Canbolat GÜRSES Genetik ve Nanobiyoteknoloji
Tedavi edici uygulamalarda çok küçük cihazlara olan ihtiyacın devam etmesiyle insan vücudunda hedef hücrelere ilaç taşıyabilecek nanopartiküllerin geliştirilmesine yönelik talep her geçen gün artmaktadır.
Son olarak araştırmacılar doğru koşullar altında birbirini tamamlama özelliğinde olup misafir molekülleri kendi yapısına monte eden nanopartiküller yarattılar. Küçücük denizaltılar gibi bu çok amaçlı nano taşıyıcılar hücrelerin çevresindeki sulu ortamda seyahat edebiliyorlar ve sahip oldukları misafir molekülleri sırayla canlı hücrelerin membranları boyunca kargo gibi taşıyarak istenen bölgeye teslim edebiliyorlar.
Bağımsız ve dinamik nano taşıyıcılarla hücre membranının bir tarafından diğer tarafına verici ve alıcıların sırasıyla transferi, fluoresans aktivasyonuyla birlikte özellikle hücre içi boşluktaki enerji transferine izin vermektedir.
Nanopartiküllerle moleküllerin hücre içine taşınması değişik metodlar kullanılarak gerçekleştirilmesine rağmen University of Miami’deki araştırmacılar pratik uygulamalar için taşıma ve birbirini tamamlayan moleküllerin değişimi gibi yeteneklere sahip nanopartiküller geliştiriyorlar.
Farklı türleri hücre içine bağımsız olarak taşıyıp onların daha sonra birbirleriyle özellikle hücre içi çevrede etkileşime geçmesini zorlama yeteneği, ilaçların hücre içinde aktif hale geçirilmesini sağlayan çok değerli bir stratejiye evrilebilir.
Bu yeni nano taşıyıcılar 15 nm çapındadır. Amfifilik polimerler olarak isimlendirilen yapı blokları tarafından oluşturulan supramoleküler yapılardır. Bu nano taşıyıcılar suda çözünmez iç yapılarıyla misafir molekülleri içlerinde hapsederek suda çözünebilir dış yapılarını kullanarak sulu ortamlarda seyahat ederler. Sonuç olarak, bu nano araçlar normalde sulu ortamda çözünecek molekülleri taşımak için idealdirler.
Yaşayan bir hücrenin içine vardıklarında partiküller karışır ve taşıdıklarını değiştirirler. Bu etkileşim iç moleküller arasındaki enerji transferine izin verir. Eğer alıcılar ve vericilerle birbirini tamamlayan enerji ayrı ayrı ve sırasıyla yüklenirse, onlar arasındaki enerjinin transferi özellikle hücre içi alanda gerçekleşir. Enerji transferi gerçekleştikçe alıcılar mikroskopla gözlenebilen bir fluoresans sinyal yayarlar.
Bu mekanizmanın temeli supramoleküler yapıları gevşekçe birlikte tutan nonkovalent bağlardır. Bu zayıf bağlar birbirini tamamlayan yapı ve elektronik özelliklere sahip moleküller arasında gerçekleşir. Supramoleküler yapıların sulu ortamda aniden birleşme yeteneklerinden bu bağlar sorumludur. Doğru şartlar altında, bu zayıf nonkavalent etkileşimlerin geriye dönüşümlülüğü, supramoleküler yapılar kadar onların taşıdıklarının değiş tokuşuna izin verir.
Bağımsız ve dinamik nano taşıyıcılarla vericilerin ve alıcıların sırasıyla hücre zarından taşınması beraberlerinde bulunan fluoresansın aktivasyonuyla özellikle hücre içinde gerçekleşen enerji aktarımını sağlar.
Deneyler hücre kültürleriyle gerçekleştirilmiştir. Nanopartiküllerin tamamen kan akışıyla birlikte taşınıp taşınamayacağı henüz bilinmemektedir. Ancak, çalışmanın bu yöne kayması bekleniyor.
Araştırmanın bir sonraki aşaması hücre içindeki enerji transferinin yerine kimyasal reaksiyonlar için bu metodun kullanılmasını kapsamaktadır.
Bu nanopartiküllerin büyüklüğü, dinamik karakterleri ve reaksiyonların normal biyolojik şartlar (uygun sıcaklık ve nötral çevrede) altında gerçekleşmesi, direkt olarak hücre içinde tedavi edicilerin kontrollü aktivasyonu için nanopartikülleri ideal birer araç haline getirmektedir.
