211service.com
Et robotmikroskop bringer patologi op til hastighed
Et billede af Cody Daniel brielle domings
Cody Daniel ’11 var en gymnasieelev på udkig efter indviklede pranks at spille på sine venner, da han faldt over historien om hacks på MIT. Jeg fandt den undergravende kultur på MIT meget spændende, og jeg elskede de studerendes karakter, siger han. Nu, efter at have studeret maskinteknik som en af disse studerende, undergraver han status quo på en langt mere seriøs måde - og bringer højvolumen 3D-billeddannelse ind i patologiområdet, hvor det har potentialet til at give hidtil uset videnskabelig indsigt.
Det var gennem en finurlig samtale sent på aftenen til en Steer Roast-fest i MIT’s Senior House, at Daniel første gang mødte Todd Huffman, som han senere skulle slå sig sammen med for at starte 3Scan, et bioteknologifirma, der ændrer den måde, vi forstår menneskelig biologi på. Han og jeg kom til at tale om fremtidige teknologier, neurovidenskab og hjerne-upload – alle disse mærkelige koncepter derude, siger han.
Da de mødtes, arbejdede Huffman i laboratoriet hos afdøde Bruce McCormick, en datalog og grundlægger af Brain Networks Lab ved Texas A&M University. McCormick havde været banebrydende med knivskærs scanningsmikroskop (KESM) teknologi, som fanger billeder i høj opløsning af tyndt skåret vævslag, hvilket gør det muligt at skabe digitale 3D-billeder af cellulære strukturer. De to indså, at med Daniels ingeniør- og instrumenteringsbaggrund kunne de kommercialisere McCormicks prototype og bruge den til at automatisere meget af det omhyggelige arbejde, patologer typisk udfører, når de undersøger prøver af organer, væv og væsker for at studere og diagnosticere sygdom.
Patologi involverer typisk at skære vævsprøver i hånden, placere hver prøve mellem to stykker glas og studere den under et mikroskop. Metoden har stort set været uændret i mere end 150 år. Et menneske kan typisk behandle omkring 12 prøvestykker i timen.
Til venstre: Menneskeligt muskelvæv; Til højre: Murine tarm
3Scan fremskynder denne proces betydeligt. Dens KESM-værktøj bruger en automatiseret diamantkniv til at skære prøver med 1.000 skiver i timen, mens den samtidig scanner et billede af hver skive og derefter lægger disse scanninger i lag for at skabe en 3D-vævsmodel med opløsning i mikronskala, som ved en CT-scanning.
3Scans platform har potentialet til at belyse de mekanismer, hvorved biologiske processer bliver unormale, hvilket kan forbedre diagnostikken, siger Daniel. Der er kun så meget væv, som én person kan se i deres levetid, og hvis vi kan bygge noget, der ser på patologi på tværs af mange forskellige demografiske forhold, på tværs af mange forskellige tilfælde og sygdomme, kan vi få bedre indsigt, begrunder han. Der er også rapporter, der viser, at patologer opnår konsensus om en sag 80% af tiden. Det er en ret høj succesrate - medmindre det er din diagnose, i hvilket tilfælde det er meget skræmmende.
Når først 3Scans værktøjer udfører billeddannelsen og de indledende analyser, sendes dataene tilbage til patologer, som udforsker og oversætter resultaterne. Vi kan godt lide at forestille os patologen som dirigent for et orkester af robotter, der kan gå derud og afbilde store felter af biologi, siger Daniel. Patologen spiller en afgørende rolle i at være det informerede menneskelige perspektiv, idet han skelner mellem, hvad der er patologisk versus normalt inden for denne biologi.