Almanya Helmholtz Akıllı Biyoteknolojiler Enstitüsü Direktörü Prof. Dr. Ali Ertürk ve ekibi, kanser tedavisinde yan etkileri ortadan kaldırabilecek yeni bir teknoloji geliştirdi.
Münih’teki Helmholtz Doku Mühendisliği Enstitüsü Direktörü Prof. Dr. Ali Ertürk ve ekibi, ilaçlar ve yeni tedavilerin yan etkilerini ortadan kaldırabilecek yeni bir teknoloji geliştirdi. SCP-Nano adı verilen bu yöntem, etken maddelerin vücuttaki dağılımını tek hücre düzeyinde analiz ederek kanser ve gen terapileri gibi yüksek riskli tedavileri daha güvenli hale getirmeyi amaçlıyor. Buluş, mRNA ilaçları ve gen terapileri başta olmak üzere birçok alanda devrim yaratabilir. Yeni teknik sayesinde ilaçlar vücutta yalnızca hedef hücrelere yönlendirilebilecek, böylece sağlıklı dokular zarar görmeyecek. Prof. Dr. Ertürk, geçtiğimiz yıllarda ekibiyle geliştirdiği ‘DISCO Transparency’ adlı özel yöntemi sayesinde deney faresinin tamamı ve kalp, göz, pankreas gibi bazı insan organ ve dokularını, süper transparan hale getirip (şeffaflaştırıp) üç boyutlu lazer mikroskoplarla, ‘hücre hücre’ dijital olarak haritalandırmıştı.
OLASI YAN ETKİLER İLK KEZ TAM OLARAK GÖRÜNTÜLENDİ
Ertürk ve ekibinin bu teknikle elde ettikleri ‘dijital deney faresi’ sayesinde, tıp araştırmalarında insan deneylerinden önceki aşama olan canlı hayvan deneyleri tamamen ortadan kalkacak. Prof. Dr. Ertürk ve ekibi, işte bu teknoloji ile kansere de umut olarak görülen mRNA tabanlı aşıların, vücutta nerelere ulaşabildiğini inceledi. Yapay zeka tabanlı deep learning (derin öğrenme) de kullanarak dünyada ilk kez, bir tedavi şeklinin yan etkisi de hücre düzeyinde, mikroskobik detaylarıyla görüntülendi. Bu çalışmanın yüksek yan etkili kanser veya gen terapileri gibi hayati tedaviler açısından çığır açacağını kaydeden Prof. Dr. Ertürk, bu sayede nokta atışlı, yan etkisiz ilaçlar geliştirilebileceğini vurguladı ve “Kanser tedavisi gören insanların ömrünü uzatmayı değil, hastalıktan tamamen kurtulmasını hedefliyoruz ve bu bizim için de çok heyecan verici” dedi.
HÜCRESEL DETAYDA GÖRÜNTÜ ALINABİLİYOR
Prof. Dr. Ali Ertürk ve ekibi tarafından geliştirilen bu yeni teknoloji ‘SCP-Nano (Single Cell Precision Nanocarrier Identification)’ olarak adlandırılıyor. Bu yöntem, nano taşıyıcıların (ilaç aşı veya gen terapi moleküllerini hücrelere taşımak için kullanılan baloncuklar) tüm fare vücudundaki dağılımını tek hücre düzeyinde analiz edebiliyor. SCP-Nano, optik doku şeffaflaştırma, lazer mikroskobu ile görüntüleme ve derin öğrenme algoritmalarını birleştiriyor. Öncelikle, fare vücudu şeffaf hale getiriliyor ve üç boyutlu olarak görüntüleniyor. Ardından, yapay zeka tabanlı analizlerle nano taşıyıcıların hangi hücre ve dokularla etkileşime girdiği ve bunların tam olarak nerede bulunduğu net olarak görüntülenebiliyor.
ON YILLARI BULAN ÇALIŞMALAR BİRKAÇ HAFTADA BİTEBİLİR
Prof. Dr. Ertürk’ün devrim niteliğindeki bu çalışması, geçtiğimiz haftalarda bilim dünyasının en prestijli dergilerinden biri olan Nature Biotechnology’de yayınlandı. Makale çıktıktan hemen sonra dünyanın çeşitli yerlerinde ilaç araştırma ve geliştirme konusunda çalışan bilim insanları, Amerikan Gıda ve İlaç Dairesi’ne (FDA) bu yeni yöntemin ilaç geliştirme çalışmalarında yeni standart olarak benimsenmesi gerektiği yönünde görüş bildirdi. Geleneksel ilaç yan etki testlerinin yıllar sürdüğünü belirten Prof. Dr. Ertürk’ün geliştirdiği teknoloji sayesinde on yılları bulan ilaç yan etki çalışmaları birkaç haftaya kadar inebilecek. Prof. Dr. Ertürk, çalışmanın detaylarını paylaşırken şu ifadeleri kullandı: “Yeni çalışmamızda amacımız, geliştirilen ilaçların vücutta tam olarak nerelere gittiğini öğrenmek. Örneğin, vücutta bir yerde kanser var, ilacı veriyorsunuz ama ilaç kanser hücrelerini öldürürken aynı zamanda vücudun başka bölgelerine de gidiyor mu? Bugüne kadar bunu detaylı bir şekilde gösterebilecek bir teknoloji yoktu. Kemoterapinin yan etkileri zaten bundan kaynaklanıyor; yani kanser hücreleri dışında sağlıklı hücreleri de hedef alıp yok edebiliyor.”
ÇALIŞMA İÇİN ÖZEL OLARAK ÜRETİLEN MOLEKÜLLER KULLANILDI
Bu çalışmada özellikle mRNA tabanlı tedavilere yoğunlaştıklarını da ifade eden Prof. Dr. Ertürk, “mRNA ilaçları (aşıları) ve onları taşıyan LNP dediğimiz Lipid Nano Partiküller ile çalıştık. Bunları küçücük taşıyıcı sabun baloncukları olarak düşünebilirsiniz. İçine etki etmesini istediğiniz molekülü koyuyorsunuz, vücutta hedefe gidiyor. mRNA kullanılarak şu an kalp hastalıklarından beyin hastalıklarına, kansere kadar her alanda çalışmalar var. Ancak bunu doğru yapabilmek için yan etkileri olmadan, hedef hücreye tam olarak götürmemiz gerekiyor. Covid aşılarında da kullanılan bu LNP’leri laboratuvar ortamında tasarlayıp ürettik ve deney hayvanlarına verdik” dedi.
‘AŞIDAN YÜZLERCE KAT FAZLASI KULLANILDI’
Prof. Dr. Ertürk şöyle devam etti: “Aşı, gereken etkiyi yaratmak için bağışıklık hücrelerine gidiyor evet, ama bunun haricinde kalp hücrelerine de gittiğini tespit ettik. Tabii ki burada gerçek aşıyı kullanmadık. Kendi laboratuvarımızda ürettiğimiz, aşıda kullanılan LNP dediğimiz molekülleri kullanarak bunları vücutta takip ettik. Deney hayvanında istediğimiz etkiyi oluşturmak için de insana verilen dozdan yüzlerce kat daha fazlasını vermemiz gerekiyordu. Yani kesinlikle aşıyla karşılaştırılabilecek bir oran değil. Şunu da belirtmek isterim ki bir virüs vücutta yayıldığı zaman, aşının binlerce, hatta yüz binlerce katı kadar spike protein vücutta oluşup kalbi gerçekten tamamıyla yok edebilecek hale gelebiliyor. Ayrıca ben kendim de mRNA aşısı oldum, yine böyle bir durum olursa yine olurum. Çünkü bir ilaç sizi ölümden kurtarıyorsa, hayatınızdaki kazancı çok daha büyük demektir.”
YAPAY ZEKA DESTEKLİ SÜPER AKILLI İLAÇLAR
“Bu çalışma için önemli bir adım da yapay zeka oldu” diyen Prof. Dr. Ertürk, sözlerini şöyle sürdürdü: “Çünkü dokuyu şeffaf hale getirip taradığınızda, 100 milyonlarca molekül görüyorsunuz. Bunları normal yollarla analiz etmek mümkün değil. Daha önce kullanılan geleneksel yöntemlerde, geliştirilen ilaçların tam adrese gidip gitmediği tam olarak bilinemiyordu. Bizim geliştirdiğimiz teknoloji, ilacın hedefe ulaşıp ulaşmadığını, ‘hücre seviyesinde’ gösterebiliyor. Bu, ilaç geliştirme sürecini çok hızlandırıyor ve sonuçları da iyileştiriyor. Eğer yanlış bir dağılım olursa, hemen molekülü değiştirebiliyoruz. Bu yöntem, kanser aşıları dışında diğer tüm ilaç geliştirme çalışmalarında da kullanılabilir. Yan etkisi çok yüksek olan ilaçları artık çok kısa bir süre içerisinde daha etkili ve güvenli hale getirebiliriz. Bu metot ‘akıllı ilaçları’ gerçekten ‘süper zeka’ ilaçlar haline getirecek. Yani doğrudan hedefe giden, tam olarak zararlı hücreyi bulup yok eden ilaçlar üretilebilecek.”
‘DÜNYANIN DÖRT BİR YANINDAN İSTEK GELİYOR’
Makale Nature Biotechnology’de yayınlandıktan sonra dünyanın dört bir yanından e-postalar aldıklarını da sözlerine ekleyen Prof. Dr. Ertürk, “Farklı alanlarda ilaçların etkilerini görmek isteyen araştırmacılar bizim teknolojimizi kullanmak istiyor. Örneğin gen terapisi gibi alanlarda bu teknoloji çok kritik. Genetik bir hastalığı düzeltmek istiyorsanız, bunu hücre seviyesinde yapmanız gerekiyor. Araştırmamız FDA’de ilaç geliştirme süreçlerinde çalışan yetkililere de ulaştırıldı. FDA’ya bu teknolojinin ilaç araştırmalarında bir standart haline getirilmesi yönünde istekler gidiyor. Çünkü her türlü ilacın yan etkilerini ve toksisite dediğimiz öldürücü etkilerini analiz etmek için bu yöntem kritik bir araç olacak. Biz de bu konuda en iyi şekilde kullanılabilecek bir teknoloji geliştirdik” diye konuştu.
Prof. Dr. Ertürk’e göre bu yeni teknoloji sayesinde ilaçların hedefe ulaşma başarısı artacak, kanser tedavileri daha güvenli hale gelecek, ilaç geliştirme süreci hızlanacak ve yıllardan haftalara düşecek, maliyetler azalacak, canlı hayvan deneyleri büyük ölçüde ortadan kalkacak. Prof. Dr. Ertürk, 1-2 yıl içinde aynı teknolojiyi hastalarda da denemeye başlayacaklarını vurgulayarak sözlerini noktaladı.
