Sonsuz Ark/ Evrensel Çerçeveye Yolculuk
"Nature Communications'da yayınlanan bir araştırma makalesinde UNSW'den bilim insanları, yeni bir laboratuvar yapımı hidrojelin nasıl doğal doku gibi davrandığını ve tıp, gıda ve üretim teknolojisi için etkileri olan bir dizi şaşırtıcı niteliğe sahip olduğunu açıklıyor."
Self-Healing and Antimicrobial – Scientists Develop New Material That Could Revolutionize the Growth of Human Tissue
UNSW Sydney'deki araştırmacılar, insan dokusunun laboratuvarda yetiştirilme ve tıbbi prosedürlerde kullanılma biçiminde devrim yaratma potansiyeline sahip yeni bir malzeme geliştirdi.
Yeni malzeme, hidrojel adı verilen ve hayvanlardaki kıkırdak ve deniz yosunu gibi bitkiler gibi tüm canlılarda bulunan yaşamın 'yumuşacık' maddelerinin özü olan bir madde ailesine aittir. Hidrojellerin özellikleri onları biyomedikal araştırmalarda çok kullanışlı kılıyor çünkü insan dokusunu taklit edebiliyorlar ve hücrelerin laboratuvarda büyümesine izin veriyorlar.
'Trpzip' malzemesi ezildikten, kırıldıktan veya bir şırıngadan dışarı atıldıktan sonra yeniden şekillenecektir. Kaynak: UNSW Sydney
Gıda ve kozmetikten kontakt lenslere ve emici malzemelere kadar çok çeşitli ticari ürünlerde ve son zamanlarda tıbbi araştırmalarda yaraları kapatmak ve hasarlı dokuyu değiştirmek için kullanılan insan yapımı hidrojeller de vardır. Sentetik hidrojeller, doku büyümesini teşvik eden boşluk doldurucular olarak yeterli işlev görebilseler de, gerçek insan dokusunun karmaşık özelliklerini yeniden oluşturmada yetersiz kalmaktadırlar.
Ancak bugün Nature Communications'da yayınlanan bir araştırma makalesinde UNSW'den bilim insanları, yeni bir laboratuvar yapımı hidrojelin nasıl doğal doku gibi davrandığını ve tıp, gıda ve üretim teknolojisi için etkileri olan bir dizi şaşırtıcı niteliğe sahip olduğunu açıklıyor.
UNSW Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Okulu ve Kimya Okulu'ndan Doçent Kris Kilian, hidrojel malzemenin proteinlerin yapı taşları olan çok basit, kısa peptitlerden yapıldığını söylüyor.
A/Prof. Kilian, "Malzeme biyoaktif, yani kapsüllenmiş hücreler doğal dokuda yaşıyormuş gibi davranıyor" diyor.
"Aynı zamanda malzeme antimikrobiyaldir, yani bakteriyel enfeksiyonları önleyecektir. Bu kombinasyon, tıpta yararlı olabilecek malzemeler için onu tatlı bir noktaya yerleştiriyor. Malzeme aynı zamanda kendi kendini iyileştiriyor, yani ezildikten, kırıldıktan veya bir şırıngadan çıkarıldıktan sonra yeniden şekilleniyor. Bu da onu 3D biyo-baskı için veya tıpta enjekte edilebilir bir malzeme olarak ideal kılıyor."
Karantinada sürpriz keşif
UNSW Kimya Fakültesi'nde doktora öğrencisi ve makalenin ilk yazarı olan Ashley Nguyen, bu keşfi COVID-19 kilitlenmesi sırasında bilgisayar simülasyonları kullanarak yaptı. Nguyen, insan müdahalesi olmadan kendiliğinden bir araya gelen moleküller arıyordu ve 'triptofan fermuarları' kavramına rastladı. Bunlar, "Trpzip" olarak adlandırılan kendi kendine birleşmeyi teşvik etmek için bir fermuar görevi gören birden fazla triptofana sahip kısa amino asit zincirleridir.
Nguyen, "Hesaplamalı simülasyonlar kullanarak bir hidrojel oluşturabilecek benzersiz bir peptit dizisi belirlemek beni heyecanlandırdı" diyor. "Laboratuvara döndükten sonra en iyi adayı sentezledim ve gerçekten bir jel oluşturduğunu görmek beni heyecanlandırdı."
Nguyen, bu hidrojelin keşfinin, yaygın olarak kullanılan doğal malzemelere etik bir alternatif olma potansiyeline sahip olduğunu söylüyor.
"Doğal hidrojeller gıda işlemeden kozmetiğe kadar toplumun her yerinde kullanılıyor ancak hayvanlardan elde edilmeleri gerekiyor ve bu da etik kaygılara yol açıyor" diyor. "Ayrıca, hayvanlardan elde edilen malzemelerin insanlarda kullanımı, ortaya çıkan olumsuz bağışıklık tepkisi nedeniyle sorunludur. Trpzip ile, sadece doğal malzemelerin kullanıldığı birçok alanda potansiyel göstermekle kalmayıp, aynı zamanda klinik araştırmalar gibi diğer alanlarda da onlardan daha iyi performans gösterebilecek sentetik bir malzemeye sahibiz."
Gerçek dünya sonuçları
Trpzip'in biyomedikal araştırmalarda uygulanabilirliğini test etmek için A/Prof. Kilian'ın ekibi, araştırmalarında hasta doku kültürü için fare tümörlerinden elde edilen bir hidrojel olan Matrigel'i kullanan UNSW Sydney Biyomedikal Bilimler Okulu'ndan araştırmacı Dr. Shafagh Waters ile ortaklık kurdu.
"Matrigel, her parti farklı olduğu için araştırma kullanımında bazı dezavantajlara sahiptir. Kimyasal olarak tanımlanmış bir alternatif daha ucuz ve daha homojen olabilir, bu da biyomedikal araştırmalar için oldukça faydalı olacaktır" diyor Dr. Waters.
A/Prof Kilian, doğal malzemeler işinin milyar dolarlık bir endüstri olduğunu belirtiyor ve ekibin ticarileştirme yollarını keşfetmeye istekli olduğunu söylüyor.
"Trpzip hidrojellerinin ve bunun gibi malzemelerin hayvan kaynaklı ürünlere daha düzgün ve uygun maliyetli bir alternatif sağlayacağını düşünüyoruz. Malzememizin bilimsel araştırmalarda kullanılan hayvan sayısını azaltması muazzam bir sonuç olacaktır."
Araştırmanın bir sonraki aşaması, Trpzip jellerinin doku kültüründeki faydasını test etmek ve 3D biyo-baskı ve kök hücre dağıtımı gibi benzersiz dinamik özellikleri vurgulayan uygulamaları keşfetmek için endüstri ve klinik bilim insanlarıyla ortaklık kurmayı içerecektir.
Araştırma Avustralya Araştırma Konseyi, Ulusal Sağlık ve Tıbbi Araştırma Konseyi, Ulusal Sağlık Enstitüleri Ulusal Kanser Enstitüsü, Sydney Çocuk Hastanesi Ağı Vakfı ve Luminesce Alliance 20 Research tarafından finanse edilmiştir.
NEW SOUTH WALES ÜNİVERSİTESİ, 28 EKİM 2023, SciTechDaily
Mustafa Tamer, 27.12.2023, Sonsuz Ark, Çeviri, Bilim ve Teknoloji, Aklın Merdivenleri
Referans: Ashley K. Nguyen, Thomas G. Molley, Egi Kardia, Sylvia Ganda, Sudip Chakraborty, Sharon L. tarafından "Triptofan fermuar peptidlerinin stres giderici biyoaktif hidrojellere hiyerarşik montajı" Wong, Juanfang Ruan, Bethany E. Yee, Jitendra Mata, Abhishek Vijayan, Naresh Kumar, Richard D. Tilley, Shafagh A. Waters ve Kristopher A. Kilian, 23 Ekim 2023, Nature Communications. DOI: 10.1038/s41467-023-41907-1
- Sonsuz Ark'ta yayınlanan yazılardan yazarları sorumludur.
- Sonsuz Ark linki verilerek kısmen alıntı yapılabilir.
- Sonsuz Ark yayınları Sonsuz Ark manifestosuna aykırı yayın yapan sitelerde yayınlanamaz.
- Sonsuz Ark Yayınlarının Kullanımına İlişkin Önemli Duyuru için lütfen tıklayınız.