Zayıf kan dolaşımı ve his kaybı nedeniyle oluşan diyabetik ayak ülseri gibi inatçı ve iyileşmesi güç yaralar dünya çapında yaklaşık 19 milyon kişiyi etkiliyor ve vakaların beşte biri amputasyonla sonuçlanıyor. Yaraların hızlı iyileşebilmesi için birçok hücresel ve biyokimyasal faktörün doğru yerde ve doğru zamanda uyum içinde çalışması gerekiyor. Mevcut tedaviler ile yara bölgesine hücrelerin göç etmesini, çoğalmasını ve hasarlı dokuyu onarmasını sağlayan “büyüme faktörü” proteinleri yüksek dozda verilerek yaranın hızlı bir şekilde iyileşmesi sağlanmaya çalışılsa da, bu proteinler çoğu zaman yara bölgesinde yeterince uzun süre kalmıyor ve beklenen etkiyi gösteremiyor. Yeni geliştirilen akıllı sargı, mevcut tedavilerden daha düşük dozda büyüme faktörü kullanılarak etkili oluyor, böylece yüksek dozlu tedavilerin sonucunda oluşabilecek kontrolsüz tümör büyümesi gibi ciddi yan etki risklerini de engelliyor.
Daha önce yapılan araştırmalarda enzim, ışık veya manyetik alan gibi dış sinyallere tepki veren “hedefe yönelik ilaç stratejileri” geliştirilerek bu sorunun çözülmesi amaçlanmıştı. Imperial College London araştırmacıları ise bambaşka bir yol izledi; doğrudan vücuttan gelen bir sinyale, yani yara kapanırken hücrelerin birbirine yaklaşmasını sağlayan hücresel çekme kuvvetlerine (cellular traction forces) yanıt veren bir sistem geliştirdiler. Araştırmacıların kısaca “TrAPs” (çekme kuvvetiyle aktive olan yükler) olarak adlandırdıkları sistem, hücrelerden gelen gücü kullanıyor.
Vücut kendi eczanesi oluyor
Yeni sistem, “aptamer” adı verilen nükleik asitlerden oluşuyor. Aptamerler, vücudun ürettiği, iyileşmeyi sağlayan büyüme faktörlerini yakalıyor, yara kapanırken hücreler hareket edip çekme kuvveti oluşturuyor ve proteinler yaraya salınıyor. Ek olarak geliştirilen sistem, belirli hücre tiplerinin oluşturduğu kuvvetlerle aktive olacak şekilde ayarlanabiliyor. Normalde yara bölgesindeki enzimler bu tarz nükleik asit temelli yapıları dakikalar içerisinde parçalarken, TrAPs sistemi pahalı kimyasallara ihtiyaç duyulmadan enzimlere karşı direnç gösteriyor.
Çalışmanın ortak yazarı ve Imperial College London’da biyomühendis Ben Almquist, bu yöntemle hastanın vücudunun adeta bir eczaneye dönüştüğünü, dışarıdan ilaç vermek yerine vücudun zaten ürettiği maddenin doğrudan ihtiyaç duyulan hücrelere iletildiğini belirtti. Ayrıca hastanın kendi kanından elde edilen büyüme faktörlerini sargıya toplayıp yeniden yaraya iletebilme özelliği sayesinde gelecekte hastalara kişiselleştirilebilir tedaviler sunulmasının da önünün açılması bekleniyor.
Laboratuvar testleri yapıldı
Araştırmacılar yeni geliştirilen sistemi fare türleri üzerinde test etti. Her deneyde aptamerler farklı büyüme faktörleri ile yüklendi ve yara bölgelerine uygulandı. Bacak yarası bulunan farelerde, geliştirilen kolajen süngerlerin damarlanma (vaskülarizasyon) sürecini hızlandırdığı belirtildi. Cilt yarası bulunan farelerde ise aynı süngerler, 10 gün sonunda yara boyutunu kontrol grubuna kıyasla küçülttüğü gözlemlendi. İnsan derisinde yapılan testlerin sonucunda sargının doku büyümesini hızlandırdığı belirtildi.
Çalışmanın ortak yazarı Magdalene Ho, yöntemin insan derisinde işe yaradığını görmelerinin araştırmanın en heyecan verici kısmı olduğunu, onarım hücrelerinin salgıya ulaşabildiğini ve geliştirilen malzemenin insan biyolojisi ile uyumlu bir etkileşime girebildiğini belirtti. Ortaya çıkan sonucun gelecekte klinik uygulamalarda kullanılabileceğine dair umutlu olduğunu da ekledi. Yeni teknolojinin dışarıdan sağlanan pahalı yapay proteinlere ve ilaçlara ihtiyaç duyulmaması ve akıllı sargıların gelecekte kısıtlı kaynaklara sahip coğrafyalarda erişilebilir bir tedavi imkanı sunması amaçlanıyor.
Kaynak: Nature Materials