Çin’deki Şanghay Jiao Tong Üniversitesi öncülüğünde çalışan araştırmacılar, kanserin vücuda yayılmasından (metastaz) sorumlu olan dolaşımdaki tümör hücrelerini (CTC) filtreleyebilen deneysel bir cihaz üretti. Geliştirilen bu biyoteknolojik filtreleme mekanizması, fareler üzerindeki preklinik deneylerde kemoterapiyle kombine edildiğinde tümörün nüks etme oranını düşürerek hayatta kalma süresini belirgin şekilde artırdı.
Kanser kaynaklı ölümlerin yaklaşık yüzde 90'ından fazlası, primer tümör odağından koparak kan dolaşımı yoluyla uzak doku ve organlara yerleşen metastatik hücrelerden kaynaklanıyor. Dolaşımdaki tümör hücrelerini kandan ayıklamak adına geçmişte pek çok mekanik veya manyetik ayrıştırma tekniği denense de bu yöntemlerin çoğu ya kısıtlı verimlilikle çalışıyor ya da sağlıklı kan hücrelerine fiziksel zarar vererek biyogüvenlik açığı yaratıyordu.
"Kara delik" nasıl çalışıyor?
Araştırma ekibinin uzaydaki çekim gücünden esinlenerek "kara delik" (black-hole) adını verdiği bu sistem, hemodiyaliz prensibine benzer kapalı devre bir kan temizleme mekanizmasıyla görev yapıyor. Pompa aracılığıyla canlıdan alınan kan, vücut dışındaki özel tasarım mikroakışkan bir hazneden geçiriliyor.
Sistemin seçici ayıklama kabiliyeti, kanser hücrelerinin yüzeyinde yoğun biçimde eksprese edilen ancak sağlıklı kan bileşenlerinde yer almayan EpCAM (Epitelyal Hücre Yapışma Molekülü) proteinine dayanıyor. Hazne içindeki mikro kanallara yerleştirilen özel antikorlar, EpCAM taşıyan dolaşımdaki tümör hücrelerini yakalayıp hapsediyor. Sağlıklı trombosit, eritrosit ve akyuvarlar ise herhangi bir hasara uğramadan damar yoluna geri iletiliyor.
Laboratuvar testlerinde hazneye insan meme kanseri hücreleri eklendiğinde, sistemin düşük debili akışlarda yüzde 99'un üzerinde yakalama verimliliğine ulaştığı kaydedildi. Akış hızı saatte 1,2 mililitre seviyesine çıkarıldığında dahi verimlilik yüzde 95 sınırının altına inmedi. Yöntem; meme, akciğer ve prostat kanseri gibi EpCAM pozitif tümör tiplerinde tutarlı ayrıştırma başarısı gösterdi.
Preklinik deney sonuçları ve tedavi kombinasyonları
Meme kanseri modeli uygulanan farelerde tümör cerrahi müdahaleyle çıkarıldıktan sonra denekler dört ayrı protokol grubuna ayrılarak dört hafta boyunca gözlemlendi:
| Tedavi protokolü | 4 haftalık hayatta kalma oranı | Tümör nüks riski |
|---|---|---|
| Kontrol grubu (tedavisiz) | %0 | Yüksek nüks |
| Yalnızca kemoterapi | %20 | Standart risk |
| Yalnızca "kara delik" kan temizleme | %20 | Standart risk |
| Kemoterapi + kan temizleme (kombine) | %50 | %16,7 azalma |
Sonuçlar, tek başına kan temizliğinin veya tek başına ilaç tedavisinin sınırlarını gösterirken, iki mekanizmanın entegre edilmesinin metastazı baskılamada sinerjik bir avantaj sağladığını ortaya koydu. Tedavi uygulanan farelerin iç organlarında toksisite veya doku hasarı izine rastlanmadı.
İnsan klinik denemeleri için aşılması gereken engeller
Araştırma şu aşamada bir kavram kanıtlama (proof-of-concept) çalışması düzeyinde bulunuyor. Sistemin insanlarda klinik tedavi standardı haline gelebilmesi için temel biyomühendislik kısıtlarının çözülmesi gerekiyor.
İlk olarak, insan dolaşımındaki yaklaşık 5 litrelik toplam kan hacminin ve yüksek fizyolojik akış hızlarının mikroakışkan çiplerde verim kaybı yaşanmadan işlenebilmesi şart. Farelerde gerçekleştirilen tek seanslık filtrasyonun aksine, insan tedavisinde uygulanacak tekrarlayan seansların uzun vadeli biyouyumluluğu ve olası pıhtılaşma riskleri henüz test edilmedi. Araştırma heyeti, insan denemelerinden önceki ara faz olarak daha yüksek kan debisine sahip sıçan ve büyük memeli modelleri üzerinde güvenlik ve maliyet analizlerine devam ediyor.
