Kanserle savaşmak için bakterileri kandırmak - Tal Danino

Dersin tamamı için tıklayın: https://ed.ted.com/lessons/hacking-bacteria-to-fight-cancer-tal-danino

1884’te boynunda hızla büyüyen bir kansere yakalanan şanssız bir hasta, alakasız bir bakteriyel deri enfeksiyonu nedeniyle yatağa düştü. Enfeksiyonu atlattıktan sonra, kanser şaşırtıcı şekilde gerilemeye başladı. Enfeksiyon, hastanın bağışıklık sistemini tetikledi. Bu gün sentetik biyologlar, ilaçları doğrudan tümörlere ulaştırmak için bakteriyi programlıyorlar. Bu nasıl mümkün olabilir? Tal Danino soruşturuyor.

Ders: Tal Danino, Yönetmen: Chris Bishop

1884'te, bir hastanın şansı kötüden
betere doğru ilerlemiş gibiydi.

Bu hastanın boynunda
hızla büyüyen bir kanser vardı,

sonra da alakasız bir bakteriyel
deri enfeksiyonu nedeniyle yatağa düştü.

Fakat yakın zaman sonra
beklenmedik bir şey oldu:

Enfeksiyonu atlatır atlatmaz
kanser de gerilemeye başladı.

7 yıl sonra William Coley adındaki
bir hekim bu hastanın izini sürdü,

kanserin gözle görülür
işaretleri kalmamıştı.

Coley dikkate değer
bir şeylerin olduğuna inandı:

Bakteriyel enfeksiyon
kanserle savaşmak için

hastanın bağışıklık
sistemini tetiklemişti.

Coley'nin şanslı keşfi, kanseri
başarıyla tedavi etmek için

tasarlanmış bakteri enjeksiyonuna
öncülük etmesini sağladı.

Yüz yıldan uzun süre sonra sentetik
biyologlar bunları bir kez olasılık dışı

amaçla kullanmak niyetiyle
güvenli şekilde programlayarak

ilaçları tümörlere taşımak için
daha da iyi bir yol buldular.

Hücrelerin normal işleyişinin değişmesi
tümör hücrelerinin hızla yayılmasına

ve şekillerinin büyümesine neden
olarak kanseri meydana getirir.

Işın tedavisi, kemoterapi
ve immunoterapi gibi tedaviler

kötü huylu hücreleri öldürmeyi hedef alır
ama bütün vücudu etkiler

ve bu süreçte sağlıklı dokuları bozar.

Yine de E.coli gibi bazı bakterilerin

özellikle tümörlerin içinde büyüyebilmek
gibi özel bir avantajları vardır.

Oysa tümör çekirdeği, bağışıklık
hücrelerinden saklanarak

güvenle yayılabileceği
ideal bir ortam oluşturur.

Enfeksiyona yol açmak yerine

tümörü içeriden hedefleyen
Truva atı gibi hareket ederek

kanserle savaşan ilaçları taşımak
için yeniden programlanabilir.

Algılama ve tepkiyi yeni yollarla yapmak
için bakterileri programlama fikri

Sentetik Biyoloji adı verilen
alanının temel odak noktası.

Ama bakteri nasıl programlanabilir?

Anahtar bakterilerin DNA'larını
değiştirmede yatıyor.

Özel genetik sıralamaları
bakteriye yerleştirerek,

kanserin büyümesini bozan
hücreleri de buna dahil ederek

farklı molekülleri sentezlemek
için bakteriler görevlendirilir.

Biyolojik devrelerin yardımıyla
birçok farklı şekilde

hareket etmek için oluşturulabilirler.

Bunlar, varlığa, yokluğa veya çeşitli
faktörlerin kombinasyonuna bağlı olarak

farklı davranışlar programlarlar.

Örneğin; tümörlerin
az oksijeni, az pH değeri

ve çok üretilen molekülleri vardır.

Sentetik biyologlar bakteriyi, bu şartları
algılaması amacıyla programlayabilirler,

ve böyle yaparken, sağlıklı dokulardan
kaçınarak tümörlere yanıt verirler.

Senkronize hücre tahribi devresi veya
SLC olarak bilinen bir tür biyolojik devre

bakterinin sadece ilaç taşımasını sağlamaz
aynı zamanda bunu bir zamanlamayla yapar.

Öncelikle, kanser ilaçlarının üretimi

sağlıklı doku zararını önlemek için
sadece tümörün içinde meydana gelen

bakteri büyümesi olarak başlar.

İlaçlar üretildikten sonra da

kritik bir yoğunluk
eşiğine ulaştıklarında

bir acil kapatma anahtarı
bakterinin patlamasına neden olur.

Bu hem ilacı salıverir hem de
bakterilerin sayısını azaltır.

Yine de bakterinin belli bir yüzdesi

koloniyi yenilemek için canlı kalır.

Neticede, bakterilerin sayısı acil
kapatma anahtarını tekrar tetiklemek için

yeterli miktarda artar
ve döngü devam eder.

Hangi periyodik program kanserle savaşmak
için en uygunsa, devrenin ince ayarı

ona göre ilaçları taşımak
için yapılabilir.

Fare kullanılan bilimsel deneylerde, bu
yaklaşımın umut verici olduğu kanıtlandı.

Bilim insanları, bakteriyle birlikte
enjekte edilen lenfoma tümörlerini

başarıyla elemekle kalmayıp, bağışıklık
hücrelerini tanılamak için olgunlaştırıp

faredeki tedavi edilmemiş lenfomalara
saldırtarak bağışıklık sisteminin

enjeksiyonla uyarılmasını sağladılar.

Birçok terapinin aksine, bakteri belirli
bir kanser türünü hedef almaz

ama bütün katı tümörler tarafından
paylaşılan genel özellikleri hedef alır.

Programlanabilir bakteri de sadece
kanserle savaşmakla sınırlı değil.

Onun yerine, gelecekteki
hastalıkları takip eden

karmaşık sensörler olarak işlev görürler.

Belki de faydalı probiyotik bakteriler
bağırsaklarımızda uykuda bekleyecek,

ve zamanı geldiğinde hastalıkları
tespit edecek, önleyecek

ve hatta tedavi edecekler.

Teknolojideki gelişmeler
mekanik mini robotlarla işleyen

bireyselleştirilmiş tıbbın geleceği
ile ilgili heyecan yarattı.

Ama milyarlarca yıllık evrimin sayesinde

biyolojik bakteri türleriyle

hali hazırda bir başlangıç
noktamız olabilir.

Sentetik biyolojiyi de karışıma ekleyin,

kim bilir gelecekte neler mümkün olacak?