Hepatoselüler Karsinomun Hassas Tespiti İçin Manyetik α-Fetoprotein-Metal Fosfat Hibrit Nanoçiçek Tabanlı İmmünosensör Geliştirilmesi


Özdemir N., Yaşar Ü.(Yürütücü)

TÜBİTAK Projesi, 2218 - Yurt İçi Doktora Sonrası Araştırma Burs Programı, 2024 - 2026

  • Proje Türü: TÜBİTAK Projesi
  • Destek Programı: 2218 - Yurt İçi Doktora Sonrası Araştırma Burs Programı
  • Başlama Tarihi: Mart 2024
  • Bitiş Tarihi: Mart 2026

Proje Özeti

Hepatoselüler karsinom (HCC) dünya genelinde kanser ölümlerinin en önde gelen kanser tiplerindendir. Çoğunlukla Asya, Afrika ve Polinezya bölgelerinde görünen bu hastalığın son dönemlerde ABD’de her 100000 kişideki insidansı yaşa bağlı olarak 1,6’dan 4,6 ‘ya kadar yükselmiştir. Bu hastalığın cinsiyete bağlı görülme sıklığı erkeklerde daha fazladır (oran 2,4:1). HCC nin gelişmesinde en önde gelen risk faktörleri çoğunlukla kronik hepatit ve alkol tüketimidir. Günümüzde HCC taramalarında çoğunlukla serolojik ve radyografik testler kullanılmaktadır. İntra hepatik lezyonların tespitinde yaygın kullanılanları kontrastlı manyetik rezonans (MR), bilgisayarlı tomografi (BT)’dir. Ancak görüntüleme hassasiyeti operatör ve donanıma bağlı olarak değişkenlik göstermekte ve bu oran %34 ile %84 arasında olabilmektedir. HCC nodül büyüklüklerinin de tarama hassasiyetini değiştirdiğinden tespit edebilme kabiliyeti engellenebilmektedir. Bu nedenle HCC nin spesifik belirteci ve hassas tekniklerin geliştirilmesi araştırılmaktadır. Böylelikle tespit aralığı ve doğru teşhisin geliştirilmesi sağlanabilir. HCC taramasında alfa-fetoprotein (AFP) duyarlılığı ve özgüllüğünün %93’e kadar olabileceği raporlanmıştır. >20 ng/mL üzerinde AFP seviyeleri HCC için oldukça spesifiktir ve intra hepatik metastaz, vasküler invazyon ve tümör ile yakından ilişkilidir. Tıpta, biyoteknolojide, katalizde ve geleceğe yönelik algılama tekniklerinde hibrit nanoçiçek (hNÇ)beklentileri gün geçtikçe artmaktadır. Topografik özellikleri küresel partiküllerle karşılaştırıldığında yüksek yüzey-hacim oranı reaksiyon verimliliğinde önemlidir. Saflaştırma, organik yapılardaki hassasiyetin düşük olması ve tekrarlanabilirlik gibi sorunların üstesinden de kolaylıkla gelinebilecek bu kompleks yapılar çoğunlukla “organik-inorganik hibrit nanomalzemeler” olarak bilinir. Son zamanlarda algılama tekniklerinde de araştırılan bu yapıların biyosensör uygulamaları raporlanmaktadır. Çalışmalarda nanoyapılar kullanılarak çalışma elektrodu yüzeyinde duyarlılığı etkili bir şekilde arttırdığından bahsedilmiştir. Yeşil sentezle elde edilen bu hNÇ’ler enzim ve antikorlarla kullanıldığında güçlü adsorpsiyon kapasitesi, gelişmiş yüksek aktivite gibi olağanüstü özellikler sergilediğinden yeni bir immobilizasyon stratejisi ve gelecekte geliştirilecek biyosensör çalışmalarında vazgeçilmez bir oyuncu olacaktır. Sensör yüzeyindeki algılama alanına ek nanoyapılardan gelen polariton bağlantıları ile güçlendirilmesi ve nüfus derinliğinin- hassasiyetin önemli ölçüde arttırabilmesi söz konusu olabilecektir.  Dahası, hNÇ’lerin elektrokimyasal sensörlere immobilizasyonu, serbest analitlerden daha fazla analitik özellik gösterdiği de ayrıca dikkate alınmalıdır. İmmün biyosensör etkinliğinin artırılmasında kullanılan hNÇ’lerin yüksek antikor hassasiyeti ve uzun vadeli stabilitesi tercih edilme nedenidir. Son zamanlarda hNÇ’lerin çeşitli avantajlarından dolayı manyetik özellikli manyetik hibrit nanoçiçek (M-hNÇ) hazırlandığı görülmektedir. Önerdiğimiz bu çalışmada, amacımız HCC’nin tespitinin doğru, hassas ve stabil ölçümünü sağlayan biyosensör probu tasarlamaktır. Bu amaç doğrultusunda; AFP antikoru, bazı metal iyonları ve manyetik nanopartiküller kullanılarak (AFP antikor- metal fosfat M-hNÇ) biyosensör probuna karbon elektrot immobilizasyonu yapılacaktır. Sentez ve bağlama aşamalarında çeşitli teknikler (SEM, TEM, FT-IR, XRD vb.) kullanılarak karakterizasyonları yapılacak ve sentez sonrası tespit limiti ve aralığı belirlenecektir. Sentezlenen M-hNÇ’lerin farklı pH, sıcaklık ve raf ömründeki değişikliklerde çalışma kapsamında incelenecektir. Böylelikle, M-hNÇ’lerin prob yüzeyindeki direnç mekanizmaları avantajlarından (immün cevap ve zayıf iletkenlik) ve hedef molekülün tespitinde elektriksel sinyalin yükseltecek bir katalitik mekanizmaya ulaşılabilecektir. Biyonik taşıyıcı olarak, organik moleküle yeterli aktif bölge sağlaması, molekülü doğruda yakalaması ve yüksek spesifik yüzey alanı sağlaması da elektrokimyasal biyosensör çalışmalarında ciddi bir avantaj sağlayacaktır.