Farmasötik Nanoteknoloji
Nanoteknolojiyi anlamak için sanırım önce nanometrenin nasıl bir birim olduğunu kavramamız yararlı olacaktır. En basit tanım itibariyle nanometre bir metrenin miyarda biridir. Ya da gündelik hayattan bir örnek verecek olursak ortalama bir saç teli yaklaşık 100000 nanometredir. Bir kırmızı kan hücresi 7000 insan DNA molekülü çapı ise 2 nanometredir. Gördüğünüz gibi, nanometre çok çok çok küçük bir boyuttur. Bir nanometreyi görselleştirmek için bir kum tanesini 100.000 parçaya bölmeniz gerekir. Bu kadar küçük bir boyutta, maddenin davranışı makro boyutta olduğundan farklıdır.
Bir nanopartikül ise 1-100 nm arasında bir çapa sahiptir. Nanoteknoloji ise maddeyi atomik ve moleküler düzeyde kontrol etme yeteneği sunan heyecan verici bir alandır. Bu teknoloji, nanopartiküller kullanarak yeni ürünler ve uygulamalar geliştirmeyi mümkün kılar.
Nanoteknoloji, gelişmekte olan ülkelerde hastalıkların tedavisi ve sağlık sorunlarının önlenmesi gibi alanlarda önemli bir rol oynamaktadır. Ayrıca, endüstriyel ve arıtma süreçlerinde de kullanılarak yenilikçi çözümler sağlamaktadır. Araştırmacılar, altın nanoparçacıkları gibi özel malzemeleri kullanarak “nanoteranostik” adı verilen bir yöntemle teşhis ve tedaviyi tek bir platformda birleştirmeye çalışmaktadır. Nanoteranostik tedaviler, hastalıkları erken evrede tespit ederek kişiselleştirilmiş tedaviye olanak tanır ve yan etkileri azaltarak daha güvenli tedavi yöntemleri sunma potansiyeline sahiptir. Nanoteknolojinin tıp alanında kullanımı bununla sınırlı değildir.
Bu yazımızda nanoteknolojiyi farmasötik bakış açısıyla 3 ana konu özelinde ele alacağız:
- Hedefli ilaç taşıma sistemleri
- İlaçların biyoyararlanımının artırılması
- Yeni ilaç keşfi ve geliştirilmesi
1. Hedefli İlaç Taşıma Sistemleri
Nano ilaç taşıyıcı sistemler, farmasötik alanda devrimsel gelişmelere öncülük eden ve hedef odaklı tedavileri mümkün kılan araçlardır. Bu sistemler, terapötik maddelerin “kapsüllenmesi” ve hastalıklı dokulara doğrudan iletilmesini sağlayarak, geleneksel tedavilerdeki dağılım ve toksisite kaynaklı verimsizliklerin önüne geçmeyi amaçlamaktadır.
Örneğin, pankreas kanseri alanında, GE11 peptidiyle fonksiyonelleştirilmiş bir nanotaşıyıcı (GENP), gemsitabin ve olaparip ilaçlarının koordineli ve direkt olarak tümör bölgesine iletilmesi için geliştirilmiştir. Bu strateji, hasta hücrelerin DNA onarım mekanizmalarının hedef alınmasını ve kombinasyon tedavisinin etkinliğinin artmasını sağlamaktadır. Benzer biçimde, romatoid artirit üzerinde, prednizolon ve kurkumin gibi terapötik bileşiklerin bir nanotaşıyıcı yardımıyla (N-PD/CU) birlikte taşınması, antienflamatuvar etkiyi güçlendirmekte ve yan etkileri minimize etmektedir. Nano ilaç taşıyıcı sistemleri, özelleştirilmiş tedavilere kapı aralayarak kanser ve kronik enflamatuvar hastalıklarda önemli bir potansiyel taşımaktadır.
2. İlaçların Biyoyararlanımının Artırılması
Bu konuyu bir örnekle anlatmaya başlamak istiyorum. Güzel kıpkırmızı bir nar aldınız ve soymaya başladınız. Ardından bu işlemin zor olduğunu fark edip meyveyi olduğu gibi ortadan kestiniz. Meyve suyu sıkacağınızda preslediniz ve ta da nar suyunuz hazır. İçine birkaç buz kupu ve belki yarım bir limonun suyu ile enfes ve serinletici bir meyve suyu hazırladınız. Şimdi serin balkonunuza kurulup meyve suyunuzu yudumlama vakti.
Ama bir sorununuz var; nar suyu içerdiği antosiyanin ve fenolik maddeler yüzünden buruk bir tada sahip oldu, öyle sefa içinde içeceğinizi yudumlayamıyorsunuz. Üstelik yaşadığınız keyifsizliğin yanı sıra içerisindeki yararlı maddelerden fenolik maddeler büyük kısmı mide pH yüzünden bozundu ve hiçbir işe yaramayacak.
İşte nano enkapsüle teknolojisinde; hassas bileşenler çekirdeğe yerleştirilip yağlar, polisakkaritler ve proteinler gibi çeşitli malzemeler ile kaplanarak gıda formlarına dahil edilir. Kapsülleme sayesinde bu hassas bileşenlerin istenmeyen tatlarının maskelenmesi, sindirim sistemindeki salınımının kontrolü, mide asidi gibi çevresel faktörlerden korunması ve vücut tarafından emiliminin artırılması hedeflenmektedir. Elde edilen kapsüllerin boyutu düştükçe çözünürlük, emilim ve biyoyararlanımın yükseleceği tahmin edilmektedir. Bu kapsüllerin yüzey alanının artmasından kaynaklanabileceği öne sürülmektedir.
Son dönemlerde ise bu kapsül boyutları nano boyutlara kadar küçülmüştür.
3. Yeni İlaç Keşfi ve Geliştirilmesi
Konunun bu kısmı aslında alışılagelmişin dışında benim en çok ilgimi çeken kısım oldu diyebilirim. Nanoteknoloji, ilaç keşfi alanında nanopartiküller üzerine odaklanan birçok çalışmaya konu olmuştur. İlaç keşfinde evrensel olarak kullanılabilecek tek bir nanopartikül türü yoktur. Ancak, kuantum noktalar (QDs) gibi yeni nesil nanopartiküller, tek bir molekülün izlenmesi için kullanışlıdır. QDs’lerin beyinde ilaç reseptörlerini görüntüleme amacıyla yoğun bir şekilde araştırılmaktadır.
QDs ile Beyinde İlaç Reseptörlerinin Görüntülenmesi
QDs’ler, yaşayan hücrelerin nöronal membranındaki bireysel glisin reseptörlerini(GlyRs) izlemek ve analiz etmek için kullanılır. Glisin insan omuriliği ve beyin kökünde ana inhibe edici nörotransmitterdir. QDs’lerin, ilaç reseptörlerini izlemede geleneksel görüntüleme araçlarına göre daha ayrıntılı ve uzun süreli bir izleme imkanı sağladığı gözlemlenmiştir.
Altın Nanopartiküller
Altın nanopartiküller, tanıda en yaygın olarak kullanılan nanomalzemelerden biridir ve birçok farklı alanda kullanımları bulunmaktadır. Altın nanopartiküller, hastalık DNA’sını tespit etmek için biyosensörler oluşturmak için bir bağlantı noktası olarak kullanılabilir. Ayrıca, belirli dokuları veya hücreleri etiketlemek için kullanılan bir teknoloji olan multifoton absorpsiyon-indüklenmiş luminesans (MAIL) için de kullanılabilirler.
Lipopartiküller ve İlaç Keşfi
Özel bir firma tarafından geliştirilen lipopartikül teknolojisi, zarlı proteinlerin yapısal konformasyonlarını koruyarak çözünmesini sağlar. Bu yaklaşım, ilaç adaylarının hücresel reseptörlere bağlanma yeteneğini ölçmek için kullanılabilir.
Nanobiyoteknoloji ve Kişiselleştirilmiş Tıp için İlaç Keşfi
Kişiselleştirilmiş tıp, hastanın genotipinin tedavi seçeneklerini belirlemede bir faktör olarak kullanıldığı bir tedavi yaklaşımıdır. Nanobiyoteknoloji, moleküler tanıda ve tedaviyi entegre etmede önemli bir rol oynamaktadır. Bu teknoloji, gelecekteki kişiselleştirilmiş ilaçların keşfi ve tasarımını kolaylaştırabilir.
Özetle; Nanoteknoloji, eczacılık ve tıp alanındaki araştırmaların/uygulamalarının sınırlarını zorlayan, heyecan verici bir alandır. Bu teknoloji, ilaç taşıma sistemlerini geliştirmek, ilaçların biyoyararlanımını artırmak ve yeni ilaçlar keşfetmek için benzersiz araçlar sunar.
Hedefli ilaç taşıma sistemleri, ilaçların doğrudan hastalıklı dokulara yönlendirilmesini sağlayarak sağlıklı dokulara olan zararı azaltır. Bu sayede geleneksel tedavilere göre daha etkili ve daha az yan etkiye sahip tedaviler mümkün olmaktadır.
Nanopartiküller, yeni ilaç keşfi için de yeni ufuklar açmaktadır. Bu nanopartiküller, hastalıkları moleküler düzeyde anlamak ve yeni tedavi yöntemleri geliştirmek için kullanılabilir.
İddialı olacak ama nanoteknolojinin bu alanındaki potansiyeli sınırsızdır denebilir. Bu teknolojinin gelişmesiyle birlikte, daha etkili, daha az yan etkiye sahip ve daha kişiselleştirilmiş tedavilerin mümkün olması öngörülmektedir.
Öte yandan nanoteknolojinin kullanımıyla ilgili şu sorular da akla gelmektedir:
- Nanoteknolojinin tedavi alanındaki kullanımı güvenli midir?
- Nanoteknolojinin uzun vadeli sağlık etkileri nelerdir?
- Nanoteknolojinin çevreye etkisi nedir?
- Nanoteknolojinin tıbbi alandaki kullanımı etik sorunlar barındırır mı?
Bu soruların cevapları net olarak bilinmemekle birlikte, nanoteknolojinin alanımızdaki kullanımıyla ilgili daha fazla araştırmaya ihtiyaç olduğu açıktır.
Bilmemek insanı karmaşık duygulara sürükler; bilmediğimiz için mutlu olabiliriz, bilmediğimiz için korkabiliriz ya da bilmediğimiz için merak edebiliriz.
Merakla ve bilimle kalın!
