Kanseri saptamak (hatta belki iyileştirmek) için bakterileri programlamak

Karaciğer kanseri saptanması en zor kanser türlerinden birisidir, fakat yapay yaşambilimci Tal Danino'nun sıradışı bir düşüncesi vardı: Ya yenebilen, karaciğer tümörlerini bulmak için "programlanan" probiyotik bir bakteri oluşturabilirsek? Onun sezgisi, bizim bakteri hakkındaki daha yeni anlamaya başladığımız şeylerden yararlanıyor: bakterilerin gerekli çoğunluğu algılama (quorum sensing) gücü, bir başka deyişle kritik yoğunluğa ulaştıklarında birlikte bir eylem yapabilmeleri. TED Dostu olan Danino, gerekli çoğunluğu algılamanın nasıl işlediğini — ve birlikte çalışan bakterilerin bir gün kanser tedâvisini nasıl değiştirebileceğini açıklıyor.

Farkında olmayabilirsiniz,

ancak vücudunuzda bütün galaksideki
yıldızlardan daha çok bakteri vardır.

İçimizdeki bu büyüleyici bakteri evreni

sağlığımızın tümleşik bir parçasıdır

ve teknolojimiz o kadar hızlı evriliyor ki

bugün bu bakterileri, tıpkı bilgisayarlara
yaptığımız gibi programlayabiliyoruz.

Burada gördüğünüz şema,

biliyorum bir tür
spor oyunu taktiği gibi görünüyor,

fakat aslında bu benim ilk geliştirdiğim
bakteri yazılımının taslağı.

Tıpkı yazılım yazar gibi,
bakterinin içindeki DNA'yı

farklı algoritmalara ve yazılımlara
kodlayıp çıktı alabiliriz.

Bu yazılım flüoresanlı proteinleri

ritmik bir biçimde üretir

ve burada da bunu gördüğünüz gibi

bakterilerin iletişime geçmesine

ve eşzamanlı hareket etmesine
izin veren küçük bir molekül üretir.

Burada gördüğünüz
genişleyen bakteri topluluğu

bir insan saçının eni kadardır.

Göremediğiniz şey ise,
bizim genetik yazılımımızın

bu bakterilerin her birini
küçük moleküller üretmesi için

eğitmesidir ve bu moleküller
binlerce bakteri arasında ne zaman

etkinleşeceklerini söyleyerek gezinir.

Bakteriler bu büyük oranda bile
oldukça eşzamanlı hareket eder,

ama bakterileri eşleyen molekül
çok hızlı gezindiği için

büyük bakteri topluluklarında,
bu durum birbirinden uzak bakteriler

arasında gezinti dalgalarına neden olur

ve bu dalgaları ekranda sağdan sola
giderken görebilirsiniz.

Genetik yazılımımızın dayandığı
doğal olgunun adı

gerekli çoğunluğu algılamadır
(quorum sensing),

bu durumda, bakteri tetiklenmesi eşgüdümlü
olur ve kritik yoğunluğa

ulaşınca bazen tehlikeli olabilir.

Gerekli çoğunluğu algılama eylemini
bu videoda görebilirsiniz,

burada genişleyen bakteri topluluğu
yalnızca yüksek ya da

kritik yoğunluğa ulaşınca
parlamaya başlıyor.

Genetik yazılımımız

topluluk dışa doğru genişlerken,

flüoresanlı proteinlerin bu ritmik
yapısını üretmeye devam ediyor.

Bu videoya ve deneye Supernova dedik,

çünkü patlayan bir yıldıza benziyor.

Bu güzel taslakları
programlamaya ek olarak,

merak ettim, bu bakterilere başka
neler yaptırabiliriz?

Bakterileri, vücudumuzdaki
kanser gibi hastalıkları

tanıyıp iyileştirebilmek için nasıl

programlayabileceğimi
araştırmaya karar verdim.

Bakterilerle ilgili
şaşırtıcı gerçeklerden biri

tümörlerin içinde doğal olarak
büyüyebilmeleridir.

Bu mümkündür, çünkü genelde tümörler

bağışıklık sisteminin
erişemediği bölgelerdir

ve bu yüzden bakteriler bu tümörleri bulur

ve büyüyüp gelişmek için
sığınak olarak kullanır.

Sağlığa yararı olan güvenli

probiyotik bakterileri
kullanarak başladık

ve farelere ağız yoluyla
verildiğinde

bu probiyotiklerin titizlikle karaciğer
tümörlerinin içinde büyüdüğünü bulduk.

Probiyotiklerin varlığını

ve aynı zamanda tümörlerin de varlığını

görüntülemenin en uygun yolunun

bakterilere idrarda
saptanabilecek bir sinyal

ürettirmek olduğunu fark ettik

ve bu yüzden bu probiyotikleri,
kanser varlığını

belirtmek için idrarınızın rengini
değiştirecek bir molekül

üretecek şekilde programladık.

Bu teknolojinin hassas ve titizce

karaciğer kanserini saptayabileceğini
göstermek için devam ettik,

bu kanser türünün başka yollarla
saptanması oldukça zordur.

Bu bakteriler özellikle
tümörler üzerinde geliştiği için

onları, yalnızca
kanseri saptamaları için değil,

varolan tümörleri küçültecek

iyileştirici moleküller üreterek
tümör bölgesindeki kanseri

iyileştirmeleri için de programlıyoruz

ve bunu , gerekli çoğunluğu algılayan
yazılımlarla yapıyoruz,

önceki videoda örneğini gördünüz.

Toparlarsak; gelecekte, programlanmış
probiyotiği aldığınızı düşleyin,

kanseri saptayıp iyileştirecek,

ya da hatta diğer hastalıkları da.

Bakterileri programlama

ve yaşamı programlama yeteneğimiz

kanser araştırmalarına yeni ufuklar açıyor

ve bu görüşü paylaşmak için

evrenin simgesini

tamamen bakteri ya da
kanser hücrelerinden yapmak için

sanatçı Vik Muniz'le çalıştım.

Son olarak, umarım
bu mikroskobik evrenin güzelliği ve amacı

kanser araştırmalarının
geleceği için yeni ve

yaratıcı yaklaşımlara
ilham kaynağı olabilir.

Teşekkürler.

(Alkış)