/Kemoterapi, kanser tedavisinde onlarca yıldır kullanılan en etkili yöntemlerden biri.
Ancak bu güçlü ilaçların önünde önemli bir engel bulunuyor: Kan dolaşımına verilen ilaçların tamamı kanser hücrelerine ulaşamıyor.
Bir kısmı hedefe varmadan sağlıklı dokuları etkileyerek yan etkilere yol açarken, tümöre ulaşan ilaçların da hücre içine yeterince girememesi tedavinin başarısını sınırlayabiliyor.
Bilim insanları bu soruna yıllardır yeni ilaçlar geliştirerek çözüm arıyor.
Peki ya sorun ilaçların kendisinde değil de hedefe ulaşma biçimindeyse?
Sabancı Üniversitesi Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi öğretim üyesi Prof. Dr. Ali Koşar ve ekibinin Lab on a Chip dergisinde yayımlanan araştırması tam da bu soruya odaklanıyor.
Araştırmacılar, mikroskobik kabarcıklardan yararlanarak hücre zarını kısa süreliğine geçirgen hale getiren bir sistem geliştirdi.
Laboratuvar deneylerinde bu yöntem sayesinde meme, akciğer ve diğer bazı kanser türlerinin tedavisinde yaygın olarak kullanılan kemoterapi ilacı doksorubisinin kanser hücrelerine daha kolay girebildiği görüldü.
Çalışmayı Independent Türkçe'ye değerlendiren Prof. Dr. Ali Koşar, amaçlarının yeni bir kemoterapi ilacı geliştirmek değil, mevcut ilaçların hedef hücreye daha etkili ulaşmasını sağlayacak fiziksel bir yöntem geliştirmek olduğunu söyledi.
Sorun yalnızca ilacın gücü değil
Koşar'a göre kemoterapi ilaçlarının etkinliğini sınırlayan en önemli nedenlerden biri, ilacın kanser hücresinin içine yeterli miktarda girememesi. Koşar, bu noktaya değindi:
Kemoterapi ilaçları güçlü tedavi araçları olsa da bazı tümörlerde ilacın hücre içinde yeterli etkin konsantrasyona ulaşamaması, kanser hücrelerinin ilaç direnci geliştirmesi ve tedavinin sağlıklı dokularda ciddi yan etkilere yol açabilmesi etkinliği sınırlandırabiliyor.
Koşar, bu nedenle çalışmalarını ilaçların hücre içine girişini artırmaya odakladıklarını anlattı.
Bir kemoterapi ilacının etkili olabilmesi için yalnızca tümör dokusuna ulaşması yeterli değil. İlacın daha sonra hücre zarını aşarak hücre içine girmesi gerekiyor.
Ancak hücre zarı birçok molekül için doğal bir bariyer görevi görüyor. Buna tümör dokusunun düzensiz damar yapısı, yüksek doku basıncı ve ilaçların hücre dışına atılmasını sağlayan biyolojik mekanizmalar da eklendiğinde, tedavi daha da zorlaşıyor.
Koşar ve ekibi bu engeli aşmak için hücre zarını kontrollü ve geçici olarak geçirgen hale getirecek bir yöntem geliştirmeyi hedefledi.
Mikro kabarcıklar hücre zarını geçici olarak açıyor
Araştırmacılar, sıvı içinde mikroskobik kabarcıklar oluşturan bir sistem geliştirdi.
Bu kabarcıklar patladığında ortaya çıkan mekanik etki, hücre zarını çok kısa süreliğine daha geçirgen hale getiriyor. Böylece kemoterapi ilacının hücre içine girmesi kolaylaşıyor.
Bilim insanlarının hidrodinamik kavitasyon adını verdiği bu fiziksel olay, araştırmanın temelini oluşturuyor.
Koşar, bu etkinin her hücrede aynı sonucu oluşturmadığını belirterek şöyle konuştu:
En güçlü etkinin bulunduğu bölgede hücreler parçalanabilirken, daha uzaktaki bölgelerde hücreler canlı kalıyor fakat zarları geçici olarak daha geçirgen hale geliyor. Böylece dış ortamda bulunan moleküllerin hücre içine alınması kolaylaşıyor.
Araştırmacılar, amaçlarının hücreleri parçalamak değil, hücre zarında kısa süreli ve kontrollü bir geçirgenlik oluşturarak kemoterapi ilaçlarının hücre içine girişini kolaylaştırmak olduğunu vurguluyor.
Dakikalar içinde dikkat çeken sonuç
Çalışmanın en dikkat çekici bulgularından biri, hücrelerin madde alma hızındaki belirgin değişim oldu.
Araştırmacılar, yöntemin hücre zarını ne kadar hızlı etkileyebildiğini görmek için karbon temelli nanoparçacıkları izleyici molekül olarak kullandı.
Normal koşullarda hücreler bu parçacıkları ilk bir saat içinde bünyelerine alamazken, mikro kabarcıkların oluşturduğu mekanik etkiye maruz bırakılan hücrelerde aynı parçacıklar yaklaşık 10 dakika içinde hücre içine girebildi.
Deneyler sırasında tüm hücreler aynı tepkiyi vermedi. Mikro kabarcıkların en yoğun etki oluşturduğu bölgelerde bazı hücreler parçalanırken, daha uzaktaki hücrelerde yalnızca hücre zarının geçici olarak geçirgen hale geldiği görüldü. Bu da yöntemin etkisinin uygulandığı bölgeye ve şiddetine göre değişebildiğini gösterdi.
Daha düşük doz kemoterapi mümkün olabilir mi?
Araştırmanın dikkat çeken bulgularından biri de yöntemin düşük doz kemoterapi uygulamalarında ilacın etkisini artırabilmesi oldu.
Laboratuvar deneylerinde, özellikle akciğer kanseri hücrelerinde, mikro kabarcıklarla desteklenen düşük doz kemoterapi ilacı olan doksorubisin uygulamasının, kanser hücrelerini normal akciğer hücrelerine kıyasla daha etkili biçimde öldürdüğü görüldü.
Bu sonuç, gelecekte aynı tedavi başarısının daha düşük ilaç dozlarıyla sağlanıp sağlanamayacağı sorusunu gündeme getiriyor.
Böyle bir yaklaşımın doğrulanması halinde, kemoterapinin yan etkilerinin azaltılmasına katkı sağlayabileceği düşünülüyor.
Ancak Prof. Dr. Ali Koşar, bu konuda şunları söyledi:
Mevcut çalışma hücre kültürü düzeyinde gerçekleştirildi. Henüz hayvan modellerinde ilaç dağılımı, tümör küçülmesi, sistemik toksisite veya güvenli doz aralığı değerlendirilmedi. Dolayısıyla 'daha düşük kemoterapi dozu kullanılabilir' demek için henüz erken. Ancak şu aşamada bunun güçlü ve test edilmeye değer bir potansiyel olduğunu söyleyebiliriz.
Farklı kanser türlerinde de test edildi
Araştırma yalnızca akciğer kanseriyle sınırlı kalmadı. Ekip, yöntemi meme kanseri ve nöroblastoma gibi farklı kanser türlerine ait hücreler üzerinde de denedi.
Sonuçlar, her kanser türünün mikro kabarcıkların oluşturduğu mekanik etkiye ve kemoterapi ilacına aynı şekilde yanıt vermediğini gösterdi.
Bu da yöntemin farklı kanserlerde kullanılma potansiyeli taşısa da her tümör için tek bir uygulama yönteminin yeterli olmayacağını ortaya koydu.
Koşar, her kanser türünün biyolojik yapısının farklı olduğunu belirterek, bu nedenle uygulanacak basınç, akış hızı, uygulama süresi ve ilaç dozunun tümörün özelliklerine göre ayrı ayrı belirlenmesi gerektiğini söyledi.
Koşar, "Teorik olarak bu yaklaşım farklı kanser türlerinde uygulanabilir. Ancak hangi parametrelerin en etkili ve en güvenli sonucu vereceğinin her tümör tipi için ayrı ayrı belirlenmesi gerekiyor" dedi.
Yöntemin tüm kanser türlerinde aynı başarıyı göstereceğini söylemek için henüz erken olduğunu vurgulayan Koşar, ilk klinik uygulamaların meme, akciğer veya karaciğer kanseri gibi belirli bir bölgede kitle oluşturan kanserlerde daha gerçekçi olabileceğini söyledi.
İnsanlarda kullanılabilmesi için daha uzun bir yol var
Çalışmanın sonuçları şimdilik laboratuvar ortamında elde edildi.
Yöntemin klinik kullanıma geçebilmesi için önce üç boyutlu tümör modellerinde inceleneceğini söyleyen Koşar, laboratuvarda yetiştirilen, insan dokusunu taklit eden üç boyutlu organ modellerinde (organoidlerde) ve hayvan deneylerinde güvenlik ve etkinliğinin doğrulanması gerektiğine dikkat çekti.
Koşar'a göre bundan sonraki araştırmalarda, mikro kabarcıkların sağlıklı dokular üzerindeki etkisi, güvenli basınç aralıkları, damarlarla etkileşimi ve ilaçların vücut içinde nasıl dağıldığı ayrıntılı olarak incelenecek.
Koşar, "İnsan deneylerine hemen geçilecek bir aşamada değiliz. Önümüzde tamamlanması gereken önemli çalışmalar var" dedi.
Buna rağmen Koşar, geliştirilen sistemin bazı önemli avantajlar sunduğunu belirtiyor.
Sıradaki hedef: Laboratuvardan gerçek tümörlere
Araştırma ekibi şimdi yöntemin yalnızca hücre kültüründe değil, gerçek tümör ortamını daha iyi taklit eden üç boyutlu modellerde ve hayvan deneylerinde de aynı başarıyı gösterip göstermeyeceğini araştıracak.
Bunun yanında sistem yalnızca kemoterapi ilacı doksorubisinle değil, farklı kemoterapi ilaçları, nanopartiküller ve biyolojik tedavilerle birlikte de test edilecek.
Koşar, aynı zamanda hücre zarının neden ve nasıl geçirgen hale geldiğini belirleyen fiziksel mekanizmaları daha ayrıntılı anlamayı hedeflediklerini belirtiyor. Böylece hem etkinliği artırmak hem de sağlıklı dokular üzerindeki olası etkileri en aza indirmek mümkün olabilecek.
Geleceğin kanser tedavisinde yalnızca yeni ilaçlar değil, yeni teknolojiler de belirleyici olabilir
Kanser tedavisinin geleceğinde yalnızca yeni ilaçların geliştirilmesinin değil, bu ilaçların doğru hücreye, doğru miktarda ulaştırılmasını sağlayacak teknolojilerin de önemli rol oynayacağını söyleyen Koşar, geliştirdikleri sistemin bu hedef doğrultusunda atılmış adımlardan biri olduğunu belirtti.
Koşar şunları dile getirdi
Bizim yaptığımız çalışma, ilaçların hücre içine kontrollü biçimde ulaştırılması sorununa katkı sağlamayı amaçlıyor. Hidrodinamik kavitasyon, hücre zarını geçici olarak geçirgen hale getirerek mevcut ilaçların etkinliğini artırabilecek yardımcı bir yöntem olabilir. Ancak bunun klinik faydaya dönüşebilmesi için daha kapsamlı araştırmalara ihtiyaç var.
Çalışma henüz laboratuvar aşamasında olsa da araştırma kanser tedavisinde yalnızca yeni ilaçların değil, bu ilaçların hedef hücrelere daha etkili ulaştırılmasını sağlayacak teknolojilerin de gelecekte önemli bir araştırma alanı olacağını gösteriyor.
*Bu içerik serbest gazeteci veya konuk yazarlar tarafından hazırlanmıştır. Bu içerikte yer alan görüş ve ifadeler yazara aittir ve Independent Türkçe'nin editöryal politikasını yansıtmayabilir.
© The Independentturkish
