Kanser tedavisinde “deneme-yanılma” dönemi yavaş yavaş kapanıyor. Şu sıralar özellikle kolon kanserinde yapılan araştırmalar umut vaat ediyor. Kolon kanserinde hastadan alınan tümör dokusu laboratuvarda kopyalanarak üç boyutlu bir “organoid” modeli oluşturuluyor ve hedefe yönelik ilaçlar bu model üzerinde deneniyor. Böylece her hastaya özel en etkili tedavi seçeneği, tedaviye başlanmadan önce belirlenebiliyor. Yapay zekâ destekli bu yeni yaklaşım, hem dünyada hem Türkiye’de öncü ve ilk olma özelliği taşıyor. Acıbadem Üniversitesi Tıp Fakültesi Tıp Bilişimi ve Biyoistatistik Anabilim Dalı Başkanı Prof. Dr. Uğur Sezerman liderliğinde İzmir Biyotıp ve Genom Merkezi’nden Baş Araştırmacı Prof. Dr. Esra Erdal iş birliğiyle yürütülen proje, kolon kanserinde kişiye özel tedaviyi somut bir laboratuvar modeline taşıyor. Proje kapsamında geliştirilen sistemle, yaklaşık 6 hafta gibi kısa bir sürede hastanın tümörüne en etkili ilacın belirlenmesi hedefleniyor.
Bioinformatik alanında uzun yıllardır çalışmalar yürüttüklerini belirten Prof. Dr. Uğur Sezerman, kanserde artık çok katmanlı veri analizinin kaçınılmaz olduğunu vurguluyor. Tümörün dijital ve biyolojik haritasını çıkardıklarına dikkat çeken Prof. Dr. Uğur Sezerman, “Bioinformatik; tıbbi verileri bilgisayar tabanlı yaklaşımlarla analiz ederek tanı ve tedavide kullanılacak yöntemler geliştiren bir alan. Günümüzde DNA dizileme teknolojileri sayesinde elimizde çok büyük miktarda veri var. Özellikle kanserde, tümör dokusunu ve kandan elde edilen DNA’yı dizileyerek tümöre özgü somatik varyasyonları tespit edebiliyoruz” diyor.
Bu analizler sayesinde tümörün hangi genetik değişimlerle tetiklendiği, hangi sinyal mekanizmaları üzerinden büyüdüğü ortaya konuyor. Ancak tümör tek tip bir yapı değil. Heterojen, yani farklı klonlardan oluşan karmaşık bir yapı. Prof. Dr. Uğur Sezerman, “Tümör içindeki farklı klonları ve her birinin ‘driver’ dediğimiz tetikleyici mekanizmalarını belirleyebiliyoruz. Böylece tümördeki çeşitliliği yakalamış oluyoruz” ifadelerini kullanıyor.
Sadece DNA Yetmiyor: Çok Katmanlı “Omik” Analiz
Kolon kanseriyle ilgili yürüttükleri proje yalnızca DNA dizilemesiyle sınırlı değil. Transkriptom analizleriyle hangi genin ne kadar üretildiği ölçülüyor; sağlıklı ve tümör dokusu karşılaştırılıyor. Epigenetik mekanizmalar da incelenerek hangi genlerin aktif, hangilerinin baskılanmış olduğu ortaya konuyor. Prof. Dr. Uğur Sezerman, “Tümörün genetik yapısından hücre içinde üretilen proteinlere ve metabolik ürünlere kadar çok sayıda biyolojik veriyi, yani ‘omik veri’yi bir araya getirerek hastanın tümörünün detaylı bir modelini oluşturuyoruz. Bu kadar büyük ve karmaşık veriyi insanın tek başına analiz etmesi mümkün olmadığı için yapay zekâdan yararlanıyoruz. Bu analizlerin ardından geliştirdiğimiz PANACEA yöntemi devreye giriyor. Ağ temelli algoritmalarla tümörün tetikleyici genleri ve ilaçlarla hedef alınan genler haritalanıyor. Amaç; tüm tetikleyici mekanizmaları aynı anda susturabilecek en uygun ilaç ya da ilaç kombinasyonunu belirlemek” diyor.
Laboratuvarda “Mini Organlar” Oluşturuluyor
Prof. Dr. Uğur Sezerman laboratuvar ortamında üretilen organoidlerin çok önemli olduğunu vurguluyor: “Hastadan alınan dokudan laboratuvar ortamında üretilen, üç boyutlu ve gerçek organa biyolojik olarak oldukça benzeyen mini doku modellerine ‘organoid’ diyoruz. Bu yapılar, tümörün hücresel mimarisini ve biyolojik davranışını büyük ölçüde taklit eder. Bu sayede ilaçlar, doğrudan hastanın tümörünün kopyası üzerinde denenebilir. Böylece hayvan deneylerine de ihtiyaç kalmaz”…
Kolon Kanseri Çalışması Dünyada ve Türkiye’de Bir İlk
Kolon kanseriyle ilgili yürütülen yeni projede, kolon kanseri hastasından alınan dokudan kişiye özel bir organoid oluşturulacak. Önce yapay zekâ ile tümörün tetikleyici mekanizmaları belirlenecek, ardından bu mekanizmaları hedefleyen ilaç adayları seçilecek. Bu ilaçlar, kök hücre ve organoid teknolojileri laboratuvarında üretilecek organoid modelleri üzerinde test edilecek.
Prof. Dr. Uğur Sezerman, “Organoidler özellikle kolon kanserinde kanseri mimik edecek şekilde başarıyla üretilebiliyor; ancak bizim farkımız, kişinin kanser mekanizmasını aydınlatıp doğrudan hedefe yönelik ilaçların bu model üzerinde denenmesini sağlamak. Yüzlerce ilaç denemektense, birkaç deneyle hızlı bir şekilde organoid tümör üzerinde hastaya uygun tedaviyi belirlemenin mümkün olduğu bu yöntem dünyada da bir ilk. Omik verilerden hastanın dirençli olduğu ilaçları da, geliştirdiğimiz yapay zeka yöntemleri ile belirliyoruz. Böylece hastanın yanıt verebileceği ilaçlar ile deneme yapılmasını sağlayarak hem ekonomik yükü hafifletiyor hem de denemelerin hızlanması açısından sürece önemli katkıda bulunuyoruz” diyor.
Bu çalışma sayesinde yaklaşık 6 hafta içinde hangi ilacın etkili olduğu belirlenecek ve sonuç doğrudan klinisyene bildirilecek. Sonrasında da hekim, en etkili tedaviyi hastaya uygulayacak. Bu tedavilerin rutine girebilmesi için tabii ki uluslararası kapsamlı klinik çalışmalara ihtiyaç olacak.
İlk Aşamada Son Evre Hastalarda Uygulanacak
Organoidlerin ilaç denemelerinde kullanımı FDA tarafından da onaylanmış durumda. Bu yaklaşım, deney hayvanı kullanımını önemli ölçüde azaltma potansiyeli de taşıyor. Prof. Dr. Uğur Sezerman, “Organoid üzerinde deneyeceğimiz ve çalışan tedavinin, gerçek tümörde de çalışmasını hedefliyoruz. Bu model sayesinde hayvan deneylerine ihtiyaç büyük ölçüde ortadan kalkabilir” diyor.
Çalışma ilk etapta, mevcut tüm tedavileri almış ve yanıt alınamamış son evre kolon kanseri hastalarında uygulanacak. Ancak hedef çok daha büyük. Prof. Dr. Uğur Sezerman, “Yöntemler geliştikçe bunu son aşamadaki hastalarda değil, hastaya ilk tanı konduğu anda uygulayabileceğiz. Böylece hasta zaman kaybetmeyecek; gereksiz ve etkisiz tedavilerle maddi ve biyolojik yük altına girmeyecek. Kolon kanserinin tüm alt türlerinde uygulanabilecek olan bu yöntem, tamamen kişiye özel bir yaklaşım sunuyor” ifadelerini kullanıyor.
2 Yılda 30 Hasta, 5 Yılda Klinik Rutine Girebilir
TEYDEB onayı alan proje kapsamında iki yıl içinde 30 hasta üzerinde uygulama tamamlanacak. Ardından yöntemin diğer kanser türlerinde, özellikle meme kanserinde uygulanması planlanıyor. Prof. Dr. Uğur Sezerman, “Kanser ciddi bir yara. Gereksiz ve etkisiz tedaviler hastanın en değerli şeyi olan zamanını alıyor. Artık tıbbın özüne gidip, hastalık yoktur hasta vardır yaklaşımıyla hastalığın tetikleyici mekanizmasını bulup onu hedefleyen çözümler üretmek zorundayız. Tıpta bu yaklaşımın 5 yıl içinde çok daha yaygın hale geleceğine inanıyorum. Kanserde yeni dönem artık çok net: Tümörü tam olarak anlamadan tedaviye başlanmamalı. İlaç hastaya verilmeden önce, laboratuvarda oluşturulan tümörün kopyasında denenmeli” diyor.
Kolon kanseriyle başlayan bu çalışma; gelecekte diğer kanserlerde olduğu gibi ülseratif kolit, irritabl bağırsak sendromu gibi hastalıklarda da organoid modelleri üzerinden kişiye özel tedavilerin geliştirilmesinin önünü açabilir…
