Güvenli Nano-Taşıyıcı, İlaçları Doğrudan Hücrelere İletecek
Fotoğraf : Prof. Oliver Lieleg ve Ceren Kimna, tamamen hastalığa yakalanmış hücrelerde ilaçları açığa çıkaran nanoparçacıklar üzerinde çalışma yürütüyorlar.
İlaçlar genellikle istenmeyen yan etkilere sahiptir. Bunun bir nedeni; ilaçların sadece hedeflenen hastalıklı hücrelere ulaşması değil, sağlıklı hücrelere de ulaşarak bu hücreler üzerinde etki göstermesidir.
Münih Teknik Üniversitesi (TUM)’ndeki araştırmacılar, Stockholm’daki Kraliyet Teknnoloji Enstitüsü ile beraber çalışarak ilaçlar için güvenli nano-taşıyıcılar geliştirdiler. Özel bir mekanizma, ilaçların sadece hastalıklı hücrelerde salınmasını sağlıyor.
İnsan vücudu milyarlarca hücreden meydana gelmiştir. Kanser halinde, hücreler kontrol edilemeyen bir biçimde bölündüğünden bu hücrelerden bir çoğunun genomu patolojik olarak değiştirilir. Virüs enfeksiyonlarının nedeni, hastalığa yakalanmış hücrelerde de bulunur. Örneğin kemoterapi sırasında, bu hücreleri yok etmeye çalışmak için ilaçlar kullanılır. Fakat tedavi, sağlıklı hücrelere dahi zarar vererek ve bazen oldukça ciddi yan etkilere sebep olarak tüm vücudu etkiler.
Biyomekanik Profesörü ve TUM Münih Biyomühendislik Okulu üyesi Prof. Oliver Lieleg ile KTH’den Prof. Thomas Crouzier öncülüğündeki araştırma grubu, ilaçların aktif etken maddelerini sadece hastalıklı hücrelerde açığa çıkaran taşıyıcı sistem geliştirdiler.
“İlaç taşıyıcıları, tüm hücreler tarafından kabul edilir,” diye açıklıyor Lieleg. “Fakat sadece hastalıklı hücreler, aktif maddenin açığa çıkmasını tetikleyebilmelidir.”
Sentetik DNA, İlaç Taşıyıcılarını Kapalı Tutar
Bilim insanları, bu günlerde hücre kültürüne dayanarak tümör model sistemlerindeki mekanizma fonksiyonlarını açıkladı. İlk olarak, aktif bileşenleri paketlediler. Bu amaç için ağız, karın ve bağırsakların zarları üzerinde bulunan mukusun ana bileşeni olan, müsin olarak adlandırılan bileşeni kullandılar. Müsinler, şeker proteinlerinin birbirine kenetlendiği bir protein alt yapısından oluşur.
“Müsinler vücutta doğal olarak oluştuğundan, açılmış müsin parçacıkları daha sonra hücreler tarafından parçalanabilir,” diyor Lieleg.
Paketlemenin diğer bir önemli kısmı da vücutta kendiliğinden meydana gelmesidir: Deoksiribonükleik asit (DNA), genetik bilgimizin taşıyıcısıdır. Araştırmacılar, istedikleri özelliklerle DNA’yı sentetik olarak geliştirdiler ve bu yapıları kimyasal olarak müsine bağladılar.Müsin DNA molekülleri içeren çözeltiye gliserol ve aktif bileşen eklenirse müsinlerin çözünürlüğü düşer, müsinler çöker ve aktif bileşeni çevrelerler. DNA zincirleri birbirine bağlanarak yapıyı dengede tutarlar, bunun üzerine müsinler artık kendilerini açamazlar.
Anahtarın Kilidi
DNA ile kararlaştırılmış parçacıklar, kapsüllenen aktif maddeyi yalnız bir defa serbest bırakmak için sadece doğru “anahtar” sayesinde açılabilir. Araştırmacılar, burada mikroRNA molekülleri olarak adlandırılan moleküller kullanıyorlar. RNA ya da ribonükleik asit, DNA ile çok benzer yapıya sahiptir ve vücudun protein sentezinde önemli bir rol oynar, diğer hücre proseslerini de düzenleyebilir.
“Kanser hücreleri, yapısını tamamen bildiğimiz mikroRNA zincirleri içeriyor,” diye açıklıyor çalışmanın baş yazarı Ceren Kimna. “MikroRNA zincirleri anahtar gibi kullanıldığından dolayı özenli biçimde tasarlanmış ilaç taşıyıcı parçacıklarımızı kararlı hale getiren sentetik DNA zincirleri sayesinde kilidi değiştirebiliyoruz.
”DNA zincirleri; mikroRNA’nın ona bağlanabilmesi ve sonuç olarak yapıyı kararlaştıran, var olan bağların kırılması için bu yolla tasarlandılar. Parçacıklardaki sentetik DNA zincirleri, diyabet ya da hepatit gibi diğer hastalıklarla ortaya çıkan mikroRNA yapılarına da uyum sağlayabilir.
Yeni mekanizmanın klinik uygulaması henüz test edilmedi, öncelikle daha karmaşık tümör model sistemleriyle ek laboratuvar incelemeleri gereklidir. Araştırmacılar, aynı zamanda mevcut kanser tedavilerini geliştirmek üzere aktif maddeleri açığa çıkarmak için bu mekanizmayı daha fazla değiştirerek incelemeyi planlıyorlar.
Kaynak : phys.org
