Kanserde erken teşhis için yeni sağlık teknolojileri

Kanser artık sıradan bir hastalık gibi hayatımıza girerken, dünyada her yıl milyonlarca kişinin hayatını çalmaya devam ediyor. Bilim insanları yıllardır kanseri erken teşhis eden yeni sağlık teknolojileri konusunda emek harcıyor. Bu yazımızda Eksozom nedir? Kanserde Erken Teşhisin Önemi nedir? Kanser tanı yada Kanserde erken teşhis için yeni sağlık teknolojileri hangileri? Kanserin erken teşhisinde eksozomların yüzey analizi için geliştirilen yeni teknolojiler nelerdir? göreceğiz.

Kanserde erken teşhis için yeni sağlık teknolojileri

Her yıl dünyada 9 milyondan fazla insan kanserden dolayı hayatını kaybetmektedir. Bu kanseri dünyadaki ölümler açısından ikinci sıraya yerleştirmektedir. Basitçe kanser; normal olmayan hücrelerin aşırı hızlı büyümeleri ile meydana gelen bir hastalıktır.

Tümör ile kanserli tümör arasındaki fark kısaca şöyle tanımlanabilir; tümörler aşırı büyüyen ve yumru oluşturan normal hücreler iken kanserli tümörler kötü huylu olup kontrol edilemeyen bir şekilde çoğalırlar. Yapılan araştırmalar kanserin başlangıç aşamasında iken kesin teşhisinin, hastaların hayatta kalma şansını çok önemli ölçüde artırabildiğini göstermiştir. [1]

Öncelikle kanserde erken tanı çok önemlidir. Şimdiye kadar, farklı kanser türlerinin doğru tespiti ve bunların ilerlemesinin izlenimi için birçok tümör biyobelirteci ve ilgili tahlil teknolojileri geliştirildi. Fakat elde edilen sonuçlar beklenen hassasiyetin altında olmasından dolayı tatmin edici değildir. [2]

Bunun nedeni ise kanserlerin erken evresinde oluşan moleküler belirteçlerin son derece düşük seviyelerde olmasıdır, bu mevcut tanısal testlerin güvenilirliği ve özgünlüğü açısından büyük zorluklar ortaya koymaktadır .[3]

Yapılan son çalışmalar, hem normal hem de patolojik hücrelerin özel bir veziküler (kesecikler) zar grubu salgıladığını göstermektedir. Bu salgılanan veziküler oluşturuldukları hücreler hakkında çok zengin bilgiler içerir [4].

Kanserde erken teşhis için Eksozomların yüzey analizi yapacaz da Eksozom nedir?

Eksozom kompleksi veya eksozom molekülü (İngilizcesi: Exosome complex) çeşitli RNA’ların ayrıştırılması işlerinde görevli çoklu protein yapısı olan bir komplekstir. Bakterilerde degradozom olarak isimlendirilen daha basit bir kompleks benzer fonksiyonları yerine getirir iken, eksozom kompleksleri, ökaryotik hücrelerde ve arkelerin her ikisinde de bulunmaktadır.

Küçük eksozomlardan (40-120 nm) ve büyük mikro veziküllerden (300-1000 nm) oluşan bu hücre dışı veziküller (EV), hücreler arası iletişim için kan, tükürük ve idrar gibi birçok vücut sıvısında dağılırlar. Yapılan araştırmalar göstermiştir ki:

1. Kanserden türetilen eksozomlar, barındırdıkları proteinleri ve mikroRNA’lar gibi sinyal moleküllerini uzaktaki alıcı hücrelere taşıyıp onları yeniden programlayarak tümör büyümesini ve metastazın oluşumunu sağlarlar. [6]
2. Kanserli hücreler normal hücrelere oranla daha fazla eksozom salgılar. [7] Bu nedenle, dolaşımdaki kanser kaynaklı eksozomların ve bunların kargo proteinlerinin daha yüksek seviyeleri, kanserlerin erken teşhisinde daha iyi bir teşhis ve prognostik verimlilik elde etmek için sıvı biyopsi araçları olarak kullanım konusunda önemli potansiyele sahiptir. [8]

Potansiyel klinik önemi olmasına rağmen, hastalık kaynaklı eksozomların tespiti ve kanserlerin erken teşhisinde kullanılması ciddi bir sorundur. Farklı hücre kökenlerinden gelen eksozomlar farklı yüzey proteinlerine ve içeriklerine sahiptirler.

Eksozomlar ayırt edilemez parçacık boyutu dağılımlarına ve yüzey morfolojilerine sahip olduklarından geleneksel nanopartikül analitik yaklaşımları kullanarak bir kan numunesinden belirli eksozom popülasyonunu izole edilmesizordur.

Erken aşamadaki bir kanser tarafından salgılanan eksozomların dolaşımda ultra düşük seviyelerde (sub-pM konsantrasyonları) bulunmasından dolayı immunoassay’ler kullanılarak doğrudan klinik numunelerde tespit edilmeside sorunludur.

Kanserde Erken Teşhisin Önemi ve Kanser tanı teknolojileri

Kanserin kısa sürede ve güvenilir bir şekilde teşhis edilmesi, hastalık ile savaşta cok önemli rol oynar. Bu amaçla dünyada pek çok bilim insanı farklı teknolojiler geliştirmektedir.

Washington Eyalet Üniversitesi’nden (WSU) araştırmacılar, kandaki erken evre kanser biyo- belirteçlerini bulmada mevcut laboratuvar tabanlı test- lerden 33 kat daha hassas bir teknoloji geliştirdiler. [9] Araştırmacılar bu teknolojide, elektrik alanını kullanarak kanser biyobelirteçlerini bir kâğıt şerit üzerinde yoğunlaştırıp ayırabilmekte ve 10 dakika gibi kısa bir sürede cüzi düzeydeki kanser belirteçlerini eksozomlarda tespit edebilmektedirler.

Bu teknolojinin yakın gelecekte bir tür sıvı biyopsi haline getirilip kanserin daha erken tespit edilmesine ve daha hızlı tedavilere yön vereceğine inanılmaktadır.

WSU’lu araştırmacılar bu teknolojiyi ilk kez bir prostat kanseri hücresinden alınan eksozomları hızla izole etmek, zenginleştirmek ve tespit etmek için uyguladı; eksozom yüzeyindeki bir protein işaretine özgü bir antikor kullanılarak hedef eksozomlar yakalandı ve bu eksozomlardaki kanser protein belirteçleri ayırılıp analiz edildi.

Araştırmacılar kullandıkları bu yöntemin araştırma laboratuvarlarında eksozomları tespit etmek ve analiz etmek için kullanılan geleneksel yöntemlerden 33 kat daha duyarlı olduğunu bir test serumu ile başarılı bir şekilde gösterdiler.

Şimdi, araştırmacılar daha fazla miktarda hormon, lipid ve diğer elementlerin karışımının olduğu insan kanı kullanarak teknolojilerini geliştirmeye çalışıyorlar. Ayrıca, geliştirdikleri bu teknolojinin taşınabilir ve daha kolay kullanılabilmesi için teknolojinin güç gereksinimlerini ayarlamaya çaba göstermektedirler.

WSU’deki araştırmacıların yanı sıra, Uppsala Üniversitesi ve Vesicode AB şirketinden araştırmacılar da yeni ve farklı bir metot, yakınlığa bağlı barkotlama analizi (PBA), kullanarak çok sayıda Kanser teşhis eksozom yüzeyindeki yüzey protein tamamlayıcılarını/komplementlerini ha-ritalamayı başardılar. [10]

PBA, antikor-DNA konjugatları ve yeni nesil dizileme/sıralama kullanılarak farklı eksozomların yüzey protein bileşimini meydana çıkarır.

Yöntem, yuvarlanan daire amplifi kasyonu ile oluşturulan mikrometre boyutlu, benzersiz şekilde etiketlenmiş tek iplikli DNA kümelerini kullanarak ayrı eksozomlar üze- rindeki proteinleri tanımlar.  Araştırmacılar, bu teknolojinin yalnızca eksozomları inceleyen araştırmacılara fayda sağlamakla kalmayacağını, aynı zamanda yüksek verimli biyobelirteç keşfi ne de olanak sağlayacağına inanmaktadırlar.

Kanserle savaşmak için bilim insanları araştırmalarına devam edecek, eğer son sağlık teknolojilerden haber almayı istiyorsanız sosyal medyadan takip edebilirsiniz.

Kaynakça:

1. Bombonati, A., Sgroi, D.C., 2011. J. Pathol. 223 (2), 307.
2. Shu, J., Tang, D.P., 2020. Anal. Chem. 92 (1), 363.
3. Acharya, A., et al., 2017. Ann. Surg Oncol. 24 (5), 1165.
4. Soung, Y.H., et al., 2017. Cancers 9 (1).
5. Gümüşderelioğlu, M., Ertekin, T.S, Konuk, E. Bilim ve Teknik Ağustos 2019.
6. De Toro, J., et al., 2015. Front. Immunol. 6, 203.
7. Riches, A., et al., 2014. Eur. J. Canc. 50 (5), 1025.
8. Santasusagna, S., et al., 2018. Oncology 95 (5), 309.
9. Guo, S., et al., 2020. Biosens Bioelectron 164, 112292.
10. Wu, D., et al., 2019. Nat Commun 10, 3854.

Ayrıca bakınız

• Kanser hakkında neden çok bilgi kirliliği var?
• Sıcak içecekler kansere mi neden oluyor?