Türk bilim insanı dünya tıp tarihine geçecek çalışmayı anlattı: İleride üretebileceğiz

Almanya’nın Münih eyaletindeki Ludwig Maximillian’s Üniversitesi Helmholtz Doku Mühendisliği ve Rejeneratif Tıp Enstitüsü Direktörü, Genetik ve Nörobilim Uzmanı Prof. Dr. Ali Ertürk, tıp ve biyoteknoloji alanında çığır açan çalışmalarını yürüttüğü laboratuvarlarının kapılarını açtı.

Prof. Dr. Ertürk, ekibiyle geliştirdiği ‘DISCO Transparency’ adlı özel tekniği ile memeli bir hayvan olan deney faresinin tamamı ile kalp, göz, pankreas gibi bazı insan organ ve dokularını “şeffaflaştırıp”, gerçeğiyle birebir aynı “dijital haritalandırmasını” yapmayı başardı.

Prof. Dr. Ertürk’ün bu başarısı son olarak Science dergisinin “2023’ün En İyi Bilim Fotoğrafları” kategorisinde de yer aldı. Prof. Dr. Ertürk’ün yöntemi ile biyolojik dokular “süper transparan” hale getiriliyor ve ardından ileri düzey üç boyutlu lazer mikroskopları sayesinde, hücresel düzeyde tüm detaylarıyla, dijital ortama aktarılıyor.

Prof. Dr. Ertürk’ün bu buluşu sayesinde, tıp araştırmalarında insan deneylerinden önceki süreç olan preklinik aşamadaki “canlı hayvan deneyleri” tamamen ortadan kalkacak ve bilim insanları deneylerini gerçeğine birebir uygunlukla yapay zeka yardımıyla “dijital ortamda” gerçekleştirebilecek. Bu da on yıllar süren klinik öncesi araştırmaların süresini yüzde 90 düzeyinde kısaltıyor.

Prof. Dr. Ertürk, bir farenin tüm vücut dijital haritalamasını yaparken taradıkları yüzlerce hayvandan elde ettikleri büyük verinin, şu an 65 milyon kitaba eş değer, 3 bin Wikipedia kapasitesinde ve dünyanın en gelişmiş yapay zeka platformu Chatp GP-4 ile benzer miktarda veri içerdiğini söyledi. Onun geliştirdiği bu teknik sayesinde biyopsiler artık üç boyutlu görüntülenebiliyor.

DÜNYADAKİ TEK ÇALIŞMAYA İMZA ATTI

Kanser, Alzheimer, nörodejeneratif hastalıklar ve diyabet gibi tedavisi henüz tam olarak mümkün olmayan hastalıkların mekanizmasının tam olarak anlaşılması, ilaç ve tedavi geliştirme, üç boyutlu organ üretimi gibi geleceğin tıbbında çığır açacak alanlar üzerinde yoğunlaşan Prof. Dr. Ertürk, şu anda doku ve organların dijital haritalandırılmasında bu kadar detaylı bilgiler sunan dünyadaki tek çalışmanın kendilerininki olduğunu söyleyerek, bu sayede çok yakında organ naklinin tarihe karışacağını söyledi. Ölü bir farenin vücudunu tamamen şeffaf hale getirerek hücrelerin birbiriyle nasıl iletişim içinde olduğuna dair anatomik sırları açığa çıkaran çalışmasıyla yola çıkan ve beynin bazı kısımları dahil, çeşitli insan organ ve dokularının da aynı yöntemle dijital haritasını çıkarmayı başaran Prof. Dr. Ertürk, son 50-100 yıldır preklinik ve klinik araştırmalarda hep hücrelerin parçalarına bakabilmek için gelişmiş mikroskoplara bel bağlandığını ama bunların da yıllar alan süreçler olduğunu söyleyerek, “Deneylerde hayvanları yetiştirmek, kullanmak, örneğin yeni bir ilaç AR-GE’si 15 sene sürebiliyor. Bunu aşabilmemiz için önümüzde tek çözüm var, o da yapay zeka. Çünkü yapay zeka ile artık yıllardan değil, milisaniyelerden bahsediyor olacağız” dedi.

ORGANLARIN HARİTASINI HÜCRESEL DÜZEYDE ÇIKARABİLİYORLAR

Kendi geliştirdikleri tekniğin, insan doku ve organları ile farelerin vücudu gibi herhangi bir biyolojik dokudan hücresel seviyede bilgi alınabilen dünyadaki tek dijital teknoloji olduğunu vurgulayan Prof. Dr. Ertürk, şunları söyledi: “Yani bir memelinin vücuduna baktığımızda, sinir sisteminin nasıl birbirine bağlandığını, değişik organların sinir sistemini, kan damarları, lenf damarlarıyla nasıl bağlandıklarının detaylarını bilmek çok önemli. Bizim geliştirdiğimiz teknolojilerle artık bütün hayvan boyutunda, bir uçtan bir uca kadar hepsinin üç boyutlu görüntülerini detaylı olarak alabiliyoruz. Aynı şekilde insan organlarını da şeffaflaştırıp, hücre seviyesindeki detaylı haritalarını çıkardık. Kalp, böbrek, beyinin belli kısımları, pankreas, karaciğerde bunu başardık ve şimdi akciğerlerle çalışıyoruz. Onları da ekleyeceğiz. Hedefimiz bu haritaları, elde ettiğimiz bilgileri yapay zekaya sunarak, yapay zekanın insan vücudunun nasıl çalıştığını (tamamen) anlaması ve kafasında kurgulamasını sağlamak.”

‘YEDEK PARÇA GİBİ’ ORGAN ÜRETİLEBİLECEK, ORGAN NAKLİ TARİH OLACAK

Bu bilgiler sayesinde vücudumuzda hasarlı olan dokuların, fonksiyonunu kaybetmiş doku ya da organların da bir anlamda değiştirebilmenin mümkün olabileceğini kaydeden Prof. Dr. Ertürk, “Bir bakıma ‘yedek parça’ gibi. Bu geliştirdiğimiz haritalar bu anlamda da çok önemli. Zira şu anda üzerinde çalıştığımız en önemli teknolojilerden biri de 3 boyutlu biyo-yazıcıları kullanarak bu haritaları hücre hücre bir dokuya dönüştürmek. Bu haritaları çıkarabilen dünyadaki tek araştırma grubuyuz. Pankreas olsun, insülin üreten dokular olsun, kalbin belli parçaları olsun… Şu an tamamıyla kalbi basamayabiliriz çünkü henüz basacak teknolojiler yok maalesef. O üç boyutlu yazıcılar da mühendislik anlamında geliştiğinde tahmin ediyorum ki insan organlarının büyük parçalarının tamamını, organları, ileride üretebileceğiz. Organ nakli de aynı şekilde tarihe karışabilir. Ya da yaşlanma ile zamanla fonksiyonu düşen ama tamamıyla bitmemiş organların fonksiyonlarını değiştirebiliriz. Bir anlamda arabanızı servise vermek gibi” diye konuştu.

‘TÜM DENEYLER DİJİTAL ORTAMA TAŞINABİLİR’

Halihazırda elde ettikleri sonuçlarla bazı alanlarda klinik öncesi araştırmalarda deney hayvanı kullanımını 10-20 kat azaltmayı başardıklarını anlatan Prof. Dr. Ertürk, uluslararası pek çok kurumun bu tekniği kullanmaya başladığını, bugünlerde kanser aşısı geliştirmesiyle dünya gündeminde olan BionTech ile de görüşmelerinin sürdüğünü kaydetti. Prof. Dr. Ertürk, “İlaçlar olsun, hastalıkları anlama adına olsun, artık hayvan deneyleri yapmak istemiyoruz, insan dokuları ile bile aslında çalışmak istemiyoruz. Çünkü hepsi çok fazla zaman alan süreçler. Bunların hepsini yapay zeka simülasyonlarıyla belki saniyeler içinde bilgisayardan elde etmek hedefimiz. Bunu yapabilmek için de çok güçlü bir yapay zeka sistemine ihtiyacımız var. Bu zamana kadar topladığımız kaliteli datalar aslında Chat GP ile yaklaşık aynı boyutta. 65 milyon kitaba veya 3 bin Wikipedia’ya denk gelen data toplamışız” dedi.

‘BU TEKNOLOJİ SAYESİNDE 3-5 HAYVANLA İLAÇ DENEYLERİ TAMAMLAYABİLİYOR’

İnsan deneylerine geçmeden önceki aşama olan “preklinik araştırmaların” en büyük zamanı aldığına dikkat çeken Prof. Dr. Ertürk, sözlerini şöyle noktaladı: “Yeni bir molekülü keşfedip değişik hayvanlar üzerinde test etmek vs., yaklaşık 10 sene sürüyor. Biz bunu neredeyse sıfıra düşürebiliriz, belki sabah kalktığımızda bilgisayar diyecek ki ’10 tane yeni ilacımız var.’ Preklinik de tamamen tarih olabilir ve direkt insanlar üzerinde denemeye başlayabiliriz. Aslında o tarafı bile hızlandırabiliriz. Bizim görüntülemelerle çok detaylı bilgiler aldığımız için artık hayvan kullanımı oranı çok düştü. Bir hastalığı anlamak için 100 hayvan kullanılacaksa bizim metodumuz sayesinde 3-5 hayvanla bu iş artık çözülebiliyor. Yani yüzde 90-95 hayvan kullanımını azalttık. Bu da çalışmaların 10-20 kat hızlanması demek. Çünkü 10-20 kat daha az deney yapıyorsunuz. Hedefimiz, yapay zekanın kişinin hastalığını ‘ona özel’ simüle edip ilacını hazır etmesi. Bunun ön çalışmalarına başladık bile. Bizim teknolojilerimizi kullanan çok büyük araştırma şirketleri var. Aşı geliştirmesinde kullanılıyor, diyabet ile ilgili çalışmalar, kanser ilaçları, sinir sistemi hastalıkları, Alzheimer gibi nörodejeneratif hastalıklara karşı ilaç veya tedavi geliştirmelerde kullanılıyor. Ayrıca kanser yayılımını anlayıp ona karşı hem mRNA teknolojisini kullanarak hem de CAR-T hücre teknolojisini kullanarak yeni tedavilerin geliştirilmesinde de kullanılıyor.” (DHA)