وقتی تکنولوژی سهم چاقوی جراحی در تشخیص نارسایی کلیوی را کم می کند
مشکلات کلیوی از بیماری های رایج در انسان امروزی است. با توجه به نوع تغذیه و شرایط کمبود تحرک در بخش زیادی از مردم، میزان ابتلا به این مشکلات را بالا برده و کاهش هزینه های تشخیصی و درمانی آن در دنیای امرزوی از مهمترین اهداف محققین این حوزه تعریف می شود. دانشمندان دانشگاه پرینستون و دانشگاه میشیگان طی مطالعه ای از کامپیوتر و نه تیغ جراحی برای جداسازی و شناسایی ژن‌های مشتق‌شده از انواع خاص سلولی استفاده کرده اند. درک چگونگی عملکرد ژن‌ها در بافت‌های خاص برای مقابله با بیماری‌های انسانی از قبیل بیماری‌های قلبی، نارسایی کلیه و سرطان حیاتی است. با این حال ایزوله‌کردن انواع سلول‌ها در این نوع مطالعه برای اکثر بافت‌ها غیرممکن است. این شیوه که "کالبدشکافی نانوسیلیکونی" نام گرفته، مطالعه نظام‌مند ژن‌های دخیل در بیماری‌ها را ممکن می‌کند.
تیم تحقیقاتی از این روش برای شناسایی موفقیت‌آمیز ژن‌های بیان‌شده در سلول‌های موسوم به podocytes که در بیمای‌های کلیوی عملکرد نادرستی دارند، استفاده کرد. نتیجه ی بررسی ها نشان داد که الگوهای خاصی از فعالیت این ژن‌ها با شدت نارسایی کلیه در بیماران هم‌بسته بود. این مدلسازی کامپیوتری (که خود از علوم رو به توسعه در حوزه مهندسی پزشکی بشمار می رود) به طور قابل‌توجهی دقیق‌تر از مدل‌های آزمایشی بر روی موش‌ها و شناسایی ژن‌های podocytes بود.
با استفاده از این تکنیک، محققان هم‌اکنون می‌توانند ژن‌های خاص بخشی از یک بافت کلی مانند بخش بیوپسی کلیه را با هدف علائم ویژه مرتبط با انواع خاصی از سلول بررسی کنند. با ارزیابی الگوهای بیان ژن تحت شرایط مختلف در این سلول‌ها، یک رایانه می‌تواند از تکنیک‌های یادگیری-ماشین برای تعیین نوع سلول‌های حاضر استفاده کند. این سیستم سپس تشخیص می‌دهد چه ژن‌هایی در نوعی از سلول مطلوب بیان شده‌اند. این اطلاعات برای تعریف‌کردن بیومارکرهای بیماری و انتخاب اهداف دارویی بالقوه ارزشمند است.با اعمال شیوه جدید به نمونه‌های بیوپسی کلیه، محققان دست کم 136 ژن بیان‌شده را در podocytes کشف کردند. دو مورد از این ژن‌ها می‌توانستند عامل بیماری باشد. نویسندگان این مقاله همچنین نشان دادند کالبدشکافی نانو سیلیکونی را می‌توان برای استفاده در سلول‌ها به جز سلول‌های کلیه به کار برد؛ بنابراین شیوه جدید برای مطالعه طیفی از بیماری‌ها کارآمد است. این تکنیک محاسباتی بسیار دقیق‌تر از روش معمولی است که شامل ایزوله‌کردن انواع خاص سلول در موش‌هاست. دقت شیوه ارائه‌شده 65 درصد در مقابل 23 درصد برای شیوه موش گزارش شده است. جزئیات این مطالعه در مجله Genome Research منتشر شده و قابل دسترسی است.
