Üç üniversiteden melanom için mikroiğne yama

İstanbul'da faaliyet gösteren üç üniversitenin akademisyenleri, cilt kanserinin en ölümcül türlerinden biri olarak bilinen melanomla mücadele amacıyla yenilikçi bir tedavi yöntemi ortaya koydu. Geliştirilen sistem, kemoterapi ilaçlarını ve fototermal tedaviyi tek bir platformda birleştirerek tümör bölgesine doğrudan ulaşmayı hedefliyor. Çalışma, Yıldız Teknik Üniversitesi (YTÜ), Marmara Üniversitesi ve İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa (İÜC) iş birliğiyle hayata geçirildi.

Haberler.com'da yayınlanan habere göre, projenin koordinasyonu, bu üç kurumun 2022 yılında kurduğu Sağlık Biyoteknolojisi Mükemmeliyet Ortak Uygulama ve Araştırma Merkezi (SABİOTEK) bünyesinde yürütüldü. TÜBİTAK ve Türkiye Sağlık Enstitüleri Başkanlığının (TÜSEB) finansal desteğiyle ilerleyen süreçte, YTÜ Biyomühendislik Bölümü Öğretim Üyesi ve SABİOTEK Direktörü Prof. Dr. Cem Bülent Üstündağ liderliğinde bir araştırma ekibi oluşturuldu. Ekip, ilaçların hedef bölgeye en etkin şekilde iletilmesini sağlayan yeni nesil bir mikroiğne platformu üzerinde yoğunlaştı.

Araştırmacılar, 3 boyutlu biyoyazıcı teknolojisini kullanarak hidrojel tabanlı mikroiğneler üretti. "3D-Printed Microneedle Patch for the Treatment of Melanoma via Synergistic Chemotherapy and Photothermal Therapy" başlığıyla yayımlanan çalışmada, iki farklı tedavi mekanizması sinerjik bir etki yaratmak amacıyla bir araya getirildi. Mikroiğneler, kemoterapötik ajanı doğrudan tümör bölgesine taşıyarak kontrollü salınım sağlarken; fototermal bileşen ise ışık enerjisini ısıya çevirerek lokal sıcaklık artışı oluşturuyor. Bu çift etkili yaklaşımın, tedavinin yerel etkinliğini artırırken sistemik yan etkileri minimize etmesi öngörülüyor.

Prof. Dr. Cem Bülent Üstündağ, teknolojinin temelinde 2021'de desteklenen bir TÜBİTAK projesinin yattığını aktardı. Üstündağ, başlangıç aşamasında Türkiye'de sığır derisinden elde edilen yerli jelatinlerin, uluslararası pazarda yaygın kullanılan ticari ürünlerle karşılaştırıldığını ve benzer performans gösterdiğini tespit ettiklerini belirtti. Bu bulgunun ardından, mikroiğne yapımında yerli kaynaklardan temin edilen jelatinler kullanılmaya başlandı. Üstündağ, "Kemoterapi ve fototermal tedavinin birlikte kullanılmasına olanak sağlayan, sinerjik etki oluşturmasını hedeflediğimiz mikroiğne temelli bir yama geliştirdik" ifadesini kullandı.

Geliştirilen sistemin mimarisinde iki işlevsel bölge bulunuyor. Prof. Dr. Üstündağ, fototermal etkiyi güçlendirmek için yaklaşık 5-10 nanometre boyutundaki "grafen kuantum noktaları"ndan faydalandıklarını açıkladı. Bu noktalar ışıkla uyarıldığında ısı üretiyor ve mikroiğnenin taban kısmına yerleştiriliyor. Kemoterapötik ilaç olarak kullanılan 5-florourasil (5-FU) ise mikroiğnelerin uç bölümlerine konumlandırılıyor. Sodyum aljinat ve jelatin temelli biyomalzemelerden üretilen iğnelerin cilde nüfuz etmesiyle, dışarıdan uygulanan ışık sayesinde hedef bölgede yaklaşık 42 dereceye varan lokal bir sıcaklık artışı sağlanıyor.

Üstündağ, bu ısının kanser hücrelerinde programlı hücre ölümünü tetiklediğini ve aynı zamanda yüklenen ilacın kontrollü salımını desteklediğini vurguladı. "Amacımız, mikroiğnelerin cilde nüfuz etmesinin ardından sistemi dışarıdan ışıkla uyararak hedef bölgede kontrollü bir sıcaklık artışı oluşturmak. Yaklaşık 42 dereceye ulaşan lokal sıcaklık artışı, kanser hücrelerinde hücresel süreçleri bozarak programlı hücre ölümü mekanizmalarını tetikleyebiliyor. Aynı zamanda oluşan ısı, mikroiğnelere yüklenen kemoterapötik ajanın kontrollü salımına katkı sağlıyor. Böylece fototermal etki ile kemoterapötik etkiyi aynı sistem içerisinde bir araya getiren çift etkili bir yaklaşım ortaya koyuyoruz" şeklinde konuşan Üstündağ, yöntemin sistemik dolaşıma geçen ilaç miktarını azaltarak yan etkileri sınırlandırabileceğini kaydetti.

Çalışmanın uluslararası alanda da karşılık bulduğu belirtildi. Geliştirilen teknoloji, uluslararası bir yarışmada altın madalya ve Dünya Fikri Mülkiyet Buluşçular Birliği (WIIPA) Özel Ödülü'ne layık görüldü. Ekip ayrıca, mikroiğne sistemi ve mikroiğnelerin deriye penetrasyonunu, uygulama kuvvetlerini ve hedef katmanlara erişimini ölçen bir test platformu olmak üzere iki ayrı patent başvurusunda bulundu. Prof. Dr. Üstündağ, "Mikroiğnenin deriye ne ölçüde penetre edebildiğini, uygulama sırasında oluşan kuvvetleri ve mikroiğnelerin hedeflenen deri katmanlarına ulaşıp ulaşamadığını değerlendiren bir test sistemi geliştirdik" dedi.

Laboratuvar ortamında kanser hücreleri üzerindeki deneylerin tamamlandığı, ancak klinik kullanıma geçiş için preklinik (klinik öncesi) ve klinik araştırmaların gerektiği ifade edildi. Prof. Dr. Üstündağ, "Bundan sonraki aşamada hayvan deneylerini içeren preklinik çalışmaların tamamlanması gerekiyor. Başarılı sonuçların elde edilmesi halinde klinik araştırma aşamalarına geçilebilecek. Ancak preklinik ve klinik çalışmalar uzun süreli ve yüksek bütçeli araştırma süreçleri gerektiriyor" uyarısında bulundu. Akademik çalışmaların ürüne dönüşmesi için sanayi iş birliğinin kritik olduğunu vurgulayan Üstündağ, sağlık teknolojilerinde dışa bağımlılığın azaltılmasının stratejik önemine dikkat çekti.

Yerli ham madde kullanımının sürdürülebilirliği açısından önemli bir adım olan çalışmada, mikroiğnelerin üretiminde kullanılan jelatinin Türkiye'deki bir üreticiden temin edildiği belirtildi. Üstündağ, yerli ürünün uluslararası referans ürünlerle benzer sonuçlar verdiğini teyit ettiklerini söyledi. Uzun vadeli hedefin, cerrahi müdahale sonrası bölgede kalabilecek kanser hücrelerine karşı lokal ve tamamlayıcı bir tedavi seçeneği sunmak olduğunu belirten Üstündağ, "Yaklaşımımızın uzun vadeli hedeflerinden biri, tümörün cerrahi olarak çıkarılmasının ardından bölgede kalabilecek kanser hücrelerine karşı lokal ve tamamlayıcı bir tedavi seçeneği geliştirmek. Fototermal etki ile kemoterapötik etkinin birlikte kullanılması sayesinde kalan tümör hücrelerinin ortadan kaldırılmasına yönelik sinerjik bir strateji oluşturmayı amaçlıyoruz. Bunun klinik karşılığının ortaya konulabilmesi için ise preklinik ve klinik çalışmaların tamamlanması gerekiyor" değerlendirmesinde bulundu.

TürkAta Haber Ajansı