Bakterilerle Savaşabilen Minik Yapay Hücreler

---

University of California bünyesindeki Biyomedikal Mühendisliği araştırmacıları tarafından bakterilerle savaşarak onları hedef olarak görebilen ve hatta öldürebilen yapay hücreler başarı ile üretildi. Görsel Telif: Cheemeng Tan, UC Davis

Ağustos ayının sonunda ACS Applied Materials and Interfaces’de yayımlanan makale ile biyoloji mühendisliği ile yeni ve etkili bir hastalıklarla savaş veya hastalıkları önleme yolunun mümkün olduğu gösterildi.

Araştırmacılardan Cheemang Tan, yapay hücreleri tepeden tırnağa yapay olarak tasarlayıp ürettiklerini belirtiyor. Lipozom adı verilen yağ temelli hücre benzeri yapılar oluşturan hücre zarlarından oluşan baloncuklardan ve bu baloncuk içerisinde protein, DNA ve biyolojik ve/veya kimyasal metabolitlerden üretildi.

Araştırmayı yürüten Tan, yapay hücrelerin bir anlamda bakterileri hissederek veya algılayarak, tepki üretebildiğini ve etkileşime girdiğini belirtiyor ve bir araya geldiklerinde bakterileri tespit ederek öldürebilen sistemler olarak işlev görebildiklerini öne sürüyor.

Çevre ile, bakteriler dışında oldukça az etkileşime giren yeni yapay hücreler yaşayan hücrelerin temel gereksinimlerini ve özelliklerini taklit edebilirken kısa ömürlü olmaları ve kendi kendilerine üreyememeleri gibi dezavantajlarla kısıtlanıyor.

Temel anlamda bu yapay hücreler E. coli bakterisinin kimyasal izlerine tepki üretecek şekilde, yani bu kimyasal imzaları fark ettiklerine E. coli bakterisinin varlığını hissedebilecek şekilde dizayn edildi. Laboratuvar deneylerinde ise başarılı bir şekilde E. coli’leri tespit edip, bu bakterilere saldırıp yok etmeleri sağlandı.

Daha önceki deneme ve üretimlerde yapay hücreler besin açısından zengin olan ortamlarda başarı göstermişti. Ne var ki, yapay hücrelerin lipozom adı verilen zarlarının, sitozol ve genetik devrelerinin optimize edilmesi sayesinde, araştırma ekibi yapay hücrelerin su gibi temel yaşamsal materyallerin kısıtlı olduğu yerlerde dahi işlev görmelerini sağladı.

Daha az ideal durumlardan veya değişen çevresel koşullardan da bu sayede az etkilenen yapay hücreler noktasında gösterilen bu gelişme, tüm yapay hücre uygulamaları için bir umut kaynağı iken aynı zamanda bu uygulama alanlarında da büyük bir miktar genişlemeye ön ayak olacak gibi görünüyor.

Antibakteriyel yapay hücreler, kazandıkları bu işlevlerle ve belki daha iyi genetik optimizasyon ile birgün hastaların vücutlarına enjekte edilerek, hızlı ve çok daha verimli bir şekilde, diğer tedavilere karşı bağışıklık kazanmış patojen, bakteri veya mikropların tespit edilerek yok edilmesini sağlayabilecek.

Yine bu yapay hücrelerin, vücuttaki belirli noktalara ve hedeflere, istenilen zamanda ilaç taşınabilmesi için de kullanılabilecek biyosensörler olarak görev yapabileceği düşünülüyor.