Yıldız Teknik Üniversitesi, Marmara Üniversitesi ve İstanbul-Cerrahpaşa Üniversitesi’nden araştırmacılar, en saldırgan cilt kanseri türlerinden biri olan melanomun tedavisi için kemoterapi ile fototermal tedaviyi tek bir platformda birleştirmeyi amaçlayan, 3D biyoyazıcı kullanılarak üretilmiş mikroiğnelere dayalı bir tedavi yaması geliştirdi.
Çalışma, üç üniversitenin katılımıyla 2022 yılında kurulan ve Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu (TÜBİTAK) ile Türkiye Sağlık Enstitüleri Başkanlığı’nın (TÜSEB) desteğini alan Sağlık Biyoteknolojisi Mükemmeliyet, Uygulama ve Ortak Araştırma Merkezi (SABİOTEK) bünyesinde yürütüldü. Projeye, Yıldız Teknik Üniversitesi biyomühendislik profesörü ve SABİOTEK Direktörü Cem Bülent Üstündağ liderlik etti.
Yama nasıl çalışıyor?
Hidrojenden üretilen mikroiğneler, yapılarının içinde iki işlevsel madde taşıyor. Tedavide kimyasal ajan olarak kullanılan 5-florourasil (5-FU), doğrudan hedef bölgeye iletilmesi ve salımının kontrol edilmesi amacıyla iğnelerin uçlarına yerleştirildi. Sistemin tabanında ise boyutları yaklaşık 5 ila 10 nanometre arasında değişen grafen kuantum noktaları bulunuyor.
Grafen kuantum noktalarına ışık tutulduğunda, ışık enerjisini ısıya dönüştürüyor. Sistem, sıcaklığı bölgesel olarak yaklaşık 42 santigrat dereceye yükseltmeyi hedefliyor; bu da kanser hücrelerindeki hücresel süreçleri engelleyebilir ve programlı hücre ölümü mekanizmalarını tetikleyebilir. Isı ayrıca kimyasal ajanın mikroiğnelerden salınmasının kontrol edilmesine yardımcı olabilir.
Pratikte ne değişiyor?
Temel fikir, yalnızca ilacın kan dolaşımı yoluyla ulaşmasına bağlı kalmak yerine tedaviyi tümör bölgesinde yoğunlaştırmak. Araştırma ekibi, vücudun geri kalanına ulaşan ilaç miktarının azaltılmasının kemoterapiyle ilişkili sistemik yan etkileri sınırlayabileceğini düşünüyor; ancak bu fayda hâlâ kanıtlanması gereken bir hipotez ve kanıtlanmış bir klinik sonuç niteliği taşımıyor.
Araştırmacılar mikroiğnelerin üretiminde sodyum aljinat ve jelatin bazlı biyomalzemeler kullandı. Ayrıca Türkiye’de üretilen bir jelatini uluslararası ticari bir ürünle karşılaştırdılar ve sonuçların benzer özellikler gösterdiğini belirttiler; ardından çalışmaya yerli jelatin kullanarak devam ettiler.
Sıradaki aşama: preklinik çalışmalar
Kanser hücreleri üzerinde laboratuvar testleri tamamlandı, ancak preklinik aşama için gerekli hayvan deneyleri henüz başlamadı. Başarılı olması hâlinde klinik çalışmalara geçilebilir; ekip bu aşamaların uzun ve yüksek maliyetli olduğunu belirtti. Bu nedenle mevcut sonuçlar hastalar için bir tedavinin mevcut olduğuna veya yamanın tıbbi kullanıma hazır olduğuna işaret etmiyor.
Ekip, teknolojiyi 3D-Printed Microneedle Patch for the Treatment of Melanoma via Synergistic Chemotherapy and Photothermal Therapy başlığıyla sunduğunu ve uluslararası bir yarışmada altın madalya ile WIIPA özel ödülünü aldığını belirtti. Ayrıca iki patent başvurusu yaptı: Bunlardan biri mikroiğne sistemine, diğeri ise iğnelerin deriye nüfuz etme kapasitesini, uygulama sırasında ortaya çıkan kuvvetleri ve hedeflenen cilt katmanlarına ulaşmasını ölçen bir test platformuna ilişkin.
Araştırmacılar gelecekte yamayı, tümörün cerrahi olarak çıkarılmasının ardından bölgedeki kalan kanser hücreleriyle mücadele etmek amacıyla tamamlayıcı bir bölgesel tedavi olarak kullanmayı öneriyor. Ancak bu önerilen kullanımın da etkinliğinin ve güvenliğinin preklinik ve klinik çalışmalarla kanıtlanması gerekiyor.