211service.com
Ett robotmikroskop sätter fart på patologin
En bild av Cody Daniel brielle domings
Cody Daniel ’11 var en gymnasieelev som letade efter intrikata spratt att spela på sina vänner när han snubblade över historien om hackningar på MIT. Jag tyckte att den subversiva kulturen på MIT var väldigt spännande, och jag älskade elevernas karaktär, säger han. Nu, efter att ha studerat maskinteknik som en av dessa studenter, undergräver han status quo på ett mycket mer seriöst sätt – att föra in 3D-avbildning i hög volym till patologiområdet, där det har potential att ge oöverträffade vetenskapliga insikter.
Det var genom ett knasigt samtal sent på kvällen på en Steer Roast-fest på MIT:s Senior House som Daniel först träffade Todd Huffman, som han senare skulle slå sig samman med för att starta 3Scan, ett bioteknikföretag som förändrar vårt sätt att förstå mänsklig biologi. Han och jag började prata om framtida teknologier, neurovetenskap och hjärnuppladdning – alla dessa konstiga, därute koncept, säger han.
När de träffades arbetade Huffman i labbet hos avlidne Bruce McCormick, en datavetare och grundare av Brain Networks Lab vid Texas A&M University. McCormick hade banat väg för KESM-teknik (knife-edge scanning microscope), som fångar högupplösta bilder av tunt skivade lager av vävnad, vilket gör det möjligt att skapa digitala 3D-bilder av cellulära strukturer. De två insåg att med Daniels ingenjörs- och instrumentbakgrund kunde de kommersialisera McCormicks prototyp och använda den för att automatisera mycket av det mödosamma arbete som patologer vanligtvis gör när de undersöker prover av organ, vävnader och vätskor för att studera och diagnostisera sjukdom.
Patologi innebär vanligtvis att man skär vävnadsprover för hand, placerar varje prov mellan två glasbitar och studerar det under ett mikroskop. Metoden har varit i stort sett oförändrad i mer än 150 år. En människa kan vanligtvis bearbeta cirka 12 provskivor per timme.
Vänster: Mänsklig muskelvävnad; Höger: Murin tarm
3Scan påskyndar denna process avsevärt. Dess KESM-verktyg använder en automatiserad diamantkniv för att skära prover med 1 000 skivor per timme samtidigt som man skannar en bild av varje skiva och sedan lägger dessa skanningar i lager för att skapa en 3D-vävnadsmodell med upplösning i mikronskala, som en datortomografi.
3Scans plattform har potential att belysa de mekanismer genom vilka biologiska processer blir onormala, vilket kan förbättra diagnostiken, säger Daniel. Det finns bara så mycket vävnad som en person kan se under sin livstid, och om vi kan bygga något som tittar på patologi över många olika demografier, över många olika fall och sjukdomar, kan vi få bättre insikter, resonerar han. Det finns också rapporter som visar att patologer uppnår konsensus i ett fall 80% av tiden. Det är en ganska hög framgångsfrekvens - om det inte är din diagnos, i vilket fall det är väldigt skrämmande.
När 3Scans verktyg gör avbildningen och den första analysen, skickas data tillbaka till patologer, som utforskar och översätter resultaten. Vi föreställer oss gärna patologen som dirigent för en orkester av robotar som kan gå ut och avbilda stora fält av biologi, säger Daniel. Patologen spelar en avgörande roll för att vara det informerade mänskliga perspektivet, och skilja vad som är patologiskt och normalt inom den biologin.