c. CORNEA (Three-Dimensional Reconstruction of Human Corneas By Tissue Engineering)
Vasıf Hasırcı / METU-BIOMAT / 09.05.06
CORNEA ENGINEERING
ODTÜ Biyomateryal Grubu (METU-BIOMAT) ODTÜ’de 25 yıldan fazladır Biyomateryal araştırmaları yapan Fen Edebiyat Fakültesi Biyolojik Bilimlerde Prof. Dr. Vasıf Hasırcı, Kimya Bölümünde Prof. Dr. Nesrin Hasırcı ile temelde bu gruptan yetişen ve diğer üniversitelere dağılmış ancak yoğun ortak araştırmalar sürdürülen genç akademisyenlerden oluşmaktadır. Ayrıca Grubun yoğun etkileştiği bazı yurt içi ve dışı medikal malzeme ve cihaz şirketlerini de grubun iş ortakları arasında sayılmaktadır. METU-BIOMAT olarak Biyomalzeme konusunda oldukça geniş bir yelpazede bilgi birikimi bulunmaktadır. Pratikte (Avrupa Topluluğu projelerinin gösterdiği gibi) METU BIOMAT bir mükemmeliyet merkezidir. Endüstriyle ve yurtiçi-yurtdışı kurumlarla yoğun etkileşimi vardır. Patent sayıları gittikçe artmakta, yıllık makale sayıları ODTÜ ortalamasının oldukça üstünde bulunmaktadır.
FP6 STREP “Kornea Mühendisliği” projesi resmen 01.01.2004 tarihinden itibaren 3 yıl süreyle başlamıştır. Bu proje insan korneasının laboratuvarda üretilmesine yöneliktir.
Cornea Engineering kısa adıyla bilinen projenin ODTÜ BIOMAT dışında 5 Fransız, 2 İtalyan, 1 Alman, 1 İngiliz, 1 Belçikalı, 1 İsveçli, 1 Finlandiyalı ve 1 İsrailli ortağı bulunmaktadır. Avrupa Komisyonu projeye 2.56 milyon Euro destek sağlamaktadır. Projenin toplam maliyeti ise 4.37 milyon Eurodur.
Bu projenin hedefi korneayı laboratuvarda hücrelerin de yardımıyla üretebilmektir. Kornea gözün dış yüzeyini kapsayan saydam bir dokudur. Korneanın hastalık ya da kaza sonucu zarar görmesi durumunda kısmen ya da tümden korneanın değişmesi gerekir. Şu anda uygulanan çözüm organ bağışlanması yoluyla elde edilen korneanın hastaya aktarılması yani transplantasyonudur. Ancak organ bağış kısıtlılığı ve bir çok zaman bağışlanan dokunun uygun olmaması (HIV, hepatit C gibi hastalıklar, ya da göz bozukluklarını düzeltmek için LASİK işleminin donöre uygulanmış olması, vb.) çözümü güçleştirmektedir. Avrupada yılda 27500, dünyada 60000 kornea transplantasyon ameliyatı yapılmaktadır. Halbuki dünya çapında kornea bozuklukları nedeniyle 10 milyon kişinin kör olduğu bilinmektedir.
Şu anda etkin bir yapay kornea bulunmamaktadır. Bu nedenle tamamen vücutta eriyebilecek ve hatta canlılardan elde edilmiş malzemeler ve insan kök hücreleri kullanarak yapay kornea yapımı için 14 ortaklı bir ekip işe başlamıştır. 3 katmanlı kornea elde edilince hayvan deneyleri ve bunu izleyen klinik (insan) denemelerine girilecektir.
Proje aşamaları özetle moleküler genetik yöntemleriyle kollajen ve polisakkaritlerin üretilmesi, bunların kullanılmasıyla hücrelerin içine yerleşip çoğalabilecekleri ve daha sonra da normal işlevlerini sürdürebilecekleri bir süngersi yapı (bir çeşit iskelet) oluşturulması, sonra da yine laboratuvarda ayrıştırılma ve çoğaltma işlemlerinden geçmiş hücreler bu yapıya yüklenerek yapay dokunun gelişmesine olanak sağlanmasıdır.
Bazı ortaklar moleküler genetik yöntemleriyle Tip I kollajeni ve bazı polisakkaritleri hücrelere ürettirmeyi, diğer bazı ortaklar laboratuvarda kornea oluşturulmasında kullanılacak kornea hücrelerini saf ve çok sayıda üretmeyi ve tanımlamayı üstlenmişlerdir. Başka bazı ortaklar bu hücrelerin üzerine yerleştirilecekleri kollajen süngerlerini özel ve nanoboyutlarda bile tanımlı biçimlerde elde etmeye çalışmaktadırlar.
METU BIOMAT hayvansal kaynaklardan elde ettiği ya da ticari kaynaklardan satın aldığı kollajenle vücutta kendiliğinden eriyen ve biyoteknolojik yöntemlerle üretilmiş olan polimerleri kullanarak bunları kendi geliştirdiği yöntemlerle gözeneklilik, yapısal düzen vb. açılardan kornea hücrelerine uygun yaşam ortamına (mikroçevre) dönüştürmekle yükümlü bulunmaktadır. Bu aşama olgunlaştıktan sonra ortaklar tarafından gönderilen kollajen ve polisakkaritlere de aynı işlemler uygulanmaktadır. Elde edilen hücre taşıyıcılar diğer ortaklara üzerlerine hücre yüklemek ve yapay dokuyu elde etmek amacıyla yollanmakta ve hem hücre kültürü hem de mekanik ve mikroskopik incelemeler yapılmaktadır. Elde edilen yapıların amaca uygunluğunu sınamak için ortaklardan çeşitli katmanlar için gerekli hücreler de gelmekte, örneğin keratosit ve epitel hücreler, ve bunlar üretilen yapılarla biraraya getirilerek doku mühendisliğinin bazı aşamaları METU BIOMAT tarafından yürütülmektedir.