NANO-ONKOLOJİ’ YE GENEL BAKIŞ

Kanser, günümüzde tüm dünya ülkeleri için büyük sorun teşkil eden hastalıkların başında gelmektedir. Yapılan bilimsel çalışmalarla kanserin teşhis oranı ve yöntemleri durmadan artarken kanser nedenli ölüm oranı hemen hemen sabit kalmaktadır. Bu durum kanserin kazanılabilir bir savaş olduğunun göstergesidir. Kanser tanı ve tedavisinde kullanılan yöntemlerin çeşitli dezavantajları, bu yöntemlerin etkinliğini azaltmaktadır. Nanoteknoloji alanında yapılan çalışmalar, kanser tanı ve tedavisinde nanoteknolojinin daha etkin rol oynayabileceğini göstermektedir. Kanser, hücre büyüme ve bölünmesini kontrol eden genlerin hasar görmesi ile ortaya çıkan kritik ve kompleks bir hastalıktır. Biyolojik açıdan nanoteknoloji ise, nano boyutlarda tasarlanmış mühendislik materyalleri ile hücresel ve biyomoleküler yapılar arasındaki etkileşim ile ilgilenir. Kullanılan nano yapılar, biyolojik yapılar ile aynı boyutlardadır. Örneğin insan hücreleri 10.000 nm – 20.000 nm çapındadır. 50 nm’den küçük olan nano yapılar çoğu hücrenin içine kolaylıkla girebilir. 20 nm’den küçük nano yapılar ise kan dolaşımı ile taşınabilir. Madde nano boyutlarda, kuantum mekaniksel sebeplerden ötürü fiziksel, kimyasal ve biyolojik bakımdan farklı özellikler gösterir. Kimyasal kompozisyonunu değiştirmeden maddeyi nano boyutlarda üreterek istenilen özelliklerde (fiziksel, kimyasal, vb.) nano yapılar elde etmek mümkündür. Nanoteknolojinin sağladığı bu imkanlar, nanoteknolojiyi kanser teşhis ve tedavisinde etkin kılar.

Teşhis Aşamasında Nanoteknoloji
Kanser teşhisinde kullanılan klasik yöntemlerde, X-Ray ve/veya CT taramalar ile organlardaki büyümeler ve değişimler tespit edilir ancak çoğunlukla kanser, 1cm veya 1 gr’ lık bir büyüklüğe ulaştığı zaman görüntülenebilir. Bu durum kanserin erken teşhisini olumsuz yönde etkilemektedir. Nanoteknoloji yardımıyla, tümörler erken dönemde teşhis edilebilir. Nanoyapıların, tek bir tümör hücresine girebilmesi, bu konudaki görüntüleme tekniklerinin limitlerini artırmaktadır. Örneğin mamografi ile meme kanserine klinik teşhisin konması için 1.000.000 tümör hücresinin oluşmuş olması gerekir. Nanoteknoloji yardımı ile 100’den az tümör hücresinin oluştuğu durumda dahi meme kanserini teşhis etmek mümkündür.

Tedavi Aşamasında Nanoteknoloji
Radyoterapi, kemoterapi ve cerrahi, kanser tedavisinde kullanılan başlıca yöntemlerdir. Cerrahi yöntemler, kanserli dokunun rezeksiyonundan (çıkarılmasından) ibarettir. Organ kaybı, kanserin tekrarlama riski ve tüm kanser tiplerine uygulanamaması bu yöntemlerin dezavantajlarındandır. Radyoterapide kanserli hücreler, spesifik frekans bandında ve spesifik şiddette radyasyon ile yakılır. Kanserli hücrelerin yanında sağlıklı hücrelerin de zarar görmesi, radyasyon dağılımının tüm kanser hücrelerine eşit yoğunlukta olmaması ve radyasyona maruz kalan dokuda fonksiyon kaybı oluşması bu yöntemin dezavantajlarını oluşturur. Kemoterapide ise kanserli hücrelerin toksik etkisi bulunan ilaçlar ile öldürülmesi, kanserli hücrelerin bölünmesini sağlayan mekanizmaların ortadan kaldırılması hedeflenir. Klasik kemoterapi ilaçları vücutta hedefe yönelik hareket etmemektedir. Kullanılan ilaçlar kanserli hücrelere etki ettiği gibi sağlıklı hücrelere de etki etmektedir. Kemoterapi, hastanın bağışıklık sistemini zayıflatmakta ve hasta, diğer hastalıklara daha duyarlı hale gelmektedir. Karşılaşılan bir diğer sorun, antikanser bileşenlere karşı gelişen MDR (Multi Drug Resistance) durumudur. Tüm bu önemli yan etkiler, kemoterapi ilaçlarının dokuya özgü etki etmemesinden kaynaklanır. Nano – onkolojideki gelişmeler, hedefe odaklı ilaç dağıtımı konusunda önemli yenilikler getirmiştir. Bu sayede ilaçların kanser hücrelerindeki hücre içi konsantrasyonları arttırılabilirken, sağlıklı hücrelere olan toksik etkileri en aza indirilebilmektedir.Kanser teşhis ve tedavisinde kullanılan nanoteknoloji ile üretilen araçları beş ana grupta inceleyebiliriz.

Nano – Cantilever: Litografik yöntemler kullanılarak yarı iletken malzemeler ile üretilen nanoyapıdır. Nano boyutlarda bir çubuktan dallanmış aralıklı ve esnek yapıda yan çubuklardan oluşur. Yan çubuklar pikonewton mertebelerinde mekanik etkilere duyarlıdır. Bu yapıların üzeri ilgilenilen protein ile konjugasyon oluşturabilecek antikorlar ile kaplandığında o proteine özgü bir biyosensör elde edilir.

NanoShell ( NS ): Kanser teşhis ve tedavisi için geliştirilmiş nano yapılardır. NS’ler, merkezinde silisyum çekirdek bulunan ve üzeri altın tabaka ile kaplı küreciklerdir. Altın tabakanın kalınlığı değiştirilerek istenen dalga boylarındaki ışığın emilmesi sağlanır. Uygun dalga boyundaki yakın kızılötesi (NIR) ışığa maruz bırakılan NS, içinde bulunduğu hücreyi öldürebilecek, fakat etraftaki sağlıklı hücrelere zarar vermeyecek derecede ısı yayar. NS’lerin yüzeyine ilgili antikor ve/veya anti – kanser ilaçlar yerleştirilerek NS’ler kanserli hücrelere yönlendirilebilir.

Quantum Dot ( QD ): QD’lar Cadmium Selenide, Cadmium Telluride veya Indium Phosphide gibi yarı iletkenlerden yapılan 2 ile 10 nm çapında nanokristallerdir. Tanıda, görüntülemede ve tedavide floresan probları olarak kullanılırlar ve organik floresan proteinlerine göre eşsiz optik ve elektrik özelliklere sahiptirler.

Nanowire ( NW ): NW’lar, moleküler birleşmelerin elektriksel olarak algılanmasına imkan veren nano yapılardır. Metal, yarı iletken veya polimer yapılarda oluşturulabilirler. Antikor veya oligonükleotidler ile fonksiyonelleştirilerek tümör biomarker proteinlerinin algılanmasında kullanılabilirler.

Dendrimer: İç boşluklarında veya yüzeylerinde molekül taşımak için geliştirilen küresel nanoyapılardır. Tekrarlı kimyasal sentezler ile moleküllerden nano boyutlarda dendrimerler oluşturulur. İlaç taşıyıcısı olarak kullanılan dendrimerler 10 ile 100 nm çapındadır. Yüzeylerindeki çoklu fonksiyonel gruplar, dendrimerleri hedef yönelimli ilaç taşıma işlemlerinde ideal kılmaktadır.

Nanotekolojinin kanser teşhis ve tedavisindeki etkinliği gözardı edilmemekle birlikte yapılan çalışmalarda vücuda alınan nano parçacıkların akıbetinin tam olarak çözümlenememesi ve nano parçacıkların dokularda birikimi sonucu doğabilecek olumsuz sorunlardan dolayı hala gelişim sürecindedir. Ancak teknolojinin hızla gelişimi nanoteknolojiyi olumlu yönde etkilemekte ve kanser için bir umut olarak geliştirmektedir.

Kaynakça ve ileri okuma için: https: //dergipark.org.tr/tr/download/article-file/202677 (KANSERİN TEŞHİS VE TEDAVİSİNDE NANOTEKNOLOJİNİN ÖNEMİ)