Işıkla Aktive Olan Metal Katalizörler Kanser Hücrelerinin Yaşamsal Enerji Kaynağını Yok Ediyor
Fotoğraf: Warwick Üniversitesi
Dinozorların yok olmasına sebep olan astreoitlerin yapısında bulunan bir uzay çağı metali, seçici olarak ışık kullanarak kanser tümörlerini tedavi etmede yeni bir yöntem olarak kullanılabilir.
Çin, Fransa, İsviçre, Heriot-Watt Üniversitesi ve Warwick Üniversitesi’ndeki bilim insanlarının işbirliği ile geliştirilen teknikte ilk kez, hipoksi (oksijen yetmezliği) durumunda bile kanser hücrelerinin yaşamsal enerji kaynağına saldıran ve yok eden İridyum bileşiklerinin ışıkla beraber aktive olmasıyla çeşitli kanser türlerine karşı önemli ölçüde tedavi sağladığı görüldü.
Bu teknik hakkındaki daha detaylı bilgiler, 23 Eylül 2019 tarihinde Nature Chemistry dergisinde yayınlanan tezde yer almaktadır ve bu bilgiler, klinik tedavi uzmanlarınca kanserle mücadelede ve hatta gelecekteki kanserlere karşı aşı yönteminde kullanılabilir.
Fotodinamik terapi (PDT), ışık varlığında aktive olan ve kanser tümörlerine saldırabilen türler yaratan ışığa duyarlı kimyasallar oluşturmak için ışığı kullanır. Bu yöntemi kullanarak, klinik tedavi uzmanları ışığı direkt olarak kanser tümörlerinin spesifik bölgelerine yönlendirebilir ve sağlıklı dokuyu hasardan koruyabilir.
Mevcut metodlar temel olarak oksijen varlığına dayanır ve çoğu tümör hiposiktir yani kandaki oksijen taşınımı yetersizdir. Bu sebeple uluslararası bilim ekibi, kültür ortamında düşük oksijen konsantrasyonlarında bile kanser hücrelerini öldürebilecek bir İridyum metali bileşiği geliştirdi.
Bu teknik, ışığın uygulandığı herhangi bir tümörü tedavi edebilir ve özellikle mesane, akciğer, yemek borusu, beyin ve cilt kanseri tedavilerinde etkilidir. Birleşik Krallık’ta yıllık yaklaşık olarak 10.000 mesane kanseri vakası görülmektedir ve bunlardan yaklaşık 5.000 tanesinde bu tür tedavilerden yararlanmaktadır.
Warwick Üniversitesi Kimya Bölümünden Profesör Peter Sadler:’ Kanser tedavisi çalışmaları boyunca klinisyenler dirençli türlerle savaşmaya çalışıyorlar. İlaçlar ilk başta kanser hücrelerini öldürüyor gibi gözükse de tedavinin tekrarlanmasıyla hücreler dirençli hale geliyor ve kimyasal olarak kendini modifiye ederek ilaçların etki mekanizmasını yok ediyor. Araştırmacılar, kanser hücrelerini yok etmek için yeni geliştirilen yöntemleri deniyorlar. Eğer diğer kanser ilaçlarına karşı dirençli hale gelirlerse, kanser hücrelerini öldürme yolu farklı olduğundan bu tedaviye karşı direnç göstermeyebilirler.
‘’Kanser tedavisinin yan etkilerini mümkün olabildiğince en aza indirmek için önemli bir uğraş var ve hedeflenen bölgeye göre seçici olması için de birtakım çalışmalar yapılıyor. Geliştirdiğimiz bileşik toksik özelliklere sahip değil ve biz de bu sayede kanser hücrelerine yönlendirebiliyoruz, kanserli hücreye nüfuz etmesi için biraz bekliyoruz ve sonra da ışın tedavisi ile bileşiği hücrelerde etkin hale getiriyoruz. Şu aşamada diğer mevcut metodlar ile karşılaştırıldığında kanserli hücrelerin çok kısa bir zaman dilimi içerisinde etkisiz hale geldiğini görüyoruz.’’
Hücre ışıkla aktive edildiğinde, İridyum bileşiği kanser hücresinin enerji üretim merkezi olan hayati bir koenzime (enzimin protein olmayan organik yapıdaki yardımcı kısmı) yani nikotinamid adenin dinükleotide (NADH) saldırarak katalitik olarak yok eder veya okside olmasına sebep olur. Bu durum kanser hücresindeki enerji akışını engeller ve yıkıma uğratır.
Vücudumuz, enerji üretimi için nikotinamid adenin dinükleotid (NADH) koenziminine ihtiyaç duyar. NADH koenzimi, kanser hücreleri için çok yüksek bir öneme sahiptir; çünkü kısa sürede bölünmek ve çoğalmak için çok fazla enerjiye ihtiyaçları vardır.
Araştırmacılar, bileşiğin oksijen varlığında ‘toksik’ bir forma dönüşerek kanser hücrelerini öldürdüğü sonucuna vardılar.
Bilim insanlarından oluşan bir ekip, kanser hücrelerinin öldükçe vücutta bağışıklık tepkisi olarak bilinen immün(bağışıklık) reaksiyonu oluşturacak şekilde kimyasal yapılarını değiştirdiklerine dikkat çekti. Bu durumun, gelecekteki kanser araştırmaları için veri sağladığını ve bu yöntemle tedavi edilen hastaların tekrar edebilecek olası bir kanserli hücreye karşı bağışıklığı olabileceğini belirtti.
Warwick Üniversitesi’nden Profesör Vas Stavros, ’’ Kimyasal moleküllerin reaktivitesini saniyenin binde birinin milyonda biri içinde gibi bir sürede değiştirebilen ışığın gücü, şimdi de dirençli kanser türlerini tedavi etmede kullanılıyor’’ dedi.
Heriot-Watt Üniversitesi’nden Profesör Martin Paterson, ‘’ Bu büyük buluş, modern ölçümlemelerin benzersiz bir etki mekanizmasına sahip olan geleceğin ilaçlarını yapmada ışığın gücünün etkilerini anlamamıza yardımcı oluyor’’dedi.
Sun Yat-Sen Üniversitesi’nden Profesör Hui Chao,’’Şu an elimizde sadece normal oksijen seviyelerinde seçici olarak kanser hücrelerini öldüren bir bileşik yok aynı zamanda fotodinamik terapide tedaviye direnç gösteren hipoksi (oksijen yetmezliği) durumundaki kanser hücrelerinde bile etkili olabilen potansiyel bir ilaç var.’’
Profesör Peter Sadler bu konu hakkındaki görüşlerini şu şekilde açıklıyor:’’ Metal bileşiklerinin vücutta bir kişiyi kanserden gelecekteki saldırılara karşı immunojenik tepki olarak indükleyebilmesi, oldukça heyecan verici bir gelişmedir. Şu an tamamen teorik olsa da yeni yaptığımız çalışmalar ile ayırıcı özelliklerini daha yakından inceliyoruz.’’
‘’En önemlisi de, bu zorlu ve disiplinlerarası projede bizlere inanılmaz katkıları olan Newton Uluslararası Bilim Derneği üyesi 3 yetenekli genç arkadaşa sahip olmamızdı.’’
İridyum ilk olarak 1803’te keşfedildi ve Latice gökkuşağı anlamına gelen ‘iris’ adı verildi. Platin ile aynı aileden gelen İridyum sert, hassas ve dünyanın en korozyona dayanıklı metalidir. Sarı renklidir ve erime noktası 2400°C den fazladır. Ekstrem çevre koşullarına dayanıklı olduğundan uzay araçlarında ve uydularda kullanılır. Genellikle 66 milyon yıl önce dinozorları yeryüzünden silen bir göktaşı ile yer kabuğunda zenginleştiğine inanılır.
Kaynak: phys.org
