Avrupa Birliği'nin "Ufuk Avrupa" programı kapsamında desteklenen "Çip üstü organ Sistemleri Odaklı Stratejik Ortaklık (OrChESTRA)" projesinde, ODTÜ MEMS Merkezi liderliğinde 3 ülkeden ortak kuruluşlarla birlikte ilaç araştırmalarında kullanılacak ve deney hayvanlarının yerini alacak çipler geliştirilmek üzere çalışmalara başlandı.
ODTÜ Mikro Elektromekanik Sistemler (MEMS) Merkezi Yönetim Kurulu üyesi ve ODTÜ Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü Öğretim üyesi Prof. Dr. Haluk Külah, OrChESTRA Projesi kapsamında yürütülen bilimsel çalışmalara ilişkin açıklamalarda bulundu.
Külah, projeyle çip-üstü-organ sistemleri alanında bölgesel mükemmeliyet merkezi olmayı hedeflediklerini belirterek, bu alanda Belçika'dan IMEC, Almanya'dan Freiburg Üniversitesi ve Hollanda'dan Eindhoven Teknoloji Üniversitesi ile birlikte çalıştıklarını anlattı.
Böylece 4 kurum birlikte çalışarak, çip üstü organ sistemleri konusunda araştırmacılar yetiştirmeyi amaçladıklarını ifade eden Külah, "Proje kapsamında ikili işbirlikleri var, karşılıklı seyahatler, buradaki araştırmacılarımızın gidip oradaki çalışmalarda yer alması ya da oradaki deneyimli uzmanların gelip ODTÜ MEMS Merkezinde kısa süreli çalışması gibi. Yaklaşık 1,5 senedir süren projeden birçok kazanım elde ettik ve projenin alanda önemli etkileri oldu" diye konuştu.
Çip üstü bağırsak platformu ilk hedef
Külah, bunun yanında 4 kurumun bir arada çip üstü bağırsak platformu geliştirilmesi üzerine çalışmalar yaptığını aktararak, şu bilgileri verdi:
"Çalışma, bir bağırsak modelinin çip üzerinde oluşturulmasını kapsıyor. Bu modeli çip üzerinde oluşturup, bazı ilaçların vücut dışında bir ortamda, etkin bir şekilde test edilmesini hedefliyoruz. Aynı şekilde farklı organların fonksiyonlarının çip üzerinde modellenmesi de mümkün. Bu sayede ilaç araştırmalarının bazı aşamalarını hem hızlandırmak hem de deney hayvanlarından bağımsız yapmak mümkün olabilecek."
"Amaç, hayvan deneylerinin azaltılmasını sağlamak"
ODTÜ MEMS Merkezinin altyapısı ve biyomedikal teknolojiler alanında belli bir araştırma yetkinliğine ulaşmış olmasının önemine işaret eden Külah, sözlerini şöyle sürdürdü:
"Aslında çip üstü organ sistemlerinin bir anlamda yapmaya çalıştığı hayvanlar üzerindeki deneylerinin azalmasını sağlamak. Belki görece yolun başında sayılabiliriz, ama sonunda uygulamanın geleceği noktada, pek çok deney hayvanı kullanmaya gerek olmadan birtakım testleri sadece bir çip üzerinde yapmak mümkün olabilecek. Avrupa'da işbirliği yaptığımız 3 kurum, bu alanda önemli yol kat etmiş durumda. Türkiye'de de bu alanda çalışma yapan kurumlarımız, araştırmacılarımız var. Biz bu alana özellikle mikro elektromekanik sistem teknolojileri ve sensörler alanındaki yetkinliklerimizi kullanarak fark yaratabilmek adına yakın zamanda dahil olduk."
"Dünya genelinde de ihtiyaç duyulan bir sistem geliştiriyoruz"
ODTÜ Makine Mühendisliği Bölümü Öğretim Üyesi ve ODTÜ MEMS Merkezi araştırmacısı Doç. Dr. Ender Yıldırım da çip üstü organ sistemlerini sensörlerle entegre etmeye dönük dünya genelinde de ihtiyaç bulunan bir sistem geliştirmeye çalıştıklarını anlattı.
Çip üstü organ sistemlerinin genellikle ilaç geliştirme amacıyla kullanıldığını aktaran Yıldırım, "İlaçların etkilerinin incelenebilmesi için deney hayvanlarından önce, ilaç aday moleküllerinin çip üstü organ sistemleri üzerinde test edilmesi söz konusu. Buna yönelik çalışmalar da başladı. Bazı uluslararası ilaç geliştirme şirketlerinin bu sistemleri kullanmaya başladığını biliyoruz" dedi.
"Organ fonksiyonunun benzetimi yapılıyor"
Yıldırım, bu teknolojinin kullanımı sırasında, çip içerisinde hücrelerin büyütülerek organ fonksiyonunun benzetiminin yapıldığı ve yine çip içerisine ilaç uygulanıp, hücrelerin ve organ fonksiyonunun ilaca verdiği tepkinin izlendiğini belirterek, "Biz bunları sensörlerle destekleyip gerçek zamanlı olarak bu testler sırasında sürekli bilgi almayı ve böylelikle ilaçların daha hassas ve daha doğru bir şekilde geliştirilmesine yönelik bir yol açmayı amaçlıyoruz" açıklamasında bulundu.
Sistem tamamlandığında bilimde ne gibi değişimlerin yaşanacağının sorulması üzerine Yıldırım, şöyle konuştu:
"Farklı uygulamalar mümkün olabilir ancak bizim geliştirmeye çalıştığımız akıllı çip üstü bağırsak platformunda yapmak istediğimiz şey şu. Bağırsaktan emildikten sonra etkisini göstermeye başlayan bir ilacın etkinliğinin doğru bir şekilde anlaşılabilmesi için emilimin modellenmesi yani emilimin nasıl olduğunun incelenmesi gerekiyor. Ancak bu inceleme sonucunda ilacın etkinliğine dair bir yorum yapılabilir. Bu bilginin edinilebilmesi için geliştirdiğimiz çip üstü bağırsak platformunda bağırsağı modellemeye çalışıyoruz. Bağırsak duvarının iki tarafını, iç tarafını ve dış tarafını modelleyen mikro kanallar içerisine sensörler yerleştirip uygulanan ilacın bağırsaktaki emilimini gerçek zamanlı olarak ölçmeyi hedefliyoruz. Bunun için prototipleri üretip testlerimize başladık."
"Hedef, mükemmeliyet merkezi olmak"
Yıldırım, projenin önemine ilişkin, "Proje, ilaçların daha doğru bir şekilde tasarlanması, deney hayvanları üzerinde test edilmesi aşamasında daha az deney hayvanının kullanılmasına belki de uzun vadede elimine edilmesine yol açabilir" değerlendirmesinde bulundu.
Buna yönelik olarak Avrupa'da çalışmaların başladığını aktaran Yıldırım, şunları kaydetti:
"Avrupa'da bu alanda çalışan araştırmacıların yer aldığı Avrupa Çip Üstü Organ Topluluğu’na (EUROoCS), OrChESTRA projesinde yaptığımız çalışmalar neticesinde ODTÜ MEMS Merkezi olarak dahil olduk. Orada uluslararası gelişmeleri takip edip Türkiye'de alandaki ilerlemelere katkıda bulunmak istiyoruz. Bu anlamda Türkiye'deki aslında son 10 yılda yürümekte olan çip üstü organ çalışmalarında bir mükemmeliyet merkezi olarak görev yapıp bu alanda faaliyet gösteren diğer araştırmacılara da destek olmayı hedefliyoruz."