Biyo-teknolojik Bir Çağa mı Gidiyoruz?


tibbin-gelecegi-biyoteknoloji-ve-minyatur-robotlar-720656-730-480.jpg

Biyo-teknolojik Bir Çağa mı Gidiyoruz?

Dünyaca ünlü MIT Universitesinin araştırmacıları, Hormon Salınımının Uzaktan Kontrolünü Sağlayan Manyetik Nano-partiküller Geliştirdiler *

17 Nisan 2020 tarihinde yayınlanan araştırmanın sonuçları biyo-teknolojik döneme geçiş tartışmalarını tekrar gündeme getirdi. Araştırmanın, ABD Savunma İlerleme Araştırma Projeleri Ajansı ElectRx Programı, Bose Araştırma Bursu, Ulusal Sağlık Enstitüleri Beyin Girişimi ve bir MIT-Technion bursu tarafından finanse edilmesi oldukça dikkat çekici.

Hormon Salınımının Uzaktan Kontrolü

Adrenalin ve kortizol gibi stres hormonlarının anormal seviyeleri, depresyon ve travma sonrası stres bozukluğu (TSSB) da içine alan çeşitli zihinsel sağlık bozukluklarıyla ilişkilidir. MIT araştırmacıları manyetik nano partiküller kullanarak bu hormonların böbreküstü bezinden salınımını uzaktan kontrol etmenin bir yolunu tasarladılar.

Söz konusu araştırmacılar bu yaklaşımın, bilim insanlarının hormon salınımının ruh sağlığını nasıl etkilediği hakkında daha fazla bilgi edinmelerine yardımcı olabileceğini ve sonuç olarak hormonla ilişkili bozuklukları tedavi etmek için yeni bir seçenek sunabileceğini söylüyor.

MIT üniversitesinde beyin ve bilişsel beceriler profesörü Polina Anikeeva “Biz merkezi sinir sisteminde yayılarak hasar verici operasyonlar yapmak yerine, periferik organ fonksiyonunu modüle ederek stres bozukluklarını nasıl inceleyebileceğimize ve nihayetinde nasıl tedavi edebileceğimize bakıyoruz.’’ diyor.

Hormon salınımı üzerinde kontrol sağlamak için Anikeeva'nın grubundaki MIT Teknoloji Üniversitesi’nde doktora sonrası araştırmacısı olan Dekel Rosenfeld, adrenal bez içine enjekte edilebilen özel manyetik nano-partiküller geliştirdi. Bu nano-partiküller zayıf bir manyetik alana maruz kaldığında, hafifçe ısınır ve hormon salınımını tetikleyen ısıya duyarlı kanalları aktive eder. Bu teknik, vücudun derinliklerindeki bir organı minimal invazivlikle uyarmak için kullanılabilir.  Anikeeva'nın laboratuvarı daha önce, vücudun belirli yerlerinde belli zamanlarda ilaç salabilen partiküller dahil olmak üzere birkaç yeni manyetik nano-malzeme de tasarlamıştı.

Bu yeni çalışmada ise araştırma ekibi, merkezi sinir sisteminin dışındaki organları manipüle ederek, sadece hormon salınımı yoluyla etki edilebilen beyin rahatsızlıklarını tedavi etme fikrini araştırmak istedi. İyi bilinen bir örnek, memelilerde stres tepkisini düzenleyen hipotalamik-hipofiz-adrenal (HPA) eksenidir. Kortizol ve adrenalin dahil olmak üzere adrenal bez tarafından salgılanan hormonlar depresyon, stres ve anksiyetede önemli roller oynamaktadır.

MIT Araştırma Laboratuvarı ve Mc Govern Beyin Araştırmaları Enstitüsü üyesi olan Anikeeva bu konu ile ilgili olarak, “Nörolojik olduğunu düşündüğümüz bazı bozukluklar;  merkezi sinir sisteminin içindeki küresel devrelerle uğraşmak yerine, bu lokal devreleri modüle etmeyi öğrenebilirsek, bozukluğun yaşandığı dış yüzeyde tedavi edilebilir.” diyor.

Araştırmacılar hormon salınımını, kalsiyumun adrenal hücrelere akışını kontrol eden iyon kanallarını uyararak gerçekleştirmeye karar verdiler. Bu iyon kanalları ısı da dahil olmak üzere çeşitli uyaranlarla aktive edilebilir. Kalsiyum açık kanallardan adrenal hücrelere aktığında, hücreler hormonları pompalamaya başlar. Rosenfeld, "Bu hormonların salınımını modüle etmek istiyorsak, esasen kalsiyum akışını adrenal hücrelere modüle edebilmemiz gerekir." diyor.

Anikeeva’nın grubundaki önceki araştırmalardan farklı olarak bu çalışmada, yapay gen kullanılmadan hücrelerin işlevini modüle etmek için manyetotermal uyarım uygulandı. Araştırmacılar Adrenal hücrelerde doğal olarak oluşan bu ısıya duyarlı kanalları uyarmak için, insan saçı kalınlığının yaklaşık 1/5000'i kadar küçük manyetik kristaller oluşturan bir tür demir oksit olan manyetitten yapılmış nanoparçacıklar tasarladılar.

Araştırmacılar farelerde bu parçacıkların doğrudan adrenal bezlere enjekte edilebildiğini ve en az altı ay orada kaldıklarını buldular. Fareler kanalları çevreleyen herhangi bir dokuya zarar verilmeyecek şekilde zayıf bir manyetik alana maruz kaldığında --yaklaşık 50 millitesla, yani manyetik rezonans görüntüleme (MRI) için kullanılan alanlardan 100 kat daha zayıf-- kalsiyum kanallarının açılmasını tetikleyecek şekilde yaklaşık 6 santigrat derece ısıtıldı.  

TRPV1 olarak bilinen ısıya duyarlı kanal, ağrı reseptörleri dahil olmak üzere vücuttaki birçok duyu nöronunda bulunur. TRPV1 kanalları, biberlere acılığını veren organik bileşik olan kapsaisin ve sıcaklık ile aktive edilebilir. Bu kanallar memeli türleri içinde bulunurlar ve aynı zamanda ısıya duyarlı birçok başka kanaldan oluşan bir aileye aittirler.

Bu uyarım hormonların tetiklenmesine neden oldu, kortizol üretimini iki katına çıkardı ve noradrenalini yaklaşık % 25 arttırdı. Bu, hayvanların kalp atış hızlarında ölçülebilir bir artışa yol açtı.

Stres ve Ağrı Tedavisi

Araştırmacılar şimdi bu yaklaşımı, hormon salınımının TSSB'yi ve diğer bozuklukları nasıl etkilediğini araştırmak için kullanmayı planlıyorlar ve sonunda bu bozuklukların tedavisi için uyarlanabileceğini söylüyorlar. Araştırmacılar bu yöntemin, yumuşak ve yüksek oranda vaskülarize olmuş adrenal bezler gibi organlarda mümkün olmayan hormon salınımını, elektriksel olarak uyarmak için bir tıbbi cihazın implante edilmesini içeren potansiyel tedavilere çok daha az invaziv bir alternatif sunacağını söylüyor.

Bu stratejinin ümit verebileceği başka bir alan da ağrı tedavisidir, çünkü ısıya duyarlı iyon kanalları ağrı reseptörlerinde sıklıkla bulunur.

Anikeeva “Ağrı reseptörlerini bu teknikle modüle edebiliyor olmak, potansiyel olarak ağrıyı incelememize, kontrol etmemize, gelecekte bazı klinik uygulamalara sahip olmamıza ve ilaçlara veya implantlara kronik ağrılar için bir alternatif sunabilmemize olanak sağlayacaktır.” diyor. Bu yöntem, TRPV1'in diğer organlarda varlığının daha fazla araştırılmasıyla, potansiyel olarak sindirim sistemi ve pankreas gibi diğer periferik organlara da genişletilebilir.

 

* Minnesota Üniversitesi'nde psikiyatri bölümünde asistan profesör olan Alik ve Anikeeva Widge ile öğrenme ve bellek alanında çalışan eski bir MIT Picower Enstitüsü araştırmacısı bu çalışmanın kıdemli yazarlarıdır. Rosenfeld, bugün Science Advances'da yer alan makalenin baş yazarıdır.

Çeviren: Meryem Eslem KURUÇAY

Kaynak

www.sciencedaily.com/releases/2020/04/200417212933.htm

 

 

Yorumlar

Yeni yorum gönder

Bu alanın içeriği gizlenecek, genel görünümde yer almayacaktır.

Bu site’de yer alan bilgiler kaynak gösterilerek kullanılabilir. 
Eposta: info@aileakademisi.org  
Aile Akademisi© 2011
Tasarım:Baydar Bilişim