Biruni Üniversitesi ile Almanya’daki Martin Luther Üniversitesi Halle-Wittenberg iş birliğinde yürütülen disiplinlerarası araştırmada, demir tabanlı nanomalzemelerin prostat kanseri hücreleri üzerindeki etkileri incelendi. Doç. Dr. Zihni Onur Çalışkaner, demir esaslı metalorganik çerçeve nanomalzeme yapılarının farklandırılarak etkilerinin incelendiği çalışmada, bir yapının belirli doz ve sürelerde kanser hücrelerinin canlılığını belirgin şekilde azalttığını, fakat bulguların klinik kullanım öncesi daha kapsamlı ve in vivo araştırmalarla desteklenmesi gerektiğini söyledi.
Biruni Üniversitesi Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi Dekan Yardımcıları, Biyomedikal Mühendisliği Bölüm Başkanı Prof. Dr. Zehra Durmuş ve Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü Öğretim Üyesi Doç. Dr. Zihni Onur Çalışkaner, ACS Omega dergisinde yayımlanan araştırmada üç farklı demir tabanlı nanomalzemenin fiziksel, kimyasal ve biyolojik özelliklerini incelediklerini belirtti.
Çalışmada kimyasal yapıları birbirinden farklı üç demir tabanlı metalorganik çerçeve (Fe-MOF) esaslı nanomalzeme üretildi. Bu malzemelerin yapısı, şekli, ışıkla ve manyetik alanla etkileşimi incelendikten sonra PC-3 prostat kanseri hücreleri üzerindeki etkileri karşılaştırıldı. Araştırmada ayrıca bu yapıların kemoterapide kullanılan doksorubisinle birlikte ve manyetik alan altında nasıl etki gösterdiği de değerlendirildi.
“Fe-BDC-2 prostat kanseri hücrelerinde daha güçlü etki gösterdi”
Çalışkaner, hücre canlılığı deneylerinde bir örneğin öne çıktığını belirterek, farklı doz-süre kombinasyonların prostat kanseri hücrelerinin canlılığının kontrol grubuna göre neredeyse tamamen azaldığını bildirdi.
Aynı şartlarda normal prostat hücrelerinin bazı uygulamalarda daha düşük düzeyde etkilendiğini aktaran Çalışkaner, bu nanomalzemenin prostat kanseri hücrelerinde daha güçlü hücre öldürücü etki gösterdiğini söyledi.
Elde edilen bulguların doğrudan bir tedavi sonucu olarak değerlendirilmemesi gerektiğinin altını çizen Çalışkaner, “Burada laboratuvar ortamında hücreler üzerinde elde edilmiş deneysel ön verilerden söz ediyoruz. Bulgularımız, nanomalzemenin yapısındaki değişikliklerin kanser hücrelerinin verdiği yanıtı önemli ölçüde etkileyebildiğini gösteriyor. Bundan sonraki süreçte bu etkinin nasıl ortaya çıktığının, sağlıklı hücreler üzerindeki etkisinin ve canlı modellerdeki sonuçlarının ayrıntılı olarak incelenmesi gerekiyor” dedi.
“Manyetik alan altında hücresel etki arttı”
Araştırmada demir tabanlı yapıların manyetik özelliklerinin de incelendiğini anlatan Çalışkaner, dışarıdan uygulanan manyetik alanın özellikle yüksek dozlarda ve uzun uygulama sürelerinde kanser hücre hattı üzerindeki anti-proliferatif etkiyi artırabildiğini söyledi.
Üretilen farklı Fe-MOF yapılarının manyetik alana farklı düzeylerde yanıt verdiğini aktaran Çalışkaner, özellikle 48 saatlik uygulamalarda bazı gruplarda hücre canlılığındaki azalmanın daha belirgin hale geldiğini kaydetti.
“Nanomalzemenin nasıl tasarlandığı hücrelerin verdiği yanıtı değiştirebiliyor”
Biruni Üniversitesi Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi Dekan Yardımcısı Prof. Dr. Zehra Durmuş da çalışmanın önemli sonuçlarından birinin, nanomalzemenin üretiminde kullanılan demir kaynağı ve bağlayıcı moleküldeki değişikliklerin malzemenin özelliklerini ve hücreler üzerindeki etkisini değiştirebildiğinin gösterilmesi olduğunu belirtti.
Durmuş, aynı temel malzeme grubunda yapılan küçük yapısal değişikliklerin malzemenin yapısı, parçacık oluşumu, ışıkla etkileşimi ve hücrelerle ilişkisi açısından farklı sonuçlar ortaya çıkardığını ifade ederek, “Çalışmamız bize yalnızca kullanılan malzemenin değil, bu malzemenin nasıl tasarlandığının da biyolojik etki açısından önemli olduğunu gösterdi. Nanomalzemelerin özelliklerinin kontrollü şekilde değiştirilmesi, gelecekte hedefe yönelik biyomedikal uygulamalar açısından üzerinde durulması gereken bir alan” dedi.
Hazırlanan 2 farklı yapının birbirine yakın yapısal özellikler gösterdiğini, hazırlanan üçüncü yapının ise diğer iki malzemeden farklı fiziksel ve optik özellikler gösterdiğini aktaran Durmuş, kullanılan demir kaynağı ile bağlayıcı molekülün yapısının nanomalzemenin özelliklerini ve hücreler üzerindeki etkisini belirleyen önemli unsurlar arasında yer aldığını ifade etti.
Nanomalzemenin kemoterapi ilacıyla birlikte etkisi incelendi
Durmuş, çalışmada nanomalzemelerin kemoterapide kullanılan bir ilaçla (doksorubisin) birlikte nasıl etki gösterdiğinin de araştırıldığını belirtti. Özellikle, çalışmada sentezlenennanomalzemeler ile kemoterapi ilacının birlikte uygulandığı bazı deneylerde, prostat kanseri hücrelerinin canlılığında değişen oranlarda azalma görüldüğünü söyledi. Ancak bu sonucun, söz konusu yöntemin doğrudan bir tedavi seçeneği olduğu anlamına gelmediğini vurgulayan Durmuş, elde edilen bulguların ileri araştırmalarla desteklenmesi gerektiğini ifade etti.
Araştırmada farklı üniversitelerden bilim insanları yer aldı
Amerikan Kimya Derneği’nin bilimsel dergilerinden ACS Omega’da yayımlanan araştırmada Prof. Dr. Zehra Durmuş ve Doç. Dr. Zihni Onur Çalışkaner’in yanı sıra Gebze Teknik Üniversitesi Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümünden Gizem Kugu ile Martin Luther Üniversitesi Halle-Wittenberg’den Roberto Köferstein, Titus Lindenberg ve Prof. Dr. A. Wouter Maijenburg yer aldı.
