Atom büyüklüğünde ve pervanesi olan nano robotlar son yıllarda nanoteknolojinin nano tıp’a bir hediyesi olarak görülüyor. Kanserli hücreleri bularak onların beslenmesini engelleyerek, çoğalmasını engelleyen nanorobotlar artık kanserli hastaların umudu. Bu yazımızda sizlere Nano robot nedir? Kanser hastalarının yeni umudu Nano robotlar nasıl çalışır? Nano robotlar kanser hücreler ile sağlıklı hücreleri nasıl birbirinden ayırt edebiliyor? soruların cevabını bilimsel olarak vermeye çalışacağız.

Nano robot nedir? Nano robotlar nasıl çalışır? Kanseri yenebilir mi?

Nanomakineler büyük ölçüde araştırma ve geliştirme aşamasındadır. İlerleyen dönemlerde bir çok alanda bu nano robot yada nanobotlar ile karşılaşacağız.

Nano robotlar kullanılarak Kanser tedavisi dönemi çoktan başladı. Atom küçüklüğünde küçük pervaneleri olan bu robotlar, kanserli hücreleri bulup onların büyümesini engelleyip, yok ediyor. Bunu herhangi bir filmde daha önce izledik hayaldir bunlar artık söylenemeyecek.

Tamamen gerçek olan bu olay İngiltere’de gerçekleşti. Nature Dergisi’nde yayımlanan araştırma bir çok kişiyi çok yakından ilgilendiriyor.

İngiltere’de bilim insanları, kanserli hücrelerde nano robot yaparak başarıya ulaştılar. Atomik boyutlarda üretilen gözle görülemeyen bu atomik makineler, önümüzdeki yıllarda kanser tedavisi için kullanılan ışınla tedavi yani kemoterapi gibi yöntemlere son verecek gibi.

Bir ilk olan ‘nano robot’ kullanıldığı prostat kanseri hücresini yok etmeyi başardı. ABD Rice ve Kuzey Carolina üniversiteleri ile İngiltere’nin Durham Üniversitesi’nden bilim insanlarının ortak çalışmasıyla geliştirilen nano robot, İngiltere’de yapılan deneyde, kanserli hücreleri 3 dakika gibi kısa sürede buldu ve bu hücrelerin duvarına yapışarak onları imha etti.

Çalışmanın lideri Durham Üniversitesi’nden Dr. Robert Pal, geliştirilen nano robotların artık çok sayıda ve farklı kanser türlerinde de kullanılabileceğini söyledi.

Dr. Pal, Nano robotların ışınla yönlendirebildiklerini ve kanserli hücrelere ilaç enjekte ederek yok ettiklerini açıkladı. Bundan sonra ilk deneyecekleri meme veya deri kanseri olduğunu açıkladı. Özellikle kemoterapi gibi geleneksel yöntemlere cevap vermeyen kanser türlerinde bu yöntemin başarıya ulaşabileceğini söyledi.

Geleneksel tedavi de bilindiği gibi ya kemoterapi yada ameliyat ile tümörlü bölge imha ediliyor. Fakat kemoterapinin çokça zararı olduğunu herkes biliyor.

Nano robotlar ise kanser hastalığı gibi ölümcül hastalıklarda yan etkisi olmadan tedavi edebilme şansını veriyor.

Şimdi 50 bin tanesi ile bir saç kalınlığı bile etmeyen Nano robotlar hakkında biraz daha derin bilgiler verelim.

Nano robot nedir? Nano robotlar nasıl çalışır? Kanseri yenebilir mi? | Nano robotlar ile yeni bir Tıp doğuyor

Nano robotlar hedefi bulur ve yok eder

2018 yılında Arizona Eyalet Üniversitesi ve Çin’deki Çin Bilimler Akademisi’ne bağlı NCNST (Tr. Ulusal Nanobilim ve Teknoloji Merkezi) birlikte yürüttükleri bir çalışmada, programlanan nano robotlar tümörleri açlığa mahkum etti.

Sonuçta beslenemeyen tümörler küçülmeye başladı ve yayılmaları önlendi.

Arizona Eyalet Üniversitesi’nden biyo-tasarımcı Prof. Hao Yan “Hedefe odaklı kanser tedavisinde kendi başına iş yapabilen ilk DNA robotik sistemini yarattık. Dahası tümörü besleyen damarlar, tüm katı tümörlerde aynı olduğu için bu tedavi birçok farklı kanser türünde kullanılabilir” dedi.

Memeli türü üzerinde ilk kez uygulanan bu teknoloji, farelerde meme, cilt, yumurtalık ve akciğer kanserlerinde başarı ile uygulandı ve araştırma sonuçları Nature Biotechnology dergisinde yayınlandı.

Prof. Yan, geçtiğimiz yıllarda büyük ivme kazanan ve atomik düzeyde karmaşık yapıların oluşturulmasını hedef alan DNA origamisi alanında uzman bir isim.

Bu yapıyı oluşturan parçalar DNA’dan elde ediliyor her yönde ve şekilde kendi üzerinde katlanabiliyor. Bunlar saç telinin 1/1000’inden daha inceler. Ve gelecekte bilgisayar donanımında, elektronikte ve tıpta devrim yaratabilirler.

Nano robot nedir? Nano robotlar nasıl çalışır? Kanseri yenebilir mi? | Nano Tıp ile ölümcül hastalıklar artık eskisi gibi zorlu olamayacak

Nano Tıp hayaldi gerçek oldu!

Anlaşılan hayal ettiğimiz Nano tıp, beklediğimizden çok daha hızlı geliyor.

Nano tıp, tıbbın çok yeni bir alt dalı, nano teknoloji ile üretilen çok minik parçalar sayesinde hastalıkların tanı ve tedavisinde yeni ufuklar açıyor. Ölümcül olan hastalıklarda bunların başında Kanser hastalığında denenmeye 2016 yılından itibaren kullanılmaya başlandı.

Şimdiye dek çalışmalar ağır ilerliyordu, çünkü bilim insanları sağlıklı hücrelere zarar vermeden hastalıklı hücreleri yok etmenin bir yolunu araştırıyordu. Uluslararası araştırma ekibi ise hastalıklı hücreleri tanıyıp sadece onları yok eden çok hassas bir yöntem geliştirdiler ve tümör hücrelerini açlığa mahkûm ederek bu engelin üstesinden geldiler.

Araştırma ekibi bundan tam 5 yıl önce kollarını sıvadı ve temel amacı belirledi.

“Tümör hücrelerinin beslenmesini sağlayan kan akışını kesecekler ve tümörü açlıktan öldüreceklerdi. Bu hedef için DNA temelli nanotaşıyıcı parçacıklar kullanacaklardı.”

Prof. Hao Yan’ın tecrübesi sayesinde hazırlanan nano robotlar kendiliğinden hareket edebilen ve görevini yapabilen seviyeye getirildiler.

NCNST’den öğretim üyesi Baoquan Ding, “Bu nanorobotlar tümör bölgesine giden kanın yolunu tıkayan ve tümörün ölerek küçülmesini sağlayan moleküller taşımaya programlıdırlar” diyor.

Ümidimiz nanorobotlar

Tedaviyi test etmek isteyen araştırmacılar farelerde sıkça kullanılan ve insan kanser hücrelerinin farelere enjekte edilerek agresif tümör gelişimine neden olan yöntemi kullandılar.

Tümör gelişimini sürdürürken, nano robotlar görevlerini yapmak üzere vücuda yerleştirildiler.

Her bir nano robot 90×60 nanometre boyuttaki dikdörtgen DNA origami tabakalarından oluşuyordu ve üzerinde işin kilit noktası olan ve kanda pıhtılaşmayı sağlayan trombin enzimi taşıyordu.

Trombin, tümörü besleyen kan damarlarında pıhtılar oluşturuyor ve tümör ufak bir “kalp krizi” geçirerek hayata veda ediyordu.

Bu nano botlar tedavi amacıyla farenin damarlarına veriliyor ve kan dolaşımında tümörün olduğu yeri elleriyle koymuş gibi buluyorlardı.

Peki, nasıl oluyor da nano robotlar kanser hücreler ile sağlıklı hücreleri birbirinden ayırt edebiliyorlar?

Nano robot nedir? Nano robotlar nasıl çalışır? Kanseri yenebilir mi?| Nano boyutları en iyi anlatan grafik

Nano robotlar iyi ile kötü hücreyi nasıl ayırt edebiliyor?

Nano robotların yüzeyine iliştirilen bir yük ile kötü hücre anlaşılabiliyor. Tümörü tanıyan bu parçalara DNA aptamerleri deniliyor. DNA aptamerleri sadece tümör endotel hücrelerinin yüzeylerinde bulunan nükleolin isimli bir proteini hedefliyorlar.

Tümörü besleyen damarların yüzeyine oturan nanorobotlar bir Truva atı misali etrafa trombin enzimi saçıyorlar ve bu enzim sayesinde kan pıhtılaşmaya başlıyor.

Hızları ise inanılmaz derecede yüksek olan nano robotlar enjeksiyondan saatler içerisinde tümörü çepeçevre sarıyorlar.

İnsanlarda kullanılması olası bir tedavi olduğu için ekip öncelikle tedavinin güvenilirliğini ölçtü.

Ekipten Prof. Yuliang Zhao güvenilirlik konusunda şöyle konuşuyor: “Nanorobotlar farelerde güvenli olarak değerlendirildi, bağışıklık sistemini uyarıcı herhangi kötü etkisi de yok. Ayrıca Bama minyatür domuzlarında (ilaç tedavilerinde güvenilirliğin test edildiği standardize hayvanlar) da normal hücrelerin işleyişini etkileyecek herhangi bir pıhtılaşma sorununa rastlanmadı.”

En önemlisi de, nano robotların beyne geçmediği tespite edildi, bu da inme gibi olası istenmeyen etkilerin geçekleşmeyeceğini gösteriyor.

Kısaca nano robotlar vücuda verildikten yaklaşık 24 saat sonra tümörü besleyen damarların tıkanmasından meydana geliyor ve işini bitiren nano robotlar vücuttan 1 gün içerisinde güvenli biçimde uzaklaştırılıyor.

2 gün içerisinde ileri pıhtılaşma tepkimeleri meydana geliyor ve 3. günde tüm tümör damarlarında pıhtılar gözleniyor. İşin kilit noktası, trombine bağlı pıhtılaşmanın tam tümör damarlarının içinde gerçekleştirilmesinde yatıyor.

Melanomlu (bir çeşit cilt kanseri) farelerde yapılan deneylerde 8 farenin 3’ünde tümör gerilerken, beklenen yaşam süresi de 20,5 günden 45 güne çıkarak 2’ye katladı.

Ayrıca akciğer kanseri modelinde de deneyler yapıldı, sonuç olarak 2 haftalık tedavi sürecinde tümörde küçülme gözlendi.

Boyundan büyük işler başaran minik robotlar Profesör Yan’a göre bu araştırma nano tıbbın başlangıç aşamasının sona erdiğini gösteriyor.

Profesör Yan, “DNA nano robotları ile trombini ilgili dokulara ulaştırmak kanser tedavisinde büyük bir avantaj sağlayacaktır. Mesela melanom hastası farelerde yapılan deneyler, tedavinin sadece var olan tümörü küçültmekle kalmayıp, metastaz denilen tümörün yayılmasını da önlediğini gösteriyor” dedi.

Şimdi araştırma ekibi çalışmalarını genişletmek için klinik ortaklar arıyor. Yan, “Ben tedavinin uygulanabilirliğine çok yakın olduğumuzu düşünüyorum. Yeni teknolojinin kullanmam alanları çok geliştirilebilir.

Farklı amaçlarla tasarlanan nano robotlar solid tümörlerin yok edilmesi ve damarlanmış metastazların ortadan kaldırılmasında rol alabilir.

Dahası bu teknoloji ile diğer hastalıklar için üretilen ilaçlar da hedefe ulaştırılabilir, böylece silahımızı doğrudan hedefe doğrultabiliriz” diyor.

Ayrıca Bakınız

• Nanoteknoloji parçacığı Titanyum Dioksit nedir? Zararsız mı? Tehlikeli mi?
• Nano atık nedir? Nanoteknoloji atıkları insana zararlı mı? Nasıl korunmalı?
• Nanoteknoloji Nedir? Nanoteknolojinin Kullanım Alanları Nelerdir?

Kaynaklar ve Dış Bağlantılar

1. https://www.sciencedaily.com/releases/2018/02/180212112000.htm
2. Zadegan, R.M.; Norton, M.L (2012). “Structural DNA Nanotechnology: From Design to Applications”. Int. J. Mol. Sci. 13: 7149–7162. doi:10.3390/ijms13067149. PMC 3397516 . PMID 22837684.