İLERİ TEKNOLOJİ ARAŞ. UYGULAMA MRKZ. MÜD.
YENİ BİR KANSER TEŞHİSİ VE TEDAVİSİ İÇİN PROJE ÇALIŞMALARI

YENİ BİR KANSER TEŞHİSİ VE TEDAVİSİ İÇİN PROJE ÇALIŞMALARI

Konusunda Dünyada ilk ve tek in-vivo çalışma olarak ortaya konması planlanan bu çalışma oldukça üst düzey bir yüksek teknolojinin geliştirilmesini ön görmektedir.

Bu projenin amaç ve hedefleri klinik cerrahlarının ve onkoloji alanında uzmanlaşmış klinikçi patolojistlerin taleplerini karşılamaktır.  Bu disiplinlere mensup ve proje ekibinde bulunacak arkadaşların yönlendirme talepleriyle projenin şekllendirilmesi sağlanacaktır.

Onkoloji cerrahlarıyla detaylıca yaptığımız tartışmalardan, cerrahi operasyon gerçekleştirildiğinde tümoral olgunun tamamen temizlenip temizlenemediği, diger bir deyişle tümoral yapının kenarlarında/köşelerinden bir takım küçük tümöral olguların hasta vücudunda kalıp kalmadığından emin olmalarının hemen hemen imkansız olduğu noktasındaki tereddütlerini algıladık.  Bu proje çalışması ile yapılacak çalışmaların başarılı bir şekilde sonuçlandırılması durumunda bu ikilemin tamamen giderilmesi hedeflenmektedir.  ‘KANSER TEŞHİS VE TEDAVİ TEKNOLOJİLERİ’ ile ilgili olan bu proje başarılı olması halinde kanser teşhisine dolayısıyla tedavisine büyük katkı sağlayacaktır.

Son yirmi yıl boyunca, bu projede çalışacak araştırmacılar ve bu araştırmacıların mensubu olduğu çalışma grupları, hidro karbon moleküller ve biyomoleküler iyonlarda, Laser Desorpsiyon İyonlaştırma-Kütle Spektroskopisi (LDI-MS), laser mikroprob kütle analizi (LAMMA) ve matris yardımlı laser desorpsiyon-iyonlaştırma kütle spektroskopisi (MALDI) çalışmaları yapmışlardır ve oldukça anlamlı yayınlar ortaya koymuşlardır.  Dolayısıyla bu proje ekibi proje konusuyla ilgili oldukça iyi bir teknolojik ve bilimsel birikime sahiptirler.

Bu yüksek hedefli yüksek teknoloji gel,ştirilmesine yönelik projenin ana hedefleri

-       Çeşitli laser sistemleri kullanarak, akciğer, böbrek, karaciğer ve göğüs gibi organlardan alınan sağlıklı ve hastalıklı dokuların kütle spektrumları belirlenecektir.

-       Kütle spektrumundaki temel bileşenlerin grup içerisindeki değişimleri gruplar arası sonuçlarla karşılaştırılacaktır.

-       İnsan dokusuyla ilgili laser ablasyon çalışmaları alanlarıyla ilgili daha önce yapılan çalışmalarda hem CW CO2 laserler hemde uzun sureli laser pulsları (µs) kullanılmıştır.  Femtosaniye (fs) laser pulsları kullanılarak yapılan çalışmalarda elde edilen, ayrışma deseni daha az kompleks bir yapı ortaya koymaktadır.  Bu durum diyagnoz çalışmalarını daha güçlü ve hassas hale getirecektir. 

-       Daha önce ortaya konan çalışmalarda, kanserli dokuların yakılması sonucu elde edilen dumanda laser kullanılarak üretilen iyonlar analiz edilmiştir.  Yıllardır iyi bilinen bu duruma gore, bu metodla üretilen bir çok nötral yapı üretilen iyon sayısından daha yüksektir ve dolayısıyla bu çalışmada aynı zamanda üretilen nötral yapıların analizini ortaya koymayı hedeflemekteyiz.  

-       Projenin bu aşamasında, ex-vivo kanserli (malign), sağlıklı ve iyi huylu (benign) numuneler üzerinde ortaya konacaktır.

Kanserli dokuların diyagnoz hassasiyeti artırılırsa, tümörlü dokuların daha hassas bir şekilde belirlenmesini sağlayacaktır ve buna parallel olarak cerrahi operasyonlarda daha iyi ve daha kesin sonuçların alınması sağlanacaktır.  Bu durum, hasta vücudunda kanserli dokunun kalmayacağı şeklinde hassas bir operasyonun yanı sıra, sağlıklı dokuların gereğinden fazla kesilmemesini sağlayacak oldukça özgün değeri yüksek ve yeni teknoloji üretilerek dünyaya transferine olanak sağlayacak özgün değere sahip sonuçlar ortaya koyacaktır.

Aşırı duyarlı laser kütle spektrometrinin altın dönemi 1980-1990’lı yıllarda yaşanmıştır ve bu projede çalışacak mevcut ekip bu alanda ve bu altın yıllar ve sonrasında atomik ve moleküler iz analiziyle alakalı olarak yüzün üzerinde yayın çalışması yapmıştır.

BU ÇALIŞMADA KULLANILACAK METOD

Çeşitli laser kütle spektrometri varyasyonları vardır ve aşağıdaki gibi tanımlanabilmektedir

1-     Teknik 1 : Laser İyonlaştırma Kütle Spektrometri (LIMA veya LAMMA) :  Bu sistemlerdeki farklı dizaynlar, üretici firmanın üretim aşamasında ortaya koyduğu dizayna bağlıdır.  İyon (+/-) bulutu oluşturulması, laser radyasyonu veya ısıl sistemin kullanılmasına bağlı bir durum olarak ortaya konabilir.  Bu (+/-) iyon bulutu yüksek çözünürlüğe sahip bir kütle spektrometresi ile analiz edilmektedir.

2-     Teknik 2 : Rezonans Laser Ablasyon (RLA) Tekniği : Laser dalgaboyunun atom veya moleküler numunelerle rezonansta olduğu bir durumda ortaya konan ve katı numunelerin analiz edilebildiği Rezonans Laser Ablasyon (RLA) tekniği kullanılacaktır.

3-     Teknik 3 : Rezonans Olmayan Gecikmeli İyonlaştırma : Rezonansta olmayan laser veya ısı tarafından sökülen nötral numunelerin ölçülmesi ve incelenmesi ortaya konacaktır.

4-        Teknik 4: Rezonans Gecikmeli İyonlaştırma : Rezonans laser veya ısıl olarak sökülen nötraller incelenecektir.

Bu tekniklerden uygun olanları uygun deneysel düzenekler kullanılarak gerçekleştirilecektir.  İngiltereden hibe yoluyla gönderilen sistemler aşağıdaki düzeneğin kurulmasında oldukça hayati önem taşımaktadır

Strathclyde Üniversitesin tarafından projede kullanılmak üzere Selçuk Üniversitesi, Fen Fakültesi, Fizik Bölümüne hibe olarak transfer edilecek olan Reflektron Time of Flight kütle spektrometresi ve birlikte kullanılan ekipmanların tamamının transferi gerçekleştirilmiş, gümrükten alma işlemleri tamamlandıktan sonra laboratuvarımızda kurulum, kalibrasyon ve çalıştırma süreci ile bu çalışma dalında Dünyada ilk ve tek olacak çalışmalar başlatılacaktır.

TRANSFERİ GERÇEKLEŞTİRİLMEYE ÇALIŞILAN VE HİBE YOLUYLA GELEN MALZEZEMELER

Geniş bir çelik vakum tüpü ve küresi

Rotary Vakum Pompası

Nimbin ve Elektronik PSU

LeCroy Osiloskop

Alaminyum Breadboardlu Metal Çerçeve

Minilite Laser

Edward Turbo Pompa

Popmpalar için Elektronik Malzemeler

Misc old Stainless Steel Vacuum Parts

Misc Old Optics

Misc Connection Cables

Sistem kurulumu tamamlandıktan sonra ve sistemin deneme çalışmaları tamamlandıktan sonra, bazı bilinen numuneler üzerinde veri toplama işlemleri gerçekleştirlecektir.  Bu aşamada büyük organik molekülllerin karakterizasyonu yapılarak biyolojik moleküllerin çalışılmasına altyapı oluşturulacaktır.  Bu aşamanın başarılı olması oldukça anlamlı bir başarı ölçütüdür.

 

Bu aşamada biyolojik numunelerin çalışılması ve veri toplanarak veri bankası oluşturulması tamamlanacaktır.  Büyük biyolojik numunelerden sonra dokuların çalışıması süreci başlatılacaktır.  Gerek yapay hazırlanmış olan kanserli dokular gerek gerçekte patologlar tarafından kullanılmış olan kanserli dokular üzerinde spektroskopik çalışmalar başlatılacaktır.

Re-TOF Sisteminin Strathclyde (Glasgow) Üniversitesinden, Selçuk (Konya) Üniversitesi, Fen Fakültesi, Fizik Bölümü laser laboratuvarına transfer edilmesi ve sistemin kurulması çalışmalarıyla birlikte diğer malzemelerin satınalınması süreçlerinin gerçekleştirilmesi çalışmaları gerçekleştirilecektir. 

Transfer edilecek olan Re-TOF ve satınalınacak olan iyon trap sistemlerinin Selçuk Üniversitesi, İL-TEK merkezinde bulunan femtosaniye (fs) laser laboratuvarında bulunan fs laser sistemiyle birleştirilmesi çalışmaları ortaya konacaktır.

Bu çalışmalarda, büyük bir aksaklık olmadığı sürece temel deneysel çalışmaların yapılacağı temel bir ön çalışma sürecidir.  Prof.Dr. Kenneth LEDINGHAM ve Prof.Dr. Hamdi Şükür KILIÇ’ın sahip oldukları bilgi birikimi ve tecrübeleri ışığında doğrudan biyomoleküler yapıların incelenmesi çalışmaları ile başlanacaktır. 

Bütün bu çalışmalar sürdürülürken, diğer malzemeler (elektronikler, vakum bileşenleri, hizmet alım yoluyla yeni üretilecek kısımlar ve yerli yazılım çalışmaları) tamamlanıncaya kadar, laboratuvarımızda mevcut olan L-TOF-MS sistemi üzerinde eğitim çalışmaları ortaya konacaktır ve genç bilim insanları bu sistem kurulduğunda sistemi tamamen kullanabiliyor hale getirilmeye çalışılacaktır.

BU ÇALIŞMAYLA ÜLKE BİLİM HAYATINA YAPILACAK KATKILAR

Bu çalışmalarla, genç bilim insanlarının hem sistem üzerinde çalışma tecrübesi edinmek hemde bu tür numuneler üzerinde çalışma bilgi ve becerilerinin artırılması için gerekli eğitim ve altyapı çalışmalarının gerçekleştirilmesi yanı sıra, organik numuneler üzerine gerekli yayın çalışmalarının ve tez çalışmalarına katkı yapacak çalışmaların ortaya konması süreci yürütülecektir.  Protein ve polimerler gibi saf büyük organik moleküler numuneler üzerinde çalışmalar ortaya konacaktır.  Bazı büyük biyolojik moleküller üzerinde temel deneyler yaparak sistemin çalışma hassasiyet ve limitlerinin belirlenmesi gerçekleştirilecektir.

Bu çalışmanın akademik hayata etkileri gözönüne alınır derece oldukça anlamlı ve önemli olacaktır.  Grup olarak, moleküllerin fragmentasyon desenlerinin dalgaboyuna oldukça bağlı olduğunu göstermiş bulunmaktayız.  Rezonans fragmentasyon çalışmaları ortaya koymaya çalışacağımızdan, bu çalışma ilgilenilen biyolojik moleküllerin yapılarıyla ilgili oldukça anlamlı ve önemli veriler ortaya koyacaktır ve aynı zamanda belirli bağların bağ yapıları ortaya konacaktır.

BU ÇALIŞMAYLA TEKNOLOJİYE YAPILACAK KATKILAR

Bu çalışmada elde edilmesi beklenen ekonomik etkiler oldukça gelecek vadeder boyuttadır.  Laser cerrahi alanda oldukça yaygın bir kullanım alanı bulmaktadır ve eğer cerrahi müdahale esnasında müdahale süresince doku tanımlaması sisteme dahil edilirse, bu durumda cerrahi kazanımlar çok daha faydalı boyutlara taşınacaktır.  Bu çalışmanın arkasında bulunan bilimsel altyapı oldukça erken bir aşamadadır ve projeye katkı yapacak bütün alt çalışma dalları ticari yapıya taşınabilecek özellikler taşımaktadır.

Çalışmanın sonuçlanmasıyla tamamen orijinal ve faydalı bir model ortaya konmuş olacak, gerekli patent çalışmaları ortaya konacak, bu sonuçlarla birlikte gerekli teknik rapor ve yayın çalışmaları ortaya konacaktır, bu çalışmaların katkısı oldukça anlamlı hale gelecektir.

Bu proje sonucunda faydalı bir model oluşturulacak ve bu projenin tamamlanmasından hemen sonraki aşamada sanayi-Üniversite işbirliği kurularak bir üretici firma ile bir protatip ve seri üretim projesi yapılacaktır.

BU ÇALIŞMAYLA İNSANLIK İÇİN SAĞLANACAK KATKILAR

Bu çalışmanın Türkiye’deki ve dünya genelindeki sosyal etkileri oldukça üst düzey olacağına inanılmaktadır.  Bu etki tamamen sağlıklı ve hastalıklı dokuların biribirinden ve farklı doku tiplerinden ayırt edilmesi hassasiyetine bağlı olarak üstün bir etki oluşturacaktır.  Kanser vakalarının ülkemizde hemen hemen her üç kişiden birinde ölümle sonuçlanması nedeniyle, kanserli dokuların erken teşhis edilebilmesi cerrahi müdahalenin sonuçlarını daha başarılı hale getirecektir ve tekrar müdahale ihtiyacını azaltacaktır.

Bu pencereden bakıldığında ve Ülkemizin önüne koyduğu Vizyon 2023 hedefine uygun olarak, ülkemizde oldukça az olan ve vizyon 2023 kapsamında geçilmesi istenen yüksek teknoloji üretim seviyesine oldukça anlamlı katkı yaparak belli ölçekte mental değişime katkı yapacağına inanılmaktadır.  Dolayısıyla, hemen hemen her aile ve aile ferdini ilgilendiren bu hastalıgın teşhis ve tedavisine yapılacak küçükte olsa katkının oldukça yaygın ve güçlü bir etki ortaya koyacağına tartışmasız bir şekilde inanılarak bu projenin yapılması kararlaştırılmıştır.

Hemen hemen kanserin etkin olarak gözlendiği temel organlardan alınacak dokular üzerinde yapılacak deneysel çalışmalar oldukça yoğun bir süreç önümüze koyacaktır.  Sistem geliştirilmesinin yanında mevcut sistemle yapılacak analizler ve sonuçların yorumlanmasına yönelik olarak lisansüstü tez çalışmaları yaptırılması planlanmaktadır.

BU ÇALIŞMAYLA SAĞLIK ALANINA SAĞLANACAK KATKILAR

Bu çalışmada, insan doku tiplerinin ayırt edilmesi ile birlikte bunların kanserlimi yoksa sağlıklımı olduğu sorusunun cevaplanmasına konsantre olmuş durumdayız.  Günümüzde sporcuların doping maddeleri nedeniyle sürekli test edilmekte oldukları gerçeği de dikkate alındığında, bu teknolojinin, özellikle bu alanda da eser miktarda moleküler yapıların tayini açısından da önemli katkılarda bulunacaktır.

Bu teknoloji aynı zamanda sınır güvenliği amaçlı olarak kullanılabilecek potansiyele sahiptir ve bu alanda bir proje üretilmesi de plan dahilindedir.  Dolayısıyla bu teknoloji liman ve gümrük yüklemelerinde gerçek zamanlı ve sınır kapısından terrörist amaçlarla geçirilmeye çalışılan kimyasal patlayıcı ve benzeri tehlikeli girişimlerde kullanılabilecek bir potansiyel vadettiğinin bilincindeyiz.

Bu projeden beklenen olumlu sonuçların elde edilmesi halinde laser tabanlı bir çok diyagnoz/görüntüleme ve tedavi teknolojilerinin geliştirilebileceğine inanılmaktadır.

Benzer bir doku analiz çalışması ile gıda maddelerinin tespiti yapılarak katkı maddeli olarak üretilen gida ürünlerindeki katkı malzemelerinin hücresel boyutta tespit edilmesi ve katkı oranlarının tespit edilmesi amaçlı olarak laser kütle spektroskopi tabanlı yeni teknikler geliştirilmesi de diger hedeflerimizdendir.

PROJE EKİBİ VE UZMANLIK ALANLARI

Prof.Dr. Hamdi Şükür KILIÇ

Fizik Mühendisi

Atom ve Molekül Fiziği ABD Başkanı

Prof.Dr.Kenneth W. D. Ledingham

Laser-Nükleer Fizik

Prof.Dr.Mustafa ŞAHİN

Selçuk Üniversiyesi, Selçuklu TIP Fakültesi Genel Cerrahi ABD Başkanı

Prof.Dr. Bedrettin MERCİMEK

Necmettin Erbakan Üniversitesi, Ahmet Keleşoğlu Eğitim Fakültesi, Kimya Öğretmenliği Bölümü ABD Öğretim Üyesi

Prof.Dr. Çetin ÇELİK

Selçuk Üniversiyesi, Selçuklu TIP Fakültesi Jinekoloji ABD Başkanı

Prof.Dr. Güven Sadi SUNAM

Selçuk Üniversiyesi, Selçuklu TIP Fakültesi Göğüs Cerrahisi ABD Başkanı

Prof.Dr. Serdar GÖKTAŞ

Selçuk Üniversiyesi, Selçuklu TIP Fakültesi  Üroloji ABD Başkanı

Prof.Dr. Sibel YILDIRIM

Pedodonti ABD Başkanı

Doç.Dr.Hakan KARABAĞLI

Selçuk Üniversiyesi, Selçuklu TIP Fakültesi Beyin Cerrahisi ABD

DoçDr. Hüsnü ALPTEKİN

Selçuk Üniversiyesi, Selçuklu TIP Fakültesi Genel Cerrahi ABD Öğretim Üyesi

Yrd.Doç.Dr. Bahadır ÖZTÜRK

Selçuk Üniversiyesi, Selçuklu TIP Fakültesi Biyokimya ABD

Yrd.Doç.Dr. Hüsamettin VATANSEV

Selçuk Üniversiyesi, Selçuklu TIP Fakültesi Biyokimya ABD

Yrd.Doç.Dr. Mehmet Ertuğrul KAFALI

Selçuk Üniversiyesi, Selçuklu TIP Fakültesi Genel Cerrahi ABD Öğretim Üyesi

Yrd.Doç.Dr. Mehmet TAŞER

Fen Fakültesi Fizik Bölümü Öğretim Üyesi

Yrd.Doç.Dr. Pınar KARABAĞLI

Selçuk Üniversiyesi, Selçuklu TIP Fakültesi Patoloji ABD Öğretim Üyesi

Yrd.Doç.Dr. Zeliha Esin ÇELİK

Selçuk Üniversiyesi, Selçuklu TIP Fakültesi Patoloji ABD Öğretim Üyesi

Yrd.Doç.Dr. Güler YAVAŞ

Selçuk Üniversiyesi, Selçuklu TIP Fakültesi Radyasyon Onkolojisi ABD Öğretim Üyesi