211service.com
Et robotmikroskop bringer patologien opp i fart
Et bilde av Cody Daniel brielle domings
Cody Daniel ’11 var en ungdomsskoleelev som lette etter intrikate spøk å spille på vennene sine da han snublet over historien til hacks ved MIT. Jeg syntes den subversive kulturen til MIT var veldig spennende, og jeg elsket karakteren til studentene, sier han. Nå, etter å ha studert maskinteknikk som en av disse studentene, undergraver han status quo på en langt mer seriøs måte – og bringer høyvolum 3D-avbildning inn i patologifeltet, hvor det har potensial til å gi enestående vitenskapelig innsikt.
Det var gjennom en finurlig samtale sent på kvelden på en Steer Roast-fest på MITs Senior House at Daniel først møtte Todd Huffman, som han senere skulle slå seg sammen med for å starte 3Scan, et bioteknologiselskap som endrer måten vi forstår menneskelig biologi på. Han og jeg begynte å snakke om fremtidige teknologier, nevrovitenskap og hjerneopplasting – alle disse rare konseptene der ute, sier han.
Da de møttes, jobbet Huffman i laboratoriet til avdøde Bruce McCormick, en dataforsker og grunnlegger av Brain Networks Lab ved Texas A&M University. McCormick hadde banebrytende teknologi med knivkant skannermikroskop (KESM), som fanger høyoppløselige bilder av tynt oppskåret vevslag, noe som gjør det mulig å lage digitale 3D-bilder av cellulære strukturer. De to innså at med Daniels ingeniør- og instrumentbakgrunn kunne de kommersialisere McCormicks prototype og bruke den til å automatisere mye av det møysommelige arbeidet patologer vanligvis gjør når de undersøker prøver av organer, vev og væsker for å studere og diagnostisere sykdom.
Patologi innebærer vanligvis å kutte vevsprøver for hånd, plassere hver prøve mellom to glassbiter og studere den under et mikroskop. Metoden har vært stort sett uendret i mer enn 150 år. Et menneske kan vanligvis behandle rundt 12 prøvestykker i timen.
Til venstre: Menneskelig muskelvev; Høyre: Murintarm
3Scan øker denne prosessen betraktelig. KESM-verktøyet bruker en automatisert diamantkniv for å kutte prøver med 1000 skiver i timen, samtidig som de skanner et bilde av hver skive, og deretter legger disse skanningene i lag for å lage en 3D-vevsmodell med mikronskala oppløsning, som for en CT-skanning.
3Scans plattform har potensial til å belyse mekanismene som gjør at biologiske prosesser blir unormale, noe som kan forbedre diagnostikken, sier Daniel. Det er bare så mye vev en person kan se i løpet av livet, og hvis vi kan bygge noe som ser på patologi på tvers av mange forskjellige demografier, på tvers av mange forskjellige tilfeller og sykdommer, kan vi få bedre innsikt, resonnerer han. Det er også rapporter som viser at patologer oppnår konsensus om en sak 80 % av tiden. Det er en ganske høy suksessrate - med mindre det er din diagnose, i så fall er det veldig skummelt.
Når 3Scans verktøy utfører bildebehandlingen og de første analysene, sendes dataene tilbake til patologer, som utforsker og oversetter funnene. Vi liker å forestille oss patologen som dirigent for et orkester av roboter som kan gå der ute og avbilde store felt innen biologi, sier Daniel. Patologen spiller en avgjørende rolle i å være det informerte menneskelige perspektivet, og skiller hva som er patologisk og normalt innenfor den biologien.