İlaçların İletimi için Manyetik Bakteriler

Fotoğraf: Simone Schürle ve Takım Arkadaşları

Mıknatıslarla kontrol edilebilen bakteriler, zamanla ilacı doğrudan ihtiyacı olan hücrelere iletebilirler.

Anti-kanser ilaçlarının sıklıkla şiddetli ve sert yan etkilere neden olmasının  sebeplerinden biri, kanser hücrelerine yönelik aktif maddenin sağlıklı hücreleri de etkilemesidir. Aslında bu çoğu ilaç için böyledir, bu yüzden  son yıllarda ilaca ihtiyaç duymayan, sağlıklı hücrelere ve dokulara zarar vermeden hedef bölgelere ilaçların nasıl ulaşması gerektiğini gösteren araştırmalarda artış görülmektedir.

Bu etkili ilaç iletimi için nanoteknolojinin kullanılması bir yol olarak gösterilebilir. Örneğin; ilacın ‘taşıdığı yükü’ ilgili bölgeye aktardığında hedefe özgü nano-/mikrokapsüller veya nano-/mikro robotlar kullanılır.Bu nano/mikro robotlar hareket ve boyut bakımından bakterilerden esinlenmiştir.

Peki Bakterinin Kendisi Mikroskobik İlaç Kuryelerimiz Olarak Kullanılabilirse?

ETH Zürih’teki Simone Schürle liderliğindeki araştırmacılar da tamda bu soruyu sordu.Yakın zamanda Advanced Functional Materials’ da yayınlanan bir makalede, Schürle ve ekibi, yönlendirilen manyetik alanları ,bakterileri hedefe götürebilsin diye ‘kontrol pedi’ olduğu hedeflenen ilaç iletiminin bir yolu olarak manyetik bakterilerden yararlandı.

Bu,bilim kurgu, manyetik bakteriler veya manyeto bakterileri gibi bir şey gözüksede, aslında yaklaşık 45 yıl önce denizde bulundu. Bu egzotik mikroorganizmalar, suda çözünmüş demiri emer ve daha sonra bakterinin içinde kristalleşir. Bu demir oksit kristalleri, bakterilerin kendilerini Dünya’nın manyetik alanıyla uyum sağlamasına izin vererek suda gezinmelerine yardımcı olur.

Bu görüşün kanıtı olarak, Schürle ve ekibi bakterileri aldı ve onlara sıvı içerisinde zayıf dönen manyetik alan uyguladı. Toplu haldeyken, bakterilerin manyetik alana olan hareketi, içinde bulunduğu sıvının akışını kontrol etmesine izin verdi. Bu olay, mikro pompaların neden olduğu etkiye benzemektedir. Bu yüzden bakteriler, bir manyetik alan, kullanılarak sıvıda bulunan aktif maddeleri yüksek doğrulukta hareket ettirebilir. Bu nedenle, kan dolaşımındaki aktif olan terapötiklerin (tedavi edicilerin) doğrudan tümör bölgelerine taşınması için kullanılabilir.

Ayrıca bu konseptin vücudun dışında da kullanılma olasılığı var, örneğin sıvıların bir arada küçük bir flakonda karıştırılması; mekanik mikro pompaların kullanılmasını ortadan kaldırır.

Schürle’nin vurguladığı gibi ,bakterilerin nano veya mikro robotlara göre en büyük avantajı, kolayca üretilebilmeleridir; kolayca biyoreaktörlerde (biyokimyasal proseslerin kontrollü ortamlarda ve operasyon koşullarında (pH, sıcaklık, basınç vb.)gerçekleştirilmesini sağlayan cihazlar) üretebilirsiniz.

Tabi ki bu konsept ilk günlerde laboratuvarda gösterildi. Üstelik bu gibi  klinik çalışmalarında insanlar üzerinde test edilmeden önce, sıkı güvenlik ve sağlık önemleri alınması gereklidir.

Ancak bu süreç, göründüğü kadar gelecekte de çok zor olmayabilir; diğer araştırmacılar, E. coli’yi sözde “canlı terapötikler” olarak kullanıyorlar. Bu yüzden, bir adım daha atarak ileriye gitmek ve doğal olmayan bakterileri bu uygulamayla kullanabileceğini  teorikleştirmek o kadar mantıksız değildir. Sentetik biyolojinin gelişmesiyle birlikte bakteriler bazı fonksiyonlara optimize edilerek modifiye olabilir. Örneğin manyetik alana cevap vererek medikal ve diğer uygulamalarda kullanılabilir.

Bu araştırma ilerledikçe canlı bilimi ve nanoteknoloji daha fazla iç içe geçebilicek ve kesişme noktası dikkat çekicektir.

Kaynak: advancedsciencenews.com