Bedenimizin derinliklerinde neler olup bittiğini gerçek zamanlı ve kablosuz olarak izleyebilmek, tıbbın uzun zamandır peşinde olduğu bir hayaldi ve bu hayal, artık laboratuvarlardaki çalışmalarda somut bir şekle bürünüyor. 25 Kasım 2025’te dünyanın en köklü bilim dergisi Nature Communications’te yayınlanan çalışma, genetiği değiştirilmiş canlı hücreleri kablosuz iletişime bağlayarak, hastalıkları beden içinden anında tespit edebilen biyosensör platformunu sunuyor.
Makale, Synthetic Biosystems Laboratory’nin kurucusu Doç. Dr. Urartu Şeker, Boğaziçi Üniversitesi Elektrik Elektronik Mühendisliği Öğretim Üyesi Doç. Dr. Sema Dumanlı ve öğrencisi Ahmet Bilir ile Türkiye Sağlık Enstitüleri Başkanlığı’nda (TÜSEB) doktora sonrası araştırmacı olarak görevini yürüten Dr. Merve Yavuz tarafından yürütüldü.
Doç. Dr. Sema Dumanlı, çalışmanın detaylarını 2N News’e anlattı. Dumanlı, yaklaşımın, genetiği değiştirilmiş canlı hücrelerin bir implant antenle etkileşime girerek dışarıya elektromanyetik sinyal iletmesi fikrine dayandığını söyledi.
Moleküler seviyede kablosuz devrim
Mevcut sensör teknolojilerinin hücrelerin doğal algılama hassasiyetine ulaşamadığını belirten araştırmacı, bu projede bakterilerin veya memeli hücrelerinin genetik olarak belirli bir molekülü algılayacak şekilde programlandığını ifade etti.
Hücre, hedef molekülü algıladığında antenin frekansında küçük bir değişim oluşturuyor ve bu değişim vücut dışından takip edilebiliyor. Herhangi bir pil ya da elektronik devre gerektirmeyen bu pasif anten tasarımı bazı ülkelerde patent aldı bile.
“Bu zamana kadar geliştirilmiş algılayıcılar ve sensörler aslına bakacak olursanız bedenimizin içerisindeki canlı hücrelere göre o kadar da başarılı değil” diyen Dumanlı, çalışmayı şu şekilde anlattı:
“Bırakın bedenimizdeki memeli hücrelerini, bir bakteri hücresi, tek hücreli bir canlı bile moleküler seviyede algılama yapmada aslında çok çok iyi. Hücrenin genetiğinin bizim istediğimiz molekülü algılayacak şekilde değiştirildiğini düşünün. Bu, Urartu (Şeker) hocaların laboratuvarlarında çalıştıkları alan. Yani bir bakterinin genetiğini değiştirerek bizim istemiş olduğumuz molekülün varlığında tepki vermesini sağlıyorlar fakat bu zamana kadar yapılan işler genelde beden dışında yapılıyordu ve bakterinin tepkisi ışık şeklindeydi.”
Doç. Dr. Sema Dumanlı, devamında çalışmada ortaya koydukları temel farka değindi. Bedenin içerisinde bu takibin yaşanmasını istediklerini ancak bakterileri bedenin içerisine yerleştirdiklerinde birtakım zorlukların ortaya çıktığını ve bunun üstesinden gelmek için çalışmalar yaptıklarını aktardı.
Dumanlı, “Bakteri molekülün varlığını anladığında bize tepki vermek zorunda değil mi? Ama ışık yakmasının hiçbir anlamı yok. Çünkü bedenimiz opak, bu yüzden, bedenimin içerisinde ışık yaktığını görmeyeceğim. Peki o zaman nasıl haber verecek? Bizim bu zamana kadar geliştirmiş olduğumuz en gelişmiş iletişim tekniği elektromanyetik iletişim. Bu bakterilerin elektromanyetik iletişime bağlanmasını hayal ettim. Bunu yapmak için 2019’da bir fikir geliştirdim. Bunun patentini şu anda Amerika’da, Avrupa’da ve Japonya’da almış bulunmaktayız.
Fikrin temelinde şu yatıyor; hücrenin (bakteri hücresi ya da memeli hücreler) genetiği, algılama yapmak için değiştirildikten sonra, tepkisi bedenin içerisine yerleştirilmiş bir antenin frekansını değiştirecek.”
Bu noktada Dumanlı, insanların endişe etmemesi gerektiğini vurguluyor. Beden içine yerleştirilmiş anteni “akıllıca tasarlanmış” biyouyumlu bi metal parçaya benzetiyor. Bunun dışında çip, pil gibi bir komponent olmadığını belirtiyor.
HIV, kanser takibi için de geliştirilebilir
Enfeksiyon takibi için geliştirilen tasarımın işini yaptıktan sonra tamamen eriyip kaybolmasını hedefliyorlar. Yani, sistem sadece moleküllerin varlığını ve yokluğunu algılayıp bilgilendirecek şekilde tasarlandı.
Öte yandan, aaştırmacılar, birden fazla proje üzerinde çalışmalarını sürdürüyor. Söz konusu çalışma enfeksiyon takibi için tasarlansa da HIV ve kanser gibi daha uzun süreli takip gerektiren hastalıklar için de projeler devam ediyor.
Uzun vadeli projede, kişiden alınan kas hücresinin sensör olarak tekrar kişiye implante edilmesi planlanıyor. Ancak araştırmacılar yolun çok başında olduklarını, bunların “öncül” çalışmalar olduğunu belirtiyor.
Kanser ve HIV gibi hastalıkların takibinde, beden dışındaki antene, örneğin, moleküllerin sayısı, kritik değerin altında olup olmadığı, viral yükün ne kadar arttığı gibi sinyal iletiminin sağlanması için mekanizma geliştirilecek.
Sema Dumanlı, projeleri “çığır açıcı” olarak tanımlarken, bunun nedenini ise “paradigma kayması” olarak görüyor:
“Çünkü bu zamana kadar bizim çalıştığımız implantlar genelde normal elektronik cihazların küçültülüp biyo-uyumlu hale getirilmesi şeklinde ilerlerken, bizim yaklaşımımız bedenin içerisinde halihazırda çok rahat yaşayabilecek implantların algılama yapmasını sağlamak. İmplant algılayıcı tasarımı dünyasındaki yaklaşımı tamamen değiştirmek istiyorum. Diyorum ki, bedenin içerisinde bir cihaz geliştiriyorsak bedenin içerisinde zaten yaşamaya uygun cihazlar üretmeliyiz. Şimdiye dek yapılmamış olan da bu.”
Bağışıklık tepkisi ne olacak?
Bir diğer önemli nokta da bağışıklık tepkisi. Bağışıklık tepkisi, vücudun yabancı ve zararlı görünen bakteri, virüs ve maddeleri tanıması ve onlara karşı kendini savunmasına deniyor. Bağışıklık sistemi, vücudu potansiyel olarak zararlı maddelerden korur. Peki, vücut sensöre de saldırırsa? Dumanlı bu durumu şöyle açıklıyor:
“İnsanların kendi dokusundan üretmeye çalışmamızın, kişiye özel üretmeye çalışmamızın sebebi de bu, insanın kendi dokusu tekrar ona saldırmasın diye. Projemizin birçok farklı yönü var ve üzerinde çalışmaya, geliştirmeye devam ediyoruz. Hiçbir şey tamamlanmış değil. Bununla birlikte, implant algılayıcı tasarımı dünyasından geldiğim için ben bizim dünyamızdaki yaklaşımı tamamen değiştirmek istiyorum. Diyorum ki, bedenin içerisinde bir cihaz geliştiriyorsak bedenin içerisinde zaten yaşamaya uygun, vücudun çok daha rahat kabul edeceği ve de bizim farkına bile varmadan yaşayabileceğimiz cihazlar üretmeliyiz. Şimdiye dek yapılmamış olan da bu.”
Beden dışından antenle aynı sonuçlar alınabilir mi?
Doç. Dr. Sema Dumanlı, kendisine en çok sorulan sorulardan birinin de beden dışı takibin mümkün olup olmadığını söyledi. Birçok kişi, beden içi algılama teknolojisinden endişe ederek, ‘bedenin dışında bir anten olsun ve anten molekülün varlığını takip etsin, bu takibi de bir saat gibi cihazla yapalım’ diyor. Peki, bu mümkün mü? Dumanlı, bu noktaya sözlerini şöyle sürdürdü:
“Burada karşımıza temel bir sorun çıkıyor; bir elektromanyetik dalganın algılama yapabilmesi için algılamaya çalıştığı şeyin boyutunun, elektromanyetik dalganın dalga boyuyla benzer boyutta olması gerekiyor. Siz bir moleküler seviyede algılama yapmak istiyorsanız çok daha yüksek frekanslara çıkmanız gerekiyor demek. Yüksek frekansların sorunu ise bedenin içerisinde çok hızla sönümlenmeleri. Bedenin içerisine girişim terahertz ve üzeri frekanslarda düşük güçte sağlamak mümkün olmadığı için bedenin derinliklerinden direkt elektromanyetik dalgayla da data toplamamız mümkün olmuyor. Oraya bir aracı yerleştirmemiz gerekiyor. Molekülü algılayacak şey bizim bu projemizde canlı hücre oluyor ve onu sonrasında bağlıyoruz dışarıya.”
Algılama derinliği
Dumanlı, algılama derinliği konusunda ise şu açıklamalarda bulundu:
“Algılama derinliğinde de şöyle bir sorunumuz var; ne kadar derine inmek istersek frekansın o kadar düşmesi gerekiyor çünkü kayıp frekans ile artıyor. Fakat frekansın düşmesi demek implantın büyümesi demek. Bu noktada bir dengeleme yapılması lazım.
Örneğin, elektromanyetik dalgaların bedenimize zarar verebileceği şeklinde söylentiler oluyor. Ama aslında elektromanetik dalgalar bizim kullandığımız güçlerde içeriye giremiyorlar. Denize daldığınız zaman derinlere gittikçe ışığın kararması gibi düşünebilirsiniz. Işık da bir elektromanyetik dalgadır ve tuzlu suyun içerisine girişim yapamaz. Benzer bir şekilde bedeninizin içerisine elektromanyetik dalgalar bizim güvenli bulduğumuz seviyelerde üretildiğinde girişim yapamıyorlar. Onun için de karşımıza bu derinlik sorunu çıkıyor.”
Sema Dumanlı’ya göre, derinliği sınırlayan diğer bir faktör ise bedenin içerisine yerleştirilen cihazın pasif olması. Sadece bir anten yerleştirdiklerini, içeride bir vericinin olmadığını hatırlatıyor. Bu nedenle, dalga git gel yaptığından 2.5 cm derinlikteki bir implant için 5 santim yol alması gerekiyor.
Güvenlik konusunda riskli mi?
Projeyi “Geliştirdiğimiz implantların hepsi memeli hücrelerle de olsa, bakteri hücreleri ile de olsa bir kapsül içerisinde diye hayal edebilirsiniz.” sözleriyle tarif eden Sema Dumanlı, sözlerini şöyle sürdürdü:
“İnsanlar sanki çok küçük şeyleri bir yerlere enjekte edeceğiz ve her yere saçılacak gibi düşünüyor. Burada önerilen bir kapsül. Kapsülün içinde bir anten ve anteni sarmalayan hücreler var. Bu kapsüle hücrenin ihtiyaç duyduğu moleküller girebilecek ama hücre girişi çıkışı olmayacak. Bedenin içindeki nerede olduğu belli.”
Kablosuz vücut içi algılama teknolojisi dünyada büyük ses getirdi
Sema Dumanlı, dünyadan çok olumlu dönüşler ve tebrikler aldıklarını belirtti. Dumanlı, kas dokusuyla ilgili algılayıcı çalışmasını yayınladığında, IEEE Antennas and Propagation Magazine’in kapak sayfasına taşındığını söyledi. Ardından da çeşitli kurumlara konuşmacı olarak davet edildi. Ayrıca, İsviçre, Fransa ve Kanada’dan araştırmacılarla ortak çalışmalara başladı.
Makale, şu anda İsviçre’deki araştırma enstitüsü EPFL’de doktora eğitimini sürdüren Ahmet Bilir’in Boğaziçi Üniversitesi Elektrik Elektronik Mühendisliği bölümü master tezi olarak gerçekleştirildi. Çalışmanın bir ayağı Doç. Dr. Urartu Şeker’in laboratuvarında, diğer ayağı ise Boğaziçi Üniversitesinde gerçekleştirildi. Doç. Dr. Şeker ve ekibi, bakterinin genetiğini değiştirerek tepki vermesini sağladı, Doç. Dr. Dumanlı ve ekibi ise tepki veren hücrenin kablosuz iletişime bağlanması üzerinde çalışıyor.
Kaynak: 2N News, Nature Communications