Daha Verimli İlaç Taşıma Sistemleri İçin Kızılötesi Işın

Bazı ilaç rejimleri (hangi ilaç veya ilaçların ne sıklıkla ve hangi dozajda kullanılacağını öngören düzen), özellikle de tümörleri yok etmek üzere dizayn edilenler son derece zarar verici ve rahatsız edici yan etkiler üretebiliyor. İstenmeyen semptomlar çoğunlukla ilacın veya ilaçların ihtiyaç duyulmayan bölgelere de gitmesinden ve sağlıklı hücrelere zarar vermesinden kaynaklanabiliyor.

Elbette bu bir risk ve her tedavide hepimiz bu riski göze alıyoruz. Ancak bu riski de minimum etmek üzere Kanada, Quebec’ten araştırmacılar, yalnızca yakın-kızılötesi ışık etkisi altında kaldığında ilacı salabilen nanoparçacıklar geliştirdiler. Doktorlar ilacın salınmasını istedikleri bölgeye bu ışık hüzmesini yollayarak tam da istedikleri bölgede ilacın salınmasını sağlayabilecekler. Araştırmanın tüm detayları Amerikan Kimya Topluluğu’nun prestijli dergisiJournal of the American Chemical Society‘de yayımlandı.

Yıllardır bilim insanları bölgesel veya başka bir deyişle yerel tedaviler geliştirerek ilaçların yukarıda sözü geçen nedenden ötürü beraberlerinde getirdikleri yan etkilerden kurtulmak için mücadele edip duruyorlar. Bugüne kadar ışığa, sıcaklığa , ultrasona ve pH değişikliklerine tepki verebilen ilaç iletim sistemleri geliştirildi. Bu uygulamalardan gelecek vadeden bir tanesi de morötesi (ultraviyole) ışınlara duyarlı ilaç taşıma malzemeleriydi.

Işık spektrumunun bu kısmına ait olan ve malzemenin üzerine gönderilen ışın atımı malzemenin içinde bulundurduğu ilacı hedef bölgeye (tıpkı kargo taşıyan bir kurye gibi) bırakıyor. Ancak morötesi ışığın belli sınırları bulunuyor. Örneğin morötesi ışık ışınlarının kendileri de kanserojen ve vücudun iç kısımlarına ulaşabilecek güçte de değiller.

Buna karşılık yakın kızılötesi ışık bir canlı dokuya 1-2 santimetre derinliğe ulaşabilecek kadar penetre edebilir ve nispeten de daha güvenilir bir alternatif; ancak ne var ki ışığa duyarlı ilaç-taşıyıcıları bu ışık türüne tepki vermiyorlar. McGill University’den mühendis profesör Marta Cerruti ve araştırmacı arkadaşları ikisinin de iyi olan taraflarını kullanabilmeyi hedefledi ve bu iki ışığı bir araya getirerek muhtemel bir çözüm şekli yarattı .

Araştırmacılar, yakın kızılötesi ışığı ultraviyole ışığa çevirebilen nanoparçacıklarla yola çıktılar ve daha sonra bu nanoparçacıkları morötesi ışığa duyarlı hidrojel ile kaplayarak içlerine de ilaç moleküllerine refakatçi olması için flüoresan protein (bu protein çeşitleri belli ışıklar altında -rengine göre- parlayarak araştırmacılara bilgi verebilmekte, hücre içi görüntülemeyi kolaylaştırmaktadır) aşıladı. Daha sonra yakın-kızılötesi ışına maruz kalan nanoparçacıklar bu ışık ışınlarını ani olarak morötesi ışınlara çevirerek hidrojel kabuklarının açılmasını sağlıyor ve daha sonra yüklerini dışarı salıyor.

Araştırmacılar bu kargo sistemi yalnızca ilaçları bölgeye ulaştırmak için değil, aynı zamanda tanı koyabilme, bölgeyi görüntüleyebilme, hastalık teşhisi ve bölgeyle ilgili başka bilgilerin alınabilmesi için de kullanabilmek üzere dizayn etmeye çalıştıklarını belirtti.

 


Kaynak : Bilimfili, Ghulam Jalani, Rafik Naccache, Derek H. Rosenzweig, Lisbet Haglund, Fiorenzo Vetrone, Marta Cerruti.Photocleavable Hydrogel-Coated Upconverting Nanoparticles: A Multifunctional Theranostic Platform for NIR Imaging and On-Demand Macromolecular Delivery. Journal of the American Chemical Society, 2016; DOI: 10.1021/jacs.5b12357

Rahimdeki Bebeklerin Sigara Kullanan Annelerine Tepkileri

Mit 1: “Abartılacak bir şey yok ! Benim anne-babam da bana hamile iken sigara kullanıyormuş.”

Gerçek: Anne ve babanız aldığı riskin farkında değilmiş. Bebek ölümlerinin %40’nda (büyük bir oran, neredeyse yarı yarıya) hamilelik sırasında sigara kullanımının sebep olduğu düşünülüyor. Hamilelik sırasında sigara kullanımı düşük yapma ve premature doğum riskini artırıyor.

Mit 2: “Sigarayı bırakırsam daha stresli olurum, bu da bebeğimi daha fazla etkiler.”

Gerçek: Araştırmalara göre; sigarayı bırakmanın getirdiği stres, fetusun sağlığını sigara kullanımı kadar fazla etkilemiyor.

Mit 3: “Zaten hafif (light) sigara kullanıyorum. Bu daha güvenli.”

Gerçek: Öncelikle light sigaralar daha güvenli değildir. Pazarlamacının ne söylediğinin hiçbir öneminin olmamasıyla birlikte (nihayetinde kapitalist; hiçbir kapitalist kârına verdiği önemi insan sağlığına vermez); normal, light ya da süper-light sigara kullanımı da bebeğinize çokça zarar verir.

Karbonmonoksit (CO) yanma reaksiyonu sonucu ortaya çıkan zehirli bir gazdır. Bu gazı direkt olarak göremez ve koklayamazsınız, ancak sigara dumanında, gaz kazanlarında ve araçların egzos gazlarında bolca bulunur.

Nefes aldığınızda, CO ve oksijen ciğerleriniz vasıtasıyla kan damarlarınıza taşınır. Karbonmonoksit gazı kırmızı kan hücrelerinizdeki hemoglobine oksijenden 200 kat daha hızlı bir şekilde bağlanabilme özelliğindedir. Bu durum kırmızı kan hücrelerinizin vücudunuza ve bebeğinize oksijen taşımasını engeller.

Bebeğiniz her şeyde size bağımlıdır. Vücudunuza aldığınız her şey onu etkiler. Oksijen ve besin maddeleri; plasentanızdan bebeğinizin kan damarlarına taşındığı gibi, aldığınız bazı toksinler de aynı yol ile bebeğinizin kan dolaşımına katılır.

Yeni yapılan bir araştırma, hamile kadınlarda sigara kullanımının zararlı etkilerine daha fazla ışık tutuyor. 4D ultrasonla yapılan taramalarda, rahimdeki fetusun minik hareketleri gözlemlendi.

Fetuslar geliştikçe, genellikle ağızlarını hareket ettirirler ve kendilerine dokunurlar ve  kollarını kontrol edebilme yetisi kazanırlar. Bebeklerin büyümesini gözlemleme ile bilimciler rahimdeki fetusun dakika düzeyindeki hareketlerinin değerlendirilmesiyle potansiyel problemlerin saptanabileceğine inanıyorlar. Araştırmanın hamile kadınları sigara içme alışkanlığına son vermeleri noktasında tetikleyici olacağı ümit ediliyor.

Yukarıdaki görüntü grubu sigara kullanan annenin rahmindeki fetusu gösteriyor. Aşağıdaki görüntü grubu ise hamilelik sırasında sigara kullanmayan annenin rahmindeki fetusun görüntüsü.
Yukarıdaki görüntü grubu sigara kullanan annenin rahmindeki fetusu gösteriyor. Aşağıdaki görüntü grubu ise hamilelik sırasında sigara kullanmayan annenin rahmindeki fetusun görüntüsü.

Dr. Nadja Reissland, 20 anne adayının hareketli 4D ultrason taramaları üzerinde çalıştı. Anne adaylarının sigara kullanan dördünde, fetusun gelişiminin 24., 28., 32. ve 36. haftalarında binlerce minik hareketi kaydedildi.Middlesbrough ‘da James Cook University Hospital ‘da yapılan çalışmada, hamileliği sürecinde sigara kullanan bu dört anne adayının rahimlerindeki bebeklerin yüzlerine daha sık dokundukları görüldü.

Dr. Reissland’in sonuçları –kendisi çalışmayı daha geniş bir örneklemde tekrarlamayı umuyor– sigara kullanan annelerin bebeklerinin merkezi sinir sistemi gelişimini yavaşlatabileceğini ortaya çıkardı.

Dr. Reissland; bu bulguların doğrulanabilmesi için, annenin stres durumu ve sigara kullanma bağlantısını da içeren daha spesifik etkilerin araştırılması için daha geniş ölçekli bir araştırmaya ihtiyaç olduğunu söylüyor.

Her ne kadar gebelik sürecinde sigara kullanan anne sayısının geçen yıl toplanan verilere göre sürekli düşüşte olmasına rağmen, anne adaylarının %12′si sigara kullanımına hala devam ediyorlar. Araştırma; sigara kullanan hamile annelerin doğacak çocuklarının kalplerine zarar verme riski taşıdıklarını ve aynı zamanda da düşük yapma ve erken doğum riskini de arttırabildiğini ortaya koydu.

Fetus gelişim uzmanı olan Dr. Reissland, sigara kullanan annelerin korkuya kapılmamalarını bunun yerine onları sigarayı bırakmaları için yardım almaya çağırdığını söylüyor.

Aşağıdaki linkten orijinal çalışmaya ulaşabilir, .pdf olarak indirebilirsiniz.


Orijinal Araştırma: Bilimfili, http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/apa.13001/abstract

Heterojen

Antik Yunancada ἕτερος (héteros, “diğer, başka, farklı”) + γένος (génos, “tür”) —> ἑτερογενής (heterogenḗs, “farklı türde”)—->Latincede heterogeneus.

Karışımları, varlıkları veya farklı bileşenlerden oluşan sistemleri tanımlamak için çeşitli bilimsel ve akademik disiplinlerde kullanılmıştır. Kavram, “aynı” anlamına gelen “homos” ve “genos” kelimelerinden türetilen “homojen” kavramıyla tezat oluşturuyor. Tarihsel olarak, heterojen ve homojen karışımlar arasındaki ayrım kimya, fizik ve malzeme biliminde çeşitli madde ve malzemelerin bileşimini, özelliklerini ve davranışını anlamak için temel olmuştur.

Tanımlar ve Örnekler

Heterojen Karışımlar: Fiziksel olarak farklı kalan, aynı karışım içinde farklı özellikler gösteren iki veya daha fazla bileşenden oluşan karışımlardır. Örnekler şunları içerir:

  • Kum ve su
  • Kum ve demir tozlarının karışımları
  • Konglomera kaya
  • Su ve yağ
  • salata
  • Yol karışımı ve beton (çimento değil)

Homojen ve Heterojen: Teknik bağlamlarda “homojen”, her yerinde aynı bileşime ve özelliklere sahip olan sistemleri veya karışımları ifade eder, “heterojen” ise aynı sistem içinde farklı bileşim ve özelliklere sahip olanları tanımlar. Buz ve su gibi iki fazlı sistemler heterojenliğe örnektir.

Ultrasonda Heterojenlik: Tıbbi görüntülemede, özellikle de ultrasonda “heterojen”, tekdüze bileşenlere sahip “homojen” yapıların aksine, düzensiz veya çeşitli bileşenlere ve görünümlere sahip doku veya yapıları ifade eder. Örneğin bir dermoid kist BT taramalarında heterojen zayıflama sergileyebilir.

Heterojenliğin Ek Örnekleri

  • Beton: Agrega, çimento ve su karışımı.
  • Şeker ve Kum: Karıştırıldıklarında heterojen bir karışım oluştururlar.
  • Koladaki Buz Küpleri: Bu kombinasyon heterojen bir karışım oluşturur.
  • Tuz ve Biber: Heterojen karışımın klasik bir örneği.
  • Çikolata Parçalı Kurabiye: Heterojenlik gösteren, içine çikolata parçacıkları dağılmış hamurdan oluşur.

Özel Durumlar

  • Süt: Eşit şekilde dağılmayan yağ kürecikleri gibi çeşitli bileşenlerin varlığı nedeniyle heterojen bir karışım olarak sınıflandırılır.
  • Su: Tutarlı bileşimi nedeniyle tipik olarak, özellikle musluk suyu formunda homojen bir karışım olarak kabul edilir.
  • Şeker Çözeltisi: Şeker su içerisinde eşit olarak dağıldığından homojen bir karışımı temsil eder.
  • Kan: Hem katı (hücreler) hem de sıvı (plazma) bileşenlerden oluşan heterojen bir karışım.
  • Portakal Suyu: Posa ve sıvı kısımlardan oluşan heterojen bir karışımdır.
  • Kanserli Tümörler: Genellikle zamanla daha heterojen hale gelir ve tümör içindeki farklı moleküler imzalar nedeniyle tedavi duyarlılığını etkiler.

Kanserde Heterojenite Türleri ve Mekanizmaları

  • Heterojenite Türleri: İntratumoral (aynı tümör içinde), intertumoral (aynı hastadaki tümörler arasında) ve primer ve sekonder tümörler arasında içerir.
  • Mekanizmalar: Kanser heterojenliği genetik çeşitliliklerden, çevresel etkilerden ve hücresel özelliklerdeki geri dönüşümlü değişikliklerden kaynaklanır. Bazı kanserlerde, tümörijenik kök hücrelerin tümörijenik olmayan nesillere farklılaştığı ve ayrıca heterojenliğe katkıda bulunduğu bir hiyerarşi mevcut olabilir.
  • İyi huylu ve kötü huylu tümörler: İyi huylu tümörlerde de heterojenlik görülebilir, ancak tıbbi görüntülemedeki bazı özellikler onları kötü huylu olanlardan ayırmaya yardımcı olabilir.

Kanser Araştırmaları ve Genetik: Yüksek verimli dizileme teknolojilerinin ve tek hücre analizlerinin ortaya çıkışı, kanser ve genetik hastalıklardaki heterojenite anlayışımızda devrim yarattı. Araştırmacılar artık tümörler içindeki ve tek bir organizmadaki hücreler arasındaki genetik, epigenetik ve fenotipik değişkenliği tanımlayıp karakterize edebiliyor; bu da kanserin evrimi, metastaz ve tedavilere direnç konusunda içgörü sağlıyor.

Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji: Kompozit malzemelerin ve nanoteknolojinin gelişimi, mikro ve nano ölçekte heterojenliğin daha derin anlaşılmasına yol açmıştır. Bu alandaki çalışmalar, malzemeler içindeki farklı fazların düzenlenmesi ve bileşiminin, bunların özelliklerini ve işlevlerini nasıl etkilediğine odaklanmaktadır.

Çevre Bilimi ve Ekoloji: Modern çevre araştırmaları, ekosistemler ve manzaralardaki heterojenliği incelemek için gelişmiş algılama teknolojilerini ve mekansal analizleri kullanır. Bu araştırma, türlerin dağılımını, enerji ve besin akışını ve insan faaliyetlerinin doğal sistemler üzerindeki etkisini anlamaya yardımcı olur.

Tıp ve Biyomedikal Görüntüleme: MRI, CT taramaları ve PET taramaları gibi görüntüleme teknolojilerindeki yenilikler, doku ve organlardaki heterojenliği tespit etme ve ölçme yeteneğini geliştirmiştir. Bu, hastalıkların teşhis edilmesi, ilerlemelerinin anlaşılması ve tedavilerin bireysel hastalara göre uyarlanması açısından çok önemlidir.

Ekonomi ve Sosyal Bilimler: Karmaşık sistem analizinin ve büyük veri analitiğinin ekonomi ve sosyal bilimlerde uygulanması, pazarlar, kuruluşlar ve toplumlar içindeki heterojenliğe dair içgörüler sağlamıştır. Bu, tüketici davranışı, servet dağılımı, sosyal ağlar ve organizasyon yapıları üzerine çalışmaları içerir.

İleri Okuma

  • Griffiths, A. J. F., Miller, J. H., Suzuki, D. T., Lewontin, R. C., & Gelbart, W. M. (2000). “An Introduction to Genetic Analysis.” 7th edition. New York: W. H. Freeman; Section 1.2, Heterogeneity in Genetics.
  • Silverman, E. K., & Loscalzo, J. (2012). Network medicine approaches to the genetics of complex diseases. Discovery Medicine, 14(75), 143-152.
  • Marusyk, A., Almendro, V., & Polyak, K. (2012). Intra-tumour heterogeneity: a looking glass for cancer? Nature Reviews Cancer, 12(5), 323-334.
  • Stratton, M. R., Campbell, P. J., & Futreal, P. A. (2009). The cancer genome. Nature, 458(7239), 719-724.
  • Amenta, V., Aschberger, K., Arena, M., Bouwmeester, H., Botelho Moniz, F., Brandhoff, P., Gottardo, S., Marvin, H.J.P., Mech, A., Quiros Pesudo, L., Rauscher, H., Schoonjans, R., Vettori, M.V., Weigel, S., Peters, R.J.B. (2015). Regulatory aspects of nanotechnology in the agri/feed/food sector in EU and non-EU countries. Regulatory Toxicology and Pharmacology, 73(1), 463-476.
  • Marusyk, A., Almendro, V., Polyak, K. (2012). Intra-tumour heterogeneity: a looking glass for cancer? Nature Reviews Cancer, 12(5), 323-334.
  • Navin, N., Kendall, J., Troge, J., Andrews, P., Rodgers, L., McIndoo, J., Cook, K., Stepansky, A., Levy, D., Esposito, D., Muthuswamy, L., Krasnitz, A., McCombie, W.R., Hicks, J., Wigler, M. (2011). Tumour evolution inferred by single-cell sequencing. Nature, 472(7341), 90-94.
  • Turner, M.G. (1989). Landscape ecology: the effect of pattern on process. Annual Review of Ecology and Systematics, 20, 171-197.

Diafanoskopi

Yunanca “dia” (içinden), “phan” (göster) ve “skopie” (bakmak) sözcüklerinden türetilen diafanoskopi, bir vücut boşluğunu veya organını incelemek için bir ışık kaynağının kullanılmasını içeren bir teşhis tekniğidir. Bu yöntem, ışığın farklı yoğunluk ve bileşime sahip dokulardan geçebilmesi ve ışığın geçişine dayalı olarak değerli teşhis bilgileri sağlaması ilkesine dayanmaktadır.

Prensip ve Uygulama: Testis muayenesi kapsamında, skrotumdaki katı kitleleri kistik kitlelerden ayırmak için diafanoskopi kullanılır. Bir ışık kaynağı skrotuma karşı yerleştirildiğinde, ışığın bölgeden geçişi, sıvının varlığını gösterebilir; örneğin hidrosel durumunda (sıvının testis çevresinde biriktiği bir durum). Tümörler gibi katı kitleler ışığın kolayca geçmesine izin vermez, bu da farklı skrotal şişlik türlerini ayırt etmeye yardımcı olur.

Tarihsel Kullanımı: Vücut boşluklarını incelemek için ışığın kullanılması, yüzyıllar boyunca gelişen yenilikler ve pratik uygulamalarla birlikte çok eski zamanlara dayanmaktadır. Bununla birlikte, diafanoskopinin bir teşhis tekniği olarak resmileştirilmesi, tıpta teşhis yöntemlerinin daha geniş gelişiminin bir parçası olarak 19. yüzyılın sonlarında ve 20. yüzyılın başlarında önem kazanmıştır. Testiküler ve skrotal anormallikler gibi ürolojik ve androlojik durumlara uygulanması ayırıcı tanıda değerli bir araç haline geldi.

Modern Uygunluk: Tıbbi görüntüleme teknolojilerindeki (ultrason ve MRI gibi) gelişmeler, teşhis amaçlı diafanoskopiye olan bağımlılığı azaltmış olsa da, bazı bağlamlarda basit, invaziv olmayan ve uygun maliyetli bir araç olmaya devam etmektedir. Gelişmiş görüntülemeye erişimin kısıtlanabileceği, kaynakların sınırlı olduğu ortamlarda özellikle yararlı olabilir.

Klinik Özellikler ve Hususlar: Diyafanoskopi, tipik olarak iletilen ışığa karşı şeffaf olan hidrosel ve spermatosellerin tanımlanmasında en etkilidir. Ancak yoğun veya vasküler yapıların varlığında etkinliği sınırlıdır ve tanı veya tedavi planlaması için ayrıntılı anatomik bilginin gerekli olduğu görüntüleme çalışmalarının yerini tutamaz.

Güvenlik ve Sınırlamalar: İnvaziv olmayan bir prosedür olarak diafanoskopi hastalar için minimum risk oluşturur. Ancak tanısal doğruluğu uygulayıcının becerisine ve skrotal kitlenin spesifik özelliklerine bağlıdır. Klinisyenlerin, hastanın öyküsünü, fizik muayene bulgularını ve mümkünse görüntüleme çalışmalarını dikkate alarak diafanoskopiyi kapsamlı bir tanısal yaklaşımın parçası olarak kullanması önemlidir.

İleri Okuma

  • Gearhart, J. P., & Rink, R. C. (2000). Pediatric Urology. In Pediatric Urology. W.B. Saunders.
  • O’Brien, M. D., & Phillips, J. O. (2001). Clinical skills in treating the foot. Churchill Livingstone.
  • Babayan, R. K. (1989). Diaphanoscopy. In Encyclopedia of Urology. Springer.
  • Kumar, P., & Deb, M. (2006). Role of diaphanoscopy in differential diagnosis of paediatric scrotal swellings: a clinic-based study. African Journal of Paediatric Surgery, 3(1), 4-8.
  • O’Brien, W. D. (2007). Ultrasound-basics to advanced studies. Pediatric Radiology, 37(4), 392-398. diaphanoscopy.

Click here to display content from YouTube.
Learn more in YouTube’s privacy policy.