Kanserle mücadelede genetik kodlanmış 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.

Oksijensiz ortamı fırsata çeviren teknoloji

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."

Genetik mühendisliği ile ‘oksijen bariyeri’ aşıldı

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.

Sistemin güvenlik protokolü: ‘Korum Algılama’

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.

Biyolojik Devreler: Teller yerine 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.

Stratejik iş birlikleri ve klinik 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.