Biyoteknolojik sıçrama: Kanseri içeriden bitiren ‘akıllı bakteriler’

Biyoteknoloji dünyası, kanserle mücadelede yeni bir dönüm noktasına tanıklık ediyor. Kanada’nın Waterloo Üniversitesi’nden bilim insanları, katı tümörleri ‘içeriden tüketmek’ üzere genetik olarak kodlanmış özel bakteriler geliştirdi.

Küresel sağlık sektöründe geleneksel yöntemlerin ötesine geçen ‘hedefe yönelik’ tedaviler, Ar-Ge yatırımlarının odak noktası olmaya devam ediyor. Waterloo Üniversitesi Kimya Mühendisliği Bölümü'nden Dr. Marc Aucoin liderliğindeki ekip, toprakta yaygın olarak bulunan Clostridium sporogenes bakterisini kullanarak, kanserli hücreleri doğrudan hedef alan biyolojik bir sistem tasarladı.OKSİJENSİZ ORTAMI FIRSATA ÇEVİREN TEKNOLOJİ Projenin temel stratejisi, katı tümörlerin oksijenden mahrum olan iç çekirdeğine dayanıyor. Doğası gereği sadece oksijensiz ortamlarda gelişebilen bu mikroplar, tümör merkezindeki ölü hücreleri besin kaynağı olarak kullanarak hızla kolonize oluyor.Dr. Marc Aucoin süreci şu sözlerle özetliyor: "Bakteri sporları tümöre girer ve oksijenin olmadığı o ideal ortamı bulur. Burada büyümeye başlayarak merkezi boşluğu kolonize ederler; bakteri esasen vücudu tümörden arındırır."GENETİK MÜHENDİSLİĞİ İLE ‘OKSİJEN BARİYERİ’ AŞILDI Ancak araştırmanın asıl ticari ve bilimsel başarısı, bakterilerin tümörün dış çeperlerine ulaştığında ölmesini engelleyen genetik modifikasyonda yatıyor. Araştırmacılar, bakteriye oksijene dayanıklı bir gen ekleyerek, mikropların tümörün dış bölgelerinde de kanserle savaşmaya devam etmesini sağladı.SİSTEMİN GÜVENLİK PROTOKOLÜ: ‘KORUM ALGILAMA’Bakterilerin vücudun diğer bölgelerindeki sağlıklı ve oksijenli dokulara zarar vermesini önlemek amacıyla ‘Quorum Sensing’ (Korum Algılama) adı verilen bir mekanizma devreye sokuldu:Kimyasal sinyal gücü: Bakteriler belirli bir yoğunluğa ulaştığında salınan sinyal güçlenir.Zaman ayarlı aktivasyon: Sadece tümör içinde yeterli sayıya ulaşıldığında oksijene direnç geni aktif hale gelir.Maksimum güvenlik: Bu sayede bakterilerin kan dolaşımı gibi bölgelerde kontrolsüz büyümesi engellenir.BİYOLOJİK DEVRELER: TELLER YERİNE DNA Waterloo Üniversitesi Uygulamalı Matematik Profesörü Dr. Brian Ingalls, bu süreci bir elektrik mühendisliği harikasına benzetiyor. Ingalls, "Sentetik biyoloji kullanarak, teller yerine DNA parçalarından oluşan bir elektrik devresi inşa ettik. Her parçanın görevi tanımlı ve sistem öngörülebilir şekilde çalışıyor" ifadelerini kullanıyor.STRATEJİK İŞ BİRLİKLERİ VE KLİNİK YOLCULUĞU Proje, mühendislikten matematiğe, yaşam bilimlerinden klinik uygulamalara kadar disiplinlerarası bir başarı öyküsü olarak öne çıkıyor. Waterloo ekibi, Dr. Bahram Zargar'ın kurucu ortaklarından olduğu Toronto merkezli Çevre Mikrobiyolojisi Araştırma Merkezi (CREM Co Labs) ile iş birliğini sürdürüyor.Bir sonraki adımda, oksijen toleransı ve kontrol sisteminin tek bir hücrede birleştirilerek klinik öncesi denemelere geçilmesi planlanıyor. Bu buluşun ticarileşmesi, onkoloji pazarında hem maliyetleri düşürebilir hem de tedavi başarı oranlarını radikal bir biçimde artırabilir.