Konvansiyonel kanser (tümörü ortadan kaldırmak yahut küçültmek) tedavisinde karşılaşılan en büyük sıkıntılardan biri, hastanın bedenine enjekte edilen kemoterapi ilaçlarının çok düşük bir oranının tümöre ulaşması, geri kalan kısmının ise bedenin istenmeyen yerlerinde tahribata yol açması. İstenmeyen yan tesirler bedene verilebilecek hasebiyle tümöre ulaşacak ilaç dozunun sınırlanmasına yol açıyor. Bu sorunu çözmek isteyen Almanya Stuttgart Max Planck Akıllı Sistemler Enstitüsü Fizikî Zeka Kısmı Yöneticisi Prof. Dr. Metin Sitti ile takımı kolları sıvadı ve biyohibrit mikrorobot tabanlı çok fonksiyonlu akıllı terapi taşıma sistemleri geliştirdi.
Araştıma grubu daha evvel de sentetik mikrorobotlar geliştirerek kemotrapi ilaçlarının faal bir biçimde tümöre taşınmasını sağlayan bir yol ortaya atmıştı. Artık ise bu mikrorobotları organik husustan üretti. Geliştirdikleri biyohibrit mikrorobotların E.coli bakterilerinin ilaç yüklü taşıyıcılar ve manyetik nanoparçacıklar ile birleşmesinden oluştuğunu söyleyen Dr. Yunus Alapan, “Taşıyıcılarımızın çeperlerini fototermal moleküller ile kaplayarak dışarıdan verilen lazer ışınları ile seçici olarak ısıtabiliyoruz. Bu da taşıyıcı içinde koruma edilen ilaçların istenilen vakitte salınması için kullanılabildiği üzere E.coli bakterilerinin ilaç taşıma vazifesi bittikten sonra etkisiz hale getirilmesi için de kullanılabiliyor. Biyohibrit mikrorobotlarımız E.coli bakterilerinin yüzme kabiliyetiyle hareket ederken, üzerlerine yapıştırılan manyetik nanoparçacıklar bakterilerin yüzme istikametlerinin dışarıdan uygulanan manyetik alanlar ile denetim edilmesine imkân sağlıyor” dedi.
E.COLİ BAĞIRSAKLARIMIZDA YAŞIYOR
E.coli’nin insanların ve göğüslü hayvanların bağırsaklarında da yaşayabilen bir bakteri tipi olduğunu aktaran Dr. Yunus Alapan, “Bu bakteriler epeyce hareketlidir, beden sıcaklığında yüzebilir ve hücre zarıyla etkileşimler yoluyla sentetik gereçlerle işlevselleştirilebilirler. Patojenik ve ölümcül hastalıklara sebep olabilecek alt tipleri olmakla birlikte, belli E.coli cinsleri bedenimizin farklı bölgelerinde bulunan bakteriyel floranın değerli ve yararlı bileşenlerini oluşturuyor. Hatta E.coli’nin insan tedavisi için kullanılma tarihi 1900’lerin başlarına uzanmakla birlikte, günümüzde de muhakkak alt çeşitleri birçok Avrupa ülkesinde probiyotik dayanak eseri olarak tedarik ediliyor” bilgisini paylaştı.
“Biyohibrit robotlar beden içine enjekte edilip tümör dokusuna ulaştıktan sonra dışarıdan verilecek lazer ışınları ile ısıtılarak ilaç salınımı gerçekleştirecek. Bu lokal ısınma ve ilaç salınımının yalnızca tümör hücrelerine ziyan vermekle kalmayacağı ve tümör dokusunun bağışıklık sistemini baskılayan ortamını da bozarak kanser hücrelerinin büyümesini durduracağını öngörüyoruz.” Dr. Yunus Alapan
FARKLI HASTALIKLAR İÇİN DE KULLANILACAK
Akıllı mikrorobotların ileride Alzheimer ve farklı pek çok enfeksiyon hastalığının tedavisi için modifiye edilebilecek platformlar olarak tasarlandığını aktaran Dr. Yunus Alapan, “Hedeflenen hastalıklı bölgenin tedavisine nazaran taşıyıcı içine farklı ilaçlar yüklenebilir ve taşıyıcılarımızın çeperleri antikor üzere hedefleyici biyolojik moleküllerle dekore edilerek spesifik hücrelere seçici olarak yapışması sağlanabilir. Biyohibrit mikrorobotların, kanser tedavisi dışındaki potansiyel uygulama alanlarından biri de bağırsak mikrobiyotasının daha faal bir formda düzenlenmesi olabilir. Halihazırda kullanılan probiyotik bakteriler, biyohibrit robot haline getirilerek bağırsak florası içinde istenilen bölgeye spesifik olarak lokalize edilebilir ve yardımcı teropatik casuslar bu bölgelere taşınabilir” diye konuştu.
Doktora Öğrencisi Birgül Akolpoğlu
BAĞIŞIKLIK SİSTEMİNİ HAREKETE GEÇİRİYOR
Mikrorobotların boyut olarak 1 mm’den daha az olup her geçen gün daha hassas, daha güzel bağlantı kurabilen ve daha hareketli hale geldiği bilgisini paylaşan Doktora Öğrencisi Birgül Akolpoğlu, “Mikrorobotların tıpta kullanım emeli tedavisi mümkün olmayan yahut konvansiyonel tekniklerin yetersiz kaldığı hastalıklar için alternatif tedaviler geliştirmek. Biyohibrit mikrobotlarımızın beden içine enjekte edilmesinden sonraki beklentimiz büsbütün bağışıklık sisteminden kaçmanın tam bilakis tümör merkezinde ve etrafında bağışıklık sistemini harekete geçirmesi. Bakterilerin denetimli bir formda bağışıklık sistemini etkinleştirmesi aslında bakteriyel kanser terapilerinin de temelinde yatıyor ve 120 sene evvel Amerika’da hastalar üzerinde uygulandı. Lakin burada vurgulanması gereken bağışıklık sisteminin etkinleştirilmesi ve terapinin inançlı bir formda gerçekleştirilmesi için hassas bir istikrar yakalanması. Tekrar bu noktada geliştirdiğimiz mikrorobotların kolay kolay modifiye edilmesi bu açıdan birçok avantaj sağlıyor” dedi.
“Biyohibrit mikrorobotlar vazifelerini tamamladıktan sonra yan tesirlere yol açmaması için bedenden uzaklaştırılmalı. Bu noktada bakterileri bedenden atmak için birçok metottan bahsedebiliriz. Bunlardan bir tanesi daha evvelki çalışmalarımızda geliştirmiş olduğumuz hipertermi metodu. Bu usulde, bakteriye bağlanmış olan lipit yapılar lazerle ısınıp, bulundukları bölgenin sıcaklığını 55-60 santigrat dereceye kadar yükseltebiliyorlar. Bu yüksek sıcaklıklar bakterilerin de ortadan kalkmasına sebep oluyor. Buna ek olarak antibiyotik tedavisi uygulanabilir yahut bakteriyel lizis yoluyla misyonlarını yerine getiren bakterilerin duvarının yıkılmasıyla ortadan kaldırılabilirler.” Doktora Öğrencisi Birgül Akolpoğlu
BU TEDAVİ VAR OLAN NEYİ DEĞİŞTİRECEK?
Günümüzde bakterilerin kanser tedavisinde kullanıldığını, bu tedavi prosedürünün de kimi bakteri çeşitlerinin kanserli dokuyu hissetme, bu dokulara yönelme ve orada çoğalma yeteneklerinden dolayı geliştirildiğine dikkat çeken Birgül Akolpoğlu, “Temelinde bu bakterilerin bağışıklık sistemini ayağa kaldırması ve münasebetiyle bağışıklık hücrelerimizin kanser hücrelerini algılayıp onları yok etmesi yatıyor. Bizim metodumuzun avantajı bakterilerin faal olarak denetim edilebilmesi, istenen bölgeye yönlendirilebilmeleri ve taşıdıkları ilaç moleküllerini hedeflenen bölgeye istenen anda salabilmeleridir. Bu formül, halihazırda tıpta kullanılan bakteri temelli tedavileri daha efektif hale getirebilir” açıklamasını yaptı.
“Elbette bu noktada aşmamız gereken kimi sorunlar hâlâ mevcut” diyen Akolpoğlu, “Örneğin, beden ortamındaki sıvı akışlarını (örneğin kan) ve bağ dokularımızın ağır, çeşitli makromoleküllerle dolu fonksiyonel ağ yapısını hesaba katarak, mikrorobotlarımızı bu çeşit güçlü ortamlara da yüksek hassasiyetle yönlendirmek ve denetim etmek için stratejiler geliştirmeliyiz. Ayrıyeten tedavinin uygulanacağı hastanın güvenliğini garantilemek ismine mikrorobotlarımızın potansiyel immünolojik tepkiler karşısında bile beden içerisinde uzun müddetli çalıştırılabileceğinden emin olmalıyız” görüşünü paylaştı.