TÜRK BİLİM İNSANLARI AŞI İÇİN 3 YENİ HÜCRE BESİYERİ GELİŞTİRDİ

Türk bilim insanları, ilk biyoteknolojik hücreyi 2017 Türk bilim insanları, onların da bilimsel çalışmalarda yılında geliştirmeyi başardı. Tüm üretim sürecinin kullanılması için yabancı bir firma ile görüşmeler yerli ve milli olarak gerçekleştirildiği projenin yürütüyor. sonunda besiyerine, Çaylı’nın kızının adı olan ‘Lale’ ismi verildi. Flora Bio Yönetim Kurulu Başkanı Cem Erdem, AA muhabirine yaptığı açıklamada, Türkiye’deki Geliştirdikleri ‘Lale’ isimli hücre besiyeri (hücreler biyoteknolojik yatırımlardaki eksiklikleri gidermek için besin ortamı) 200 ülkede aşı çalışmalarında ve biyoteknolojik ilaçlarının geliştirilmesi için Dr. Aziz kullanılan Cem Erdem ve Dr. Aziz Çaylı, 3 yeni hücre Çaylı ile ortak laboratuvar kurduklarını belirtti. besiyeri daha geliştirdi. İş ortağı Çaylı’nın Almanya’da biyoteknolojik ilaç İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü (İYTE) konusunda önemli çalışmalar yaptığını vurgulayan bünyesindeki teknoparkta 4 yıl önce Flora Bio adlı Erdem, “Orada kurduğu CellCa firmasıyla 70’e yakın şirketi kuran Erdem ve Çaylı, biyoteknolojik ilaçlar biyoteknolojik hücre ve 90’ın üzerinde ilaç üretim üzerine çalışmalar yürütüyor. projesi geliştirdi. Çaylı, dünyada biyoteknolojik ilaç geliştirme konusunda en fazla kullanılan besiyeri Aynı yılın mayıs ayında besiyer global bir yabancı olan Acticho’yu bulan kişidir. Firmadaki hisselerini firmaya lisanslandı. Lale besiyeri, 200 ülkede şap devrettikten sonra Türkiye’ye döndü.” dedi. aşısı geliştirme çalışmalarında kullanılmaya başlandı. İlaç moleküllerinin geliştirilmesinde ilk aşamanın, “Lale”den güzel bir geri dönüş alan bilim insanları, hücrenin beslenmesini sağlayan “besiyeri” olduğuna bu alandaki çalışmalarına hız verdi. TÜBİTAK’tan da dikkati çeken Erdem, şirket olarak bu alanda iyi bir destek alan Çaylı ve Erdem, bu süreçte 3 besiyeri noktaya geldiklerini ifade etti. daha geliştirmeyi başardı. Besiyeri ile ilgili bilgi veren Erdem, “Hücrelerin en Viral aşılar ve kanser ilaçları alanlarında kullanılmak efektif şekilde protein üretmeleri için ihtiyaçları olan üzere geliştirilen biyoteknolojik hücrelere ise besin kaynağını alabilecekleri sıvılar geliştiriyor. Bu “Leylak”, “Orkide” ve “Yonca” isimleri verildi. sıvılar 95 uygun kimyasalın belli bir bilgi birikimiyle karıştırılmasıyla oluşuyor. Biz aslında bizim gibi yiyip 16

içemeyen hücrelerin en efektif şekilde çalışacakları besin ortamları hazırlıyoruz.” diye konuştu. Erdem, “Lale” besiyerinin şap aşısının üretiminde kullanıldığını söyledi. Bu sayede dünya tarafından tanındıklarını dile getiren Erdem, sözlerini şöyle tamamladı:

“Geliştirdiğimiz besiyeri global bir yabancı firmaya lisansladık ve onun vasıtasıyla 200 ülkede üretilip satılmaya başlandı. Dizaynı Türkiye’de yapılan ürünün 200 ülkeye satılıyor olmasından mutlu ve gururluyuz ancak bu bize yetmiyor. En büyük hedefimiz gerekli maddi kaynağı bulduktan sonra besiyerin üretim tesisini Türkiye’de kurmak. Bunu başarırsak ülkemizin ithalat oranını da azaltmış oluruz. Ülkemizde ürettiğimiz besiyerlerini dünyaya satmak istiyoruz.”

BİYOSENSÖRLER VE VİRÜS TESPİTİNDEKİ KULLANIMLARI

1.Biyosensör Nedir?

Biyosensörler bir analit, biyoreseptör, dönüştürücü ve ölçülebilir sinyalden oluşan analitik cihazlardır. Temel prensibinde analit yakalanır ve biyolojik tepkiler sinyallere dönüştürülür. Biyosensörler elektrokimyasal, optik ve piezoelektrik olarak üç ana sınıfa ayrılır. Önceki yirmi yılda, biyosensörlerden ayırt edici analit olarak patlayıcıları, proteinleri, nükleik asitleri saptamak, gıda işlemede kanser biyobelirteçleri, bakterileri, virüsleri ve toksinleri teşhiste yararlanılmıştır ve biyosensörlerin biyoterörizme karşı mücadelede önemli olduğu ortaya çıkmıştır[1].

Şekil 1: Biyosensörlerin yapısı ve bileşenleri [2].

1.1 Elektrokimyasal Biyosensörler

Elektrokimyasal biyosensörler, yarı iletkenler ve serigrafi elektrotlar içeren biyosensörlerin yapısı için tipik bir platformu temsil eder. Kısacası, bu biyosensörler dielektrik özellikler, boyut, şekil ve yük dağılımındaki değişiklikleri izler, antikorantijen kompleksi elektrot yüzeyinde oluşur. Bunlar potansiyometrik, amperometrik, dönüşümlü voltametri ve impedimetrik dönüştürücü olmak üzere dört ana grupta sınıflandırılabilir. Bu biyosensörler proteinler, kanser biyomarkeri, nükleik asit ve benzeri gibi çeşitli biyolojik hedefleri tespit etmek için kullanılmıştır [1].

1.2 Piezoelektrik Biyosensörler

En yaygın piezoelektrik biyosensörlerden biri kuvars kristali mikro balans biyosensörüdür. Çevresel koşullara yüksek hassasiyet nedeniyle frekanstan kaydedilen malzemelerin herhangi bir kütle değişimini ve viskoelastisitesini ve rezonatörünün sönümlenme değişimini ölçer. Bu biyosensörler; hormon, bakteri, hücre vb. hedefleri tespit etmek için çok çeşitli uygulamalarda kullanılmıştır [1].

Şekil 2: QCM biyosensörde kullanılan pizoelektrik kristal algılama başının yapısı, (a) üstten görünüm ve (b) en-kesit görünümü [2].

1.3 Optik Biyosensörler

Optik biyosensörler, analit ve tanıma elemanı bir kompleks oluşturduğunda dönüştürücü yüzeyin optik özelliklerindeki bir değişikliğin ölçülmesine odaklanır. Bu biyosensörler iki gruba ayrılabilir. Örneğin, bir sinyal üretimi, doğrudan optik biyosensördeki dönüştürücü yüzeyi üzerindeki komplekse bağlıdır. Dolaylı optik biyosensörler ise bağlayıcıyı tespit etmek ve sinyali güçlendirmek için çoğunlukla floroforlar veya kromoforlar gibi çeşitli etiketlerle tasarlanmıştır. Literatürde ve piyasada, optik-bazlı fiber optik biyosensörler dahil olmak üzere çoklu optik biyosensörler, kaybolan dalga fiber optik biyosensörler, zamanla çözünen floresan, rezonant ayna optik biyosensör, interferometrik biyosensörler ve yüzey plazmon rezonans biyosensörleri mevcuttur [1].

2. Medikal Tanılarda Biyosensörün Önemi

Klinik incelemelerde biyosensörler, güçlü uygulama alanı olmuştur. Hızlı analiz ve geliştirmeler için gereklilik nedeniyle karakteristikleri tespit etme, yani kararlılık, seçicilik ve kârlı olma, yeni tanıma öğeleri ve bunların düzenleri biyosensör sistemlerde tanınmayı artırmak için incelenmiştir. Bu önemli noktalar biyosensörleri bakım noktası için uygun hale getirir hızlı ve çoklu analit tespiti yapabildikleri için tanı koyarlar [1].

3. Virüs Tespitinde Biyosensörlerin Son Uygulamaları

Yapılan bir çalışmada biyo sensörlerin bulaşıcı hastalıkların teşhisinde tıbbi uygulamaların değerlendirilmesi mevcuttur. Yapılan çalışmadaki biyo sensör ve gelecek ticari biyo sensörleri karşılaştırmak ve incelemeyi özetlemek için perspektiflerden bahsedilmektedir [1].

3.1 İnsan Bağışıklık Eksikliği Virüsü (HIV) Üzerine Yapılan Çalışmalar

İnsan immün yetmezlik virüsü (HIV), lentivirüs adı verilen bir retrovirüs alt kümesinin bir üyesidir. İki tür HIV virüsü vardır ve HIV-1 en yaygın hastalığa neden olanıdır. Biyosensörler kullanılarak bu virüs tespiti ile ilgili son birkaç araştırma çalışması vardır. Örneğin; Babamiri ve ark. HIV-1 gen tespiti için baskılı tabanlı elektro-kemilüminesans biyosensör geliştirdi. HIV aptamerini şablon olarak ve o-fenilendiamini fonksiyonel monomer olarak kullandılar. (Şekil 3a). Deneylerden sonra her hibridizasyon reaksiyonundan sonra artan tepkiyi incelediler. 3,0 fM ila 0,3 nM aralığında çok hassas bir HIV gen tespiti (0.3 fM) elde ettiler. Hazırlanan biyosensör, tamamlayıcı olmayan dizilerle karşılaştırıldığında HIV tespiti için iyi bir özgüllük

gösterdi. Glikoprotein41 (Gp41), enfekte hücreler ve virüs arasında membran füzyonu içinde HIV-1'in transmembran proteinidir . Lu ve diğ. HIV-1 ile ilişkili Gp41'i tespit etme amacı ile bir biyosensör geliştirdi.

Epitop baskı metodu tarafından Gp41 in 579-613 tortusu için analog olan sentetik bir peptid ile bir kuvars kristali mikro balans biyosensör yüzeyini değiştirdiler (Şekil 3b). Sonuçlara göre, baskılı film hedef peptide çok yakındı ve Gp41 proteinini seçici bir şekilde bağlayabilir. Ayrıca tespit sınırının 2 ng / mL olarak belirlendi [1].

Şekil 3.a: Elektro-kemilüminesans (a) ve kuvars kristalinin şematik gösterimleri -Mikro balans [1].

İlkhani ve ark. enzim kuvvetlendirilmiş bir saptama ile Ebola virüs DNA diagnostics için bir elektrokimyasal biyosensör üretmiştir. Şekil 4a'da gösterildiği gibi biyotinile hibriti bir streptavidinalkalin fosfataz konjugatı ile etiketlediler. Elektrokimyasal empedans spektroskopisini kullanarak tüm deney aşamalarını optimize ettiler ve daha sonra bu biyosensörü ve boş çözeltinin standart sapmasını kullanarak düşük bir tespit sınır değeri (4.7 nM) elde ettiler. Sonunda elektrokimyasal biyosensörün seçiciliğini ve tekrarlanabilirliğini gerçekleştirdiler[1].

Şekil 4.a / 4b: Elektrokimyasal biyosensörün üretimi için farklı adımların şematik gösterimi (a) ve üç boyutlu renderleme ve deneysel ölçümler, olağanüstü ışık geçirme etkisine bağlı rezonans iletimine dayanan optofluidik nanoplazmonik biyosensörleri kullanan tespit şemasını göstermektedir (b) [1].

Ayrıca Yanık ve ark. biyolojik besiyerinden tüm virüsleri doğrudan tespit eden bir optofluidik biyosensör platformu gösterdi. Hazırlanan biyosensör plazmonik nano boşlukların içinde bir ışık iletimi etkisine bağlıydı ve gruba özgü antikorlar kullanıldı. Küçük RNA virüslerinin (veziküler stomatit virüsü ve yalancı tipte Ebola) tespiti, üç büyüklük derecesine yayılan dinamik bir aralık içinde kuşatıldı. Bu deneyler için biyosensörler üzerinde antikorları Ebola glikoproteine karşı ve bulaşma spektrumları yıkamadan sonra toplandı (Şekil 4b) [1].

3.3 SARS-CoV-2 ve KoronaVirüs Üzerine Yapılan Çalışmalar

Jing Wang ve ekibi optik biyosensör içerisinde alternatif bir test yöntemi geliştirdi. Sensör, virüsü güvenli ve güvenilir bir şekilde tespit etmek için optik ve termal olarak iki farklı etkiyi birleştirmiştir. Sensör, bir cam substrat üzerinde altın nano adalar adı verilen küçük altın yapılara dayanmaktadır. SARS-CoV-2'nin spesifik RNA dizilerine uyan yapay olarak üretilen DNA reseptörleri nano adalara aşılanır. Koronavirüs, RNA virüsü olarak adlandırılır: Genomu, canlı organizmalarda olduğu gibi bir DNA çift sarmalından değil, tek bir RNA sarmalından oluşur. Bu nedenle sensör üzerindeki reseptörler, virüsü güvenilir bir şekilde tanımlayabilen virüsün benzersiz RNA dizilerinin tamamlayıcı dizileridir. Araştırmacıların tespit için kullandığı teknolojiye, lokal yüzey plazmon rezonansının kısaltması olan LSPR denir. Bununla birlikte, sadece sensör üzerindeki DNA reseptörüne tam olarak uyan RNA ipliklerinin yakalanması önemlidir. Bu, sensör

üzerinde ikinci bir etkinin devreye girdiği yerdir: plazmonik fototermal (PPT) etkisi. Sensördeki aynı nano yapı, belirli bir dalga boyuna sahip bir lazerle uyarılırsa, lokalize ısı üretir. Moleküller yüzeye bağlandığında, uyarılmış plazmonik yakın alan içindeki lokal kırılma indisi değişir. Mevcut COVID-19 virüsünü ne kadar güvenilir bir şekilde tespit ettiğini araştırmak için araştırmacılar onu çok yakından ilişkili bir SARS-CoV virüsü ile test etti. SARS-CoV ve SARS-CoV2 nin RNA'larında çok az farklılık gösterdiği ve testlerin sensörün iki virüsün çok benzer RNA dizilerini açıkça ayırt edebileceği belirtildi. Ancak şu anda, sensör havadaki korona virüsü konsantrasyonunu ölçmeye henüz hazır değil, geliştirilmesi için bir sistem tasarımına ihtiyaç olduğu belirtildi [3].

Kaynaklar

Şekil 5: Koronovirüs sensörünün çalışmasını gösteren şema [4].

1. www.mdpi.com, Saylan,Y., Erdem, Ö., Ünal, S., Denizli, A., “An Alternative Medical Diagnosis Method: Biosensors Virus Detection” – MDPI, 21.09.2019 2.www.tarmakbir.org , Li, Yanbin. 2006. Section 2.3 Biosensors, pp. 52-93, of Chapter 2 Hardware, in CIGR Handbook of Agricultural Engineering Volume VI Information Technology. Edited by CIGR-The International Commission of Agricultural Engineering; Volume Editor, Axel Munack. St. Joseph, Michigan, USA: ASABE. Copyright American Society of Agricultural Engineers, Çevirmenler: Pınar DEMİRCİOĞLU ve İsmail BÖĞREKCİ , Çeviri Editörleri: Sefa TARHAN ve Mehmet Metin ÖZGÜVEN. 3.https://healthcare-in-europe.com/en/news/biosensor-to-detect-coronavirus-in-crowded-places.html, “Biosensor to detect coronavirus in crowded places”. 4. https://www.bloomberg.com/news/articles/2020-04-24/is-that-the-covid-alarm-researcher-seeks-acoronavirus-sensor ,”Researcher Seeks to Build a Coronavirus Alarm”.