparatului timp de până la 45 de minute.

Acest timp de scanare ar putea fi redus la doar 15 minute, datorită unui nou algoritm dezvoltat în cadrul „Re-search Laboratory of Electronics“ de la M.I.T.

Pentru a produce imagini ale cor-pului, scanerele RMN utilizează câm-puri magnetice puternice şi unde ra- dio. În loc să efectueze o singură sca-nare a pacientului, aparatele realizea-ză, de obicei, o varietate de imagini ale aceleiaşi părţi a organismului, fie-care proiectată pentru a crea un con-trast între diferitele tipuri de ţesut. Prin compararea mai multor imagini obţi-nute din aceeaşi regiune, şi studiind modul în care contrastează diferitele tipuri de ţesut, radiologii pot detecta anomalii subtile, cum ar fi o tumoare în curs de dezvoltare. Dar, efectuând scanări multiple din aceeaşi regiu-ne, procedura este consumatoare de

Un nou algoritm ar putea accelera substanţial procesul de scanare RMN

Alina VÂLCEA

D

Cu toate acestea, numai recent plasmele cu temperatură scăzu-

tă au fost folosite ca dezinfectanţi şi pentru terapie medicală directă, a spus Graves, care s-a concentrat recent asupra aplicaţiilor medicale ale plasmelor, după ce a lucrat peste 20 de ani cu plasme la temperatură scăzută de tipul celor utilizate pentru corodarea semiconductorilor.

„Sunt un inginer chimist care aplică fizica şi chimia la înţelegerea plasmelor“, a spus Graves. „Este in-teresant să caut acum căi de a apli-ca plasmele în medicină“.

Coautorii studiului sunt fostul co-leg a lui Graves din perioada post doctorală la U.C. Berkeley, Matew J. Traylor, masteranzii Mathew J. Pavlovich şi Sharmin Karim, Pritha Hait, cercetătorul asociat Yukinori Sakiyama, inginerul chimist Douglas S. Clark, profesor la Facultatea de Inginerie Chimică şi, respectiv, şeful Departamentului de Inginerie Chimi-că şi Biomoleculară.

Lucrarea privind dezactivarea moleculelor biologice periculoase şi persistente a fost realizată cu un grup condus de Gottlieb Oehrlein, un profesor de ştiinţa şi ingineria materialelor la University of Mary-land in College Park.

Cercetarea este susţinută de „Office of Fusion Science Plasma Science Center“, Departamentul de Energie al S.U.A., U.C. Berkeley „Blum“ Center for Developing Eco-nomies, precum şi U.C. Berkeley Sustainable Products and Solution Program.

Plasmele ionizate...

Noiembrie 2011 9

Un nou algoritm ar putea accelera substanţial procesul de scanare RMN

Algoritmul nu poate impune, totuşi, prea mul-te informaţii de la prima scanare spre cele ulterioare, spune Goyal, de-oarece prin aceasta ar risca să piardă caracte-risticile unice ale ţesutu-lui relevate de contraste diferite. „Nu vrei să pre-supui prea mult“, spune el. „Prin urmare, nu îşi asumă cu siguranţă, de exemplu, că modelul lu-mină-şi-întuneric de la o imagine va fi reprodus în imaginea următoare, pentru că, de fapt, aceste tipuri de modele de întuneric şi lumină sunt de multe ori inversate şi pot dezvă- lui proprietăţi complet diferite ale ţesutului“.

Deci, pentru fiecare pixel, algorit-mul calculează de ce informaţii noi are nevoie aparatul, pentru a construi imaginea, şi ce fel de informaţii – cum ar fi marginile diferitelor tipuri de ţe- sut – poate prelua aparatul de la sca-nările anterioare, completează mas-terandul Berkin Bilgic, prim autor al studiului publicat.

„Rezultatul este o scanare com-pletă RMN de trei ori mai rapidă, pentru care pacienţii petrec în aparat

IMA

GIS

TIC

Ă M

ED

ICA

LĂ


O echipă de cercetători americani, care a studiat riscul de declanşare a cri-zelor cardiace şi a atacurilor cerebrale, a comunicat, recent, concluziille preliminare ale studiului efectuat.

Conform A.F.P., care o citează pe dr. Emily Chen, de la Veterans General Hospital, din Taipei, Taiwan, unul dintre principalii autori ai studiului: „Protecţia împotriva maladiilor cardiovasculare şi a accidentelor vasculare cerebrale este mai puternică în cazul participanţilor [la stu-diu – n.r.] care fac un detartraj dentar cel puţin o dată pe an”.

Studiul a relevat că pacienţii care s-au supus unei detartrări şi curăţări a dinţilor au prezentat un risc mai scăzut cu 24% de

atac cardiac şi un risc mai scăzut cu 13% de stroke, pe parcursul următorilor şapte ani. Efectuat pe 100.000 de pacienţi, stu-diul a inclus peste 51.000 de adulţi, care s-au supus unei proceduri de detar-traj complet sau parţial, şi un număr similar de participanţi potriviţi ca sex şi condiţii de sănătate care nu îşi curăţaseră dinţii într-un cabinet profesional.

Studiul a demonstrat practic că intervenţia unui medic stomatolog care efectuează periodic detartrajul dinţilor reduce riscul declanşării ata-curilor de cord şi cerebrale. Explica-ţia rezidă în faptul că detartrajul, ca şi curăţarea dinţilor determină reduce-

rea dezvoltării bacteriilor care populează cavitatea bucală, cauzatoare de inflamaţii ce pot contribui la apariţia bolilor cardio-vasculare. (C.S.)

Detartrajul dinţilor reduce riscul cardiovascular


15 minute, în loc de 45. Acest timp de scanare mai rapid are un uşor im-pact asupra calităţii imaginii“, admite Bilgic, „dar este mult mai bine decât în cazul algoritmilor concurenţi“.

Echipa se preocupă acum de îmbunătăţirea în continuare a algo-ritmului pentru accelerarea timpului necesar procesării datelor brute ale imaginii într-o scanare finală care poate fi analizată de medici, după ce pacientul a părăsit aparatul RMN. Folosind procesoare standard de cal-culator, în prezent, acest pas final du-rează mult mai mult decât cu scanări convenţionale RMN.

Cercetătorii cred, însă, că pot re-

duce acest timp de calcul până la limita scană-rilor convenţionale RMN, folosind recentele pro-grese apărute în compo-nentele pentru computer din industria jocurilor. „Unităţile de procesare grafică, sau GPU, sunt cu câteva ordine de mă- rime mai rapide la anu-mite sarcini de calcul decât procesoarele ge-nerale, cum ar fi sarci-na de calcul special, de care avem nevoie pentru acest algoritm“, spune

Adalsteinsson. Un student din cadrul laboratorului lucrează acum pentru punerea în aplicare a algoritmului pe un GPU dedicat, precizează el.

Dwight Nishimura, directorul La-boratorului de cercetare a sistemelor de rezonanţă magnetică, de la Uni- versitatea Stanford, apreciază că gru-pul condus de Adalsteinsson a dezvoltat algoritmi foarte interesanţi.

„Aceştia au potenţial ridicat de importanţă, deoarece se aplică IRM clinic de rutină, printre alte aplicaţii“, spune el. „În cele din urmă, abordarea lor ar putea permite o reducere substanţială a timpului de exami- nare“.

10 Noiembrie 2011

OP

TO

GE

NE

TIC

Ă Cercetătorii au creat primele celulele cardiacecare se contractă la stimuli luminoşi

ntr-un laborator de la Universi-tatea Stanford, dr. med. Oscar Abilez a expus la microscop o

colecţie de celule dintr-un vas Pe-tri. Un video recorder a proiectat ceea ce se observa la microscop pe un monitor din apropiere. Celu-lele din vas pulsau ritmic, o dată pe secundă. Celulele observate sunt cardiomiocite, care exercită forţa pulsatilă şi funcţiile circulatorii ale inimii umane. Aceste celule sunt programate să pulseze. Ele vor „bate“ astfel până când vor muri.

Abilez apasă cu un deget o mică pârghie aflată în spatele microsco-pului. Cu acelaşi deget, el ridică maneta. O lumină pală, de culoare albastru deschis inundă vasul Pe-tri. Abilez acţionează pârghia „on“ şi „off“, deschizând şi întrerupând lumina; întâi rapid şi apoi lent. De fiecare dată când degetul ridică pârghia, celulele se contractă în contact cu lumina.

Într-o lucrare publicată, în luna septembrie, în „Biophysical Jour-nal“, dr. med. Oscar Abilez, cerce-tător postdoctoral şi candidat la doctorat în bioinginerie, şi o echipă multidisciplinară de la Stanford Uni-versity, descriu modul în care au dezvoltat, pentru prima dată, celule

umane cardiace, care pot fi acţio-nate cu lumină folosind o tehnolo-gie denumită optogenetică.

Pe termen scurt, spun cercetă-torii, descoperirea va oferi o per-spectivă nouă privind funcţionarea inimii. Pe termen lung, însă, aceas-tă dezvoltare ar putea duce la o eră a noilor stimulatoare cardiace bazate pe lumină şi a patch-urilor genetice, care să înlocuiască ţesu-tul muscular afectat de un atac de cord.

Pentru a crea cardiomiocite re-ceptive la lumină, cercetătorii au introdus mai întâi ADN-ul codifi-când o proteină sensibilă la lumină numită „channelrhodopsin-2“, sau „ChR2“, în celule stem embrionare umane. „ChR2“ controlează fluxul de ioni încărcaţi electric în celulă. Pentru celulele cardiace, ionul pri-mar este de sodiu, care iniţiază o cascadă electrochimică şi aceasta determină contracţia celulei. Ei au transformat apoi celule stem pro-iectându-le optogenetic în cardio-miocite care – spre deosebire de oricare altele – să fie sensibile la lumină.

La fel ca noile cardiomiocite, op-togenetica este un produs al cerce-tătorilor de la Stanford. Prof. dr.

Karl Deisseroth, specialist în bioinginerie şi psihiatrie, co-autor al noului studiu, a jucat un rol-cheie în dezvoltarea tehnologiei.

Este o tehnică de cercetare din ce în ce mai comună, care permite cercetătorilor să modeleze tot felul de ţesuturi de mamifere, care sunt receptive la lumină.

În timp ce Deisseroth şi-a con-centrat cercetările, în primul rând, asupra neuronilor, în scopul de a studia bolile neurologice variind de la depresie la schizofrenie, Abilez este primul care a creat cardiomio-cite umane optogenetice.

Proteina de importanţă-cheie pentru experiment, „ChR2“, este sensibilă la o lungime de undă foar-te specifică de lumină albastră şi reglementează canale mici de pe suprafaţa celulei. Când „ChR2“ este iluminată de lumina albastră cu lungimea de undă corespunză-toare, canalele se deschid, pentru a permite un aflux de sodiu încărcat electric în celulă, producând o con-tracţie.

După crearea acestor celule în-tr-un vas de laborator, Abilez a con-tinuat împreună cu prof. dr. Ellen Kuhl, autorul senior al studiului şi profesor asociat de inginerie meca-nică, a cărei specialitate este mo-delarea computerizată sofisticată a corpului uman.

Folosind algoritmii ei, cercetăto-rii au testat noile celule într-o simu-lare pe calculator a inimii umane, injectând celule sensibile la lumină în diferite locuri din inimă şi proiec-tând pe ele o lumină virtuală albas-tră, pentru a observa modul în care injectările au afectat contracţia din-tr-o parte în alta a inimii.

„Într-o inimă reală, celulele sti-mulatoare sunt în partea de sus a inimii şi contracţia radiază în jos şi în jurul inimii“, a explicat Kuhl. Cu ajutorul acestor modele putem de-monstra nu numai că stimularea cu lumină a celulelor va funcţiona, dar, totodată, şi faptul că, injectând cele mai bune celule, se produce mode-lul optim de contracţie“.

Obiectivul pe termen lung este o nouă clasă de stimulatoare cardia-ce. Astăzi, stimulatoarele cardiace

Alina VÂLCEA

Î

Noiembrie 2011 11

OP

TO

GE

NE

TIC

Ă

Cercetătorii au creat primele celulele cardiacecare se contractă la stimuli luminoşi

electrice sunt frecvent implantate chirurgical şi defibrilatoarele re-glează ritmurile a milioane de inimi cu deficienţe de funcţionare de pe glob. „Dar nici unul nu este fără probleme“, a subliniat Abilez. „Sti-mulatoarele se defectează meca-nic. Electrozii pot provoca leziuni ale ţesutului“.

„Pe de altă parte, defibrilatoare-le pot produce leziuni tisulare, ca urmare a impulsurilor electrice mari, care sunt uneori necesare pentru a restabili ritmul normal al inimii“, a adăugat Kuhl.

Cercetătorii prevăd o zi în care bioinginerii vor folosi celule stem pluripotente extrase din corpul pa-cientului, sau alte tipuri de celule asemănătoare care pot da naştere la celule potrivite genetic să fie re-locate în inimă, reacţionând la sti-mularea cu lumină, fără dezavanta-jele stimulatoarelor cardiace elec-trice.

„Am putea, de exemplu, să creăm un stimulator cardiac, care să nu fie în contact fizic cu inima“, a specificat prof. dr. Christopher Za-rins, profesor emerit de chirurgie şi director al laboratorului unde a efectuat experimentele Abilez. „În loc să implantăm chirurgical în ini-mă un dispozitiv care are electrozi, am putea injecta în inima deficien-tă aceste noi celule sensibile la lumină şi regla, cu ajutorul luminii, ritmul lor, poate chiar din afara inimii“.

Un astfel de stimulator cardiac bazat pe lumină ar putea fi plasat în afara inimii, în interiorul pericar-dului – sacul de protecţie din jurul inimii. Sau, potrivit cercetătorilor, un stimulator cardiac de acest tip ar putea fi plasat în interiorul camere-lor inimii, asemenea stimulatoare-lor cardiace tradiţionale, a cărui lu-mină se va putea propaga prin sân-ge imprimând ritmul celulelor car-diace sensibile la lumină implantate în interiorul inimii.

„Şi, pentru că noile celule ale inimii sunt create din celulele stem gazdă proprii, ele s-ar potrivi per-fect din punct de vedere genetic pentru implantare“, a adăugat Abi-lez. „În principiu, respingerea ţesu-turilor nu ar fi o problemă“.

„Multă muncă şi multe obstacole teh-nice mai trebuie de-păşite înainte ca această cercetare să poată fi aplicată în lumea reală“, a susţinut Zarins. „Dar ea va putea condu-ce, într-o zi, la dez-voltarea unor dispo-zitive mai fiabile şi mai puţin invazive“.

Pe termen scurt, însă, progresul este promiţător pe alte fronturi, a subliniat Abilez.

„Optogenetica în-

lesneşte studiul inimii. Cercetătorii pot nu numai să activeze celulele cu lumină, ci le pot şi dezactiva“, a mai spus Abilez.

Aceste instrumente ar putea fi folosite de cercetători pentru a in-duce boli ale cordului – cum ar fi anomalii şi aritmii – în eşantioane de ţesut, pentru a înţelege mai bine cum să le rezolve.

Există, de asemenea, avantaje inerente în favoarea dispozitivelor bazate pe stimularea cu lumină, comparativ cu cele bazate pe ener-gie electrică.

„Cercetătorii inimii încearcă de multe ori să măsoare răspunsul electric în inimă, dar este necesară destul de multă energie electrică pentru a stimula inima şi semnalul electric care rezultă este relativ slab. Astfel încât este greu de dis-tins stimulul de răspuns. Este ca şi cum ai încerca să auzi o şoaptă într-o cameră aglomerată. Stimula-rea cu lumină ar elimina această provocare“, opinează Abilez.

Optogenetica ar putea conduce la progrese şi dincolo de inimă, cum, de altfel, au concluzionat şi autorii în studiul lor.

Metoda ar putea duce la noi descoperiri privind tulburări neuro-nale, pancreatice, musculo-schele-tale, precum şi tulburări cardiace, inclusiv depresie, schizofrenie, pa-ralizie cerebrală, paralizie, diabet zaharat, sindroame dureroase şi aritmii cardiace.

12 Noiembrie 2011

TE

RA

PII

CE

LU

LA

RE

erapiile cu celule stem au un potenţial enorm de a aborda unele dintre cele mai tragice

boli şi defecte ale ţesuturilor, la ni-vel mondial. Cu toate acestea, inca-pacitatea de a trimite ţintit celulele de interes către ţesuturi reprezintă o barieră semnificativă pentru eficienţa terapiei cu celule. Pentru a înlă-tura acest obstacol, cer-cetătorii de la „Brigham and Women’s Hospital“ (B.W.H.) au dezvoltat o platformă care abordea-ză încorporarea chimică a receptorilor de locali-zare pe suprafaţa celu-lelor. Această abordare simplă are potenţialul de a îmbunătăţi eficacitatea mai multor tipuri de tera-pii celulare, prin creşterea concen-traţiilor de celule la locaţiile ţintă din organism.

Rezultatele studiului sunt publi-cate online, în jurnalul „Blood“, din octombrie 2011.

Pentru noua platformă, cercetă-torii au proiectat suprafaţa celulelor astfel încât să includă receptori care acţionează ca un dispozitiv de loca-lizare.

„Ipoteza centrală a studiului nos-tru este că poate fi îmbunătăţită ca-pacitatea celulelor de a ţinti ţesuturi specifice, fără a altera funcţia celu-lelor“, a declarat unul dintre autori,

dr. Jeffrey M. Karp, director al Centru-lui de Terapeutici Regenerative, de la B.W.H., şi membru al „Harvard Stem Cell Institute“.

„Prin cunoaşte-rea «codului poş-tal» al vaselor de sânge din ţesuturi-le specifice, putem programa «adresa» pe suprafaţa celu-lelor pentru poten-ţiala ţintire a aces-tora cu eficienţă ridicată“.

Dacă terapiile convenţionale cu

celule care includ administrarea lo-cală de celule pot fi utile, ele sunt de obicei mai invazive, cu potenţial limitat de doze multiple.

„Vă puteţi imagina că, atunci când ţesutul ţintit este muşchiului cardiac, de exemplu pentru a trata

atacul de cord sau insuficienţa car-diacă injectând celule direct în ini-mă, procedura poate fi invazivă şi, de obicei, această abordare poate fi realizată o singură dată“, a spus prof. dr. Karp, de la „Harvard Medi-cal School“, afiliat la „Harvard-M.I.T. Division of Health Sciences and Technology“.

Folosind platforma pe care cer-cetătorii au creat-o, celulele sunt pregătite să se deplaseze direct în zona de interes, după ce au fost injectate printr-o metodă comună şi mult mai puţin invazivă: perfuzia intravenoasă.

„Aceste celule pot fi proiectate pentru a fi mai eficiente, deoarece pot fi administrate în doze multiple“, a specificat dr. Debanjan Sarkar, profesor de inginerie biomedicală la State University of New York, Uni-versity at Buffalo.

„Necesitatea unei abordări mai eficiente a livrării celulelor stem pro-vine din potenţialul bolilor cărora terapia cu celule li se poate adre-sa“, a spus dr. Karp, menţionând că abordarea poate fi utilizată pentru a viza sistemul osos producând ce-lule pentru măduva osoasă, pentru a trata osteoporoza, cardiomiocite în inimă, pentru a trata ţesutul is-chemic, celule stem neuronale în creier, pentru a trata boala Parkin-son, sau celule progenitoare endo-teliale în boli vasculare periferice, pentru a promova formarea de noi vase de sânge.

Cercetătorii au conchis că în-ţelegerea mecanismelor traficului de celule creşte capacitatea de a îmbunătăţi ţintirea ţesuturilor prin

abordări specifice de in-ginerie care ar trebui să îmbunătăţească semni-ficativ terapia celulară prin reducerea invazivi-tăţii administrării locale, care permite adminis-trarea repetată, şi ar pu-tea reduce numărul de celule necesare pentru a obţine un efect terape-utic, oferind, în final, re-zultate mai bune pentru pacienţi.

Între autorii studiu-lui se numără: Sebastian Schafer, Weian Zhao, Dawn P. Spelke, Jo-seph A. Philips, Praveen Kumar Ve-mula, şi Rukmani Sridharan, de la „Brigham and Women’s Hospital“, „Harvard Medical School“, „Harvard Stem Cell Institute“ şi „Harvard-M.I.T. Division of Health Science and Technology“; Joel A. Spencer, de la Massachusetts General Ho-spital, „Harvard Medical School“ şi „Tufts University“; Rohit Karnik, de la Massachusetts Institute of Tech-nology, şi Charles P. Lin, de la Mas-sachusetts General Hospital şi „Har-vard Medical School“.

T

Programarea celulelorpentru terapii mai eficiente

Ana BARBU

Noiembrie 2011 13

ON

CO

LO

GIE

Programarea celulelorpentru terapii mai eficiente

ncepând din anul 1928, modul în care sunt evaluate şi clasificate caracteristicile cancerului de sân a

rămas în mare parte neschimbat. Ope-raţiunea este executată manual, sub un microscop. Patologii examinează vi- zual tumorile şi le evaluează în func-ţie de o scală dezvoltată pentru prima oară în urmă cu opt decenii. Aceste scoruri îi ajută pe medici să evalueze tipul şi severitatea cancerului şi să cal-culeze, în consecinţă, prognosticul pa-cientului şi cursul tratamentului.

Într-o lucrare publicată, la 9 noiem-brie, în periodicul „Science Translatio-

nal Medicine“, cercetătorii specialişti în IT, de la Stanford School of Enginee-ring, şi patologii de la Stanford School of Medicine au raportat colaborarea lor privind formarea de computere pentru analiza imaginilor microscopice ale cancerului mamar. Analizele executate de calculator au fost mult mai precise decât cele efectuate de om.

Modelul lor se numeşte „Computa-tional Pathologist“, sau „C-Path“, o me-todă bazată pe „maşina care învaţă“, pentru analiza automată a imaginilor ţesuturilor canceroase şi prezicerea supravieţuirii pacienţilor.

Pentru instruirea „C-Path“, cercetă-torii au folosit probe existente de ţesut

Un calculator evalueaz\cancerul mamar

Alina VÂLCEA

Îprelevate de la pacienţi al căror pro-gnostic era cunoscut. Computerele au fost orientate asupra imaginilor, au mă-surat diverse structuri tumorale, încer-când să utilizeze aceste structuri pen-tru a prezice supravieţuirea pacienţilor. Prin compararea rezultatelor cu datele cunoscute, calculatoarele au adaptat modelele lor pentru a prezice mai bine supravieţuirea şi, treptat, au identificat ce caracteristici ale cazurilor de cancer contează mai mult şi care contează mai puţin în predicţia supravieţuirii.

„În esenţă, computerul învaţă“, a subliniat prof. dr. Daphne Koller, spe-cialist în ştiinţa calculatoarelor şi autorul principal al articolului.


Aşa cum arborii au nevoie să fie „ajustaţi“, pentru a facilita apariţia de noi ramuri, microglialele – acele celule non-neurona-le prezente din abundenţă în creier – contribuie la suprimarea sinapselor a priori cele mai slabe pentru a ajuta la dezvoltarea creierului.

„Microglialele funcţionează asemenea macrofagelor, globu-lele sanguine care combat celulele patogene: le pot înghiţi în- tregi, după o leziune, şi evacuează resturile celulare“, precizea-ză Cornelius Gross, conducătorul unui studiu desfăşurat recent în cadrul Laboratorului European de Biologie Moleculară, de la „Monterotondo“, Italia. „Dar, până în prezent, se ştiu puţine de-spre acţiunea lor asupra unui creier sănătos“. Pentru a observa efectul microglialelor într-un creier de şoarece în formare, biologii au introdus o mutaţie diminuându-le cantitatea. Atunci, au obser-

vat un număr mare de conexiuni între neurogene, precum şi o alterare a anu-mitor gene ale microglialelor, feno-mene asociate anu-mitor forme de autism. „Aceste rezultate sunt importante deoa-rece microglialele ar putea fi mai uşor manipulate genetic decât neuronii, nefiind conectate în permanenţă la reţeaua neuronală, spre deosebire de aceştia din urmă. Astfel ar fi posibilă modifica-rea genelor în microgliale şi injectarea acestora în creier, pentru a învinge o maladie“, a conchis Cornelius Gross. (A.B.)

Creierul se dezvoltăsuprimându-şi sinapsele


14 Noiembrie 2011

ON

CO

LO

GIE

Primul studiu cu realitate virtual\ pentru testarea unui nou tratament

în boala Parkinson

toarele au identificat acele caracteristici structurale în cazurile de cancer care contează la fel de mult sau mai mult decât cele asupra cărora s-au concentrat în mod tradiţional patologii. De fapt, ele au descoperit că, alături de caracteristi-cile celulelor canceroase, şi celulele din jur, cunoscute sub numele de stroma, au fost importante în estima-rea supravieţuirii pacien- ţilor.

„Noi am construit un model bazat pe caracteristici ale stromei – micro-mediul dintre celulele canceroase – care a fost un predictor mai puternic al rezultatului decât unul construit exclu-siv pe baza caracteristicilor celulelor epiteliale“, a declarat Beck. „Modelul stromal a fost la fel de predictiv ca mo-delul construit pe baza caracteristicilor atât stromale, cât şi epiteliale“.

În cele din urmă, constatările echi-pei de la Stanford adaugă greutate unei idei cu care mulţi cercetători au cochetat de câtva timp, potrivit căreia cancerul este un „ecosistem“, iar in-formaţiile semnificative din punct de vedere clinic pot fi obţinute prin ana-liza atentă a micromediului complet al tumorii.

„Prin maşina care învaţă, ne gân-dim la cancer mai holistic, mai degra-bă ca la un sistem complex, decât ca la o mulţime de celule rele într-o tu-moare“, a precizat prof. dr. Matt van de Rijn, specialist în patologie şi coa-utor al studiului. „Computerele ne in-dică nouă ceea ce este semnificativ, nu invers“.

Ştiinţa medicală a folosit mult timp, pentru a evalua celulele de

cancer de sân, trei caracteristici spe-cifice – ce procent din tumoră este format din celule tubulare, diversitatea nucleelor din celulele periferice (epite-liale) ale tumorii şi frecvenţa cu care aceste celulele se divid (un proces cu-noscut sub numele de mitoză). Aceşti trei factori sunt judecaţi de vedere, cu un microscop, şi marcaţi din punct de vedere calitativ, pentru a stratifica pa-cienţii cu cancer de sân în trei grupuri care prezic ratele de supravieţuire.

„Patologii au fost instruiţi să urmă-rească şi să evalueze structurile ce-lulare specifice de importanţă clinică cunoscută, care se încorporează în sistemul de notare. Cu toate acestea, tumorile conţin nenumărate caracte-ristici suplimentare, a căror semnifica-ţie clinică nu a fost evaluată anterior“, a subliniat drd. Andrew Beck, specia-list în informatică biomedicală şi auto-rul principal al lucrării.

„Departe de prejudecăţi, compu-terul «trece în revistă» mii de factori pentru a determina care sunt cei mai importanţi în predicţia supravie-ţuirii“, a precizat Koller.

În fapt, „C-Path“ evaluează 6.642 de factori celulari. O dată instruit prin folosirea unui grup de pacienţi, „C-Path“ a fost solicitat să evalueze ţesuturile unor pacienţi cu cancer pe care nu îi verificase înainte şi rezul-tatul a fost comparat cu datele cunoscute. În final, „C-Path“ a indicat rezultate reprezentând o îmbunătăţire semnificativă sta-tistic faţă de evaluarea umană de bază.

Mai mult decât atât, calcula-

Van de Rijn nu vede calculatoarele luând locul patologilor. „Privind în vii-tor, calculatoarele şi oamenii colabo-rează pentru a îmbunătăţi rezultatele în interesul pacienţilor din lumea în-treagă“, a spus el.

Impactul cercetărilor de la Stanford se va resimţi în general şi în mod indi-vidual, au spus cercetătorii. În sensul cel mai larg, existenţa computerelor care pot evalua tipurile de cancer va duce patologia de clasă mondială să deservească zone defavorizate, în care numărul profesioniştilor instruiţi a fost în mod tradiţional limitat, îmbu-nătăţind prognosticul şi tratamentul cancerului de sân pentru milioane de oameni din zonele în curs de dezvol-tare din lume.

La nivel personal, maşina care în- vaţă poate reduce variabilitatea rezul-tatelor. „C-Path“ ar putea îmbunătă-ţi precizia prognozelor pentru toate victimele cancerului de sân.

Ar putea, de asemenea, îmbună-tăţi screening-ul celulelor pre-cance-roase, ceea ce ar ajuta pe multe fe-mei să evite total cancerul. Ar putea fi aplicată inclusiv pentru a prezice efi- cienţa diferitelor forme de tratament şi terapii medicamentoase.

„Dacă putem învăţa computerul să «privească» la o mostră de ţesut tu-moral şi să prezică supravieţuirea, de ce nu l-am programa pentru a prezice, de la aceeaşi probă, la care cursuri de tratament sau de medicamente ar pu-tea reacţiona cel mai bine un anumit pacient? Sau chiar să «privească» probe de celule non-maligne pentru a prezice dacă aceste ţesuturi benig-ne se vor transforma în ţesuturi can-ceroase“, a anticipat Koller. „Aceasta

este medicina personalizată“.Cercetarea condusă de

Beck este finanţată de Progra-mul „Advanced Residency Trai-ning“, de la Stanford şi College of American Pathologists. Pro-iectul a fost finanţat de „Stanford Department of Pathology“ şi de „Stanford Bio-X Interdisciplinary Initiatives Program“.

Dr. med. Ankur Sangoi, in-structor de patologie, drd. Ro-bert Marinelli, cercetător asociat, şi prof. dr. Robert West, specia-list în patologie, au participat, de asemenea, la acest studiu.

Un calculator evalueaz\cancerul mamar

Noiembrie 2011 15

BO

LI N

EU

RO

DE

GE

NE

RA

TIV

E

Un nanosenzor ar putea conduce la diagnosticul timpuriual cancerului pulmonar

brană subţire, care permite trecerea doar a unei singure molecule. Prin aplicarea unui curent ionic la nano-por, cercetătorii au măsurat schimbă-rile care apar în curent atunci când este prezentă molecula „microARN“ asociată cu cancerul pulmonar.

„Modificările curentului sunt ca un semnal sau bio-semnătură legată de cancerul pulmonar“, a precizat prof. dr. Li-Qun Gu, specialist în bioingine-rie la U.M. şi unul dintre autorii artico-lului. „Senzorul nostru nanopor este selectiv şi suficient de sensibil pentru a detecta «microARN» la nivelul unei singure molecule în probele de plas-mă provenite de la pacienţii cu can-cer pulmonar.

Deşi există multe laboratoare de cercetare care se concentrează pe aplicaţiile nanoporilor, aceasta este prima dată când tehnologia nanopo-rului a fost utilizată pentru a detec-ta cancerul pulmonar“, a adăugat Gu. „Această tehnologie ar putea fi, eventual, utilizată în viitor pentru a detecta şi alte tipuri de cancer, pre-cum şi în alte tipuri de boli în care se înregistrează prezenţa ADN sau ARN specific în sânge“.

Cercetarea efectuată la U.M. şi ale cărei rezultate au fost publicate în articolul din „Nature Nanotechno-logy“ a fost parţial susţinută de sub-venţii de la „National Science Foun-dation“, „National Institutes of Health“ şi „University of Missouri Intellectual Property Fast Track Initiative“.

Autorii sunt asociaţi cu „MU’s Col-lege of Engineering“, „School of Me-dicine“, „Ellis Fischel Cancer Center“ şi „Dalton Cardiovascular Research Center“.

Sorina RADU

ancerul pulmonar se răspân-deşte de multe ori silenţios, ajungând în stadii avansate îna-

inte de a fi detectat. Într-un nou arti-col, publicat în periodicul „Nature Na-notechnology“, ingineri şi cercetători specializaţi în biologie medicală de la University of Missouri (U.M.) dezvă-luie modul în care descoperirea lor ar putea oferi un semnal de avertizare timpuriu.

„Detectarea timpurie a bolii poate salva vieţi, dar, în prezent, nu este disponibil nici un test de screening dovedit pentru cancerul pulmonar“, a subliniat dr. med. Michael Wang, pro-fesor de anatomie patologică la U.M. şi autor al articolului. „Noi am dezvol-tat o tehnologie extrem de sensibilă, care poate detecta în fluxul sanguin un tip de moleculă specifică atunci când este prezent în organism can-cerul pulmonar“.

La nivel mondial şi în Statele Unite ale Americii, cancerul pulmonar este cea mai frecventă cauză de deces le-gată de cancer. În Statele Unite, în 2011, vor fi diagnosticate cu cancer pulmonar peste 221.000 de noi per-soane, şi mai mult de 155.000 vor muri datorită acestei boli în întregul an.

Cercetătorii de la U.M. au folosit probe de plasmă sanguină pentru a detecta o schimbare specifică în „mi-croRNA“, o moleculă a cărei prezen-ţă este deseori crescută la pacienţii cu cancer pulmonar. Cercetătorii au trecut un extras de plasmă sanguină printr-un nanopor bazat pe proteine, care este un mic orificiu, într-o mem-

C

Proteina capabil\ s\ „ucid\“ neuroni –depistat\

aracterizată prin acumularea în creier a derivatei unei proteine specifice, capabilă să provoace

perturbări cerebrale majore incurabile şi să „ucidă“ neuronii, maladia neuro-degenerativă Alzheimer se manifestă prin confuzie şi probleme de memorie, simptome dificil de identificat.

Boala, care afectează la nivel mon-dial mai mult de 37 de milioane de indi-vizi, preocupă intens cercetătorii care, considerând că metodele actuale de diagnosticare – teste de memorie sau scanarea creierului pacientului – nu sunt suficient de rafinate, sunt într-o căutare asiduă de metode care să aju- te la depistarea bolii în faze incipiente şi la instituirea unui tratament adecvat.

În această cursă contra cronometru cercetătorii au marcat recent o serie de progrese. Astfel, într-un comunicat al Technical University of Darmstadt, Germania, conducătorul unei echipe de cercetare, prof. dr. Boris Schmidt, dezvăluie amănuntele realizării unui dispozitiv nazal care permite detecta-rea prezenţei unei proteine asociate cu maladia Alzheimer, precum şi ob-servaţia că structura cerebrală a bol-navilor este cu atât mai afectată cu cât depozitele constituite din această pro-teină sunt mai însemnate.

Dispozitivul echipei de la Darmstadt permite spreierea nazală a unui reactiv fluorescent, după care, medicul utili-zează un endoscop pentru a identifica depozitele de proteine specifice bolii – dacă sunt prezente.

Cercetătorii australieni au marcat şi ei de curând progrese în lupta pen-tru depistarea cât mai timpurie a unor indicii ale maladiei, observând că exis- tă o diferenţă semnificativă între gro-simea vaselor de sânge retiniene a unor persoane sănătoase şi cea a unor persoane afectate de Alzheimer. Ei au observat că există o legătură între de-teriorarea celulară a retinei şi deteriora-rea structurii cerebrale – concluzie care confirmă observaţiile cercetărilor de la „University College London“. (C.S.)

C

16 Noiembrie 2011

DIA

BE

TO

LO

GIE

onform unui studiu recent, incidenţa hiperglicemiei cu-noaşte o creştere alarmantă,

la nivel mondial, în ultimii 30 de ani, numărul persoanelor cu diabet du-blându-se. Nivelul ridicat al gluco-zei din sânge reprezintă unul dintre cei mai importanţi factori de risc ai afecțiunilor cardiovasculare și ac-cidentelor vasculare cerebrale. În momentul în care o persoană dez-voltă condițiile favorabile apariției diabetului, tratamentul ce se impu-ne nu mai este atât de eficient şi are efecte adverse. Este vitală, în acest sens, implementarea măsurilor ne-cesare pentru identificarea persoa-nelor cu nivel ridicat de glucoză în sânge, cu scopul de a le susține în procesul de îmbunătățire a dietei și activității fizice. În caz contrar, dia-betul va fi din ce în ce mai prezent la nivel mondial.

În cadrul acestui studiu, cerce-tătorii au analizat glucoza plasma-tică a unui număr de 2,7 milioane de persoane din întreaga lume, cu vârste începând de la 25 de ani, datele oficiale fiind obținute în urma controalelor medicale și a studiilor epidemiologice realizate. Concluzia studiului relevă faptul că numărul diabeticilor a crescut de la 153 de milioane, în anul 1980, la 347 de milioane, în 2008, astfel: la persoa-nele de sex masculin se consta-tă o creștere de 18% (de la 8,3% la 9,8%) în ultimii 30 de ani, iar la femei o creștere considerabilă de 23% (de la 7,5% la 9,2%).

La nivelul țărilor cu venituri mari,

diabetul și nivelul de glucoză din sânge înregistrau cele mai ridicate valori în S.U.A., Malta, Groenlanda, Noua Zeelandă și Spania, iar cele mai scăzute valori erau prezente în Olanda, Austria și Franța. În S.U.A., nivelul glucozei plasmatice s-a du-blat comparativ cu Europa de Vest, iar în Marea Britanie gradul de răs-pândire a diabetului era mai scăzut față de majoritatea țărilor cu veni-turi considerabile.

Creşterile niveluluide glucoză au apărutcu câţiva ani înainte

de diagnosticareadiabetului

S-a constatat că puteau fi detec-tate creșteri ale nivelului de glucoză din sânge și ale „HbA1c“ cu zece ani înainte de diagnosticarea diabetului.

Van’t Riet, medic în cadrul Universității de Medicină din Am-sterdam, Olanda, a prezentat rezultatele cercetărilor efectuate, în cadrul Conferinței Asociației Europene pentru Studiul Dia-betului (EASD) din anul 2011. Analizele s-au bazat pe date obținute în cadrul studiului „Hoorn“ din anii 1996 și 2000, bazat pe un eșantion de 565 de persoane

(dintr-o populație olandeză de tip cohortă), cu vârste cuprinse între 50 și 75 ani și care nu sufereau de for-me de diabet la momentul inițial.

Siguranţacardiovasculară

şi medicamentelerecomandate în diabet

Aspectele privitoare la siguranța cardiovasculară corelată cu me-dicamentele recomandate pentru tratarea diabetului au fost amplu dezbătute la EASD de la Lisabona. R. Califf, medic în cadrul Institutului de Medicină din Durham, a propus o serie de pași:l Efectuarea de studii preclinice

cu accent pe sisteme biologice și reproductibile;

l Metode standard de măsurare a glicemiei;

l Studii de fază 3, suficiente pen-tru a exclude toxicități majore;

l Efectuarea de studii la nivel glo-bal;

l Emiterea de mesaje farmaco-epidemiologice inteligente.El a subliniat că este absolut ne-

cesară realizarea de studii clinice aleatorii, la nivel global și pe termen lung.

Având în vedere că în întreaga lume sunt, în prezent, 336 de mili-oane de persoane afectate de dife-rite forme de diabet, aceste studii vor trebui să cuprindă o gamă largă de întrebări, ale căror răspunsuri să fie utile.

C

Diabetul – o afecţiune a cărei răspândire s-a dublat în ultimii 30 de ani

Laura RĂDUŢĂ

Noiembrie 2011 17

EV

EN

IME

NT

Diabetul – o afecţiune a cărei răspândire s-a dublat în ultimii 30 de ani

şi chiar în chirurgia asupra fătului.„Acest Congres, care a întrunit 130

de vorbitori, dintre care 21 din afara graniţei, ne-a permis să arătăm unde am ajuns cu performanţa şi cum se poate apela la această performanţă“, a subliniat prof. dr. Mircea Beuran, preşedintele ARCE.

„Astăzi vorbim foarte mult de chi-rurgia robotică, ce ameliorează perfor-manţa noastră, a chirurgilor, interpu-nând între degetele noastre şi instru-mentele laparoscopice din pacient un computer care poate să analizeze de 1.600 de ori pe secundă fiecare gest al nostru şi să amelioreze gestul nos-tru chirurgical“, a subliniat dr. Adrian Lobonţiu, chirurg la Spitalul „Henri Mondor“ din Paris.

„Din punct de vedere al mate- rialului cirurgical robotic, în România avem aceleaşi dotări ca în Franţa, An-glia, S.U.A. Avem aceeaşi pregătire, aceleaşi întrebări majore, pe care le discutăm, şi un scop unic: acela de a trata cât mai bine pacientul nostru din ziua de astăzi“.

illbrook Platinum Business & Convention Center, din Bucu-reşti, a găzduit evenimentele

ARCE 2011: al VI-lea Congres Naţio-nal al Asociaţiei Române de Chirurgie Endoscopică, Simpozionul de Chirur-gie Minim-invazivă în Ginecologie, al III-lea Simpozion Naţional de Chirur-gie Bariatrică şi Metabolică.

În cadrul evenimentelor ARCE 2011, în sălile de conferinţă, au avut loc transmisii live din sălile de ope-raţii, participanţii, reprezentanţi a 15 specialităţi medicale, având oportu-nitatea de a observa şi învăţa tehnici revoluţionare aplicate de personalităţi renumite pe plan naţional şi internaţi-onal. Formele de abord laparoscopic şi instrumentele folosite în intervenţiile efectuate în zilele ARCE 2011, repre-zintă premiere în România:l Colecistectomie printr-o in-

cizie unică – realizată, la Spita-lul „Delta“ Bucureşti, de prof. dr. Dapri (Bruxelles, Belgia);

l Abord laparoscopic în endo-metrioza avansată – realizat la Graz, Austria;

l Plicatură Gastrică Laparo-scopică – transmisă din Mexic şi efectuată de Ariel Ortiz La-gardere.

Ultima zi a Congresului ARCE 2011, dedicată Simpozionului de Chi-rurgie Bariatrică a constituit vector pentru o sesiune comună, desfăşurată cu participarea unor chirurgi de cali-

bru, precum Tom Rogula (Cleveland, S.U.A.), Mervyn Dietel (Toronto, Ca-nada), Manoel Galvao Neto (Sao Pa-olo, Brazilia) şi Ariel Ortiz Lagardere (Tijuana, Mexic).

În cadrul Simpozionului au fost analizate cazuri particulare din întrea-ga Europă, fiind discutate strategii de evitare şi tratare a complicaţiilor post-operatorii. De asemenea, Aso- ciaţia Română pentru Chirurgie En-doscopică – ARCE, a găzduit, alături de Clubul Internaţional Bariatric – CIB, prima Întrunire privind noutăţile din Chirurgia Metabolică.

Această sesiune specială a fost transmisă în direct în întreaga lume, bucurându-se de participarea unor vorbitori eminenţi, precum Tom Ro-gula (Cleveland, U.S.), Mervyn Dietel (Toronto, C.A.), Manoel Galvao Neto (Sao Paolo, Brazilia).

Pe parcursul manifestării, au fost evidenţiate avantajele deosebite ale formelor de chirurgie care au făcut obiectul evenimentelor ştiinţifice, atât pentru pacient, cât şi pentru medic. Aceste tipuri de chirurgie permit limitarea riscurilor de in-fecţii, a hemoragiilor, reduc considerabil timpul de recupe-rare postoperatorie, extind ac-cesul în zone anatomice difici-le, conferind, în acelaşi timp, un anumit grad de confort me-dicului operator. Câştigând tot mai mult teren, datorită avan-tajelor prezentate, noile tipuri de chirurgie sunt aplicate în prezent inclusiv în oncologie

Ioana OLTEANU

W

la WillbrookConvention Center

18 Noiembrie 2011

DIA

BE

TO

LO

GIE

ornind de la fragmente dintr-un pancreas fetal, specialişti de la Institutul Naţional de Sănătate şi

Cercetare Medicală din Franţa au progra-mat genetic „celulele beta“, producătoa-re de insulină, să se multiplice la infinit. Acestea pot fi transplantate, deopotrivă, unui pacient cu diabet de tip I, în cazul căruia „celulele beta“ din pancreas se autodistrug, ca şi unui pacient cu diabet de tip II, în cazul căruia funcţionarea ce-lulelor beta este defectuoasă. Specialiştii francezi, care susţin că, prin aplicarea metodei dezvoltate de ei, diabetul intră în remisiune, consideră că ingineria gene-tică reprezintă o promisiune consistentă pentru vindecarea acestei afecţiuni, până în prezent, incurabile. Ei susţin că temu-tul diabet va putea fi tratat cu ajutorul ce-lulelor pancreatice create în laborator. De altfel, s-au făcut şi alte studii cu transplant de celule stem pentru înlocuirea „celulelor beta“ deficiente în diabetul zaharat de tip I şi II, însă, până în prezent, rezultatele nu au putut fi menţinute pe termen lung.

Remisiunea completă a diabetului se poate obţine, în prezent, în cazul diabe-tului de tip II, asociat cu obezitatea, prin chirurgia bariatrică, aceasta având efect benefic şi asupra funcţiei pancreasului. În acest caz, tehnicile chirurgicale prac-ticate la nivelul stomacului pacientului cu sindrom metabolic câştigă competiţia cu obezitatea, nivelul crescut al colesterolu-lui, al trigliceridelor, al glicemiei şi hiper-tensiunea arterială. Se obţine remisiunea completă a bolii, nemaifiind necesar tra-tamentul cu insulină sau cu medicamente antidiabetice. (A.B.)

de celule

createîn laboratorP

cerebrale şi, în testele noastre de la-borator, a avut destul succes“, spune autorul, prof. Kenichi Takahata, de la „Department of Electrical and Compu-ter Engineering“ şi „Canada Research Chair“, ale căror domenii de cercetare includ microsenzori, implanturi inteli-gente, nanotehnologie şi microdispo-zitive fără fir.

„Fiind o metodă de depistare pre-coce, ne propunem să fie efectuată de către pacienţi, la domiciliu“, spune Takahata, care a condus studiul reali-zat împreună cu post-doc. Abdolreza Rashidi Mohammadi, de la U.B.C. „Anticipăm obţinerea unui prototip în doi-trei ani“.

În prezent, pentru a verifica dacă embolizarea este încă funcţională, pacienţii sunt expuşi la doze mari de raze X pentru o scanare CT sau an-giografie – o procedură invazivă care implică injectarea unor catetere şi coloranţi pentru a evidenţia arterele cerebrale. Ca atare, ambele metode nu permit controale frecvente asupra pacientului.

Anevrisme pot apărea în orice vas de sânge din organism şi, de obicei, nu pot fi detectate decât dacă apare o ruptură sau o scurgere.

Anevrismele în creier sunt unul dintre tipurile comune, care afectează până la 6% din populaţie. Aproxima-tiv 33.000 de nord-americani suferă o ruptură vasculară, în fiecare an, ceea ce duce la accident vascular cerebral cu o rată de mortalitate de 60% şi in-validitate permanentă pentru aproxi-mativ 50% dintre supravieţuitori.

ercetători de la University of Bri-tish Columbia (U.B.C.) au dez-voltat noi tehnologii pentru mo-

nitorizarea anevrismelor cerebrale – o abordare care este potenţial mai puţin invazivă şi mai precisă decât meto-dele actuale, şi care este destul de simplu de utilizat de către pacienţi la domiciliu, pentru monitorizarea frec-ventă a afecţiunii.

Anevrismele cerebrale apar atunci când peretele slab al unei artere care transportă sângele la creier începe să se umfle şi se formează un balon în afara vasului de sânge. În cazul în care se rupe artera, hemoragia poa-te duce la accident vascular cerebral, deteriorări ale creierului sau deces. Pentru a crea un manşon care va îm-piedica afluxul de sânge în zone slabe ale arterei, chirurgii introduc de obicei o „embolizare“ – implantul unei bobine microscopice de platină.

Cercetătorii U.B.C. au dezvoltat, recent, o tehnică de monitorizare, care este compatibilă cu instrumente-le şi procedurile existente de implan-tare a bobinei.

În primul studiu de acest fel, echipa a demonstrat că este posi- bilă utilizarea implantului de platină ca o „antenă“ fără fir, care detectea-ză nivelurile sângelui şi indică eşecul implantului. Rezultatele lor vor apărea într-o ediţie viitoare a jurnalului Elsevi-er „Biosensors and Bioelectronics“.

„Aceasta este o abordare complet nouă pentru monitorizarea embolizării

Ioana OLTEANU

C

anevrismelor cerebrale

Noiembrie 2011 19

RO

BO

TIC

Ă ÎN

LA

BO

RA

TO

R

echipă interdisciplinară de cer-cetători de la Universitatea „Vanderbilt“, Universitatea „Cor-

nell“ şi „C.F.D. Research Corporation, Inc.“, a făcut un pas important demon-strând că un calculator poate analiza datele experimentale brute dintr-un sistem biologic şi deriva ecuaţiile ma-tematice de bază, care descriu modul în care funcţionează sistemul. Con-form cercetătorilor, aceasta este una dintre cele mai complexe probleme de modelare ştiinţifică pe care un calcula-tor a rezolvat-o complet de la zero.

Articolul care descrie această rea-lizare este publicat în numărul din oc-tombrie al revistei „Physical Biology“ şi este disponibil online.

Lucrarea a fost realizată, în co-laborare, de John P. Wikswo, de la Universitatea „Vanderbilt“, Michael Schmidt şi Hod Lipson, de la „Crea-tive Machines Lab“ al Universităţii „Cornell“, împreună cu Jerry Jenkins şi Ravishankar Vallabhajosyula, de la C.F.D.R.C., Huntsville, Alabama.

„Creierul“ sistemului, pe care Wik-swo l-a numit „Automated Biology Explorer“ (ABE), este o piesă unică de soft numită „Eureqa“, dezvoltată la „Cornell“ şi lansată în 2009. Schmidt şi Lipson au creat, iniţial, „Eureqa“ pentru a proiecta roboţi, fără a tre-ce prin studiul obişnuit şi stadiul de eroare, care este atât de lent şi cos-tisitor. După ce au reuşit, şi-au dat seama că softul „Eureqa“ ar putea fi aplicat pentru rezolvarea unor proble-me ştiinţifice.

Una dintre realizările iniţiale ale „Eureqa“ a fost identificarea legilor de bază ale mişcării prin analiza miş-cării unui pendul dublu. Problema pentru care lui Isaac Newton i-au tre-buit ani pentru a o elucida, „Eureqa“ a rezolvat-o în câteva ore utilizând un computer personal.

Biolog robot...

Cristina SORESCU

O

ncepând cu anul 2009, organizato- rii Messe Düsseldorf și Mes-se Düsseldorf – India au toate

motivele de bucurie: Târgul de Aparatură Medicală găzduiește din ce în ce mai mulți expozanți și vizitatori interesați, iar anul 2012 anunță o explozie a acestora.

Creșterea se datorează atât bunei colaborări cu MEDICA – lider mondial al expozițiilor cu caracter medical –, cât și a dezvoltării economiei indiene. Studii recente atestă faptul că sectorul medical al Indiei înregistrează unul dintre cele mai accentuate niveluri de dezvoltare.

Anul viitor, târgul se va desfășura, în perioada 2-4 martie, în Mumbai, India. Ca noutate absolută, evenimentul va pune accent pe subiecte precum „Reabilita-re“ și „Componente“ și se va bucura de susținerea unui număr impresionant de asociații active din India.

Această expoziție reprezintă spațiul

Î

Expoziţia de Aparatură Medicală cu numărul 18

2-4 martie 2012, Mumbai, India

ideal de interacționare cu persoane-cheie din industria medicală, cât și cu noi des-coperiri din domeniu. În ceea ce privește expozanții, aproximativ 60% dintre aceș-tia provin din Franța, Belgia, Malaezia, Taiwan, Coreea, Germania și S.U.A., iar ediția numărul 18 se așteaptă să găzdu-iască, de asemenea, și expozanți din Ja-ponia și Finlanda. (M.C.)

procedeul extrem de eficient, cu rezultate evidente și rată de succes de apro-ximativ 100%, în condiţiile în care nu implică dureri, discomfort și nici peri-oadă de recuperare.

O serie de studii efectuate ates-tă faptul că lichidele au volumul mă-rit atunci când ajung la punctul de îngheț. Fenomenul este caracteristic și apei din interiorul celulelor de gră-sime – peste 80% dintr-o celulă gra-să reprezintă apă. Principiul urmărit presupune aducerea acestei cantități de apă la punctul de îngheț pentru a-i crește volumul, condiţie în care ce-lulele grase se sparg. O dată sparte, aceste celule nu se mai refac, fiind eli-minate complet din organism.

Noua procedură nu are proprieta-tea de a schimba metabolismul pa-cientului, așadar, în cazul în care el mănâncă în exces, stratul de grăsime poate reapărea. (L.R.)

(Din „Financial Times“, noiembrie 2011)

liminarea definitivă a minim 25% din grăsimile prezente într-o anu-mită zonă a corpului, fără a re-

curge la intervenții de natură chirurgi-cală, în doar 60 de minute, sună, pen-tru majoritatea dintre noi, ca o acțiune aproape imposibilă. Vestea bună este că acest lucru a devenit realitate!

Procedura este denumită comer-cial „Coolsculpting“ și presupune ră-cirea țesutului adipos, zona în care se înmagazinează grăsimile din orga-nism, prin metode non-invazive. Re-zultatul obținut în urma acestui pro-cedeu este reprezentat de eliminarea celulelor grase din organism, fără însă a deteriora restul țesuturilor.

Această procedură revoluționară a fost descoperită de medicii derma-tologi din cadrul Centrului „Wellman“ – Spitalul Massachusetts din Boston, parte a Școlii Medicale de la Harvard, și aplicată pentru prima dată în Marea Britanie de către dr. Russo, specia-list în chirurgie estetică. El consideră

Efără intervenții chirurgicale

20 Noiembrie 2011

RO

BO

TIC

Ă Î

N L

AB

OR

AT

OR

TALON DE ABONAMENT DA, doresc ABONAMENT la revistaNume, Prenume

Str.: Nr. Bl. Sc. Ap.

Loc.: Cod: Jud.:

Telefon:

Am plătit . . . . . . . . . . . . . . . . . lei în data de . . . . . . . . . . . . . . . . . cu mandat poştal nr. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . q ordin de plată nr. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . q

pe o perioadăde: 3 luni la preţul de q 12 lei 6 luni la preţul de q 24 lei12 luni la preţul de q 48 leiîncepând cu luna

Biolog robot rezolv\ probleme complexe, de la zerodeoarece acesta este unul dintre sistemele de con-trol biologic cel mai intens studia-te. Jenkins şi Val-labhajosyula au folosit unul dintre modelele matema-tice detaliate ale procesului pentru a genera un set de date corespun-zătoare măsurăto- rilor pe care un cer-cetător le-ar face în condiţii diferite.

Pentru a spori realismul testării, cer-cetătorii au „condimentat“ datele cu o eroare aleatorie de 10%. Când au ali-mentat cu date „Eureqa“, el a derivat o serie de ecuaţii care au fost aproape identice cu ecuaţiile cunoscute.

„Cu adevărat uimitor este faptul că softul a produs aceste ecuaţii a priori“, a subliniat Vallabhajosyula. „Singurele lucruri pe care softul le ştia în prealabil erau adunarea, scă-derea, înmulţirea şi împărţirea“.

Dincolo de „Adam“

Capacitatea ABE de a genera ecuaţii matematice de la zero este ceea ce îl diferenţiază de „Adam“, robotul cercetător dezvoltat de Ross King şi colegii săi de la Universitatea din Wales, „Aberystwyth“. „Adam“ ru-lează experimente genetice cu drojdie şi, în urmă cu doi ani, prima pa-gină a ziarelor internaţionale sem- nala o nouă descoperire ştiinţifică ob-ţinută fără aport uman direct. King l-a încărcat pe „Adam“ cu un model de metabolism al drojdiei şi o bază de

În 2006, Wikswo a audiat pre-legerea lui Lipson despre cerceta-

rea lui. „Am avut un «moment evrika» atunci când am realizat că sistemul dezvoltat de Hod ar putea fi folosit pentru a rezolva problemele biologi-ce şi chiar controlul acestora“, a spus Wikswo. Imediat după curs, Wikswo a intrat în legătură cu Lipson şi au în-ceput să colaboreze pentru a adapta „Eureqa“ la analiza problemelor biolo-gice.

„Biologia este zona în care dife-renţa dintre teorie şi date este în creş-tere cât mai rapid“, a spus Lipson. „Deci, aceasta este zona cu cea mai mare nevoie de automatizare“.

Sistemul biologic pe care cerce-tătorii l-au folosit pentru a testa ABE este glicoliza, procesul primar care produce energie într-o celulă vie. Mai exact, s-au concentrat pe modul în care celulele de drojdie controlează fluctuaţiile compuşilor chimici produşi de proces.

Cercetătorii au ales acest sistem specific, numit oscilaţii glicolitice, pen-tru a efectua un test virtual al softului,

date conţinând gene şi proteine impli-cate în metabolizare în alte specii. El a legat, de asemenea, calculatorul la un laborator pentru control genetic la distanţă. Aceasta a permis compute-rului să genereze ipoteze, să proiec-teze şi apoi să efectueze experimente reale pentru a le testa.

„Este un studiu clasic“, a spus Wikswo.

Pentru a oferi ABE abilitatea de a rula experimente ca şi „Adam“, grupul condus de Wikswo are în prezent în curs de dezvoltare un laborator-pe- un-cip, tehnologie care poate fi con-trolată de „Eureqa“. Aceasta va permi-te ABE să proiecteze şi să efectueze o mare varietate de experimente bio-logice de bază. Efortul lor iniţial este axat pe dezvoltarea unui dispozitiv microfluidic care poate testa metabo-lismul celular.

„În general, când cercetătorii pro-iectează experimentele, la un moment

Noiembrie 2011 21

RO

BO

TIC

Ă ÎN

LA

BO

RA

TO

R

ABONAŢI-VĂ LA REVISTAVeţi putea afla, cu siguranţă, răspuns la întrebările dvs. şi nu veţi pierde nici o informaţie solicitată!

Decupaţi talonul din revistă, completaţi-l şi expediaţi-l, împreună

cu dovada achitării contravalorii abonamentului, pe adresa societăţii:

Str. Rucăr nr. 32,Bucureşti, sector 1

Plata abonamentului se face în contul firmei MEDRO SRL deschis la Banca Transilvania, sucursala Chibrit ROBTRL 0480 1202 G339 0801 sau prin mandat poştal în acelaşi cont. Taloanele care nu vor fi însoţite de dovada plăţii NU VOR FI LUATE ÎN CONSIDERARE.

TOATE CHELTUIELILE DE EXPEDI}IEVOR FI SUPORTATE DE C|TRE

Biolog robot rezolv\ probleme complexe, de la zerodat, variază un singur factor, în timp ce păstrează alţi factori constanţi, dar, în multe cazuri, cel mai eficient mod de a testa un sistem biologic poate fi de a personaliza un număr mare de fac-tori diferiţi, în acelaşi timp, urmărind ce se întâmplă. ABE ne va ajuta să facem acest lucru“, a spus Wikswo.

Proiectul a fost finanţat de gran-turi de la „National Science Founda-tion“, „National Institutes of Health“, „Defense Threat Reduction Agency“ şi „National Academies Keck Futures Initiative“.

De ce are nevoie biologiade automatizare

„Biologia este mult mai complexă decât astronomia, fizica sau chimia“, a menţionat Wikswo, un fizician care, de-a lungul carierei sale, a studiat sis-temele biologice. „De fapt, aceasta poate fi prea complexă pentru a fi în-

ţeleasă de creierul uman“.

Această com-plexitate rezultă din faptul că gama proceselor biologi-ce variază, în mă-rime, de la dimen-siunile unui atom la cele ale unei balene şi, în timp, de la o milionime de secundă la mili-oane de secunde. Procesele biologi-ce au, de aseme-nea, o gamă di-namică extraordi-nară: de exemplu, ochiul uman poate detecta, pe timp de noapte, o stea, a cărei strălucire este de un milion de ori cât aceea a obiec-telor vizualizate într-o zi însorită.

Apoi, există simpla problemă a nu-merelor. O celulă exprimă între 10.000 şi 15.000 de proteine la un moment dat. Proteinele îndeplinesc toate sarcinile de bază în celulă, inclusiv produ-cerea de energie, menţinerea structurilor celulare, reglarea proceselor şi lansarea sem-nalelor către alte celule. La un moment dat, pot fi între trei şi 10 milioane de copii ale unei anume proteine în celulă.

Potrivit lui Wikswo, ceea ce încununează complicaţia este faptul că procesele de la toate aceste scale diferite interac- ţionează unul cu altul: „Aceste interacţiuni multi-scală produc fenomene emergente, inclusiv viaţa şi conştiinţa“.

Privind din punct de vedere

matematic, crearea unui model corect al unei singure celule de mamifer poa-te necesita generarea şi apoi rezolva-rea unui număr de 100.000 până la un milion de ecuaţii.

Confruntată cu această complexi-tate este capacitatea creierului uman. Biofizicianul citează o cercetare care a constatat că creierul uman poate procesa doar şapte secvenţe de date, la un moment dat, şi citează o de- terminare din 1938, dintr-o cerceta-re a creierului efectuată de Emerson Pugh: „Dacă creierul uman ar fi atât de simplu încât să-l putem înţelege, noi am fi atât de simpli încât nu am putea“.

Aici intervin roboţii ştiinţifici cum ar fi ABE şi „Adam“, susţine Wikswo. Ei au potenţialul de a genera şi analiza cantităţi uriaşe de date necesare pen-tru a înţelege cu adevărat modul în care funcţionează sistemele biologice şi de a prezice cum vor reacţiona la diferite condiţii.

(Continuare în nr. viitor)

22 Noiembrie 2011

AC

CE

NT


Ideea de a manipula celulele imunitare prin terapie genică, pentru a le „dresa“ să elimine celulele canceroase, a fost pusă în practică de o echipă de cercetători, de la Universitatea din Pennsylvania, pentru a lupta contra celei mai frecvente forme de cancer al sângelui la vârste mai mari de 50 de ani: leucemia limfoidă cronică.

Studiul a cuprins trei pacienţi insen-sibili la orice tratament. După o lună de la intervenţie, leucemia a regresat; doi dintre pacienţi erau în remisiune completă după zece luni. În acest tip de leucemie, celu-lele imunitare, limfocitele B, proliferează anarhic. Cercetătorii au izolat din sângele

Terapia genicăîn tratamentul leucemiei

Mai multe informaţii » » www.medco.ro

au nevoie de vascularizare în pacienţi“, a spus el. „Cu acest gel şi alte tehnologii, vom da întregului câmp de activitate un impuls spre o construcţie mai bună pentru înlocuirea ţesutului“.

Următorul pas ţintit de cercetători este acela de a dezvolta o versiune de gel cu VEGF şi mai lent. „Dacă putem ajunge la un timp de creştere de 28 de zile sau chiar 58 zile, vom da ţesu-tului implantat o şansă mult mai mare de a permite ţesu-tului vascular să crească în el“, a explicat prof. Aboush-wareb. Continuând drumul, gelul poate fi încorporat în ingineria ţesuturilor pe care medicii le vor implanta.

Potrivit prof. dr. Aboushwareb, cercetătorii de la „Wake Forest“ au început să folosească gelul în studiile pe animale mici, precursoare ale studiilor pe animale mai mari, în cele din urmă, sperând să se mute la studiile umane.

„Dacă putem pune în practică aceste geluri conţinând factori de creş-tere, de exemplu, la vezica urinară, am putea apoi să dezvoltăm ţesuturi-le vasculare la nivelul vezicii urinare foarte devreme şi să fie îmbunătăţită substanţial supravieţuirea acestui ţe-sut“, a precizat prof. dr. Aboushwareb. „Gelul este o tehnologie care ne va permite să sporim ţesuturile pe care le dezvoltăm“.

Acest gel promite să mute medi-cina regenerativă la nivelul următor. „Câmpul este în prim plan acum, pen-tru a putea ţine în viaţă ţesuturile care

Echipa de cercetare a fost con-dusă de dr. med. Young Min Ju. La lucrări au participat şi dr. med. Zhan Wang, dr. med. Shaida Moghaddassi, prof. dr. Anthony Atala, F.A.C.S., dr. Shay Soker, dr. med. James J. Yoo, F.A.C.S., şi dr. San Jin Lee.

(Urmare din pag. 3)

Poate fi prelungită supravieţuirea ţesuturilor obţinute prin bioinginerie

pacienţilor limfocite „înrudite“ T, le-au reprogramat pentru a ataca celulele maligne, apoi, le-au reinjectat în sânge.

Modificarea a constat în introducerea, prin intermediul unui virus, a genei unui recep-tor capabil să recunoască o proteină afla-tă la suprafaţa limfocitelor B (antigenul „CD19“) ca proteină de semnalizare.

O dată reinjectate, aceste proteine T modificate au proliferat extraordinar, for-mând o armă de clone lansate la asalta-rea limfocitelor B. „O chimioterapie prea-labilă a distrus limfocitele T native, ceea

ce a favorizat, probabil, multiplicarea limfocitelor T modificate genetic“, presu-pune David Porter, unul dintre autorii stu-diului. Medicii speră să reproducă aceste rezultate la alte tipuri de cancer.

Studiile clinice sunt în curs de desfă-şurare. (C.S.)

Poate fi prelungită supravieţuirea ţesuturilor obţinute prin bioinginerie

Anul XIII 11 - medro.roYOUR MED.CO NEWSLETTER „Fibrilaţie. Încarcă la 300. Degajează!“....

Documents

Transcript of Anul XIII 11 - medro.roYOUR MED.CO NEWSLETTER „Fibrilaţie. Încarcă la 300. Degajează!“....