Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Hücresel Tedavi ve Kök Hücre Üretim Uygulama ve Araştırma Merkezinde (ESTEM) karaciğeri taklit edebilen organ çipi üzerine çalışılıyor. ESTEM’de mühendislik, eczacılık, tıp alanında görev yapan akademisyenler yer alıyor. Doç. Dr. Hüseyin Avcı, “Çip organların içinde canlı hücreler var. Bu insanın kan ile akışını taklit edebilen yapıya sahip.
Piyasadaki ilaçların 5’te 1’i beklenmeyen yan etkilerden dolayı geri çekiliyor. Karaciğer üzerinde uğraşıyoruz çünkü ilaçların toplanmasının sebepleri arasında karaciğer yüzünden oluşan yan etkiler ilk sıralarda bulunuyor” ifadesini kullandı. Avcı, “Kanser mekanizmasının keşfedilmesine, mevcut ilaçların kanser hücrelerini yok ederken diğer hücrelere ne yönde hasar verdiğine yönelik araştırmalar yürütülüyor” dedi.
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi öğretim üyesi Doç. Dr. Hüseyin Avcı’nın sorumluluğunda, ilk yazarın Dr. Aliakbar Ebrahimi’nin olduğu, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Hücresel Tedavi ve Kök Hücre Üretim, Uygulama ve Araştırma Merkezi (ESTEM), Translasyonel Tıp Uygulama ve Araştırma Merkezi (TATUM) ve Biyomedikal Mühendisliği Bölümü, Abdullah Gül Üniversitesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği Bölümü, Feng Chia Üniversitesi (Tayvan) Kimya Mühendisliği Bölümü, İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü Biyomühendislik ve Kimya Mühendisliği Bölümleri, Tebriz Tıp Bilimleri Üniversitesi İleri Tıp Bilimleri Fakültesi Tıbbi Biyoteknoloji Bölümü, Yıldız Teknik Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği Bölümü, Sabancı Üniversitesi Nanoteknoloji Araştırma ve Uygulama Merkezi, Rowan Üniversitesi (ABD) Makine Mühendisliği Bölümü ve Biyomedikal Mühendisliği Bölümü, İstinye Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü Kök Hücre ve Doku Mühendisliği Anabilim Dalı ve Eczacılık Fakültesi Analitik Kimya Bölümü, Anadolu Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü Analitik Kimya Anabilim Dalı, Kaliforniya Üniversitesi Beslenme Bölümü (ABD), ODTÜ MEMS Merkezi, Marmara Üniversitesi Eczacılık Fakültesi Farmasötik Teknoloji Anabilim Dalı, Yeditepe Üniversitesi Tıp Fakültesi Biyofizik Anabilim Dalı ve Harvard Üniversitesi Tıp Okulu ile Brigham ve Kadın Hastanesinden ulusal ve uluslararası multidisipliner geniş bir ekiple yaklaşık 3 yıl süren çalışma olan “Molecular Separation by Using Active and Passive Microfluidic chip Designs: A Comprehensive Review” başlıklı makale “Advanced Materials Interfaces” dergisinde kapak olarak yayımlandı.
Bu çalışmada, biyomoleküllerin ayrılması için cihaz başına düşük maliyet, hızlı analiz yetenekleri ve minimum numune tüketimi ile farklı mikroakışkan “çip üzerinde laboratuvar” yöntemlerinin geliştirilmesi ve kullanılmasındaki ilerlemeler araştırıldı. Burada tartışılan ayırma yöntemleri, ihtiyaca göre tekniğin belirlenmesiyle biyolojik araştırmalarda ve klinik uygulamalarda kullanım açısından büyük bir potansiyele sahip. Mikroakışkan bazlı moleküler ayırma yöntemlerinde çok fazla ilerleme bildirilmiş olmasına rağmen, bunların diğer bileşenlerle entegrasyonu hakkında çok sayıda sorun bulunuyor. Bu bağlamda araştırmalar, biyolojik analiz sistemlerinde daha verimli bir şekilde kullanılmak üzere birden fazla fonksiyonun tek bir mikroakışkan sisteme entegre edilmesine odaklanmalıdır.
Makale erişim bağlantıları:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/admi.202470006
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/admi.202300492
Metalürji ve Malzeme Mühendisliği alanında çalışmalar yürüten Doç. Dr. Hüseyin Avcı, başarılı bir makalenin yayınlandığı haberini aldı. Makale, malzeme bilimi üzerine yapılan ileri araştırmalarıyla tanınan Advanced Materials Interfaces dergisinde okuyucularla buluştu.
Bu makale, alanında önemli bir katkı sağlamayı hedeflemekte ve son teknoloji araştırma ve uygulamalarına dair içerik sunmaktadır. Üniversitenin bu bilimsel başarısı, akademik camiada büyük bir ilgiyle karşılandı. Makalenin derginin kapak konusu olması ise başarının önemini daha da vurguladı.
Bu gelişme, üniversitenin bilimsel araştırmalarda kaydettiği ilerlemeleri ve uluslararası alanda etkisini göstermesi açısından oldukça dikkat çekicidir. Doç. Dr. Hüseyin Avcı’nın çalışması, öğrenciler ve akademisyenler için ilham kaynağı olmaya devam ediyor ve üniversitenin bilimsel araştırmalardaki liderliğini güçlendiriyor.
Üniversitemiz Hücresel Tedavi ve Kök Hücre Üretim, Uygulama ve Araştırma Merkezi (ESTEM)’nde doktora sonrası araştırmacı ilk yazar olan Dr. Aliakbar Ebrahimi, Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Biyomedikal Mühendisliği Bölümü Dr. öğr. Üyesi Hamed Ghorbanpoor ve sorumlu yazar olan Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Metalürji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü ile ayni zamanda ESTEM ve Translasyonel Tıp Uygulama ve Araştırma Merkezi (TATUM) öğretim üyesi Doç. Dr. Hüseyin Avcı’nın çip üzerinde laboratuvar
alanında çalışmalarından hazırlanan “High-throughput Microfluidic Chip with Silia gel-C18 Channels for Cydotide Separation” başlıklı araştırma makalesi, alanında bilinen Analytical and Bioanalytical Chemistry dergisinde yayınlanmıştır. Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi ve Azarbaijan Shahid Madani Üniversitesi (Tebriz, İran) ile ortaklaşa yürütülen çalışma TUBİTAK Uluslararası ikili iş Birliği Projesi (TUBİTAK-MSRT Joint Project 119N608) kapsamında Doç. Dr. Hüseyin Avcı’nın yürütücülüğünde desteklenmiştir. Son 20 yılda, geleneksel kromatografiye dayalı yöntemlerin yüksek maliyet, uzun işlem süreleri, numune hacimleri ve düşük ayırma verimliliği gibi karşılaştığı zorlukların üstesinden gelmek için biyomoleküllerin saflaştınlması, izolasyonu ve ayrılması işlemlerinde mikroakışkan bazlı ayırma yöntemlerı önem kazanmaktadir. Siklotidler veya siklikpeptitler, bazı bitki aileleri tarafından savunma ajanı olarak kullanılan biyomoleküllerdir ve antimikrobiyalden antikanser özelliklere kadar değişen biyolojik aktiviteleri nedeniyle bilim insanlarının ilgisini çekmektedir. Ayırma işlemi ile saf siklotidlerin elde edilmesi, ilaç geliştirme stratejileri açısından kritik bir etkiye sahiptir. Burada ilk kez, siklotidleri ayırmak için mikroakışkan çip üzerinde laboratuvar tekniği ile yüksek performanslı sıvı kromatografisinin (HPLC) işlevi çok daha basit ve ekonomik bir şekilde gerçekleştirilmiştir. Bu bağlamda, silika jel-C18 sentezlenerek, fourier-transform kızılötesi spektroskopi (FTIR) ve proton nükleer manyetik rezonans (1HNMR) ile karakterize edilmiş ve daha sonra, mikrokanal içinde HPLC C-18 kolon benzeri bir yapı hazırlamak için mikrokanalar modifiye edilmiştir. Siklotid ekstraktı Viola ignobilis’ten düşük voltajlı elektrik alanı ekstraksiyon yöntemiyle elde edilmiştir. Mobil faz olarak distile suyun kullanıldığı mikrokanala 1 µl/dk akış hızıyla vigno 1, 2, 3, 4, 5 ve varv A siklotidlerini içeren ekstrakt enjekte edilmiş ve daha sonra 2 dk aralıklarla örnekler toplanmıştır. Sonuçlar, siklotidlerin başarılı bir şekilde ayrılabildiğini ve farklı zaman dilimlerinde mikrokanaldan toplanabildiğini göstermektedir. Bu bulgular, mikroakışkan kanalların kullanımının hızlı, uygun maliyetli ve basit bir yöntem olarak güçlü ilaç hammadde potansyeline sahip siklotidlerin
ayrılmasında yüksek etkiye sahip olduğunu ve geliştirilen çip üzerinde laboratuvar cihazın siklotidlerin ilaç keşif araştırmalarında yaygın uygulamalar bulabileceğini göstermektedir.
ESOGÜ’de önemli buluş! Canlı deneğe ihtiyaç kalmadı
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Hücresel Tedavi ve Kök Hücre Üretim Uygulama ve Araştırma Merkezi (ESTEM), tedavi geliştirilmesinde mikro akışkan çip teknolojisiyle canlı denemesi yapmadan risk, maliyet ve süreyi düşürüyor.
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Hücresel Tedavi ve Kök Hücre Üretim Uygulama ve Araştırma Merkezi (ESTEM), yeni ilaç molekülü ya da tedavi seçenekleri üzerinde çalışmalarına devam ediyor. Kök hücre ile ilgili ileri düzey bilimsel araştırmalar yapılan merkezde, insandan alınan kan damlası gibi küçük örneklerle mikro akışkan çip teknolojisi kullanılarak insan doku ve organlarını taklit edebilen organ platformları üretiliyor. Hastalık için geliştirilen ilaç ya da tedavi seçeneğinin denenmesinde ise canlı denek yerine organı taklit eden bu platformlar kullanılıyor. Böylece tedavi seçeneklerinin geliştirilmesinde maliyet, süre ve yan etki riski azaltılıyor.
“Geleneksel yöntemlerle basit bir ilacın geliştirilmesi ilk başta 15 yıl sürüyor”
Hastalıklara tedavi geliştirmede teknolojik sistemlere ihtiyaç duyduklarını aktaran ESTEM Mems ve Doku Mühendisliği Birimi Sorumlusu Doç. Dr. Hüseyin Avcı, “Çip üzerinde organ platformları, çip üzerinde laboratuvar platformları son zamanlarda çok popüler olan bir alan. Özellikle Covid-19 bize gösterdi ki bizim hastalıklara karşı bir tedavi geliştirmede geleneksel yöntemlerden ziyade teknolojik, insan vücudunu ve organlarını mimik eden sistemlere ihtiyacımız var. Geleneksel yöntemlere baktığımız zaman basit bir ilacın geliştirilmesi ilk başta yaklaşık 15 yıl sürüyor. İlk başta 15 bin tane bileşik ve 3 milyar dolar gibi bir yatırıma ihtiyaç duyuyor. Bu çok uzun ve masraflı bir süreç. Biz bilim insanları olarak yeni teknolojiler üzerinde çalışıyoruz” ifadelerini kullandı.
“Aynen insandaymış gibi cevaplar alabiliyorsunuz”
Mikro akışkan çip teknolojisi sayesinde insansız yapılan deneylerde insandaki gibi sonuçlar alınabildiğini vurgulayan Doç. Dr. Avcı, “Mikro akışkan çiplerin esas amacı insan vücudundaki hangi organı ve dokuyu hedefliyorsak, hatta birden fazla organ ve dokuyu bu çiplerle beraber üretmiş oluyorsunuz. Burada bir hayvan ya da insan denemesi yapmadan, ilaç molekülünü ya da tedavi protokolünü mikro akışkan çipler üzerinde oluşturduğunuz organ platformlarına uygulayarak aynen insandaymış gibi cevaplar alabiliyorsunuz. Doğruluğu daha yüksek olabiliyor. Hayvan deneylerine göre daha iyi sonuçlar elde ediliyor, yan etkileri görebiliyorsunuz. Bu, 15 yıllık süreyi kısaltmak ve 3 milyar dolarlık maliyeti azaltmak anlamına geliyor. Herhangi bir hastalığa karşı daha hızlı aksiyon almamızı sağlıyor” diye konuştu.
“Siz ilacı almadan oluşan reaksiyonları görmek mümkün”
İlaç kullanması gereken kişiden alınan örnekle geliştirilen organ platformunda yan etkiye dair test yapılabileceğini söyleyen Doç. Dr. Hüseyin Avcı, “Burada ilaç gelişiminde, toksik malzemelerin elimine edilmesinde ve kozmetik sektöründe vücutta kritik bir organ var, karaciğer. Yapılan araştırmalarda da insan vücudunda yan etkileri görebilmek ve tahmin edebilmek mümkün ancak en zoru karaciğerdir. Karaciğer vücudumuzun fabrikası ve çok kritik bir organ. Her ilaç gelişimi ve tedavi edici yaklaşımlarda karaciğer hep ön plandadır. Bu nedenle bizim başlangıç noktamız karaciğer oldu. Burada insan vücudundan biyopsiyle ya da bir küçük kan damlasıyla UPK teknolojileriyle insandan insana değişen karaciğeri benzetebiliyoruz. Siz ilacı almadan oluşan reaksiyonları görmek mümkün. Bu da çığır açan bir teknoloji” dedi.
Eskişehir’deki bu merkez Türkiye’de tek
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Hücresel Tedavi ve Kök Hücre Üretim Uygulama ve Araştırma Merkezi (ESTEM), farklı disiplinleri bir araya getirmesi, Ar-Ge programı ve akademik eğitim yönüyle Türkiye’deki tek kök hücre merkezi olarak çalışmalarını sürdürüyor.
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Hücresel Tedavi ve Kök Hücre Üretim Uygulama ve Araştırma Merkezi (ESTEM), 2014 yılında kurulduğu günden itibaren bilimde adeta çığır açan kök hücre alanında çalışmalarını sürdürüyor. Merkezde tıp, mühendislik, eczacılık ile klinik tıp alanları başta olmak üzere farklı disiplinlerden akademisyenler ve araştırmacılar bulunuyor. Yerli araştırmacıların yanı sıra yaklaşık 40 yabancı yüksek lisans ve doktora öğrencisinin de aktif olarak çalışma yürüttüğü merkezde, hücresel tedaviden iyileşmeyen yaraları iyileştirmeye yönelik ve kanserli dokulara ilişkin çalışmalar yapılıyor. Türkiye’de ikinci Kök Hücre Anabilim Dalı olma özelliğini taşıyan ESTEM, Ar-Ge ve disiplinler arası çalışma yöntemiyle ülkenin tek kök hücre merkezi olarak çalışıyor.
“Dünyada örnekleri çoktu ama ülkemizde yoktu”
Merkezin çalışma yöntemini ve özelliklerini anlatan ESTEM Müdürü Doç. Dr. Ayla Eker Sarıboyacı, “ESTEM ülkemizde benzeri bulunan 4 ya da 5 merkezden birisi. Son yıllarda aldığımız proje destekleriyle çok farklı ve alanında tek hale geldik. Mikro organ platformlarını ürettiğimiz ve mühendislik başta olmak üzere çeşitli disiplinleri de bir araya getiren bir merkez haline gelmesiyle de ülkedeki tek kök hücre merkezi haline geldi. ESTEM, bir taraftan kök hücre araştırmalarını yürütürken kök hücre dışındaki tüm hücreleri de kendisi üretebilme, çalışma yürütenlerin hizmetine sunabilme ya da merkez olarak üzerinde AR-GE çalışması yapabilme kabiliyetinde. Burası sadece bir AR-GE merkezi değil, aynı zamanda Türkiye’nin ikinci Kök Hücre Anabilim Dalı’nı kurdu. Yine bizim ekibimiz ilk anabilim dalını kurmuştu. Dünyada örnekleri çoktu ama ülkemizde yoktu. Dolayısıyla anabilim dalı olması özelliği, aynı zamanda eğitimi de yerine getirebilen bir merkez oldu. Lisansüstü ve doktora öğrenimi de bu merkezde yürütülmekte. Biz hem bir kök hücre merkeziyiz hem bir araştırma uygulama merkeziyiz ve hem de kök hücre anabilim dalı olarak da eğitim veriyoruz. Burada 40’a yakın yüksek lisans ve doktora öğrencisi var. Bunların içerisinde yurt dışından gelen yabancı uyruklu öğrencilerimiz de var. Böylelikle merkez aynı zamanda bilim insanı yetiştirmeye de katkı sağlıyor” diye konuştu.
“Multidisipliner ve interdisipliner bir ekibiz”
Farklı disiplinleri bir araya getirerek geniş bir yelpazede çalışma yürüttüklerini kaydeden ESTEM Mems ve Doku Mühendisliği Birimi Sorumlusu Doç. Dr. Hüseyin Avcı, “Biz burada mühendislik ve temel bilimler ekibi olarak ESTEM’e entegre olmuş, multidisipliner ve interdisipliner bir ekibiz. Ekibimizin içerisinde temel tıptan, doktor hocalarımıza kadar, mühendislik alanından eczacılığa kadar, fen fakültesinden farklı birimlere kadar aktif bir şekilde hocalarımız ve öğrencilerimiz bulunmakta. Çalışma alanlarımız kök hücre ve hücresel tedaviden başlayıp çip organlar, biyo sensörler, iyileşmeyen yaraları iyileştirmeye yönelik hücre ve hücre komponentlerini içeren yaklaşımlar, aynı zamanda toksin madde analizleri, kanserli dokular üzerinde çalışmalar gibi ESOGÜ hastanesi ile iş birliği içerisinde faz aşamasında olan çalışmalarımızla beraber hayvanlar üzerinde de çalışmalarımız devam ediyor” dedi.
“Farklı disiplinlerle farklı çalışmalar yapmanın bana çok katkısı oldu”
ESTEM’de edindiği tecrübenin akademik hayatına önemli ölçüde katkı sağladığını belirten Moleküler Biyoloji alanından Doktora Sonrası Araştırmacı Dr. Burcugül Altuğ Tasa, “Bu merkezde farklı disiplinlerle farklı çalışmalar yapmanın bana çok katkısı oldu. Ben daha temel bilim olan moleküler biyolojiden gelmiştim. Biz bu kadar farklı disiplinlerle çalışmadık. Burada mühendislik, eczacılık ve klinikten olan hocalarımızla birlikte çok farklı çalışmalar gerçekleştiriyoruz” ifadelerini kullandı.
