İlaçların vücutta gizemli yolculuğu! Hangi hücreye nasıl ulaşıyor?

ABD'de Scripps Araştırma Enstitüsü'nden bir grup bilim insanı, ilaçların vücutta izlediği yolu ve bağlandığı hücreleri detaylı şekilde haritalandırmayı başardı. Bu gelişme, ilaçların yan etkilerinin kökenine dair önemli ipuçları sunarken, ilaç haritalama alanında çığır açıcı bir adım olarak değerlendiriliyor. Araştırmacılar, fareler üzerinde gerçekleştirdikleri deneylerde, iki farklı kanser ilacının vücutta nasıl dağıldığını ve hangi hücrelere bağlandığını inceledi. Elde edilen bulgular, ilaçların beklenmedik dokulara ve hücrelere ulaşabildiğini, bunun da yan etkilerin anlaşılması açısından kritik olduğunu ortaya koydu.

İlaç haritalama yönteminde yeni dönem: vCATCH tekniği

İlaç haritalama konusunda uzun süredir devam eden çalışmalar, genellikle ilaçların vücutta hangi organlara gittiğini genel hatlarıyla gösteriyor, ancak hücresel düzeyde detaylı bilgi sunmakta yetersiz kalıyordu. Scripps Araştırma Enstitüsü'nden Prof. Li Ye ve ekibi, bu sorunu aşmak için vCATCH adını verdikleri yeni bir yöntem geliştirdi. vCATCH, ilaçların vücutta hangi hücrelere bağlandığını yüksek çözünürlükte ve üç boyutlu olarak haritalamayı mümkün kılıyor. Bu teknik, özellikle kovalent bağ kuran ilaçlarda etkili sonuçlar veriyor ve ilaç haritalama alanında önemli bir yenilik olarak öne çıkıyor. Araştırmada, daha önce kullanılan CATCH yönteminin sınırlamalarının aşıldığı, özellikle organların derin bölgelerindeki hücrelere ulaşmada büyük ilerleme kaydedildiği belirtildi.

vCATCH yöntemi, ilaçların vücutta izlediği yolun ve bağlandığı hücrelerin tespitinde kimyasal etiketleme ve gelişmiş görüntüleme tekniklerini bir araya getiriyor. Araştırmacılar, farelere verilen ilaçları özel bir kimyasal tutacak ile işaretliyor ve ardından bu tutacaklara floresan boya bağlıyor. Bu sayede, ilaçların vücutta hangi hücrelere bağlandığı üç boyutlu olarak görüntülenebiliyor. Özellikle tıklama kimyası adı verilen ve 2022'de Nobel Kimya Ödülü'ne layık görülen bir teknik sayesinde, ilaç haritalama işlemi hızlı ve yüksek özgüllükle gerçekleştirilebiliyor.

Yan etkilerin kaynağı: İlaçların beklenmedik hücrelere bağlanması

İlaç haritalama çalışmaları, ilaçların yalnızca hedeflenen hücrelere değil, sağlıklı dokulardaki beklenmedik proteinlere de bağlanabildiğini gösteriyor. Bu durum, ilaçların neden bazı hastalarda yan etkilere yol açtığını anlamada kritik bir rol oynuyor. Araştırmada, özellikle kovalent bağ kuran kanser ilaçlarının, hedef dışı hücrelere bağlanarak istenmeyen etkilere sebep olabileceği ortaya kondu. Standart farmakokinetik yöntemlerin genellikle organ düzeyinde ortalama değerler verdiği, bu nedenle nadir hücrelerdeki bağlanmaların gözden kaçabildiği vurgulandı. Oysa ilaç haritalama ile elde edilen detaylı veriler, kalp kası veya damar duvarı gibi az sayıda ama kritik öneme sahip hücrelerdeki ilaç bağlanmalarını da ortaya çıkarıyor.

Bu yeni yaklaşım sayesinde, ilaçların vücutta izlediği yolun ve bağlandığı hücrelerin tam olarak belirlenmesi, yan etkilerin önceden öngörülmesine ve daha güvenli ilaç tasarımlarının geliştirilmesine olanak tanıyor. Araştırmacılar, ilaç haritalama ile elde edilen bilgilerin, doz ayarlamalarında ve yeni ilaç geliştirme süreçlerinde önemli bir rehber olacağını belirtiyor.

İleri görüntüleme ve veri işleme teknikleriyle bütün vücut haritalama

vCATCH yöntemiyle yapılan ilaç haritalama çalışmaları, yalnızca yüzeysel değil, organların derinliklerindeki hücrelere kadar ulaşabiliyor. Araştırmacılar, dokuları şeffaf hale getirerek ve yağları uzaklaştırarak, floresan etiketlerin tüm organ boyunca görünür olmasını sağladı. Bu sayede, farelerin vücudunda ilaçların dağılımı üç boyutlu olarak haritalandırıldı. Ancak bu süreç, her bir fare için terabaytlarca veri üretilmesine yol açıyor. Bu nedenle, araştırma ekibi bilgisayarla görme yazılımları geliştirerek, ilaçla bağlanan hücrelerin otomatik olarak tespit edilmesini sağladı. Böylece, ilaç haritalama işlemi hem daha hızlı hem de daha güvenilir sonuçlar veriyor.

Büyük veri işleme kapasitesi sayesinde, araştırmacılar ilaçların vücutta izlediği yolun tüm detaylarını ortaya çıkarabiliyor. Elde edilen veriler, anatomik haritalarla karşılaştırılarak, ilaçların beklenmedik hücrelere bağlanma kalıpları tespit edilebiliyor. Bu da, ilaç haritalama alanında yeni bir dönemin başladığını gösteriyor.