Kanser biyoteknolojisinde ilerleme sağlamak, farklı ilaçları ve tedavi yöntemlerini sürekli olarak test etmeyi gerektirir. Ancak, bu testlerin doğru sonuçlar vermesi ve gerçekten etkili olan tedavilerin bulunması çoğu zaman karmaşık ve zor bir süreçtir. Bu sürecin geliştirilmesi, kanserle mücadelede daha etkili ve hızlı sonuçlar almayı sağlayabilir. İşte burada devreye yeni bir teknoloji giriyor: şeffaf fareler.
Şeffaf Fare Teknolojisi Nasıl Çalışıyor?
2018'de Helmholtz Münih araştırma merkezinden Prof. Ali Ertürk, bir fareyi nasıl şeffaflaştıracağını buldu. Şimdi ise ekibi, belirli doku türlerini vurgulamak için kimyasal maddeler kullanarak bu teknolojiyi daha da geliştirdi. Bu sayede, dokuların daha önce görülmemiş ayrıntılarla taranabilmesi mümkün oldu.
Bu yöntem, daha önce tespit edilemeyen küçük tümörleri belirleyebilir. Bu, kanser ilaçlarının insanlar üzerinde test edilmeden önce farelerde tümörleri ortadan kaldırabildiğini göstermek için önemlidir. Bu çalışma, tıbbi araştırmaları devrim niteliğinde bir şekilde ilerletebilir.
İlaç Testlerinde Yeni Bir Dönem
Bu yeni tarama yöntemi, kanser ilaçlarının test edildiği süreci tamamen değiştirebilir. İlaçların etkinliği genellikle öncelikle fareler üzerinde test edilir ve yeni tarama yöntemi, bu testleri daha verimli hale getirebilir.
Prof. Ertürk, tarama yönteminin, MRG (manyetik rezonans görüntüleme) ve PET taramalarının göremeyeceği çok küçük tümörleri bile tespit edebildiğini söylüyor. Bu, kanser ilaçlarının, insanlar üzerinde test edilmeden önce farelerdeki tümörleri yok etme yeteneğinin gösterilmesi açısından önemli.
Farelerin Şeffaflaştırılması ve İlaçların Etkinliğinin Test Edilmesi
Normalde, laboratuvar fareleri kansere maruz bırakılır ve klasik tarama yöntemleri ile tümörün ilerlemesi izlenir. Daha sonra test edilen kanser ilacıyla tedavi edilir ve tedavinin herhangi bir fark yaratıp yaratmadığını görmek için tekrar tarama yapılır.
Prof. Ertürk'ün tarama yöntemi, sadece ölü fareler üzerinde kullanılabilir. Fareler kansere maruz bırakıldıktan sonra şeffaflaştırılır ve yeni tarama tekniği kullanılarak taranırlar. İlacın etkinliğini test etmek için sadece birkaç fareyi şeffaflaştırmak yeterli olacaktır.
Ertürk'ün tarama yöntemi (aşağıda) tümör dokusunu daha detaylı gösterir. Geleneksel bir tarama (yukarıda, beyaz) yalnızca en büyük tümör konsantrasyonlarını gösterir.
Prof. Ali Ertürk hakkındaki önceki yazılarımız:
Çalışmanın Detayları
10 Temmuz 2023'te Nature Biotechnology dergisinde yayınlanan makaleye göre, Prof. Ali Ertürk ve ekibi, "wildDISCO" adını verdikleri yeni bir teknik geliştirdi. Bu teknik, standart IgG antikorlarının fare vücudunun tamamına nüfuz etmesini sağlayan bir kimyasal yöntemdir. Bu yöntem, hücrelerin moleküler yapısını ve dağılımını tüm vücutta haritalandırmak için kullanılabilir. Bu, özellikle sinir sistemi gibi vücudun her bölgesine yayılan sistemlerin daha iyi anlaşılmasına yardımcı olabilir.
WildDISCO, standart antikorların fare vücudunun tamamına nüfuz etmesini sağlamak için kolesterol ekstraksiyonuna (yağ moleküllerinin dokudan çıkarılması) dayanır. Bu, antikorların çeşitli doku katmanlarına, kaslara ve kemiklere tutarlı bir şekilde nüfuz etmesini sağlar. Bu teknik, tüm fare vücudunu içeren hücre tipi ve protein dağılımının haritalarını sağlar.
Bu çalışma, özellikle sinir sistemi gibi vücudun her bölgesine yayılan sistemlerin daha iyi anlaşılmasına yardımcı olabilir. Örneğin, sinir sistemi, çeşitli organları birbirine bağlayan karmaşık bir ağ oluşturur, ancak bu ağın tam olarak nasıl dağıldığı ve hangi hücre tiplerinin yer aldığı hala tam olarak bilinmemektedir. WildDISCO, bu tür soruları yanıtlamak için kullanılabilir.
Ayrıca, bu teknik, fare vücudundaki lenfatik sistem gibi diğer sistemlerin de haritalandırılmasını sağlar. Lenfatik sistem, vücuttaki sıvı dolaşımını düzenler ve bağışıklık sisteminin önemli bir parçasıdır. WildDISCO, lenfatik sistemdeki hücrelerin ve proteinlerin dağılımını göstererek, bu sistemlerin nasıl birlikte çalıştığını daha iyi anlamamızı sağlar.
Son olarak, bu teknik, fare vücudundaki nadir hücre tiplerini ve yapıları belirlemek için de kullanılabilir. Örneğin, araştırmacılar bu teknikle, kanserli farelerde oluşan nadir bağışıklık hücresi kümelerini (tertiyer lenfoid yapılar) belirleyebilirler. Bu yapılar, kanserli dokularda bağışıklık yanıtını artırabilir ve kanser tedavisinde potansiyel bir hedef olabilirler.
Teknoloji ve Kanser: Gelecekteki Olasılıklar
Bu tarama teknolojisi, kanser gibi hastalıkların nasıl geliştiğini daha iyi anlamamızı sağlayabilir. Farklı ilaçların ve tedavilerin etkilerini tüm vücut bağlamında gözlemleyebilmemiz, araştırmacılara daha geniş bir anlayış kazandırabilir.
Teknolojinin diğer bir avantajı ise, 3-boyutlu bu görüntülerin online olarak saklanması ve araştırmacıların kendi deneylerini yapmak veya hayvanın farklı kısımlarını incelemek istediklerinde bu kütüphaneden faydalanabilmeleridir. Prof. Ertürk, bu teknolojinin, laboratuvar hayvanı kullanımını on kat azaltabileceğine inanıyor.
Bu yeni teknoloji sadece farelerle sınırlı kalmayıp, her türlü hayvan üzerinde kullanılabilir. Hatta, insan dokularını ve organlarını şeffaflaştırmak için de kullanılabilir.
Sonuç
Şeffaf fare teknolojisi ve yeni tarama yöntemi, bilim dünyasında heyecan verici bir yeniliktir. Bu, hastalıkların gelişimini ve tedavi yöntemlerinin etkilerini daha iyi anlamamıza yardımcı olabilir. Gelişen teknoloji, kanseri tespit etmek, tedavi etmek ve önlemek için yeni yollar bulmamıza yardımcı olabilir. Ve tüm bunlar, kanserle mücadelede büyük bir adım olarak görülebilir.
Ali Ertürk kimdir? Eğitimi
Ertürk Türkiye'de büyüdü. Lisans eğitimini Ankara Bilkent Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü'nde tamamladı. Lisans eğitimi sırasında Yale Tıp ve Harvard Tıp'ta olmak üzere ABD nörobiyoloji laboratuvarlarında iki yaz stajı yaptı. Daha önce bir araştırma laboratuvarında hiç zaman geçirmemiş, Türkiye'den hiç ayrılmamış ya da uçakta bulunmamıştı. "Benim için çok önemli bir şeydi" diyor. Sinirbilim alanındaki doktora araştırması için görüntüleme teknolojileri ve doku temizleme üzerine çalıştığı Max Planck Nörobiyoloji Enstitüsü'ne gitti. Fotoğraf çekti, gerçek dünyayı ve mikroskobik olanı birleştirdi. "Sevdiğim şey, özellikle geceleri fotoğraf çekmek." Sesli kitaplar okumayı seviyor; yılda 70-80 kitap alıyor.
Ertürk'ün mentoru ve Helmholtz Münih'in CEO'su Matthias Tschöp, 'yeni nesil mühendislik' ve AI (yapay zeka) teknolojilerini birleştirerek biyomedikali dönüştürmek için yola çıktıklarını söyledi. "Sistem biyotıp, yüksek çözünürlüklü görüntüleme ve yapay zeka alanındaki uzmanlığı ile Ali Ertürk, toplum olarak maruz kaldığımız artan sağlık tehditleriyle mücadele etmek için bugün ihtiyaç duyduğumuz 'melez' bilim insanını somutlaştırıyor" diyor. Bilimsel başarılarının ötesinde, "Ali'nin bulaşıcı derecede yaratıcı bir zihni var." Başarılı bir sanatçı ve fotoğrafçı olarak etkileyici yetenekleri olan sentetik bir düşünür.
