TERAPÖTİK HÜCRE ÜRETİMİ

Kimyasal olarak karmaşık biyoreaktör ortamından örnek eldesini kolaylaştırmak için mikroakışkan teknolojisini kullanan araştırmacılar,çevrimiçi izlemeyi sağlamak içindiğer üretim yöntemlerinde devrim yaratan ve terapötik hücre üretiminde de etkili olacağına inandıkları elektrospreyiyonizasyon kütle spektrometresini (ESI-MS) kullandılar.

Gürcistan Teknoloji Enstitüsü George W. Woodruff Makine Mühendisliği Yüksek Okulubotanikprofesörü AndreiFedorov;“Günümüzde hücre terapatilerinin yapılış şekli adeta bir sanat eseridir.Bu sürecin kontrolü günümüz laboratuvar temelli bilimlerde gelişen terapötik uygulamaları desteklemek için çok hızlı bir şekilde yapılmalıdır. Bu teknolojinin bizi,büyük ölçüde kullanılabilir hücre temelli terapiler konusundaki hedeflerimize ulaştıracağına inanıyoruz” açıklamasında bulundu.

Hücreler tarafından salgılanan veya atık olarak dışarı verilen spesifik bileşiklerin çok düşük yoğunlukarını ölçen teknik, aynı zamanda hücre sağlığı için hangi biyomolekülün izlenmesi gerektiği konusunda yardımcı oluyor. Nihayetinde, araştırmacılar label-free izlemelerini; makul maliyet ve tutarlı kalitedesunulup,yeni hücre temelli terapiler oluşturabilmek için yeterince büyük biyoreaktörlere doğrudan entegre etmeyi umuyor.

Georgia Tech’in merkez kurumu Ulusal Bilim Vakfı(NSF) Hücre Üretim Teknolojileri(CMaT) Mühendislik Araştırma Merkezi,Dinamik Kütle SpektrometreProbu’nun(DMSP) geliştirilmesine önemli ölçüde destek oldu.Çalışma 10 Eylül’de BiotechnologyandBioengineering dergisine yayımlandı.

Geleneksel ESI-MS teknikleri, karmaşık biyolojik bileşiklerin kesin olarak tanımlanmasını sağlayarak analitik kimyada devrim yarattı.Kompleks örnek hazırlama gerekliliklerisebebiyle, ESI-MS tekniğindeki mevcut yaklaşımlar için fazla zamana ihtiyaç var. Hücresel sağlık indikatörlerinin dar parametrelerinin korunması adına kritik önem taşıyan biyoreaktörlerdeki hücre büyümesinin sürekli izlenmesi ve uygunluğun sağlanması süreçlerinde zaman en büyük faktördür. Ayrıca biyolojik örnekler ESI-MS sistemine girmeden önce içeriğinden çıkarılması gereken tuzları içerir.

Analitik süreci hızlandırmak için Fedorov,araştırma görevlisi Mason Chilmonczyk ve araştırma mühendisi Peter Kottke'nin de dahil olduğu bir ekip; istenilen bileşiği tuzlardan ayırmak için mikroakışkan teknolojisini kullandı. Tuzun ayrıştırılmasında iki akışkan sıvı arasında bulunan ve nano ölçekli porlara sahipmembran bulunduranmonolitik cihaz, biyoreaktörlerden süzülmüş kimyasal kompleks numune ve bileşiklerle koşullandırılmış tuz içermeyen su kullanıldı. Daha büyük biyomoleküller çoğunlukla daha sonraki ESI-MS analizi için biyoreaktör numune akışında kalıyorken,küçük tuz molekülleri nano-gözenekler sayesinde numunenin dışına çıktı.Eş zamanlı olarak ESI-MS analizi için saflaşmış hedef biyomoleküllerin iyonizasyonunu arttırmak için aynı membran nano-porlarından kompleks karışıma kimyasal katkı maddeleriverildi.

Chilmonczyk; “Geleneksel numune hazırlama yöntemleri saatlere hatta günlere mal olurken, numuneleri bir dakikadan daha kısa sürede hazır hale getirebilecek cihaz oluşturduk ve bunu yaparken de gelişmiş mikrofabrikasyon yöntemleri kullandık” diyor.

İşlem şimdilik biyomoleküllerin %80’lik bir kısmına hitap ederken,tuzun da yaklaşık %99’luk bir kısmının ortamdan uzaklaşmasını sağlıyor.Şartlandırılmış kimyasalların girişi moleküllerin daha fazla yüklenmesine izin veriyor, kütle spektrometresinin düşük konstantrasyonlu biyomolekülleri tespit etme yeteneğini artıyor ve büyük moleküllerin ölçülmesini sağlıyor.

Fedorov; “Bundan dolayı analit molekül ağırlığının geniş yelpazesindeki limitlerin iyileştirilmesi, bu tekniğin hücre üretiminde daha kullanılır hale gelmesini sağlayacaktır” diyor. Son teknoloji ürünü mikro fabrikasyon teknikleri kullanıldığı için,DMSP cihazlarda seri üretim gerçekleştirilebilir.Ayrıca örneklemenin düşük maliyetli ve çoklu biyoreaktör içeren türde olması sağlanabilir.

Cihaz kanallarının küçük boyutu (sadece beş mikron uzunluğunda) sistemin 20 nanolitre kadar küçük miktardaki numunelerle sonuç üretmesini sağlar ki bu tek bir nanolitreye kadar indirgenebilir.Fedorov; “Dağınık ortamdaki büyük moleküllerin küçük yoğunluklarını bir üretim çizgisinde, herhangi bir noktadaki hücrelerin işlevini kontrol edebilecek şekilde izlememiz gerekiyor. Bu sistem, belirli moleküllerin azaltılmış veya arttırılmış bir hızda olup olmadığını sürekli olarak izleyebilir. Bu verileri hücre sağlığı ve gücü ile ilişkilendirerek, üretim sürecini geliştirebiliriz” açıklamasında bulundu.

DMSP teknolojisi biyoreaktör içeriğindeki hücrelerin hemen çevre bölgesinden örnek alınmasına ve biyokimyasalların çok küçük miktarlarının tanımlanmasına olanak sağlıyor. Bu olanaklar araştırmacılara biyoreaktörlerdeki hücrelerin durumunu gösterme konusunda yardımcı olacak ve mekanizma moleküler konsantrasyondaki değişiklikleri(Pikomol-mikromol aralığı) belirlemeye olanak sağlayacak.

 HAKAN YILMAZ

Ayrıntılı bilgiye www.news-medical.net adresinden ulaşılabilir.