ALS ve Diğer Nörodejeneratif Hastalıkları Tespit İçin Grafen Kullanımı

Grafenin sayısız kullanımları arasında esnek elektronik bileşenler sağlayabilme, güneş pili kapasitesini artırabilme, en iyi atom altı parçacıkları filtreleyebilme ve pillerde devrim yaratabilme bulunuyor. Illinois Üniversitesinde yapılan araştırmaya göre bu “süpermateryal” bir gün amiyotrofik lateral skleroz, ALS -çoğunlukla diğer hastalıkları ekarte ederek tanı konan ilerleyici, nörodejeneratif bir hastalık- tanısını koymak için kullanılabilir.

ALS hastalarından alınan beyin-omurilik sıvısı (BOS) grafene eklendiğinde, grafende belirgin ve değişik titreşimsel özellikler oluşturmaktadır. Bu özellikler, MS hastalarından alınan beyin-omurilik sıvısı (BOS) veya nörodejeneratif hastalığı olmayan kişilerden alınan BOS grafene eklendiğinde oluşmamaktadır. Bu belirgin değişiklikler sayesinde BOS’un ne tür bir hastadan geldiği -ALS, MS veya nörodejeneratif hastalığı olmayanlar- doğru tahmin edilmiştir.

Grafen, tek atom kalınlığında karbondan yapılmış bir malzemedir. Her bir karbon atomu yanındaki karbon atomlarına kimyasal bağlar ile bağlıdır. Bu bağların esnekliği, tam olarak ölçülebilen, fononlar olarak da bilinen, rezonans titreşimleri üretir. Bir molekül grafenle etkileşime geçtiğinde, bu rezonans titreşimlerini çok spesifik ve ölçülebilir şekilde değiştirir.

UIC Mühendislik Kolejinde Kimya Mühendisliği bölüm başkanı ve makalenin yazarı olan Doçent Vikas Berry “Grafen sadece tek atom kalınlığında, bu nedenle yüzeyindeki bir molekül çok büyük olmuş olur ve grafenin fonon enerjisinde ölçebildiğimiz özel bir değişiklik üretebilir.” demiştir. Grafenin titreşim özelliklerinde meydana gelen değişiklikler, “dipol momenti” olarak bilinen, eklenen molekülün benzersiz elektronik özelliklerine bağlıdır.

Berry “Molekülün neden olduğu grafen fonon enerjisindeki değişiklikleri ölçerek grafene eklenen molekülün dipol momentini belirleyebiliriz.” açıkladı.

Berry ve çalışma arkadaşları grafeni BOS’un ALS hastasından mı MS hastasından mı yoksa nörodejeneratif hastalığı olmayan hastadan mı alındığını belirlemek için kullandılar. ALS için kesin bir test olmadığından, nesnel bir tanı testi, hastalara hastalığı yavaşlatacak tedaviye daha erken ulaşmaları için yardımcı olacaktır.

Beyin-omurilik sıvısı, ölen bireylerden sıvı ve doku aktaran İnsan Beyin ve Omurilik Sıvısı Kaynak Merkezinden (Human Brain and Spinal Fluid Resource Center) elde edildi. Araştırmada nörodejeneratif hastalığı  olmayan 7 kişiden, ALS olan 13 kişiden, MS olan 3 kişiden ve bilinmeyen nörodejeneratif hastalığı olan 3 kişiden beyin-omurilik sıvısı alınarak test yapıldı.

Berry aynı zamanda “ALS hastalarından alınan sıvının 55 yaş üzerinden mi yoksa 55 yaş altından mı alındığını da belirleyebiliyoruz. Yaşlı ve genç ALS hastalarında gördüğümüz farkın benzersiz biyokimyasal işaretlerin 55 yaşından önce semptomlar ortaya çıkaran kalıtsal ALS ile ve yaşamın ilerleyen dönemlerinde meydana gelen sporadik ALS olarak bilinenleri ele alıyoruz.” diye ekledi.

Berry, grafenin farklı hastalıkları olan bireylerin beyin-omurilik sıvısında bulunan benzersiz biyoişaretlerden -proteinlerin ve diğer biyomoleküllerin kombinasyonu- toplandığına inanıyor.

Berry “Grafenin elektronik özellikleri kapsamlı bir şekilde araştırıldı, ancak son zamanlarda fononik özelliklerini hastalıkları saptamanın bir yolu olarak incelemeye başladık” dedi. “Ve grafenin, hem beyin omurilik sıvısında hem de tüm hücrelerde bulunan hastalıkların biyoişaretlerinin son derece çok yönlü ve doğru bir dedektörü olduğu ortaya çıktı.”

Kaynaklar ve İleri Okuma:

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir