| : Καλησπέρα σας, καλώς ήρθατε στο Υδρύμα Αλγενίδου και συγκεκριμένα στην διαδραστική έκδοση Πιστήμης και Τεχνολογίας. Συνεχίζεται έτσι ένας όμορφος κύκλος διαλέξεων και ομιλιών. Και σήμερα, Κυριακή 20 Ιανουαρίου, φιλοξενούμε τον κύριο Αθανάσιο Δεμήρη, διδάκτορο Ασιατρικής Υπληροφορικής του Πανεπιστημίου της Χαϊδελβερύκης. Και είναι και υπεύθυνος έρευνας και ανάπτυξης της εταιρείας Micro2Gen στο Τεχνολογικό Πάρκο Δημόκριτο. Ο τίτλος ομιλίας είναι «Εργαστήρια σε μέγεθος Παλάμης». Και μετά το πέρας ομιλίας μπορεί να ακολουθεί η συζήτηση ή όποιες ερωτήσεις υπάρχουν από το κοινό. Ευχαριστώ πολύ. Καλησπέρα σας. Θα σας παρουσιάσω σήμερα σχετικά όσο πιο απλά μπορώ, τα λυγούμενα τεχνολογία lab-on-chip. Ολόκληρα εργαστήρια τα οποία θα συμπτήσουμε σε πάρα πολύ μικροορριακά τσιπάκια. Έχω φέρει και μερικά μαζί μου, δηλαδή ένα τέτοιο κομμάτι πλαστικού, όνος του οποίου μπορεί να γίνει ολόκληρα εργαστήρια. Θα ξεκινήσω με ένα παράξενο ορισμό που είχε κάνει κάποτε ένας καθηγητής της φαντολογίας στον πανεπιστήμιο, του υγιή. Ως υγιή όριζε εκείνον ο οποίος δεν είχε εξεταστεί επαρκώς. Θεωρούσα ότι όσο πιο πολλές εξετάσεις κάνουμε, όλο και κάτι θα βρούνε. Βέβαια, σίγουρα δεν μπορεί να είναι τόσο δύσκολο. Το ερώτημα είναι, ας ξεκινήσουμε λίγο να δούμε τι τύπου εξετάσεις γίνονται τα τελευταία χρόνια, τι εξέλιξη υπάρχει γενικά στον χώρο των αναλύσεων, των αιματολογικών αναλύσεων, της Μοριακής Διαγραμματικής, τι γίνεται παγκοσμίως, πόσες εξετάσεις χρειάζονται, τι χρειάζονται το χρόνο, τι χρειάζονται το χρόνο, τι χρειάζονται το χρόνο, τι γίνεται παγκοσμίως πόσες εξέτασεις χρειάζονται το χρόνο για διάφορες ασθένειες. Θα τα δούμε κατηγοροποιημένα σε τρεις βασικές κατηγορίες, υπάρχουν πολύ περισσότερες. Στην πρώτη κατηγορία βλέπουμε αναλύσεις, οι οποίες έχουν να κάνουμε με το γενετικό προφύλλο των ασθενών ή των εξεταζόμενων. Δηλαδή, αναλύσεις που απλά σε έναν γη ψάχνουμε να δούμε αν υπάρχουν κάποιοι πολυμορφισμοί, μεταλλάξεις, όπως λέμε, ή όχι, οι οποίες θα μπορούσαν αργότερα να εξελιχθούν σε μία ασθένεια. Ένα πάρα πάρα πολύ διαδεδομένο τέστι είναι αυτό που γίνεται για το Alzheimer, το οποίο αφορά 16 εκατομμύρια ανθρώπους παγκοσμίως, και όπου αιτισίως, πλάστον το 2010 δηλαδή, έγιναν 600.000 αναλύσεις προκειμένου να ανιχνευθούν διάφορα προβλήματα, που μπορούν να οδηγήσουν σε Alzheimer γενετικά. Ένα άλλο γνωστό, μία άλλη γνωστή περίπτωση είναι προβλήματα του κίνεμου λομπίνου και όπως είναι η βαθμοτικταρική ανεμία, αφορά το 7% στους περισσότερους πληθυσμούς. Φυσικά, οι αρθροί αυτοί πέρα από τις ακόλητες στιγμές, όταν είναι ποσοστιές, αλλάζουν από πληθυσμό σε πληθυσμό, είναι διαφορετικά το τι θα μετρήσουμε στην Ελλάδα, δεν θα μετρήσουμε σε κάποια βόρεια χώρα της Ευρώπης, θα μιλήσουμε και μετρήσουμε στην Αφρική. Την περίπτωση λοιπόν της βαθμοτικταρικής ανεμίας και άλλου, που αρρεφερώνει ασθενειών, έχουν 220.000 εξετάσεις το χρόνο. Γίνονται λοιπόν όλα ένα και περισσότερο. Αυτά είναι όλα νούμερα του 2010, προσεγγιστικά με, αλλά μετρημένα, όχι από προτζέξεις. Γίνονται λοιπόν πάρα πολλές εξετάσεις ήδη, όπως πεις, ψάχνουμε να βρούμε διάφορα προβλήματα στο γενετικό προφίλ του κάθε ανθρώπου. Για άλλου τύπου ασθένειες, τις νεοπλασίες, που είναι μια πολύ μεγάλη κατηγορία ασθενειών, γίνονται ακόμα περισσότερες εξετάσεις. Ενδιαίτερα, όσο αφορά το πληρονομικό καρκίνο του μαστού, έχουμε, το οποίο αφορά μιας της δέκα γυναίκες, μπορούμε πλέον να εντοπίσουμε μεταλλάξεις σε συγκεκριμένα γωνίδια με βάση αυτά να αποφασίσουμε το κατά πώς υπάρχει κύμνος, αλλά σε πολλές περιπτώσεις καθορίστηκε η πορεία της θεραπείας από τις μεταλλάξεις που αντιμετωπίσουμε εκεί. Και αυτό αφορά έγιναν μάλλον 1.200.000 εξετάσεις παγκοσμίως το 2010. Όταν μιλάμε για αυτές τις εξετάσεις που μιλήσαμε μέχρι στιγμής και λέμε παγκοσμίως, ενώ είναι κυρίως βέβαια το δυτικό κόσμο. Γιατί η αλήθεια είναι ότι στον τρίτο κόσμο, το να γίνουν τέτοιου τύπου εξετάσεις ακόμα δυστυχώς είναι πολυτέλεια. Οπότε λίγο πολύ αυτά τα νούμερα αφορούν κυρίως το δυτικό κόσμο. Η τρίτη κατηγορία εξετάσεων είναι αυτή των μορφωματικών ασθενειών. Εδώ υπάρχει πάρα πολύ μεγάλη ζήτηση. Εδώ βλέπουμε τα νούμερα να ανεβαίνουνε κατά κόρυφα. Τόσο σε περιπτώσεις όπως AIDS, όπου έχουμε 7 εκατομμύρια εξετάσεις το χρόνο, αλλά και καινούργιες ανησυχίες, που διευρύνουν το λέω ένα και περισσότερο, όπως είναι οι νοσοκονοϊκές λιμώξεις, όπου εκεί έχουμε πάνω από, συνολικά να τα μετρήσει κανείς, 3,5 εκατομμύρια εξετάσεις διαφορετικού τύπου νοσοκονοϊκές λιμώξεις, μόνο το 2010. Ακόμη και για παλιότερες περιπτώσεις που δεν μας απασχολούν εμάς πλέον τόσο πολύ συχνά, όπως αυτή τη σφηματίωσης, έχουμε 5 εκατομμύρια εξετάσεις το χρόνο. Άρα υπάρχουν πάρα πολλές εξετάσεις και ιδιαίτερα σε αυτή την τελευταία κατηγορία συμμετοποιούμε, ότι είναι σημαντικό αυτές οι εξετάσεις να γίνονται γρήγορα, να μειώσουμε το κόστος, να τις κάνουμε πιο εύκολα προσβάσεις και οι δυνατόν να τις φέρουμε ακόμα και στο ίδιο τον γιατρό, στο ιατρίο, ο οποίος θα κάνει τη διαφορική διαγνωστική του ή θα εντοπίσει πάρα πολύ γρήγορα το πρόβλημα, δηλαδή θα μπορέσει να αποκλείσει τη διαφορική διαγνωστική κάποια πράσματα και να επικεντρωθεί σε μια συγκεκριμένη πορεία μια θεραπεία, ή και διάρκωση και θεραπεία, ή θα βοηθηθεί ακόμα και στην πορεία της θεραπείας την οποία θα ράψει ή θα προδειγράψει για τους ασθενείς. Οι νέες τάσεις σε όλες αυτές τις εξετάσεις λοιπόν είναι να φτιάξουμε συστήματα τα οποία οδηγούν σε αποτελέσματα περιγορότερα και πιο οικονομικά. Θα γίνεται ολοένα και περισσότερο στην πρωτοβάθμια, δηλαδή στο ιατρίο, στα εξωτερικά ιατρία νοσοκομείων και επιβεβαιωτικά στα εργαστήρια, στα κεντρικά εργαστήρια νοσοκομείων. Αυτό είναι και η τάση να δείξω ότι ποτέ θα σταματήσουμε να στέλνουμε στα κεντρικά εργαστήρια, αλλά τουλάχιστον μια πρώτη εικόνα θα μπορούμε να την παίρνουμε στο σημείο της περίθαλψης, να πάρουμε μία πρώτη εικόνα και να επιβεβαιωθεί μετά από κάποιες μέλες οριστικά πλέον από τα κεντρικά εργαστήρια. Αυτό είναι το σενάριο το οποίο θα βλέπουμε όλο και περισσότερο στο μέλλον. Και γίνονται οι πρώτες προσπάθειες μίκρυνσης εδώ και αρκετά χρόνια. Δηλαδή, το τεστ Σακχάρου, ίσως το Κιντιμπόψας, κυκλοφορούν στα φαρμακία εδώ και αρκετά χρόνια, τουλάχιστον 10 χρόνια, πάρα πολύ μικρά μηχανήματα, τα οποία μπορεί κανείς να έχει μαζί του και να μετράει πάρα πολύ γρήγορα. Αυτό είναι μια πρώτη περίπτωση Λάμποντσιπ, θα μπορούσε να πει κανείς, όπου βέβαια η ανάλυση αυτή καθε αυτή είναι σχετικά απλή, όπου τώρα με ένα ολόκληρο μπουκαλάκι 10-20 ml αίματος από τον ασθενή, αρκεί μία σταβόνα από το λάχτυλό του και γίνεται μέτρηση σχετικά άμεσα και μια σχετική ακρίβεια. Από τα τυπικά λοιπόν 5-20 ml πηγαίνα στα 10-20 μικρόλητα. Και όταν μιλάμε για σμίκρυνση και αρχίζουμε να μιλάμε για τέτοιες σκάλες, ήθελα πριν δούμε οτιδήποτε άλλο να κάνουμε μια γρήγορη, έτσι ένα γρήγορο προσδιορισμό, που σε ποιες τάξεις μεγέθος μιλάμε στα λάμποντσι, σε όλες τις σκάλες που υπάρχουν των μεγεθών, από χιλιόμετρα μέχρι και οχτώμετρα που είναι το μικρότερο ονοματισμένο μέγεθος, που βρισκόμαστε. Βρισκόμαστε περίπου εδώ, στα μικρόμετρα και τα νανόμετρα, όταν μιλάμε για εργαστήρια τσέπες. Επειδή πηγαίνουμε πλέον σε τέτοιες διαστάσεις, από τα 1,7, κατά μέσο όρο μέτρα του ανθρώπου, στα περίπου 5 εκατοστά του σπίρτου, πρέπει να ακόμα μικρότερο σε ένα κόκκο καφέ που έχει 1 εκατοστό, κατεβαίνουμε ακόμα περισσότερο στο μυρμήκι των 4 χιλιωστών, το μεγαλύτερο γνωστό βακτήριο, το οποίο είναι κάτω από το 1 χιλιωστό, στα 750 μμ, 0,75 χιλιωστά δηλαδή, σε ένα κόκκο άμου, που είναι μισό χιλιωστό, κατά μέσο όρο, ακόμα μικρότερο σε μια τρίχα, ανδρώπινη τρίχα, που είναι 100 μικρά, στο μικρότερο αντικείμενο, το οποίο είναι ορατό στο γυμνό οφθαγγό, είναι περίπου στο μέγεθος της τρίχας. Και τώρα πληθυζόμαστε ακόμα και βαθιά, σε ακόμα μικρότερες διαστάσεις, εκεί που πραγματικά ενδιαφερόμαστε να κάνουμε την ανάλυσή μας. Τα λεσκά αιμοσφαίρια έχουνε μέγεθος 10 μικρόμετρα, τα αεριθρά είναι λίγο μικρότερα, 7 μικρόμετρα, το χιχρωμόσομα είναι στα 4 μικρόμετρα και το ψιχρωμόσομα στα 1,5 μικρόμετρα. Ενδεικτικά σας λέω ότι σε αυτό το λάμπολιση, τα καναλάκια τα οποία βλέπετε θα τεθούν και μετά στην οθόνη, χαραχμένα, είναι στα 200 μικρόμετρα. Χάρη κληρότητας, μερικά ακόμα μεγέθη, όπως είναι ο μεγαλύτερος μισθός ιός, στα 440 μανόμετρα. Ένας τυπικός ιός που, για παράδειγμα, είναι στα 90 μανόμετρα, είναι ακόμα μικρότερο. Αυτή η κουκίδα υγρή που βλέπετε είναι το μικρότερο αντικείμενο που μπορεί να δει κανείς με οπτικό μικροσκόπινο. Και το DNA μας, το οποίο είναι σε μέλητρος 3 μανόμετρα, αν όμως του ξετυλίξει κανείς, απ' άκρη σάκη, να φτάσει τα 3 μέτρα, έχει πάνω του 25.000 γωνίδια κατά μέσο ώρα και κατά μέσο ώρα 3 δισεκατομμύρια βάσεις. Είναι αδενήμι, βουανήμι, χιμίν, κυτωσία. 3 δισεκατομμύρια σε αυτό το μικρό βέληθος. Αυτό είναι το οποίο θέλουμε και κυρίως να αναλύσουμε. Χάρη κληρότητας αναφέρουμε και σε ουσμένα ακόμα μικρότερα αντικείμενα. Το μήκος κύματος των ακτινων Χ, που είναι στα 500 πικόμετρα, τα μόρια του νερού, το μικρό αντικείμενο που είναι όλα τόσα μικροσκόπια είναι τα 50 πικόμετρα, το πρωτόνιο που είναι στα φεμτόμετρα, και οτιδήποτε κάτω από τα 100 ατόμετρα τα λεγόμενα δεν είναι πλέον επιβεβαιωμένο, αλλά είναι θεωρητικό μέγεθος. Παρ' όλα αυτά έχουμε καταφέρει να φτάσουμε έστω και θεωρητικά σε μεγέθη της τάξης του 10 μίον 35, στην μίον 35. Αυτό χάρη κληρότητας. Οι λόγοι λοιπόν για τη μήκρηση είναι ότι, αφού είδαμε όλα αυτά τα μεγέθη, ίσως είναι πιο σαφές το ολιγόμενο παράποξο της βελτίωσης της μεγαλύτερης ακρίβειας. Όταν πηγαίνω από τα 10 έως 20 μιλ στα 10 μικρόλητρα, έματος, για να κάνουμε την αναλυσί μας, θα περίμενε κανείς να χάσουμε στα ακρίβεια, που έχουν μικρότερη ποσότητα. Όμως δεν είναι έτσι. Ουσιαστικά η ακρίβεια των αναλύσεων αυξάνεται, δελτιώνεται, γιατί έχουμε πολύ λιγότερο θόρυμα. Αρχίζουμε πλέον και έχουμε μία μικρή μεν ποσότητα, αλλά με περιεκτικότητα κυρίως στο υλικό το οποίο θέλουμε. Τα διδραστήριά μας είναι πιο καλοσυγιασμένα σε αυτές τις ποσότητες, οπότε έχουμε και μεγαλύτερη ακρίβεια. Και μεγαλύτερη ταχύτητα που χρειάζεται λιγότερο χρόνος να περακολουθούν κάποιες αλληλεγράσεις. Ενώ μειώνουμε και το κόστος, αφού χρειαζόμαστε μικρότερη ποσότητα διδραστηρίων και αναγνωσίων, βλέπουμε λογισμένο τοξικό ήχνος, το toxic footprint το οποίο συζητάμε, εφόσον πλέον δεν έχουμε τόσο πολύ πλαστικό που πετιέται παρά μόνο ένα τσιπάκι μιας χρήσης και πολύ λιγότερα διδραστήρια. Το ερώτημα είναι πόσο μπορούμε να συνηκρύνουμε τις εξετάσεις. Μπορούμε να χρειάσουμε ένα ολόκληρο εργαστήριο σε ένα μικροσύστημα, της διεργασίας λεβίνωσης εργαστηρίων, να κάνουμε γενετικές εξετάσεις σε αυτό το μικροσύστημα, να ανοιχνεύσουμε τις λοιμώξεις που αναφέραμε με την πολιτεία αυτού και μετά να κάνουμε και ένα τυβιόγραμμα έτσι ώστε για παράδειγμα να δούμε σε περίπτωση βακτηρίων ποια θεραπεία θα ακολουθηθεί. Η απάντηση σε όλες αυτές τις ερωτήσεις φυσικά είναι ναι. Είμαστε στον δρόμο δηλαδή για να επιτύχουμε όλα αυτά και υπάρχουν πρωτότυπα ή τα πρώτα πρωτότυπα τα οποία το κάνουν αυτό και εδώ βλέπουμε το παράδειγμα των γενετικών αναλύσεων, όπου επάνω βλέπουμε τις συμβατικές μεθόδους στην πορεία της γενετικής ανάλυσης ξεκινώντας από το αίμα, αφαιρούμε στην πρώτη διαργασία στον πάρο το εργαστηρίο το DNA που μας ενδιαφέρει να αναλύσουμε. Το δεύτερο βήμα κάνουμε αυτό που λέγεται η ανοισηδοτή αντίδραση πολυμεράσεις, όπου πάνω από αυτό το DNA πηγαίνουμε και κόβουμε τα κομματάκια εκείνα τα οποία θέλουμε να αναλύσουμε και να βελαιτήσουμε και τα επαυξάνουμε ώστε να γίνουν ανοιχνεύσεις. Και στο τρίτο βήμα κάνουμε την ανοιχνεύση, όπου πλέον εκεί βλέπουμε αν υπάρχει κάποια μετάλλεξη σε αυτά τα κομματάκια που έχουμε επαλέξει ή όχι. Και όλα αυτά εξομαντώνοντας σε ένα τσίπ αυτών των διαστάσεων, αυτό που σας έδειξα είναι αυτό που υπάρχει στη φωτογραφία, δείτε και γενεδικό τσίπ, το οποίο έχει μέγεθος περίπου 12-18 εκαδοστά και αυτό επειδή είναι πειραματικό. Στην μια τελική μορφή του θα μπορούσε να είναι πολύ μικρότερο. Ο στόχος είναι να πάμε σε μήκρος που έχουν γυαλάκι με μικροσκοπείο, το οποίο είναι περίπου 4-7 εκαδοστά. Δηλαδή λιγότερο από το μισό από αυτό που έχουμε. Συγγνώμη, εδώ τώρα θα δούμε ένα μικρό βίντεο, στο οποίο περιγράφουμε λίγο όλη αυτή την εργασία, πώς τη φανταζόμαστε, τι γίνεται, πώς θα γίνεται μια τέτοια τύπο εξέταση. Θεωρούμε ότι ο ασθενής θα επισκέπτεται στον γιατρό, στο εξωτερικά ιατρία ή στο ιατρίο του, θα χρησιμοποιεί με πολύ εύκολο τρόπο θα γίνεται η εμολυψία, δηλαδή πλέον θα παίρνουν μόνο τα 10-20 μικρόλυτρα αίματος, τρυπώντας απλά το ράφτυλο του ασθενή. Με μια μικέτα, θα το δούμε τώρα αυτό. Και έχουμε αυτό το μηχάνημα, το οποίο είναι ένα πρωτότυπο που έχει ήδη κατασκευαστεί, στο οποίο μπαίνει το τσιπάκι αυτό μιας χρήσιος, με όλα του τα αντιδραστήρια. Και τα αντιδραστήριά του είναι τοποθετημένα είτε επάνω στο τσιπ αυτό καθεαυτό, ακυρνητοποιημένα επάνω στο τσιπ, είτε μέσα σε αυτά τα μικρά θυαλίδια που βλέπουμε στην άκρη, όσα δεν μπορούν να ειστεροποιηθούν και να γερτοποιηθούν επάνω στην πάνω του τσιπ, τα βάζουμε σε υγρή μορφή σε αυτά τα θυαλίδια. Η εμολυψία είναι πάρα πολύ απλή. Εδώ με κανονική πιπέταλα, στο βάθμι περισσότες με πιπέτες μιας χρήσις. Και έτσι ξεκινάει τώρα η ανάλυση. Στο πρώτο βήμα αυτό που θα δούμε είναι κάποια ένα λιγισμικό, το οποίο έχουμε αναπτύξει, με την βοήθεια του οποίου συλλέγουμε τα δεδομένα του ασθενείου και τα ανεβάζουμε στον ιατρικό του φάκελο πριν ξεκινήσει η ανάλυση. Δηλαδή εμβερνόμαστε με το ιθορικό του ασθενείου. Περνούνται κάποια στοιχεία, γνωστή διαδικασία, ιδιαίτερα σε περίπτωση των γενετικών αναλύσεων, το ιστορικό σε περίπτωση που δεν υπάρχει, έχει ιδιαίτερα μεγάλη σημασία. Έτσι γίνεται η επιλογή της εξέτασης. Το παράδειγμα που βλέπουμε είναι και μια γενετική εξέταση και βλέπουμε την εξέλιξή της, φυσικά, εδώ πέρα σε σημαντική πιτάχυση. Οι αναλύσεις τις οποίες έχουμε δοκιμάσει αυτή τη στιγμή έχουν η κανονική διάρκεια 20 λεπτά, η ταχύτερη, και μία ώρα, κατά μέσο όρο, οι γενετικές αναλύσεις της επιτήρησης παρουσίας. Στο τέλος παρασκευάζεται ένα αποτέλεσμα, το οποίο μπορεί να ανέβει στο ηλεκτρονικό φάκελο του ασθένειου. Αυτά τα οποία βλέπουμε εδώ είναι παραδείγματα από ένα ευρωπαϊκό έργο συστηματοδοτούμενο την Ευρωπαϊκή Κοινότητα, το CD Medics, όπου ασχολείται με την Κυλιοκάκη και της Ανεξίας στην Κουλτένη, και όπου τα πειράματα γίναν στην Πειδιατική Κλινική του Μάιμπορ στη Σλοβεμία. Εδώ βλέπουμε μέσα στο μηχάνημα, είναι μια κάμερα που υπάρχει στο μηχάνημα και ελέγχει την πορεία του πειράματος, και αυτό το οποίο βλέπουμε εδώ πέρα κάτω είναι μία μικρόδεξανδενή, στην οποία υπάρχει το δείγμα του αίματος, φορθείται από τριχοειδείς δυνάμεις πιέζοντας ένα καπάκι με το εισάγραμμα στο θαλαμίσκο. Στο θαλαμίσκο αυτοί πρέπει να είναι κυνητοποιημένα πάρα πολύ μικρά μαγνητικά σφαιρίδια, διαμέτρουν 10 μικρών, τα οποία με έναν μαγνίτη ο οποίος περιστρέφεται από κάτω, αρχίζουν να περιστρέφονται μαζί με το δείχνι, να χτυπάνε τα κύλαια, ουσιαστικά να τα σπάνε, το περιχώρον των φυτάρων διαλύεται στο υπόλοιπο διάλειμμα, και παράλληλα αυτά τα σφαιρίδια τραβάνε πάνω τους, έχουν το DNA και το δέν. Σε μια ακόμη φάση, ξεπλένουμε οτιδήποτε υπάρχει και το οδηγούμε σε αυτή την περιοχή που είναι τα απόλυτα του τζιπ, συγγνώμενο αποτέλεσμα να μένει πλέον να μείνει μόνο το DNA κακυνητοποιημένο πάνω σε αυτά τα σφαιρίδια. Οδηγούμε ένα ακόμα διάλειμμα το οποίο αποδυσμένε το DNA από τα σφαιρίδια αυτά, και στέλνουμε το αποτέλεσμα να μείνει μόνο το DNA στην επόμενη φάση που είναι η αντιστατική αντίδραση πολλοί ναράσεις. Η ιδέα εδώ είναι αυτό που βλέπουμε είναι ένα τμήμα του DNA, οτι αυξάνοντας θερμοκρασία η πυκλή έλικα ανοίγει και με τα κατάλληλα αντιδραστήρια βρίσκουμε συγκεκριμένα σημεία πάνω σε αυτή την, στο DNA, τα οποία μας ενδιαφέρον, από τα οποία απολαπλασιάζουμε ένα κομμάτι μόνο, στο οποίο θέλουμε να ανιχνεύσουμε συγκεκριμένες μεταλλάξεις. Ξεχωρίζουμε, για παράδειγμα, αν θέλουμε να κάνουμε την εξέταση της κυλιοκάκης ότι υπάρχει σε συγκεκριμένα αυγονίδια μια μετάλλαξη που θα μπορούσε να μας οδηγήσει στο συμπέρασμα για το αν ο ασθενής θα αναπτύξει ή όχι κάποια στιγμή, έχει πιθανότητα να αναπτύξει ή όχι η κυλιοκάκη. Οδηγούμε το αποτέλεσμα αυτής της αλληλουδικής αντίοδρασης των ημεράσης, πάνω στην οποία περιμένουν κάποιες παγίδες, δηλαδή βιομόρια συγκληρωματικά σε αυτό το οποίο ψάχνουμε, που παγιδεύουν από το δείχημα του αίματος το αντίστοιχο συγκληρωματικό τους, εάν υπάρχει. Άρα βάζουμε σε ένα διοιστητήρα ένα υγιές δείχμα, στο επόμενο διοιστητήρα ένα δείχμα με τη μετάλλαξη που έχουμε και αν ο ασθενής μας έχει μετάλλαξη τότε παγιδεύεται το δείχμα του στον διοιστητήρα με το πεταλλαχμένο στοιχείο, εάν όχι παγιδεύεται στο υγιές. Αυτό κάθε διοιστητήρας ανοιχνεύει αυτή την αντίδραση με τη βοήθεια του ηλεκτροχημικού φαινομένου, το οποίο μετατρέπει αυτοί την αντίδραση σε ένα σήμα που μπορούμε να αναστρίσουμε με τα ηλεκτρονικά μας και να βάλουμε το συμπέρασμα αν υπάρχει ή δεν υπάρχει. Ακόμα και στην περίπτωση των εγώμενων ετεροζυγοτών, δηλαδή οι ανθρώποι μπορεί να έχουν μετάλλαξη στο ένα από τα δύο τους κρομοσώμα, ενώ το άλλο είναι υγιές, θα ανοιχνεύσουμε κάτι, απλά θα είναι μικρότερο το σήμα, οπότε έτσι μπορούμε να καταλάβουμε σε τι κατομωρία ανήκει. Να δούμε λίγο τώρα τη διαδικασία για να φτάσουμε σε αυτό το μικρολογικό σύστημα για αυτό το μικροτσιπάκι. Ποια είναι τα βήματα που ακολουθούμε για να δημιουργήσουμε ένα μικροτσιπάκι, μια λύση για να στηρίζουμε ένα τσίπ. Πρώτον, πρέπει να διαλέξουμε για την τεχνολογία την οποία ακολουθούμε εμείς συγκεκριμένη ασθένεια με κάποιο μονίδιο το οποίο θέλουμε να αναλύσουμε. Να δούμε αν υπάρχει διαδικασία ανήνωσης ευδιαστηριακή ή αν όχι θα πρέπει και αυτή να αναπτυχθεί, δηλαδή πρώτα στον πάγκο. Μετά η ανάλυση αυτή αρχίζει να προσαρμόζεται στο μικρότερο μέγεθος, περιοριζούσοντας ποσότητες αντιδραστηρίων κλειτοκρατετσής και κάνοντας πολλαπλές δοκιμές. Καταλήγουμε σε ένα σχήμα το οποίο πρέπει να αποτυπωθεί επάνω στο μικροσύστημα. Δηλαδή όταν λέμε ότι χρειαζόμαστε πέντε βήματα ανάπτυξης, ανάμιξης σημαίνει ότι πρέπει να έχουμε πάνω στο τσιπάκι μας αντίστοιχες μικροδεξαμενές τις οποίες θα γίνει η ανάπτυξη αυτή. Φτιάχνουμε λοιπόν, σχεδιάζουμε το μικροσύστημα μας, τα τσιπάκι μας αντίστοιχα με αυτά που χρειαζόμαστε και επιλέγουμε ενεργοποιητές και αισθητήρια που θα μας βοηθήσουν να μετράμε και να ελέγχουν το τσιπ. Ένας ενεργοποιητής ήταν για παράδειγμα μαγνήτης που είδαμε κάτω από το θαλαμίσκο ο οποίος ανακατέβει το δείχμα. Ένας άλλος ενεργοποιητής μπορεί να είναι η θερμική ζώνη στην αλυσιδετία τέταρες υπελημεράσεις που ανεβάζει τη θαμοκρασία και την κρατάει σταυρή για παράδειγμα στους 95 βαθμούς ή στους 63 ανάλογα με τη ζώνη την οποία έχουμε. Και στο τέλος επιλέγουμε την καθεδρολογία ανοίχνωσης. Υπάρχουν διαφορετικοί βιορυστητήρες. Αυτοί που είδαμε και αυτοί που είναι κολλημένοι στις ενεφάνωσες υπάρχουν οι ηλεκτροχημικοί βιορυστητήρες. Υπάρχουν άλλες τεχνολογίες όπως οι μοναδικοί βιορυστητήρες. Στην Ελλάδα στο ITE για παράδειγμα και στο Παρεμιστήμιο της Κρήτης υπάρχει μια τρίτη τεχνολογία τα οποία θα αναφέρομαι είναι η ακουστική αισθητία. Και εκείνη που είναι πολύ διαδεδομένη μέθοδος για την ανοίχνωση είναι η οπτική ανοίχνωση. Όλα αυτά ανάλογα με το τι ασθένεια έχουμε, τι ψάχνουμε, πόσες αγωνίδια, πόσες μεταλλάξεις, πόσους κολυμβουρυθμούς θέλουμε να μετρήσουμε όλα αυτά μας οδηγούν στο να επιλέξουμε και μία την άλλη μέθοδο που έχει κάποια πλονεκτήματα έναντι τον άλλον κάποιες από αυτές μπορούν για παράδειγμα την ανοίχνωση, θα πάμε να ανοιχνεύσουμε ένα μεγάλο αριθμό μεταλλάξεων κολυμβουρυθμών. Με τους ηλεκτροχημικούς και τους κορυπτικούς θα μετρήσουμε μικρότερο πλήθος από αυτοί τους κολυμβουρυθμούς αλλά με αρκετά πιο οικονομικά αντιδραστήματα. Για παράδειγμα δεν χρειάζεται κάποια ειδική περιστασία που λέγεται σήμανση, οπότε αυτό είναι ένα πλαιονέκτημα. Και εδώ βλέπουμε τώρα τους δύο τύπους αισθητήρων, πρώτα τους ηλεκτροχημικούς, ποια είναι η ιδέα, αυτό που ανέφερα προηγουμένως. Είναι δύο περιπτώσεις, θα κοιτάξουμε κυρίως στην περίπτωση αυτήν. Στην περίπτωση βλέπουμε το παράδειγμα αντιγώνωμα της σώματος. Εδώ πρέπει να είναι δηλαδή ουσιαστικά για την ανήχνευση, για την πρωτεϊνική ανάλυση θα λέει εγγανής, ενώ εδώ έχουμε μια γενετική ανάλυση. Εδώ ασχολούμαστε πλέον με DNA, με κομμάτια του DNA. Αυτό το οποίο γίνεται είναι ότι επάνω στον αισθητήρα μας έχουμε αγκινητοποιήσει, όπως έλεγα προηγουμένως, μια αλληλουχία από 25 μέχρι 250 βάσεις τυπικά, που περιέχει μέσα εκείνο το σημείο που ψάχνουμε να δούμε αν έχει τον πολυμορφισμό ή όχι. Το λογόμενο σημιακό πολυμαθησμό ή όχι. Γιατί αν σε ένα σημείο, για παράδειγμα, η αδενήμη έχει αντικατασταθεί από κάποια άλλη βάση και περιμένει επάνω στον αισθητήρα αυτός ο ένας κλόνος να περάσει το δείχνο και να αντιδράσει μαζί του από το αίμα του ασθενούς το συμπληρωματικό του. Έχει, που μπαλάει μαζί του από την προηγούμενη επεξεργασία, κάποια ομόρια, θεροκίνη για παράδειγμα, κάποια συγκεκριμένα ομόρια, τα οποία επιταχείων δημιουργούν το ηλεκτροχημικό φαινόμενο. Αρχίζουν, λοιπόν, κεραίων κάποια ηλεκτρόνια, δημιουργούν ένα σήμα, το οποίο εμείς μπορούμε με αρκετά ευαίσθητα ηλεκτρονικά να μετρήσουμε και να μεταφράσουμε στον κατά πόσον έγινε η αντίδραση ή δεν έγινε. Αντίστοιχοι τεχνικοί ακολουθούν ηχορητικοί αισθητιές. Αυτό είναι μια ανάπτυξη από το Ιστορίο Μικροελεκτρονικής του Δημοκριτού, το οποίο χρησιμοποιούμε πειραματικά σε κάποια από τα μικροελικά στιγμάτια. Εδώ είναι μια κατασκευή, η οποία επάνω σε πυρίτιο, με μία μικρή απόσταση μάλλον από μία βάση πυριτιού, έχει κατασκευάσει λεπτά ημένια επίσης πυριτιού, όταν αντιδράσουν με αυτές τις παγίδες από το αίμα του ασθενείου τα αντίστοιχα δείγματα, τότε αυτό το ημένιο αρχίζει και κάμπτετ. Η κάμψη του οδηγεί σε διαφορά στη χορητικότητα που υπάρχει, την οποία μετράμε εδώ πέρα, της τάκτου πίκοφαραδ, δηλαδή εξαιρετικά μικροελεκτροποποιήσει, αλλά είναι και αυτές μετρήσιμε. Και με τα ηλεκτρονικά μπορούμε να δούμε πάλι το κατά πόσο κάτι αντέδρασε ή όχι. Σε περίπτωση που δεν είχε αντιδράσει ή είχε αντιδράσει μερικός, το ημένιο παραμένει σχετικά επίπεδο στην αρχική του μορφή. Εάν αντιδράσει, φυσικά βαρένει, κάμπεται και έχουμε διαφοροποιήσει στη χορητικότητα. Αυτή είναι η ιδέα αυτόν των διευθυντήτων. Τώρα, τι χρειάζεται για να γίνουν όλα αυτά, για να κατασκευαστεί έναν τέτοιο μηχάνημα, για να προσαρμόσουν με τέτοιες εξετάσεις ένα τσιπάκι. Καταρχήν, ένας διεπιστημαϊκός χαρακτήρας. Η ομάδα της Μάιτρο Μπιτζεν, όπως θα δείτε, ξεκινήσαμε αρχικά δύο μέλη, δύο στην προσπάθεια αυτή του 2007. Είχαμε κάνει κάποιες προσπάθειες ακόμα πιο πριν, αλλά η τελετρία εδρύθηκε το 2007. Και σήμερα έχουμε μια ομάδα περίπου 10 ανθρώπων, όπου όλοι έχουν διαφορετικές και συμπληρωματικές ειδικότητες. Έτσι ώστε να μπορούμε να καλύψουμε το ευρύ φάσμορα των πραγμάτων που χρειάζεται για να υλοποιήσουμε αυτές τις γίνσεις. Συγγνώμη. Παρ' όλα αυτά, η τεχνονοσία δεν επαρκεί. Χρειάζεται και εξωτερικές συνεργασίες. Θα αναφερθώ σε αυτές μετά, σε επόμενη μία φάση. Αυτό το οποίο έχουμε επιτύχει από το 2007 μέχρι σήμερα είναι η κατασκευή ενός τέτοιου πρωτοτύπου. Αυτό το μηχάνημα που βλέπετε σχεδιαστήκε και κατασκευαστεί εξωτερικού θλίλου εδώ στην Ελλάδα το οποίο μπορεί να διαχειριστεί τέτοιου τύπου μικρογραφικά συστήματα. Όλα τα ηλεκτρονικά έχουν κατασκευαστεί από το μηδέν, ειδικά για αυτή τη λύση, το λογισμικό. Και παράλληλα έχουμε και κάποιες πατέντες, τον τρόπο διαχείρισης των μικρογραφικών κυκλωμάτων. Δηλαδή όλος ο έλεγχος των ρόων μέσα στο μικρογραφικό γίνεται με κάμερα, είναι πολύ πιο οικονομική και ακριβή στον έλεγχο της από άλλες τεχνικές που κυκλοφορούν σε άλλα μηχανήματα. Και όπως ανέφερα προηγουμένως, έχουμε αναπτύξεις στο λογισμικό για τον έλεγχο των μετρήσεων, για την ανάλυση των αποτελεσμάτων, για την προσαρμογή του μηχανήματος σε καινούργιες εφαρμογές. Γιατί ναι μεν αυτή τη στιγμή μετράει και η λιωκάκη, αλλά έχουν γίνει δοκιμές και ανοιτιστική ίνωση. Θέλουμε στο μέλλον να κάνουμε και προσαρμογές σε άλλες ασθέδειες κτλ. Όπως ανέφερα προηγουμένως, χρησιμοποιούμε και τεχνονοσία από στρατηγικούς συνεργάτες. Και έχω ήδη αναπτύξει τον ιστορικό του μικροελεκτρονικής, με τους οποίους συνεργαζόμαστε για τους χωριστικούς μυριστητήρες. Το εργαστήριο των διαγνωστικών προϊόντων, είδατε κάποια μέλη του στο βιντεάκι το οποίο έχουν γυρίσει, μας βοηθάνε πάρα πολύ στην ακινητοποίηση αυτών των δυομωρίων πάνω σε επιφάνειες, έτσι ώστε να μπορούμε να πούμε ότι πάνω στους αισθητήρες μας έχουμε αυτές τις παγίδες που ανέφεραν. Έχουμε κάποια συνεργασία με το ιστορικό για τροβιολογικό ερευνό της Ακαδημίας Αθηνών. Για τους ηλικτροχημικούς αισθητήρες συνεργαζόμαστε με το πανεψήμι της Ταραγγώνα στην Ισπανία, ενώ με ένα γερμανικό ερευνητικό κέντρο και μια εταιρεία για το σχεδιασμό και την κατασκευή αυτού των μικροορυκών κυκλωμάτων. Αυτά τα κυκλώματα έχουν κατασκευαστεί στη Γερμανία από το Micro-Fielding Chip Shop. Αυτό ήταν μια γενική εικόνα της προσπάθειας που γίνεται εδώ στην Ελλάδα για αυτά τα μικροορυκά στίματα στη δική μας, δηλαδή στη δική μας εταιρεία. Υπάρχουν αντίστοιχες προσπάθειες αρκετές παγκοσμίως, με διαφορετικές τεχνικές και τεχνολογίες. Αυτή τη στιγμή μπορώ να πω ότι κάποια προϊόντα έχουν βγει στην αγορά, σαφώς. Η διαφορά είναι ότι τα περισσότερα αυτά τα προϊόντα δεν είναι αυτό που λέμε bleed-to-read, δηλαδή από το αρχικό αίμα που πρέπει να τον στενεί, να καταλήξουν σε μια τελική διάγνωση, σε ένα report, σε μια απόφαση. Περισσότερα από αυτά καλύπτουν κάποια από τα βήματα που παρουσιάσαμε. Όμως οι ομάδες που ασχολούνται με το να ολοκληρώσουν όλες τις δεργασίες σε ένα τσίπ, υπάρχουν, ο καθένας με τον διαφορετικό του τρόπο. Και είναι ένα είδος αγώνα δρόμου, να δούμε ποια είναι αυτές οι τεχνολογίες, θα φτάσουν πρώτα στον Ίμα, γιατί προφανώς είναι περισσότερες από μία. Και θα συνεχίσουν μετά. Από τη δική μου πλευρά αυτό ήταν λίγο πολύ η εικόνα που ήθελα να σας μεταφέρω. Αν υπάρχουν ερωτήσεις, πολύ ευχαριστώ. Ευχαριστώ πολύ. |
