Çok İnce Bir İğne Beyne Doğrudan İlacı İletebilir
Fotoğraf : Soldan sağa doğru, araştırma takımı Prof Robert Langer, Prof Ann Graybiel, Yrd Doç Dr Canan Dağdeviren ve Prof Micheal Cima.
Minyatürleştirilmiş sistem, belirli beyin bölgelerini etkileyen nörolojik rahatsızlıkları tedavi edebildi.
MIT araştırmacıları, 1 mm3 kadarlık beyin alanlarına ilacın az miktarını gönderebilen minyatürleştirilmiş bir sistem tasarladı.Araştırmacılar hedeflenen dozun bu çeşidinin, beynin dinlenme sırasındaki normal fonksiyonuna karışmadan çok özel beynin işlevini etkileyen hastalıkları tedavi etmeyi mümkün hale getirdiğini söylüyor.
İnsan saç teli kadar ince bir iğne içinde bulunan çeşitli birkaç tüpten oluşmakta olan kullanılan bu cihazla araştırmacılar, ilacın ne kadar verileceği ve ilacın nereye gönderileceği üzerine çok hassas kontrollerle beyne bir veya daha fazla ilacı beynin derinlerine kadar gönderebilir. Fareler çalışmasında, hayvanların motor fonksiyonunu etkileyen bir ilacın hedeflenmiş dozlarını iletebildiklerini görmüşler.
Science Translation Medicine’nin 24 Ocak sayısında yayınlanmış olan makalenin baş yazarı ve Media Arts and Sciences’ın LG Elektrik Kariyeri bölümünde Yrd Doç Dr olan Canan Dağdeviren “ Damardan veya ağız yoluyla verilen dozlarla karşılaştırılırsa çok az miktarlar verebiliriz ve ayrıca ilaç infüzyonu boyunca davranış değişimlerini idare edebiliriz.” diyor.
Makalenin tecrübeli yazarlarından biri ve MIT’de David H. Koch Enstitüsü’nde Profesör olan Robert Larger “ Beyinde sağlanan biyoloji kökenli tıbbi maddeler ve uygulanan biyolojik sensörün sağlanan yeni yolları kadar bu minimal boyutlarda üretilmiş cihazın, ortaya çıkan beyin hastalıklarında büyük etkisi olabileceğine inanıyoruz.” diyor.
Bütünleyici kanser araştırması için MIT’nin Koch Enstitüsü’nün üyesi ve Malzeme Bilimi ve Mühendisliği bölümünde David H. Koch Mühendislik profesörü olan Micheal Cima ayrıca makalenin de tecrübeli yazarlarındandır.
Hedeflenen Etki
İlaçlar, beyin kimyasında sinir ileticiler (nörotrasmiter) de denilen veya sinir ileticilerle etkileşim içinde olan hücre reseptörleri ile genellikle beyin hastalıklarını tedavi etmek için kullanıldı. Örneğin; Parkinson hastalığını tedavi etmek için kullanılmış L-dopa, dopamini ve depresyondaki hastada serotonin seviyesini arttırmak için kullanılmış prozac’ı içeriyor. Ama bu ilaçların yan etkileri de bulunmaktadır. Çünkü beynin her tarafına etki eder.
Cima “Merkezi sinir sistemi ilaçlarıyla ilgili problemlerden birisi de beynin tek bir bölgesi için olmamalarıdır. Yani eğer ilacı ağız yoluyla alırsak o ilaç her yeri dolaşacaktır. Tek yol beynin mm3’ne iletiminde maruz kalınan miktarı sınırlandırabiliriz. Fakat çok küçük kanüllerimiz olmalıdır.” diyor.
Fotoğraf : MIT takımı, ilaçları iletebilmek için beyne yerleştirilebilen ince cihazlar geliştirdi.
MIT takımı, çok küçük alanları hedef alabilen minyatürize edilmiş bir kanül (ilacı iletmek için kullanılmış olan ince tüp) geliştirmeye çalışıyor. Kullanılan mikro üretim teknikleri ile araştırmacılar, 10 cm boyunda ve 30 µm yarıçaplı tüpleri yaptı. Bu tüpler 150 mikron yarıçaplı paslanmaz çelikten yapılmış aşının içinde bulunuyor. Dağdeviren “ Cihaz çok güvenilir ve dayanıklı. İlgili olduğunuz herhangi bir yere onu yerleştirebilirsiniz.” diyor.
Fotoğraf : Cihazlar, bir veya daha fazla ilacın çok küçük miktarlardaki dozlarını iletebiliyor.
Araştırmacılar, deri altına yerleştirebildiğimiz küçük pompalara kanülleri bağladı. Kullanılan bu pompalarla araştırmacılar farelerin beynine küçük dozları iletebildiklerini gösterdi. Deneyin birinde, kontrol mekanizmasına yardım eden ve beynin derinliklerinde bulunan substantia nigra denilen beynin bölümüne musimol denilen ilacı verdiler.
Önceki çalışmalar, musimolün Parkinson hastalığında görülen benzer semptomlara neden olduğunu gösterdi. Araştırmacılar, kullanılan minyatürleştirilmiş aşıyı saat yönünde devamlı çevirmek için uyarılan farelerde bu etkileri oluşturabildi. Ayrıca araştırmacılar, ilacı ileriye taşımak için farklı bir yolla iletilen saline dozu aracılığıyla Parkinson davranışını durdurabildiklerini gösterdi.
Dağdeviren “ Cihaz, Parkinson hastalığı veya Alzheimer gibi tümörleri veya nörolojik hastalıkları hedef almak için gelecekte farklı kimyasallar ile farklı kanallara sahip olduğumuzda kişiye özel hazırlanabilir.” diyor.
Ayrıca bu cihaz, beynin farklı bölümlerinin birbiriyle iletişime geçtiğinde belirli aksamalara sebep olabilen bağımlılık veya saplantılı zorlayıcı hastalıklar gibi davranışsal nörolojik rahatsızlıklar için potansiyel yeni tedavileri geliştirmeyi daha kolay hale getirebilir.
Beyin araştırması için MIT’nin McGovern Enstitü Profesörü ve ayrıca makalenin yazarlarından olan Ann Graybiel “ Eğer bilim adamları ve klinisyenler sinirsel hastalıkları tedavi etmek için iyileştirici molekülü tanımlayabilirse doğru hücrelere terapinin nasıl iletileceği konusunda zorlanılıyor. Çünkü beynin bölgesel olarak ilgili tedavisel etkenleri veya ilaçları iletmeleri için yapısal olarak izleyecekleri yollar karmaşıktır.” diyor.
Ölçülen İlaç Tepkisi
Ayrıca araştırmacılar, ilaç tedavisi sonrası nöronların elektriksel aktivitesinin nasıl değiştiğini izleyebildiğimiz kanüle bir elektrot dahil ettiklerini gösterdi. Şimdi araştırmacılar, beyni takip eden ilaç tedavisinde meydana gelen kimyasal veya fiziksel değişiklikleri ölçmek için kullanılabilen cihazın üstünde çalışıyor.
Araştırmacılar “Kanüller insan beynini kapsayan farklı boyutlarda beyinde kullanımı için onlar, alıştırması mümkün olabildiği herhangi bir uzunlukta ve kalınlıkta üretilebilir.” diyor.
Brigham and Women’s Hastanesi’nde beyin cerrahisi bölümünün yöneticisi ve araştırmada yer almayan Antonio Chiocca “ Bu çalışma, minyatürize edilmiş cihazın tek bir nöron veya küçük nöron gruplarının elektriksel aktivitesi ve fonksiyonunun kontrolünü sağlayabilir ve güvenli olarak beyne yerleştirilebilir olduğu görüşlerini kanıtlayan deneyleri bulunduruyor. Bu etki Parkinson hastalığı gibi beynin merkez hastalıklarında önemli olabilir.” diyor.
Araştırma Biyomedikal Görüntüleme ve Bitomühendisliğin Sağlık ve Ulusal Enstitüsü’nün Ulusal Enstitüsü tarafından finanse edildi.
Kaynak : mit.edu
