Avrupa Birliği tarafından desteklenen Horizon Europe programı kapsamında, Türkiye’den ODTÜ Mikro Elektro Mekanik Sistemler (MEMS) Merkezi liderliğinde “Organ-on-Chip Sistemleri Odaklı Stratejik Ortaklık (OrChESTRA)” projesi başlatıldı. Bu iş birliği çabası, üç ülkeden ortakları içeriyor ve laboratuvar hayvanlarının kullanımının yerini alacak ilaç araştırmaları için çipler geliştirmeyi amaçlıyor.
MEMS Merkezi üyesi Prof. Dr. Haluk Külah, Anadolu Ajansı’na (AA) yaptığı açıklamada, projenin organ-on-chip sistemleri alanında bölgesel bir mükemmellik merkezi kurmayı hedeflediğini söyledi. Külah, Belçika’dan Üniversitelerarası Mikroelektronik Merkezi (IMEC), Almanya’dan Freiburg Üniversitesi ve Hollanda’dan Eindhoven Teknoloji Üniversitesi ile birlikte çalıştıklarını kaydetti.
Dört kurum işbirliği yaparak organ-on-chip sistemleri alanında araştırmacı yetiştirmeyi amaçlıyor. Külah, proje kapsamındaki ikili işbirliklerine dikkat çekti; bunlar arasında ODTÜ’den araştırmacıların uluslararası çalışmalara katıldığı ve deneyimli uzmanların kısa süreler için ODTÜ MEMS Merkezi’nde çalışmaya geldiği karşılıklı ziyaretler yer alıyor. “Yaklaşık 1,5 yıldır devam eden bu projeden birçok fayda elde ettik ve alanda önemli etkileri oldu.” dedi.
Külah ayrıca dört kurumun birlikte bir bağırsak-çip platformu geliştirmek için çalıştıklarını belirtti. Daha fazla ayrıntı vererek şunları söyledi: “Çalışma, bir çip üzerinde bir bağırsak modeli oluşturmayı içeriyor. Bu modeli bir çip üzerinde geliştirerek, belirli ilaçları harici bir ortamda etkili bir şekilde test etmeyi amaçlıyoruz. Benzer şekilde, çip üzerinde farklı organların işlevlerini modellemek de mümkün. Bu, ilaç araştırmasının bazı aşamalarının laboratuvar hayvanlarından daha hızlı ve bağımsız bir şekilde yürütülmesine olanak tanıyacak.”
MEMS’in altyapısının ve biyomedikal teknolojilerdeki araştırma yetkinliğinin önemini vurgulayan Külah, şöyle devam etti: “Bir anlamda, organ-çip sistemlerinin başarmayı amaçladığı şey, hayvanlar üzerinde yapılan deneyleri azaltmaktır. Hala erken aşamalarda olsak da, sonunda, çok sayıda laboratuvar hayvanına ihtiyaç duymadan sadece bir çip üzerinde bazı testler yapmak mümkün olacak.”
“Avrupa’da iş birliği yaptığımız üç kurum bu alanda önemli ilerleme kaydetti. Türkiye’de de bu alanda çalışan kurumlarımız ve araştırmacılarımız var. Mikro-elektromekanik sistem teknolojileri ve sensörlerdeki yeteneklerimizi kullanarak fark yaratmak için yakın zamanda bu alana girdik” diye ekledi.
Küresel ihtiyaçlar
Araştırmacı Ender Yıldırım ayrıca organ-on-chip sistemlerini sensörlerle entegre eden ve küresel bir ihtiyaca cevap veren bir sistem geliştirme çabalarını da anlattı. Yıldırım, organ-on-chip sistemlerinin genellikle ilaç geliştirme için kullanıldığını belirterek şunları söyledi: “Laboratuvar hayvanları üzerinde test etmeden önce, ilaç adayı moleküllerini organ-on-chip sistemlerinde test etmek mümkündür. Bu yönde çalışmalar halihazırda devam ediyor ve bazı uluslararası ilaç geliştirme şirketlerinin bu sistemleri kullanmaya başladığını biliyoruz.”
Yıldırım, teknolojinin çip içinde hücre büyüterek organ fonksiyonlarını simüle etmeyi içerdiğini anlattı. Çip daha sonra ilaçları uygulamak ve hücrelerin ve organ fonksiyonlarının tepkilerini gözlemlemek için kullanılıyor. “Bu süreçleri, bu testler sırasında sürekli olarak gerçek zamanlı veri toplamak için sensörlerle desteklemeyi ve böylece daha hassas ve doğru ilaç geliştirmenin önünü açmayı amaçlıyoruz,” diye açıkladı.
Sistem tamamlandığında bilimsel açıdan ne gibi değişiklikler olabileceği sorulduğunda Yıldırım, “Birçok uygulama mümkün, ancak geliştirmekte olduğumuz akıllı bağırsak-çip platformuyla amacımız, bir ilacın bağırsaktaki emilimini modelleyerek etkinliğini doğru bir şekilde anlamak” dedi.
“Bir ilacın etkinliği hakkında bilgili bir yargıya varmak için, emilimini incelemek gerekir. Bağırsak-çip platformumuzda, bağırsak duvarını hem iç hem de dış tarafları temsil eden mikrokanallarla modelliyoruz ve ilacın emilimini gerçek zamanlı olarak ölçmek için sensörler yerleştiriyoruz. Prototipler üretmeye ve testler yapmaya başladık.”
Yıldırım, projenin önemini vurgulayarak, “Proje, ilaçların daha doğru tasarlanmasını sağlayabilir ve uzun vadede deneylerde laboratuvar hayvanlarının kullanımını azaltabilir, hatta ortadan kaldırabilir.” dedi.
Avrupa Birliği tarafından desteklenen Horizon Europe programı kapsamında, Türkiye’den ODTÜ Mikro Elektro Mekanik Sistemler (MEMS) Merkezi liderliğinde “Organ-on-Chip Sistemleri Odaklı Stratejik Ortaklık (OrChESTRA)” projesi başlatıldı. Bu iş birliği çabası, üç ülkeden ortakları içeriyor ve laboratuvar hayvanlarının kullanımının yerini alacak ilaç araştırmaları için çipler geliştirmeyi amaçlıyor.
MEMS Merkezi üyesi Prof. Dr. Haluk Külah, Anadolu Ajansı’na (AA) yaptığı açıklamada, projenin organ-on-chip sistemleri alanında bölgesel bir mükemmellik merkezi kurmayı hedeflediğini söyledi. Külah, Belçika’dan Üniversitelerarası Mikroelektronik Merkezi (IMEC), Almanya’dan Freiburg Üniversitesi ve Hollanda’dan Eindhoven Teknoloji Üniversitesi ile birlikte çalıştıklarını kaydetti.
Dört kurum işbirliği yaparak organ-on-chip sistemleri alanında araştırmacı yetiştirmeyi amaçlıyor. Külah, proje kapsamındaki ikili işbirliklerine dikkat çekti; bunlar arasında ODTÜ’den araştırmacıların uluslararası çalışmalara katıldığı ve deneyimli uzmanların kısa süreler için ODTÜ MEMS Merkezi’nde çalışmaya geldiği karşılıklı ziyaretler yer alıyor. “Yaklaşık 1,5 yıldır devam eden bu projeden birçok fayda elde ettik ve alanda önemli etkileri oldu.” dedi.
Külah ayrıca dört kurumun birlikte bir bağırsak-çip platformu geliştirmek için çalıştıklarını belirtti. Daha fazla ayrıntı vererek şunları söyledi: “Çalışma, bir çip üzerinde bir bağırsak modeli oluşturmayı içeriyor. Bu modeli bir çip üzerinde geliştirerek, belirli ilaçları harici bir ortamda etkili bir şekilde test etmeyi amaçlıyoruz. Benzer şekilde, çip üzerinde farklı organların işlevlerini modellemek de mümkün. Bu, ilaç araştırmasının bazı aşamalarının laboratuvar hayvanlarından daha hızlı ve bağımsız bir şekilde yürütülmesine olanak tanıyacak.”
MEMS’in altyapısının ve biyomedikal teknolojilerdeki araştırma yetkinliğinin önemini vurgulayan Külah, şöyle devam etti: “Bir anlamda, organ-çip sistemlerinin başarmayı amaçladığı şey, hayvanlar üzerinde yapılan deneyleri azaltmaktır. Hala erken aşamalarda olsak da, sonunda, çok sayıda laboratuvar hayvanına ihtiyaç duymadan sadece bir çip üzerinde bazı testler yapmak mümkün olacak.”
“Avrupa’da iş birliği yaptığımız üç kurum bu alanda önemli ilerleme kaydetti. Türkiye’de de bu alanda çalışan kurumlarımız ve araştırmacılarımız var. Mikro-elektromekanik sistem teknolojileri ve sensörlerdeki yeteneklerimizi kullanarak fark yaratmak için yakın zamanda bu alana girdik” diye ekledi.
Küresel ihtiyaçlar
Araştırmacı Ender Yıldırım ayrıca organ-on-chip sistemlerini sensörlerle entegre eden ve küresel bir ihtiyaca cevap veren bir sistem geliştirme çabalarını da anlattı. Yıldırım, organ-on-chip sistemlerinin genellikle ilaç geliştirme için kullanıldığını belirterek şunları söyledi: “Laboratuvar hayvanları üzerinde test etmeden önce, ilaç adayı moleküllerini organ-on-chip sistemlerinde test etmek mümkündür. Bu yönde çalışmalar halihazırda devam ediyor ve bazı uluslararası ilaç geliştirme şirketlerinin bu sistemleri kullanmaya başladığını biliyoruz.”
Yıldırım, teknolojinin çip içinde hücre büyüterek organ fonksiyonlarını simüle etmeyi içerdiğini anlattı. Çip daha sonra ilaçları uygulamak ve hücrelerin ve organ fonksiyonlarının tepkilerini gözlemlemek için kullanılıyor. “Bu süreçleri, bu testler sırasında sürekli olarak gerçek zamanlı veri toplamak için sensörlerle desteklemeyi ve böylece daha hassas ve doğru ilaç geliştirmenin önünü açmayı amaçlıyoruz,” diye açıkladı.
Sistem tamamlandığında bilimsel açıdan ne gibi değişiklikler olabileceği sorulduğunda Yıldırım, “Birçok uygulama mümkün, ancak geliştirmekte olduğumuz akıllı bağırsak-çip platformuyla amacımız, bir ilacın bağırsaktaki emilimini modelleyerek etkinliğini doğru bir şekilde anlamak” dedi.
“Bir ilacın etkinliği hakkında bilgili bir yargıya varmak için, emilimini incelemek gerekir. Bağırsak-çip platformumuzda, bağırsak duvarını hem iç hem de dış tarafları temsil eden mikrokanallarla modelliyoruz ve ilacın emilimini gerçek zamanlı olarak ölçmek için sensörler yerleştiriyoruz. Prototipler üretmeye ve testler yapmaya başladık.”
Yıldırım, projenin önemini vurgulayarak, “Proje, ilaçların daha doğru tasarlanmasını sağlayabilir ve uzun vadede deneylerde laboratuvar hayvanlarının kullanımını azaltabilir, hatta ortadan kaldırabilir.” dedi.
