Nanoteknolojide devrim: ?Akıllı bombalar?la kanseri hedeflemek
Son bulgular, bitki virüs nanopartiküllerinin kanserle savaşta bir silah olarak kullanılabilir düzeye geldiğini göstermektedir. Uzun yıllardan beri çeşitli nanopartikül stratejileri bağlamında hücre-hedefleyici vektörler olarak çok sayıda nanopartikül denenmiştir. Gelinen bu aşamada, bitki virüsü stabilite, kolay üretim, hücreleri hedefleme yeteneği ve terapötik kargoyu taşıma bakımından diğerlerine üstün bulunmuştur. Bu gibi hedeflendirilmiş nanopartikülerden tedavide yararlanabilmek için koloidal stabil olmaları ve retiküloendotelial sistem tarafından alınmaları yanında vücuttan atılabilirlik gibi özelliklere sahip olmaları da gerekiyordu. Son araştırmalara göre, biyodegredabl nanopartiküller bu karmaşık fenomenlere cevap verecek en iyi çözüm olarak öne çıktı.
AKILLI BOMBALAR Geçen yıl, North Carolina State University’den bazı araştırmacıların, çevre dokuları etkilemeden, sadece vücuttaki bazı spesifik hücrelere ilaçları ulaştırabilmek için bir bitki virüsünü başarıyla modifiye ettikleri bildirilmişti.1 Her biri bir insan saçının genişliğinden bin kez daha küçük olan bu minik akıllı bombalar sayesinde yan etkileri büyük ölçüde azaltılmış hatta ortadan kaldırılmış çok daha etkili kemoterapi tedavilerine imkân sağlanabilecekti. Bu araştırmacılar, ilaçları hedef hücrelere taşımak için, oldukça yaygın bulunan ve toksik olmayan bitkisel bir virüsün özelliklerinden yararlanmışlardır. Bu virüs hem konakçı bitki dışında yaşayabilme yeteneği hem de kemoterapide kullanılan ilaçları doğrudan tümör hücrelerine taşımakta kullanılabilecek 17 nanometrelik kargo deposu’na sahip olmaları bakımından araştırıcılara çekici gelmiştir. Bu virüslerin dış yüzeylerine sinyal peptitler adı verilen küçük proteinler yapıştırılarak, bunlara kanser hücreleri gibi belirlenmiş hücreleri arayıp bulma özellikleri kazandırılmıştır. Bu sinyal peptitler, virüsün kargosunu boşaltacağı kanser hücresinin içine girmek için parola görevi de görmektedir.
ILACIN ETKILILI⁄I ARTIYOR Virüslerin taşıdıkları kargolarının bütünlüğü, kanda bol miktarda bulunan kalsiyum ile sağlanmaktadır. Buna karşılık, virüs kalsiyum düzeylerinin çok daha düşük olduğu hücrelerin içine girdiğinde virüs açılmakta ve böylece içerdikleri kanser ilaçlarını, sadece hedeflenmiş hücrelere taşımış olmaktadır. Virüsü benzersiz yapan yapısal tekdüzelik, kargo kapasitesi yanında diğer önemli bir faktör kabuğunun kalın olmasıdır. Virüs kapalı durumdayken içinden dışarı hiçbir şeyi sızdırmamakta ve açılmaya başladığında da yavaş yavaş açılmaktadır. Bu özellik sonuçta, virüsün kargosunu boşaltamadan hücre çekirdeğine ulaşmasına ve ilacın etkililiğinin artması yanında yan etkilerinin de azalmasına neden olmaktadır.
Son edindiğimiz bilgilere göre, John Innes Centre (JIC), UK’da yapılan benzer çalışmalar sonucunda Cowpea mozaik virüsünden boş (RNA içermeyen) virüs-benzeri partiküller kolaylıkla elde edilebilir hale gelmiştir.2 Boş Cowpea mozaik virüsü, protein kapsit içinde, çevreye zarar vermeyen proseslerle kobalt veya demir oksidi enkapsüle edebilmektedir. Dış yüzey kimyasal modifikasyonlara izin vermektedir. Boş virüs-benzeri partiküllerin geliştirilmesiyle terapötik ajanların hedeflenerek taşınması böylece gerçekleştirilebilmiştir.
John Innes Centre Ingiltere’de bitki bilimi ve mikrobiyoloji alanındaki bağımsız bir uluslararası mükemmeliyet merkezi (centre of excellence) dir. Bu çalışma, Biotechnology and Biological Sciences Research Council (BBSRC) ile John Innes Vakfı tarafından desteklenmiştir.
ARAŞTIRMA YENI ALANLAR AÇACAK Birçok bilim insanı, daha önce de radyasyon veya kimyasal muamelelerle virüs partiküllerinin genetik materyallerini boşaltmaya çalışmış ve çeşitli yöntemlerle infeksiyon yapmayan partiküller elde edilebilmişlerse de partiküllerin tam olarak boşaltılmasını başaramamışlardı.
JIC’deki araştırmacılar ise bitkilerdeki prekürsörlerinden boş partikülleri toplayıp, ekstre ettikten sonra gerekli kimyasalları içlerine yerleştirebilme yöntemini keşfetmişlerdir. Yukarıda da değinildiği gibi virüsün yüzeyinin yararlı moleküllerle donatılması zaten daha önce çeşitli araştırmacılar tarafından başarılmıştı. Şimdi ise ilaçlarla yükleyerek bunlardan kimyasal taşıyıcılar yaratmak mümkün olabilecektir. Bu teknoloji ile ilaç çok daha kesin bir biçimde hedefe ulaştırılmış olacak, tüm teknolojiye büyük bir değişiklik olarak yenilik getirecek ve araştırmada yeni alanlar açacaktır. Şu an için tüm potansiyel uygulamaları kestirebilmek pek olası olmamakla birlikte uygulama alanlarından birinin kanser tedavisi olacağına da şüphe yoktur.
Bilime destek konusunda hâlâ tereddütlü bir ülke olarak ve yeri gelmişken belki bazılarını düşünmeye sevk edebilir ümidiyle biraz bu konseyden bahsetmek istiyorum. BBSRC, Birleşik Krallık Araştırma Konseyleri (Research Councils UK, RCUK) olarak birlikte çalışan yedi araştırma konseyinden biridir. RCUK, hükümetin Iş, Inovasyon ve Yetenekler Departmanı (Department for Business, Innovation and Skills, BIS) tarafından finanse edilmişdir. BBSRC’nin bugünkü bütçesi 450 milyon sterling’dir. Birleşik Krallık’taki üniversite ve enstitülerde yaklaşık 1600 bilim insanı ve 2000 araştırma öğrencisini desteklemektedir.
TÜIK’in açıkladığı verilere göre sadece 2008 yılında kamu, özel sektör ve diğer kesimler tarafından Ar-Ge’ye toplam 6,9 milyar lira harcanmış olan ülkemizde hâlâ elle tutulur bir inovasyonun bulunmaması en azından düşündürücüdür. Bu denli başarısız olunabilmesi için bu harcamaların ya herhangi bir hedef belirlenmeden rastgele yapılıyor ya da bu kaynağın beceriksiz kişilerin kullanımına sunuluyor olması gerekmektedir. Üzücü olan şu ki yıllar önce, benimle birlikte ilaç sektörünün her kesimini temsilen katılan birçok bilim insanının katkılarıyla hazırlanan ve birer projeksiyon çalışması olan 9. Kalkınma Planı ve TÜBITAK Vizyon 2023 Raporu’nda bu konulara özellikle dikkat çekilmiş ve desteklerin bu hedefler doğrultusunda yapılmasının önerilmiş olmasıdır.
1. Nanomedicine (Lond). 2009 Jul;4(5):575-88
2. Small March 9, 2010
