Tıpta ‘nano robot’ devrimi

Bilim insanları, kanser ve diğer hastalıklı hücreleri “adrese teslim tedaviyle” yok edecek moleküler DNA nano robotları geliştirdi

Science dergisinde yayımlanan araştırmaya göre, nano robot prototipi, moleküler bir “kargo” taşıma kapasitesine sahip. Nano robot aynı zamanda, yapısını, hastalıklı hücreye taşıdığı yüke göre adapte ediyor.

Araştırmada yer alan isimlerden Harvard Üniversitesi akademisyeni Shawn Douglas, “Nano robotlar, çok çeşitli molekül yapılarını hücrelere taşımak için araç görevi görebilirler… Bugün tıpta kullandığımız birçok ilaç, sağlam ve hastalıklı hücreleri birbirinden ayıt etme yeteneğine sahip değil. Bu durum, tedavilerde istenmeyen yan etkiler doğurduğu gibi ilaçların yüksek dozda verilmesine neden olabiliyor” dedi.

NANO ROBOT ÜRETİMİ
Tıp alanında nano robotlara yönelik Ar-ge çalışmaları yeni değil. Bilim insanları, gelişmiş moleküler tasarım yazılımlarıyla, çeşitli moleküler kargo taşıyabilecek nano yapılar oluşturmayı başarmıştı.

ABD’nin Caltech Üniversitesi araştırmacısı Paul Rothemund’un 2006’da geliştirdiği “DNA origami” metodunu kullanarak, bilim insanları DNA materyaline belirli şekiller vermeyi başardı. Ardından, üç boyutlu DNA yapıları, basit robotik işlemler yapmaları için programlandı. Bu işlemlere örnek olarak, diğer hücrelerle birleşmek ve diğer DNA materyalleriyle çalışmak gösterildi.

Bilim dünyası, nano robotları gruplar halinde çalışmaları ve kargo taşımaları için programlamayı başarsa da, yapısal teknikler ilk kez spesifik hücrelerin tedavi edilmesi adına gelişmiş program fonksiyonlarıyla denendi.

NANO ROBOT PROTATİPİ
Douglas ve meslektaşları, nano robot üretmek için DNA program yazılımı olan “Canano”yu kullandı. Katlanmış, altı köşeli DNA nano robotu, yapısında moleküler kargoyu taşıyabilmek için tasarlandı. Katlanmış “DNA cihazı”, hastalıklı hücreye ulaşana kadar yükünü kaybetmemek için zımba denilen iki tane de tutucuya sahip.

Nano robot üzerindeki “moleküler kilitler”, ulaşacağı hücre üzerindeki proteinlerin spesifik anahtar dizilimlerine tepki vermek üzere programlandı. Böylece, nano robotun taşıdığı kargo sadece doğru kombinasyona sahip hücre tarafından teslim alınması sağlandı.
Douglas, “Nano yapılar üzerinde artık algılama ve mantıksal programlama fonksiyonları gerçekleştirebiliyoruz… Böylece kanserli hücreleri ve T-hücrelerini spesifik olarak bulabilecek yapısal DNA’lar elde edebileceğiz” dedi.

NANO AKILLI KUTUSU
Gelişmiş yapısal tasarımı, DNA origami metoduyla bir araya getiren bilim insanları, kargosunu spesifik adrese ulaştırana kadar koruyan nano robotlara, “nano akıllı kutusu” adını verdi.

Geliştirdiği metodu bir üst seviyeye taşıyan çalışma hakkında konuşan Rothemund, “Birçok çeşitli hücre, yüzeylerinde aynı anahtar dizilimlerine sahip. Nano robotlara iki farklı kilit koyulması, hastalıklı hücrenin tespit edilmesini kesinleştirecek… Bugüne kadar bu kadar iyi programlanmış bir ilaç taşıma sistemi görmedim” yorumunu yaptı.

ÖZEL NANO ROBOT SERVİSİ
Bilim insanları, ürettikleri protatipi floresanla işaretlenmiş, kanser tedavi edici ilaçlarla yükledi. Ayrıca, nano robotları hastalıklı ve sağlıklı hücreleri tanıyabilecekleri şekilde programladı. Floresan, aktif hale getirildiliğinde nano robotun araştırmacılar tarafından takip edilmesini sağladı.

Floresan seviyesinin artması, nano robotların hastalıklı hücreye ulaşmayı başardığını gösterdi. Birkaç gün sonra, hastalıklı hücreler tamamen yok olurken, geride sağlıklı hücreler kaldı. Henüz protatip aşamasında olmasına rağmen, Douglas ve meslektaşları nano robotların ileride çeşitli hastalıklarla mücadele edilmesinde kullanılabileceğine inanıyor.

Avustralya’nın RMIT Üniversitesi’nden Kourosh Kalantar-zadeh, “Bu başarı tıp dünyasında inanılmaz bir potansiyel sunuyor… Önümüzdeki en büyük mücadele, büyük çaplı nano robot üretimi olacak” dedi.(ntvmsnbc)