Biyobaskı adacıkları daha etkili diyabet tedavisi için kapı açıyor

Pohang Bilim ve Teknoloji Üniversitesi (POSTECH) araştırmacıları tarafından yakın zamanda yayınlanan bir çalışma, daha etkili diyabet araştırmaları ve tedavisi için kapıyı açıyor. Yeni yaklaşım, pankreas adacık olgunlaşmasını yeniden oluşturmak için biyoyazdırmayı kullanıyor. Bu gelişme, bilim insanlarının diyabetin karmaşıklıkları hakkında daha derin bir anlayış kazanmalarına ve milyonlarca hayat kurtarmalarına yardımcı olma potansiyeline sahip.

Diyabet Nedir?

Diyabet, kanda yüksek glikoz (şeker) seviyeleriyle karakterize kronik bir sağlık durumudur. Bu, pankreasın yeterli insülin üretmemesi (glikozu kan dolaşımından hücrelere taşımaya yardımcı olan bir hormon) veya vücudun hücrelerinin insüline düzgün yanıt vermemesi nedeniyle oluşur. Glikoz, vücut için hayati bir enerji kaynağıdır ve insülin, seviyelerini düzenlemede kritik bir rol oynar.

Bu sistem arızalandığında, glikoz hücreler tarafından verimli bir şekilde kullanılmak yerine kan dolaşımında birikir. Zamanla, sürekli yüksek kan şekeri sinirlere, kalbe, böbreklere, gözlere ve kan damarlarına zarar vermek de dahil olmak üzere ciddi komplikasyonlara yol açabilir.

Küresel olarak diyabet giderek artan bir endişe kaynağıdır. Uluslararası Diyabet Federasyonu'na göre, dünyadaki yetişkin nüfusun yaklaşık %10.5'i hastalığın bir türüyle yaşamaktadır. Amerika Birleşik Devletleri'nde Hastalık Kontrol ve Önleme Merkezleri'nden (CDC) alınan son veriler tahminleri yaklaşık 38.1 milyon insanın (veya nüfusun yaklaşık %11.6'sının) diyabet hastası olduğu. Bu rahatsızlığı geliştirme olasılığı yaşla birlikte artar ve yaygınlık gelişmiş ülkelerde daha yüksek olma eğilimindedir, ancak gelişmekte olan bölgelerde de keskin bir şekilde artmaktadır.

Diyabet hastalığının birçok türü vardır ancak en yaygın olanları Tip 1 ve Tip 2'dir.

Tip 1 Diyabet

Tip 1 diyabet, vücudun bağışıklık sisteminin pankreastaki insülin üreten beta hücrelerine yanlışlıkla saldırıp onları yok ettiği bir otoimmün durumdur. Sonuç olarak, vücut çok az insülin üretir veya hiç üretmez, bu da kan şekeri seviyelerini doğal olarak düzenleyemez hale getirir. Bu, kan dolaşımında glikoz birikmesine neden olur.

Tip 1 diyabet genellikle çocuklarda ve genç yetişkinlerde teşhis edilir, bu yüzden tarihsel olarak "juvenil diyabet" olarak anılmıştır. Ancak her yaşta gelişebilir. Tip 1 diyabetli kişiler, şu anda bir tedavisi olmadığından, yaşamları boyunca günlük insülin tedavisine ihtiyaç duyarlar. Bu diyabet türü, teşhis edilen tüm diyabet vakalarının yaklaşık %5-10'unu oluşturur.

Tip 2 Diyabet

Tip 2 diyabet, dünya çapında en yaygın diyabet türüdür. Vücut insüline dirençli hale geldiğinde veya pankreas vücudun ihtiyaçlarını karşılamak için yeterli insülin üretemediğinde ortaya çıkar. Doğası gereği otoimmün olan Tip 1'in aksine, Tip 2 büyük ölçüde aşırı kilo, kötü beslenme, fiziksel hareketsizlik ve yüksek tansiyon gibi değiştirilebilir risk faktörleriyle ilişkilidir; ancak genetik yatkınlık da rol oynar.

Tip 2 diyabet genellikle kademeli olarak, sıklıkla yıllar içinde gelişir ve başlangıçta fark edilmeyebilir. İyileştirilmiş diyet, artan fiziksel aktivite ve kilo yönetimi gibi yaşam tarzı değişiklikleri tedavinin ilk basamaklarıdır ve hastalığın riskini veya ilerlemesini önemli ölçüde azaltabilir. Bazı durumlarda, oral ilaçlar veya insülin tedavisi de gerekli olabilir.

Diyabet İçin Güncel Araştırmalar ve Tedaviler

Diyabet tedavisinin en yaygın biçimi insülin iğneleri veya vücudu insüline karşı daha duyarlı hale getiren ilaçlardır. Bu yaklaşım hastalığın kötüleşmesini önlemede etkili olduğu kanıtlanmıştır. Ancak, ömür boyu iğneler gerektirir ve bu da hastalığın nedenini asla çözmeyen yüksek tedavi maliyetleriyle sonuçlanır.

Bir tedavinin eksikliğini fark eden bilim insanları, diyabetin oluşmasına izin veren koşulları yeniden yaratmaya çalışmaya başladılar. Bu tür araştırmalarda, kök hücreler pankreas hücreleri üretmek için kullanılır. Bu laboratuvarda yetiştirilen hücreler, ilaç üreticilerinin ve tedavi uzmanlarının bir hastaya ihtiyaç duymadan seçenekleri denemelerine olanak tanır. Bu nedenle, diyabetle mücadelede hayati bir bileşendirler.

Mevcut Diyabet Tedavilerinin Sınırlamaları

Yıllar süren araştırmalar, pankreasınızın ortamını araştırma ve test için kullanılabilecek kadar istikrarlı bir şekilde yeniden yaratmanın çok zor olduğunu göstermiştir. Geçmişte mühendisler, laboratuvarda yetiştirilen kök hücre (SC) türevi pankreas hücrelerinin doğal benzerleri gibi performans göstermediğini belirtmişlerdir.

Araştırmacılar, bu davranışın pankreasın üç boyutlu hücre dışı mikroçevresinde ve peri-vasküler yapısında bulunan temel özelliklerin eksikliğinden kaynaklandığını belirlediler. Neyse ki, yenilikçi mühendislerden oluşan bir ekip bu sorunu çözen yeni bir yaklaşım ortaya koydu ve daha etkili tedavilere kapı açtı.

POSTECH Çalışmasının Genel Görünümü

Çalışma "Kök hücre kaynaklı adacıkların olgunlaşmasını desteklemek için özel adacıklara özgü nişlerin biyobaskısı"¹ Nature Communications'da yayınlanan, pankreas adacıkları oluşturmanın yeni bir yöntemini tanıtıyor. Strateji, pankreas adacıkları, hücre dışı matris (ECM) ve damar sisteminin işlevsel koordinasyonunu destekleyen bir baskı tekniğine dayanıyor.

Kaynak – POSTANE

Pankreas adacıkları

Pankreas adacıkları, kan şekeri seviyelerinizi kontrol altında tutmak için insülin salgılamaktan sorumludur. Bu adacıklar, vücudunuzun gelişiminde ve işleyişinde hayati bir rol oynayan birçok endokrin hormonal hücreye ev sahipliği yapar. Özellikle, burada insülin üreten β hücreleri, glukagon üreten α hücreleri ve somatostatin üreten δ hücreleri bulunur.

Hücre Dışı Matris (ECM)

Özellikle, pankreas adacıkları, hücrelerinizin yapısal ve biyokimyasal büyümesi için hayati önem taşıyan proteinler ve biyomoleküllerle dolu bir Ekstrasellüler Matriks (ECM) içinde yer alır. Bu nedenle, ECM'deki herhangi bir bozulma vücudunuzun glikoz üretimini olumsuz etkileyebilir.

Özellikle, araştırmalar ECM'nizin sadece yaklaşık %2'sinin bazal membran (BM) proteinlerinden oluştuğunu göstermektedir. Bu proteinlerin, endokrin hücrelerinin ECM-bağlanma afinitesini ve integrin sinyallemesini stabilize etmekten sorumlu oldukları glikoz üretiminde önemli olduğu bulunmuştur.

Damar yapısı

Geniş bir damar ağı pankreas adacıklarınıza ve ECM'nize kan akışı sağlar. Bu damar sistemi, ECM'ye adacıkları ve kan şekeri seviyelerini düşürmek için insülin salgılama temel görevlerini desteklemek için ihtiyaç duyduğu besinleri sağlamaya yardımcı olur.

Çalışmada 3D Biyobaskının Rolü

Biyoyazdırma, canlı büyüyen malzemelerden yararlanan bir 3B yazdırma biçimidir. Test ve araştırma amaçları için ideal olan karmaşık biyo ortamlar üretmek için kullanılabilir. Bu çalışmada, mühendisler doğal adacık çevrelerinin mekansal düzenlemesini yeniden oluşturmak için biyoyazdırmaya dayalı geometrik rehberlik oluştururlar.

HICA-V Platformu

HICA-V olarak adlandırılan yeni baskı stratejisi, tıpkı vücutta bulunanlar gibi, vasküler yapıların yanında kök hücre türevi adacık hücreleri oluşturma yeteneğine sahiptir. Sistem, özellikle adacık çevrelerinin mekansal desenini yeniden oluşturmak için geometrik rehberlik kullanır. Bu strateji, mühendislerin pankreas koşullarını adacıkların tam olarak gelişmesine izin verecek şekilde yeniden oluşturmasına olanak tanıdı.

Ek olarak, çalışma ekibin canlı benzeri pankreas nişlerini nasıl biyomühendislikle oluşturduğunu ayrıntılı olarak açıklıyor. Bu görevi, pankreas dokusuna özgü ekstraselüler matris ve bazal membran proteinlerinin uygun kombinasyonunu elde ederek başardılar.

PINE Bioink: Pankreas Ortamını Yeniden Yaratmak

Ekibin pankreas adacık koşullarını yeniden yaratma hedeflerine ulaşmak için yeni bir biyomürekkep türü yaratması gerekiyordu. Bu görevi başarmak için bilim insanı PINE (Peri-islet Niche-like ECM) adlı özel bir biyomürekkep geliştirdi.

Özellikle, bu mürekkep çeşidi, bazal membran proteinleriyle tamamlanmış bir ECM gibi adacık büyümesi için hayati bileşenler içerir. İlginç bir şekilde, mühendisler, laminin ve kolajen IV elde etmek için gerçek pankreas dokusundan elde edilen özütleri kullanarak mürekkebi oluştururlar.

Deneysel Prosedürler ve Testler

Ekip, keşiflerinin doğru olduğundan emin olmak için birden fazla test oluşturdu. Hücresizleştirilmiş domuz pankreas dokusunu hazırlayarak başladılar. Ayrıca, doğal versiyonlara çok benzeyen adacık benzeri kümeler oluşturmak için döndürücü şişeler kullanan bir agregasyon sürecinden yararlandılar.

POSTECH Çalışmasının Sonuçları

Testlerinin sonuçları, HICA-V platformunda kültürlenen hücrelerin doğal adacıklara benzer özellikler gösterdiğini ortaya koydu. Basılı versiyonlar artan insülin üretimi gösterdi. Ayrıca, mühendisler diyabetik koşullarda görülen patolojik tepkileri yeniden üretebildiler.

Sonuçlar, baskı yönteminin insan endokrin pankreasının yapısını ve işlevini üretebileceğini gösteriyor. Bu, basılı hücrelerin çalışan adacıklara tam olarak dönüşmesini sağlayarak ileri araştırmalar ve yeni nesil tedaviler için kapıyı açtı.

Diyabet Tedavisinin Faydaları

Bu araştırmayı büyük bir keşif yapan birkaç fayda vardır. Birincisi, tedavilerinin etkinliğini izlemek isteyen ilaç üreticileri ve sağlık profesyonelleri için istikrarlı ve kolay erişilebilir bir test seçeneği sağlamasıdır.

Bir diğer büyük avantaj ise 3D yazıcı kullanarak oluşturma yeteneğidir. Bu yaklaşım daha istikrarlıdır ve erişimi daha kolaydır. Ayrıca, çalışmaları için adacıklar oluşturmak isteyen diğer araştırmacılarla anında paylaşılabilen çoğaltılabilir sonuçlar sağlar.

Araştırma Ekibiyle Tanışın

Diyabet tedavi raporu POSTECH Profesörü Jonah Jang tarafından yönetildi. Ayrıca Myungji Kim, Seungyeun Cho, Dong Gyu Hwang, In Kyong Shim, Song Cheol Kim, Jiwon Jang ve Jinah Jang araştırma ve makalenin yazılmasına yardımcı oldu.

Projenin, Bilim ve İletişim Teknolojileri Bakanlığı tarafından finanse edilen hibe, Bilim ve İletişim Teknolojileri Bakanlığı tarafından finanse edilen Kore Rejeneratif Tıp Fonu, Sağlık ve Refah Bakanlığı ve Ticaret, Sanayi ve Enerji Bakanlığı tarafından finanse edilen Simyacı Projesi dahil olmak üzere çeşitli kaynaklardan fon aldığı dikkat çekmektedir.

Başvurular ve Zaman Çizelgeleri

Bu teknolojinin birçok uygulaması vardır. Birincisi, bu araştırma ve geliştirilmiş 3D baskı yöntemi diyabet araştırmaları ve ilaç geliştirme için değerli bir araç görevi görecektir. Mühendislerin, tüm yan etkiler ve etkililik konusunda sağlam bir anlayışa sahip olduklarından emin olmak için ilaçlarını canlı hücreler üzerinde test etmelerine olanak tanıyacaktır.

Bu manevra, anti-diyabetik ilaç gelişimini hızlandırmalı ve insülin üretimi olmayan hastalarda pankreas adacık nakli için kapıyı açmalıdır. Bu hücreler ayrıca bilim insanlarının kirlilik ve çevre gibi dış etkenlerin pankreas adacıklarınızı nasıl etkilediğini daha iyi anlamalarına yardımcı olacaktır.

Diyabetin yol açabileceği ciddi tıbbi durumlar göz önüne alındığında, bu prosedürün tüm test aşamalarından geçmesi ve mümkün olan en kısa sürede halka duyurulması için önemli bir destek bulunmaktadır. Bu nedenle, bu teknolojinin önümüzdeki 5 yıl içinde tanıtıldığını görebilirsiniz.

Diyabet Tedavilerinde Yenilikte Öncü Şirketler

Diyabet tedavisi büyük bir iştir ve ilaç üreticileri daha iyi seçenekler yaratmak için yoğun yatırımlar yapmaya devam ediyor. Evde test sunan şirketlerden ilaç ve tedavi sağlayanlara kadar diyabetik sağlık alanında çok sayıda oyuncu var. İşte bir niş oluşturmayı başaran bir şirket.

Halozyme Terapötikleri, Inc

Halozim Terapötikleri (HALO + 0.72%) 1998 yılında pazara yeni ilaç dağıtım yöntemleri sunmak amacıyla girdi. Şirket San Diego, CA merkezlidir. 2004 yılında halka açıldı ve o zamandan beri biyoteknoloji sektöründe baskın bir güç haline geldi.

Halozyme Therapeutics, yeni nesil bozucu ilaç verme yöntemleri de dahil olmak üzere çeşitli ürünler sunmaktadır. En iyi ürünleri arasında sınıfının en iyisi otomatik enjektör cihazları yer almaktadır. Bu üniteler, enjekte edilebilir biyolojiklerin doğrudan kullanımı kolay bir cihazdan verilmesini sağlayan patentli rekombinant insan hiyalüronidaz enziminden (rHuPH20) türetilmiştir.

Sağlık sektörlerine erişim elde etmek isteyenler Halozyme Therapeutics hakkında daha fazla araştırma yapmalıdır. Şirketin kanıtlanmış bir başarı geçmişi vardır ve son beş yılda önemli bir büyüme kaydetmiştir. Şu anda HALO, birçok analistin şirket yeni ürünleri geliştirmeye ve tanıtmaya devam ettikçe bu eğilimin artacağını öngörmesiyle yükseliştedir.

Halozyme Therapeutics'te son durum

Diyabet Tedavisi İçin Daha Parlak Bir Gelecek

Bu araştırmanın önemini incelediğinizde, bu bulguları rahatsızlıklarından kurtulmak için kullanabilecek çok sayıda insan olduğunu görmek kolaydır. Diyabet ciddi bir hastalıktır ve çevre ve beslenme alışkanlıkları kötüleşmeye devam ettikçe, bu rahatsızlıktan muzdarip olanların sayısı artacaktır. Bu nedenle, bu çalışma gelecekte diyabetin nasıl önleneceği ve ortadan kaldırılacağı konusunda daha iyi bir anlayış kazanmak için nadir bir fırsat sunmaktadır.

Diğer harika HealthTec hakkında bilgi edinin şimdi.

Atıf Yapılan Çalışmalar:

^{1.Kim, M., Cho, S., Hwang, DG ve ark. Kök hücre kaynaklı adacıkların olgunlaşmasını desteklemek için özel adacıklara özgü nişlerin biyobaskısı. Nat Commun 16, 1430 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-56665-5}