Sivrisineklerden esinlenen yöntem heparinin yerini alabilir mi?

Kan pıhtılaşmasını düzenleyen ilaçlar

Kan pıhtılaşmasını kontrol etmek tıp açısından çok önemlidir. Travma sonrasında acil pıhtılaşmanın uyarılmasında sentetik trombositlerin nasıl kullanılabileceğini şu makalemizde ele almıştık: “Sentetik biyomalzemeler travma acillerinde kritik önem kazanabilir”.

Diğer tıbbi durumlarda ise pıhtılaşmayı önlemek önemli olabilir. Örnekler arasında kalp krizi ve kararsız anjina tedavisi, anjiyoplasti, diyaliz, ameliyatlar ve diğer işlemler bulunur.

Bu amaçla genellikle yaklaşık bir yüzyıllık geçmişi olan heparin kullanılır. Heparin, domuz ve sığır gibi hayvanların dokularından elde edilir.

Duke Üniversitesi ve Philadelphia Çocuk Hastanesindeki araştırmacılar olası bir alternatif antikoagülan üzerinde çalışıyor. Bulgular yeni ilaçların geliştirilmesine yönelik bir adımdır; heparinin klinik kullanımda şimdiden yerine geçilebileceğini göstermiyor.

Sivrisineklerden İlaçlara

“Aptameric hirudins as selective and reversible EXosite-ACTive site (EXACT) inhibitors” başlıklı ve Nature Communications’da yayımlanan çalışmada, araştırmacılar kan emen canlıların pıhtılaşmayı önleme stratejisinden esinlenen sentetik moleküller geliştirdi.

Sivrisinek ve sülük gibi kanla beslenen canlılar pıhtılaşmayı önleyen maddeler kullanır. Sık görülen stratejilerden biri, pıhtılaşma proteinlerine iki farklı bölgeden bağlanmayı birleştirir:

1. İnhibitörün bir bölümü, proteinin aktif merkezi dışındaki bir bağlanma bölgesine, yani ekzositine bağlanır.
2. Diğer bölüm aktif merkeze bağlanarak proteinin işlevini engeller ve canlının beslenmesi sırasında pıhtılaşmayı önler.

Bu biyolojik stratejinin birden fazla kez bağımsız olarak evrimleşmiş olması, onu ilaç geliştirme açısından ilgi çekici bir başlangıç noktası hâline getiriyor.

Araştırmacılar trombin ve faktör Xa’yı hedefleyen sentetik inhibitörler geliştirdi. Aktif merkezi engelleyen küçük bir molekülü bir “aptamer” ile birleştirdiler. Aptamer, hedef proteinin ekzositine bağlanan kısa bir nükleik asit zinciridir.

Kaynak: Biorender

Araştırmacılar, inhibitörün bileşenleri arasındaki bağlayıcının uzunluğunu değiştirerek etki gücünü ayarlayabildi. Bu bağlayıcı, hedef proteinin bir bölümü değil, inhibitörün parçalarını birbirine bağlayan yapıdır.

Kaynak: Nature

Geri çevrilebilir etki

Ekip, yeni inhibitörün etkisini ortadan kaldırabilen bir antidot da geliştirdi. Bu, olası klinik uygulamalar için önemli bir özelliktir. Doktorların gerektiğinde antikoagülasyonu durdurmasına ve istenmeyen kanama riskini sınırlamasına yardımcı olabilir.

Etkisi kontrol edilebilen bir antikoagülan bazı işlemleri daha güvenli hâle getirebilir. Enflamasyon ve kalp krizi ya da büyük ameliyat sonrası iyileşme üzerindeki olası etkilerin ayrıca araştırılması gerekir.

Yöntem, hayvancılıktan bağımsız sentetik antikoagülanların geliştirilmesine olanak sağlayabilir. Böylece tedarik zinciri daha istikrarlı hâle gelebilir. Heparin tedariki Çin’den gelen domuz dokularına büyük ölçüde bağımlıdır ve hayvancılık ile üretimdeki kesintilerden etkilenebilir.

Hayvansal olmayan bir üretim yöntemi bazı kontaminasyon risklerini azaltabilir. Toplam karbon salımı ve güvenlik üzerindeki etkiler ise belirli bir üretim süreci için değerlendirilmelidir.

Daha Fazla Araştırma

Kan emen canlıların antikoagülasyon stratejisini sentetik olarak taklit eden bu yaklaşım, başka biyokimyasal süreçlere de uygulanabilir.

Bir EXACT inhibitörü, ekzositine bağlanan aptameri enzimin aktif merkezini engelleyen küçük bir molekülle birleştirir.

Araştırmacılar bu stratejinin farklı enzimlere uygulanabileceğini düşünüyor. Ancak bu, her enzim için güçlü, seçici ve geri çevrilebilir inhibitörlerin şimdiden gösterildiği anlamına gelmiyor.

Sonuçlar, etkisi hızla geri çevrilebilen güçlü ve özgül enzim inhibitörlerinden oluşan daha geniş bir sınıfın geliştirilmesi açısından umut veriyor.

Aptamerin sağladığı özgül bağlanma ve etkinin geri çevrilebilir olması, mevcut ilaçların veya daha önce klinik araştırmalarda yetersiz kalan adayların geliştirilmesine yardımcı olabilir.

Yöntem, tek başına yeterince etkili veya seçici olmadığı için terk edilen küçük moleküllere yeni olanaklar sunabilir. Bu adayların yeniden kullanılabilir olup olmayacağını belirlemek için ek araştırmalar gerekir.

Aptamer Şirketleri

Aptamerler şimdiye kadar laboratuvar tanısı gibi özel alanlarda kullanıldı. Yeni çalışma, terapötik uygulamalar için de potansiyel bulunduğunu ve ilgili şirketler için yeni pazarlar oluşabileceğini gösteriyor.

1. Aptamer Group (APTA.L)

İngiliz Aptamer Group, aptamer geliştirme ve üretimi yapıyor. Makalede aktarılan verilere göre şirketin en büyük 20 ilaç şirketinden 15’iyle ilişkisi, 42 ortağı ve 37 çalışanı bulunuyordu. Bu rakamlar orijinal makalenin tarihsel bağlamını yansıtıyor.

Optimer platformu; tedavi, laboratuvar ölçümleri ve biyolojik ürün üretimi gibi farklı amaçlara uygun aptamerlerin geliştirilmesini sağlıyor.

Kaynak: Aptamer Group

Makalede Optimer+, aptamer oluşturma ve peptit-aptamer etkileşimleri açısından daha kapsamlı seçenekler sunan bir geliştirme olarak tanıtılıyor.

Kaynak: Aptamer Group

Şirket, hizmetlerine şu alanları da ekleyerek teklifini genişletti:

• İmmünohistokimya (IHC) testlerinin geliştirilmesi
• Enzim aktivitesi testleri
• Hücre canlılığı testleri
• Çapraz reaktivite analizi
• Aptamer çiftlerinin değerlendirilmesi
• Gen tedavisi etkinlik testleri

Makalede, 2024’ün başında satışların bir önceki yılın üç katına ulaştığı belirtiliyor.

Aktarılan verilere göre şirket henüz kârlılıktan uzaktı. Bu nedenle yatırımcıların mali durumunu ve risklerini dikkatle değerlendirmesi gerekir.

2. Twist Biosciences

Şirket DNA sentezinde uzmanlaşıyor ve yarı iletken endüstrisinin minyatürleştirme yöntemlerinden yararlanıyor. Bu yaklaşım araştırmacılara zaman ve maliyet tasarrufu sağlayabilir.

Ayrıca DNA tabanlı veri depolama üzerinde çalışıyor. Böylece bilgilerin sürekli etkin elektronik depolama sistemlerine ihtiyaç duyulmadan saklanması hedefleniyor.

Şirketin açıklamasına göre minyatürleştirme, tepkime hacimlerini 1.000.000 kat azaltırken işlem kapasitesini 1.000 kat artırıyor. Bu sayede tam ölçekte tek bir silikon yonga üzerinde 9.600 gen sentezlenebiliyor.

Kaynak: Twist Biosciences

Ocak 2023’te şirket ikinci üretim tesisinden ürün sevk etmeye başladı. Yeni fabrikanın Twist’in üretim kapasitesini iki katına çıkarması bekleniyordu.

Gelişmiş DNA ve RNA sentez kapasitesi sayesinde Twist, bu antikoagülanlara yönelik pazar büyürse önemli bir aptamer üreticisi olabilir.

Bağımsız bir nükleik asit dizisi üreticisi olarak Twist, bu keşfi geliştirmek isteyen ilaç şirketleri için olası bir üretim ortağı olabilir. Bu, ilan edilmiş bir ortaklık değil, ticari bir olasılıktır.