İstanbul'da üç üniversitenin bilim insanları, melanom tedavisinde kemoterapi ile fototermal tedaviyi aynı platformda birleştiren 3 boyutlu biyoyazıcıyla mikroiğne temelli yama sistemi geliştirdi. Yıldız Teknik Üniversitesi, Marmara Üniversitesi ve İstanbul Üniversitesi‑Cerrahpaşa (İÜC) ortaklığında 2022'de kurulan Sağlık Biyoteknolojisi Mükemmeliyet Ortak Uygulama ve Araştırma Merkezi (SABİOTEK) bünyesinde yürütülen çalışmalarda, ilaçların doğrudan hedef bölgeye ulaştırılmasını amaçlayan yeni nesil bir mikroiğne platformu üzerinde çalışma başlatıldı.
TÜBİTAK ve Türkiye Sağlık Enstitüleri Başkanlığının (TÜSEB) desteklediği projeler kapsamında, YTÜ Biyomühendislik Bölümü Öğretim Üyesi ve SABİOTEK Direktörü Prof. Dr. Cem Bülent Üstündağ'ın liderliğinde, Marmara Üniversitesi ve İÜC'den araştırmacıların katılımıyla melanom tedavisine yönelik mikroiğne temelli yama sistemi geliştirildi.
“3D‑Printed Microneedle Patch for the Treatment of Melanoma via Synergistic Chemotherapy and Photothermal Therapy” başlıklı çalışma kapsamında, 3 boyutlu biyoyazıcı teknolojisinden yararlanılarak hidrojel tabanlı mikroiğneler üretildi. Kemoterapi ile fototermal tedaviyi aynı platformda bir araya getiren sistemde, mikroiğneler aracılığıyla kemoterapötik ajanın doğrudan hedef bölgeye ulaştırılması ve kontrollü biçimde salınması amaçlanıyor. Fototermal bileşen ise ışık enerjisini ısıya dönüştürerek tümör bölgesinde lokal sıcaklık artışı oluşturuyor.
Bu iki mekanizmanın birlikte kullanılmasıyla tedavinin lokal etkinliğinin artırılması ve kemoterapötik ilacın vücudun diğer bölgelerine yayılmasına bağlı sistemik yan etkilerin azaltılması hedefleniyor. Geliştirilen mikroiğne yama sisteminin kanser hücreleri üzerindeki laboratuvar çalışmaları tamamlanırken, araştırmanın sonraki aşamalarında klinik öncesi çalışmaların yürütülmesi planlanıyor.
Prof. Dr. Cem Bülent Üstündağ, AA muhabirine yaptığı açıklamada, mikroiğne teknolojisine yönelik çalışmalarının temelinin 2021'de desteklenen TÜBİTAK projesine dayandığını söyledi. Projenin ilk aşamalarında Türkiye'de sığır derisinden üretilen jelatinleri, uluslararası ölçekte yaygın kullanılan ticari bir ürünle karşılaştırdıklarını belirten Üstündağ, yerli jelatinlerin benzer özellikler gösterdiğini tespit ettiklerini ifade etti.
Üstündağ, elde edilen sonuçların ardından yerli kaynaklardan temin edilen jelatinleri mikroiğne temelli ilaç salım sistemlerinin geliştirilmesinde kullandıklarını vurgulayarak, çalışmaların farklı uygulamalarla ilerlediğini ve daha sonra TÜBİTAK ile TÜSEB tarafından desteklenen projelerle melanom tedavisine yönelik platformun geliştirildiğini anlattı.
TÜSEB destekli projede melanom için iki farklı tedavi mekanizmasını bir araya getirdiklerini kaydeden Üstündağ, “Kemoterapi ve fototermal tedavinin birlikte kullanılmasına olanak sağlayan, sinerjik etki oluşturmasını hedeflediğimiz mikroiğne temelli bir yama geliştirdik.” dedi.
Geliştirdikleri mikroiğne sisteminin iki farklı işlevsel bölgeden oluştuğunu dile getiren Üstündağ, fototermal etki oluşturmak amacıyla “grafen kuantum noktaları”ndan yararlandıklarını belirtti. Yaklaşık 5‑10 nanometre boyutlarındaki bu noktaların ışıkla uyarıldığında ısı üretebildiğini aktaran Üstündağ, bu yapıları mikroiğne sisteminin taban bölümüne, kemoterapötik ajan olarak kullanılan 5‑florourasili (5‑FU) ise mikroiğnelerin uç bölümüne yerleştirdiklerini ifade etti.
Mikroiğnelerin sodyum aljinat ve jelatin temelli biyomalzemelerden üretildiğini anlatan Üstündağ, şöyle devam etti: “Amacımız, mikroiğnelerin cilde nüfuz etmesinin ardından sistemi dışarıdan ışıkla uyararak hedef bölgede kontrollü bir sıcaklık artışı oluşturmak. Yaklaşık 42 dereceye ulaşan lokal sıcaklık artışı, kanser hücrelerinde hücresel süreçleri bozarak programlı hücre ölümü mekanizmalarını tetikleyebiliyor. Aynı zamanda oluşan ısı, mikroiğnelere yüklenen kemoterapötik ajanın kontrollü salımına katkı sağlıyor. Böylece fototermal etki ile kemoterapötik etkiyi aynı sistem içerisinde bir araya getiren çift etkili bir yaklaşım ortaya koyuyoruz.”
Bu yöntemle kemoterapötik ajanın doğrudan hedef bölgeye verilmesinin amaçlandığını vurgulayan Üstündağ, sistemik dolaşıma geçen ilaç miktarının azaltılmasının, kemoterapiye bağlı yan etkilerin sınırlandırılması açısından potansiyel avantaj sağlayabileceğini kaydetti.
Üstündağ, proje çıktılarının uluslararası platformlarda da sergilendiğini belirterek, geliştirilen “3D‑Printed Microneedle Patch for Melanoma” teknolojisinin uluslararası bir yarışmada altın madalya ile Dünya Fikri Mülkiyet Buluşçular Birliği (WIIPA) Özel Ödülü'ne layık görüldüğünü söyledi. Çalışmalar kapsamında iki ayrı patent başvurusunda bulunduklarını, bunlardan birinin mikroiğne temelli sisteme, diğerinin ise mikroiğnelerin mekanik performansını değerlendirmek amacıyla geliştirdikleri test platformuna ilişkin olduğunu ifade eden Üstündağ, “Mikroiğnenin deriye ne ölçüde penetre edebildiğini, uygulama sırasında oluşan kuvvetleri ve m” diyerek devam etti.
