Bilene Soruyoruz | Dr. Ludo van Haasterecht

22. Hafta


Merhaba Dr van Haasterecht,

Başlangıç olarak, bize kendinizden bahsedebilir misiniz? Kimsiniz, şu an ne üzerine çalışıyorsunuz, ve bu süreçte çalışabildiniz mi? Çalışmalarınız etkilendi mi?

Vrije Üniversitesi‘nde (Amsterdam) 3. yılında olan bir doktora (PhD) öğrencisiyim. Tıp fakültesi mezunuyum ve lisans ve yüksek lisans eğitimlerimi Brüksel’de (Belçika) tamamladım. Sonrasında rekonstrüktif cerrahiye ilgi duymaya başladım ve Amsterdam’da staj yaptım. Yüksek lisans sürecimin sonunda, şu an üzerinde çalıştığım projeye başvurdum, ki bu projenın tıp ile hiç alakası yok! Başlangıçta bazı çekincelerim vardı fakat yine de başladım.

Temelde, insan derisindeki kollajen matriksin hem yara oluşumu anlamında hem de cerrahi işlem esnasında deri hareketliliği anlamında yeniden düzenlenmesi ile ilgili çalışıyorum; hipertropik yara dokusu oluşumu riskini azaltmak için yaradaki gerilimi azaltmanız gerekiyor. Projemin temeli basitçe bu ve daha sonra konuşacağımız görüntüleme tekniği çerçevesinde şekillenmiş durumda.

Şu ana kadar birkaç makale yazmayı tamamladım, ve farklı birkaç tanesi üzerinde çalışıyorum. Laboratuvara girmeyi dört gözle bekliyordum fakat pandemi geldi…

Geçtiğimiz 3 ay, herkes için olduğu gibi zorlayıcı bir şekilde, evdeydim. Devam eden deneylerim için klinik denemeler yapmaya çalışıyordum, bazı deneyler yapıyordum fakat şu an hepsi yarım kaldı. Ben de hazırlık aşaması için yapılabilecekleri tamamlamaya çalıştım; makalelerin giriş bölümlerini tamamlayıp bazı diğer makalelerimi toparladım. Fakat 3 ayın sonunda her şey oldukça zor bir hal almaya başladı. Evden çalışarak işlerimi halledebildiğim için şanslıydım ancak hepsi zorlaşıyor. Burada şu an normal benzeri bir duruma geçmiş gibiyiz, fakat benim deneylerim taze insan derisi temin edebilmeme bağlı. Kozmetik cerrahi işlemleri benim kaynağımdı fakat bu işlemler de şu an gerçekleşmiyor. Şu an için ana sorunum bu.

Peki yara iyileşmesi PhD çalışmalarınızın ana konularından birisi diyebilir miyiz?

Evet, yara iyileşmesi çalışmalarımın genel temalarından birisi denilebilir. Patolojik yara dokusu oluşumu, konuyu daha spesifik bir şekilde özetleyebilir. Yara iyileşmesi, yaralanma sonrasında birey olarak tamamen iyileşme evresi için hayati öneme sahip. Yaranın iyileşmesi gerekiyor, ve deri bağlamında baktığımız zaman karşımıza ilk çıkan konu yara dokusu oluyor. Yara dokusu için iyileşme en büyük sorunlardan birisi şu an. Benim çalışmalarımın konusu veya amacı tam olarak bu değil; patolojik yara dokusu oluşumu asıl tema. Yanık yaraları özelinde ise hipertropik yara dokuları. Temelde steroidler ve yara iyileşmesi denilebilir bu konu için.

Fizik ve astronomi bölümünde, biofotonik üzerine çalışan bir tıp doktorusunuz. Bu geçiş/dönüşüm nasıl gerçekleşti?

Pek çok durumda tıp fakültesi üniversite binasının yanında bulunur. Vrije Üniversitesi’nde bu ikisi neredeyse aynı bina, aralarında yalnızca bir cadde var. Benim çalıştığım uygulamalı bilimler bölümü ile tıp fakültesi arasında da oldukça kısa bir mesafe var. Coğrafik uzaklık anlamında baktığımız zaman oldukça yakınlar yani. Buradan yola çıkarak, tıp doktorları ve temel bilimciler arasında işbirliği oldukça yaygın, ve bu işbirliklerinden birisi de benim danışmanlarım arasında. Birisi Prof. Dr. van Paul van Zuijlen, cerrah, ve diğeri de fizik bölümünden Prof. Marloes Groot. Birkaç yıldır beraber çalışıyorlardı ve her ikisi de kullandıkları tekniğin deri ve yara araştırmalarındaki translasyonel öneminin farkında. Projeyi beraber kazanıyorlar ve ben de bu sayede buradayım. Bence bu, çalışmak için oldukça güzel bir yol. Danışmanlarından birisi araştırmanın klinik sonuçlarına odaklanmış, ki ben de bu yöne doğru eğiliyorum. Diğer danışmanım ise teorik bilim üzerine uzmanlaşmış ve beni uç noktalara kadar zorluyor. Translasyonel araştırma yapmak için çok faydalı bir yol bu.

Dr Haasterecht Presentation

Peki bu geçiş sizin için kolay oldu mu?

Öyleydi diyemem. Özellikle başlangıçta iniş ve çıkışlarla doluydu. Konuya giriş benim için çok zordu çünkü her şey çok teknik detaylarla doluydu. Bu tür konularda biraz geek olabiliyorum, bu yüzden bu tür teknik detaylar ile yüzleşmekten korkmadım. Fakat bütün geçmiş eğitiminiz hastalara yardım edip insanlarla çalışmak üzerine yoğunlaşınca böyle bir konuya geçiş yapmak zor oluyor. Kendinizi birden 7/24 laboratuvarda buluyorsunuz. Bu zordu. Özellikle, her PhD projesinden asıl bir işe kalkıştığın ile ilgili hazırlık yapabilmek için çalışacağın konuyu derinlemesine biliyor olmak gerekiyor. Eğer bilim çerçevesinde bir eğitim aldıysan bu zaten yıllardır hazırlandığın bir durum. Fakat insanlarla çalışmak üzerine eğitildiysen kendini birden laboratuvarın ortasında buluyorsun. Buna alışmak biraz zaman alabiliyor.

Yara iyileşmesi, doku mühendisliği çalışmaları için de heyecan verici konulardan birisi. Yanık yaralarının iyileşmesi üzerine dikkat çekici derecede bir tecrübeye [1] sahipsiniz ve çalışmalarınız için bazı görüntüleme teknikleri kullanıyorsunuz. Hatta son yayınlanan araştırmanız [2] yanık örneklerini incelemek için oldukça ilginç bir teknik, Second Harmonic Generation (SHG), içeriyor. Bize bu teknikten bahsedebilir misiniz?

Bu ilginç teknik, SHG Mikroskobu olarak geçiyor. PhD çalışmalarımda kullandığım ana teknik de temelde bu. Aslında oldukça ilgi çekici bir teknoloji. Deri ile ilgili araştırmalarda birkaç on yıldır kullanılıyor. Tip1 ve tip2 kollajen için spesifik bir teknik ve biliyoruz ki tip1-2 kollajen deride çok fazla miktarda bulunmasının yanısıra kıkırdak ve diğer dokularda da bulunuyor. İnsan vücudunda en fazla miktarda bulunan protein. Örneklerinize zarar vermeden içindeki kollajeni incelemek için çok faydalı bir cihaz; boyama veya parçalama gibi ilave işlemlere gerek bırakmıyor. Sonuç olarak da hücre-altı düzeyde gerçekten çok güzel 3D kollajen fiber görüntüleri elde ediyorsunuz.

Bazı SHG mikroskobu görüntüleri; kıkırdak hücreleri/kondrositler (yeşil) arasında kollajen (kırmızı) lifleri. Görüntülerin büyük versiyonları için lütfen üzerine tıklayın.

Ben çalışmalarımda ölü deri parçalarını inceliyorum. Seninle de bir çalışma yaptık ve orada kondrositler/kıkırdak hücreleri tarafından üretilen kollajeni inceledik (bkz. yukarıdaki görseller). Seninle bu tekniği benim PhD çalışmalarım için kullandığımdan çok farklı bir şekilde kullandık. Soru içerisinde refere ettiğin makale (bkz. [2]) temelde kollajenin kaybolması ile ilgili. Tip1 kollajenin termal/ısısal bozunmasına bağlı olarak SHG sinyalinin azalmasını inceledik. Molekül-üstü düzeyde kollajenin yeniden düzenlenmesindeki yapısal değişimi izlemek için kullandık bu tekniği. Fakat ipin diğer ucunda, seninle yaptığımız çalışmada, kollajenin farklı hücre tipleri tarafından üretimini inceledik. Tek bir görüntüleme tekniğinin kollajen ile alakalı çalışmalarda böyle iki ayrı uçta kullanılabiliyor olması oldukça etkileyici!

Annotation 2020-07-17 210606
Termal bozunmaya bağlı SHG sinyal azalması

SHG kollajen varlığına bağlı çalışıyor dediniz. Bu, bu tekniğin doku mühendisliği çalışmalarında da faydalı olabileceği anlamına gelir mi? Farklı bazı polimerler için de kullanabilir miyiz?

Second Harmonic boyalar var, benzer şekilde çalışıyor. Bu teknik kollajenin kimyasal yapısından dolayı değil, moleküler yapısından dolayı kollajene spesifik. Kollajen lifleri, iç simetriye sahip olmadığı için sentro-simetrik olmayan bir yapıya sahip. Bu sayede second harmonic sinyaller yayabiliyorlar. Bunu yapabilen bazı başka malzemeler de var, aktin mesela. Aktin de SHG sinyali yayıyor fakat örneklerde kollajene göre o kadar az miktarda kalıyor ki, genellikle görmesi çok zor oluyor. Yani biyolojik açıdan baktığımız zaman, dokudaki miktarlar açısından, kollajen en baskın protein olduğu için bu teknik için oldukça uygun bir seçenek.

Würzburg’da düzenlenen son biofabrikasyon kongesindeydim ve bu tekniğin orada bahsedilmesini bekliyordum açıkçası. Çoğu biofabrikasyon projesi kollajen içeren dokuları konu alıyor, öyleyse neden bu alanda kullanılmıyor bu teknik? Bunu gerçekten anlayamıyorum…

Ek bilgi:

Ayrıca Third Harmonic Generation (THG) mikroskobu da var, fakat tamamen farklı bir temelde çalışıyor. Çok daha az spesifik. Basitçe, yalnızca refraktif indeks/kırılma indisi değişimlerini görüyorsunuz. Örnek olarak, lipid tabakalarını görebilirsiniz fakat aslında spesifik bir biçimde değil. Pek çok şey görüyorsunuz ama neyin neye ait olduğundan, gördüğünüzün ne olduğundan emin olamıyorsunuz. Görüntü işleme çalışmalarına çok bağımlısınız. SHG sonucunu ele aldığımız zaman kollajen içeren bir dokuya baktığınız zaman gördüğünüzün kollajene ait olduğundan emin oluyorsunuz.

18-10-15
Ex-vivo insan derisinin multiphoton-mikroskopi görüntüsü. SHG (kırmızı) ile kollajen lifleri; THG (yeşil) ile lif arayüzlerini ve 2-foton uyarılmış (2-photon excitation microscopy) oto-floresans (mavi) ile elastin lifleri görüntülenmiş. – Link

Bu tekniği neden daha fazla kullanmadıklarını ben de merak ediyorum aslında. Yüksek maliyet veya kullanmak için gereken uzmanlık sebebiyle olabilir mi?

Tipik bir ışık mikroskobunu kullanmak gibi olmadığı aşikar. Üstelik, burada konuşulan miktar birkaç yüz euro da değil. Laboratuvarda mikroskop ile ilgili malzemeleriniz yoksa biraz pahalı bir cihaz; fakat her biofabrikasyon laoratuvarının da kendine ait bir tanesine sahip olmasına gerek yok! Bu tür görüntülemeleri sizin için yapabilecek görüntüleme birimleri var çoğu kurumun. Ayrıca, yeni çıkan son sürüm 3D bioprinterlara baktığımız zaman, bu mikroskoptan çok daha pahalı olduklarını da belirtmem gerekiyor.

Bu alanda polimer görüntülenmesi için kullanılan tek teknik bu değil, ve sizin de kariyerinizde buna örnek olabilecek çok güzel bir konu olduğunu biliyorum. Makalelerinizden birisi, sağlıklı doku içine sızan meme implantlarının görüntülenmesi ile ilgili bir teknikten, Uyarılmış Raman Saçılması/Stimulated Raman Scaterring (SRS) bahsediyor [3]. Bu çalışmanızın alandaki etkisi üzerine ne söyleyebilirsiniz?

Bu çalışma durup dururken ortaya çıkmadı. Son zamanlarda meme implantları ile ilgili sorun yaşayan kadınlar ile ilgili çıkan haberleri görmüşsünüzdür. Bu konuda pek çok tartışma yapılıyor ve kadınlar meme implantları ile ilgili oldukça endişeli. Eski implantların yapısal olarak sağlam olmadığını biliyoruz, ve sızdırma yapmaya oldukça müsaitler. Son birkaç on yıldır bu implantların yapısal bütünlüğü ile ilgili pek çok iyileştirme yapıldı, fakat hala bu konuda şikayetçi olan fazla sayıda kadın var ve sorunların nereden kaynaklandığını kesin olarak bilemiyoruz şu an için. Implant kabuğunun çevresindeki doku ile bir etkileşimi ile ilgili bir sorun mu var, yoksa implant malzemesinin parçalanarak farklı dokulara ve lenf bezlerine gitmesi ile mi ilgili?

Bu aslında yukarıda bahsettiğimiz işbirliklerinin başlangıcı konusu için de güzel bir örnek. Ben plastik cerrahi bölümünde çalışıyordum ve fizik bölümünde meme implantları ile ilgili çalışmaların yapıldığını biliyordum. Fizik bölümünden bir arkadaşım biyolojik örneklerde mikroplastik teşhisi üzerine çalışıyordu ve beraber çalışmaya başladık. Bana numunelerim için yardımcı olmaya başladı; deniz midyeleri ile çalıştık ve birden bu güzel makale ortaya çıktı.

Annotation 2020-07-17 211341
SRS kullanarak biyolojik numunelerde mikroplastik (görüntülerde yeşil) teşhisi. Detaylı bilgi için lütfen soruda refere edilen makaleyi inceleyin.

Şu an bu konu ile ilgili ikinci bir makale üzerine çalışıyoruz. Bu sefer bu tekniği şikayetleri olan ve olmayan pek çok kadından toplanan örnekler üzerinde uyguladık. Çalışma çok yakında yayınlanacak! Bu çalışmanın alandaki etkisi bence daha geniş olacak çünkü bu sefer gerçek örneklere ve gerçek verilere sahibiz. Yöntem umarım bu sorunlar için kullanılır. Görece yeni bir teknik ve alışıp kullanması zaman alıyor. Fakat patologlar için önemli bir veri sağlıyor. Hastanelerin böyle bir cihaz satın almasını veya kendi kendilerine bunu üretmelerini beklemiyorum. Böyle bir kimyasal-spesifik görüntülemenin patoloji bölümlerine katma değer sunacağını düşünüyorum. Tipik histoloji numunelerinde neye baktığınızdan her zaman emin olamayabilirsiniz, ve kimyasal-spesifik görüntüleme buna bir çözüm sunabilir.

SRS için konuşuyorken, doku mühendisliği uygulamaları ile ortak bir nokta bulabiliriz, poly-dimethylsiloxane (PDMS). PDMS yalnızca meme implantlarında en yaygın biçimde kullanılan malzeme değil, aynı zamanda doku mühendisliği çalışmalarında lab-on-chip uygulamaları veya bioink malzemelesi olarak  da yaygın bir kullanıma sahip. Bu kapsamda, SRS’in doku mühendisliği için potansiyel bir kullanımı olduğu söylenebilir mi?

Bu tamamen ne çalıştığınıza bağlı. Yavaş bir teknik ama çok önemli bir sorun olmasa gerek bu. Tipik histoloji numunelerindeki uygulamalarımız yaklaşık 1 saat sürüyor mesela. Bizim çalışmamız için SRS olmazsa olmaz bir noktadaydı çünkü tipik histoloji numunelerinde olduğu gibi işlemler uygularak numunelerimizi tahrip etmek istemiyorduk. Örneğiniz hakkında kimyasal-spesifik bilgi ve örneğinizin çerçevelenen dokudaki yerleşimi hakkında bilgi istiyorsanız mükemmel bir teknik SRS. Eğer daha standartlaşmış toksikoloji çalışmalarına ihtiyacınız var ise tipik kimyasal teknikler daha uygun olabilir sizin için. SRS oldukça iyi bir çözünürlüğe sahip, fakat dedeksiyon limiti çok iyi değil. Sonuç olarak, basit toksikoloji verilerine ihtiyacınız varsa tipik kimyasal teknikler daha verimli olacaktır. SRS bizim için önemliydi çünkü histoloji örneklerimizdeki kimyasal-spesifik sinyalin dokudaki yerleşimi hakkında bir veriye ihtiyaç duyuyorduk.

Doku mühendisliği açısından baktığımız zaman da elinizde geniş zaman var; bu yüzden uygun bir teknik olabilir diye düşünüyorum.

Görüntüleme tekniklerinin doku mühendisliği araştırmalarında daha yaygın bir biçimde kullanılabilmesi için ne tür yönler geliştirilebilir sizce? Bu iki alanı birleştirebilmemiz için bize tavsiye verebilir misiniz?

Bence doku mühendisliğinde kullanılabilecek pek çok seçenek var ve şu an için bunların başında SHG geliyor. Neden kullanılmadığına hala anlam veremiyorum. Sanırım bunun sebebi fizik ve doku mühendisliği bölümleri arasındaki işbirliği eksikliği olabilir. Daha iyi bir ortaklık oldukça önemli olacaktır. Yapılması gereken çok şey var fakat her iki bölüm de birbirinden öğrenebilir, ve sanırım en uygun yol da bu olur. İşbirliğine girmek isteyenler şunun farkına varmalı, fizik bölümünde çalışanlar da sizin ne yaptığınıza dair bir fikre sahip değil! Bu yüzden birbirinize karşı sabırlı olun ve ne istediğinizi açıklamaya çalışın. Projelerinizin artı ve eksilerini anlamaya çalışın. Fizik bölümündekilerin kapısını çalın ve sizin için ne yapabileceklerini öğrenin.

Peki genç nesiller?

Genç nesiller için, merak ve yüksek motivasyona sahip olmak… Bunlar hevesli öğrenciler için gereken en önemli tavsiyeler!

Zamanınız ve ilginiz için çok teşekkür ederim tekrar! Sizinle konuşmak benim için büyük zevkti. Çalışmalarınızda başarılar diliyorum!

Teşekkür ederim! Ben de çok keyif aldım!

 


Referanslar:

[1] Jaspers, Mariëlle EH, et al. “A systematic review on the quality of measurement techniques for the assessment of burn wound depth or healing potential.” Burns 45.2 (2019): 261-281

[2] Kelly, A. A., et al. “Effective Enzymatic Debridement of Burn Wounds Depends on the Denaturation Status of Collagen.” Wound repair and regeneration: official publication of the Wound Healing Society [and] the European Tissue Repair Society.

[3] van Haasterecht, Ludo, et al. “Label‐free stimulated Raman scattering imaging reveals silicone breast implant material in tissue.” Journal of biophotonics 13.5 (2020): e201960197

Multiphoton imaging: https://www.osa-opn.org/home/gallery/image_of_the_week/?page=10

 

 

Bir Cevap Yazın

Aşağıya bilgilerinizi girin veya oturum açmak için bir simgeye tıklayın:

WordPress.com Logosu

WordPress.com hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Twitter resmi

Twitter hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Facebook fotoğrafı

Facebook hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Connecting to %s

WordPress.com'da bir web sitesi veya blog oluşturun

Yukarı ↑

Web sitenizi WordPress.com ile oluşturun
Başla
%d blogcu bunu beğendi: