HIV (Human Immunodeficiency Virus), dünyanın en ciddi kamu sağlığı sorunlarından biri olarak yerini koruyor. Moleküler tanı yöntemi, HIV virüsünün erken teşhis edilmesinde ve tedavisinde önemli rol oynuyor.

Eğitimli personellerin laboratuvar gerektirmeyen ortamlarda ilgili cihazlarla yaptığı moleküler tanı testlerine “bakım noktası testleri” adı veriliyor. Günümüzde HIV bakım noktası testlerinin geldiği son nokta yüksek maliyetli cihazlarla ve personel ihtiyacıyla sınırlı. Bu da moleküler tanı yönteminde hızlı, hassas ölçüm yapan ve düşük maliyetli alternatif bir cihaz ihtiyacı doğuruyor.

Biyomedikal Mühendisliği Bölümünden Changchun Liu tarafından yönetilen bir araştırma ekibi, uygun fiyatlı ve CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) destekli bir biyosensör cihazı geliştirdi. Bu cihaz tıpkı kan şekerini ölçen glukometreler gibi ev ortamında, uzman birine ihtiyaç duyulmadan kullanılabilecek.

“Canlı hücrelerin çok bölmeli yapılarından ilham alarak CRISPR destekli, mikroakışkan ve basamaklı tepkimelerden oluşan bir sistem öne sürdük. Bu sistemi taşınabilir kan şekeri ölçüm cihazlarındaki teknolojiyle birleştirdik. Böylece HIV virüsü ve diğer patojenlerin moleküler düzeyde tespiti için taşınabilir, tek kullanımlık bir tanı platformu elde ettik.” diyor Liu.

HIV virüsü gibi hastalık yapıcı her türlü mikroorganizmaya “patojen” adı veriliyor. CRISPR teknolojisi, bu patojenlerin DNA’ları üzerinde düzenlemeler yapabilme olanağı sağlayan bir yöntem. Çeşitli patojenlerin moleküler tespitlerinde yaptığı oldukça hassas ölçümlerle de günümüzde son derece popüler. Bazı basit nükleik asit çoğaltma teknolojileri ile birlikte kullanıldığında güçlü bir teşhis aracı haline geliyor. Ancak bu teknolojilerin birlikte kullanılması, birden fazla test tüpüne ve sadece el ile yürütülebilen birçok işleme ihtiyaç duyulması gibi sınırlandırmalara sahip. Bu da hastalık teşhisinde basit ve etkili bir yaklaşımdan geri kalınmasına sebep oluyor.

Uyumluluğu artırmak amacıyla araştırmacılar, önerdikleri basamaklı tepkime sistemini basit ve taşınabilir, CRISPR tabanlı biyosensörlerle birleştirdiler. Bunu yaparken düşük maliyetli glukometrelerin çalışma prensiplerini baz aldılar. Araştırmacılar, test başına 43 HIV DNA kopyası ve 200 HIV RNA kopyası tespit edebildiler. Bu da testlerin, HIV virüsü ve diğer enfeksiyon hastalıklarının hızlı tespiti için büyük bir ilerleme kaydedilebileceğini ortaya koydu.

“Dünya genelinde HIV enfeksiyonunun, laboratuvar testlerine sınırlı erişimi olan dezavantajlı toplumlar üzerinde orantısız bir etkisi var. Bu teknoloji, erken teşhisin ve tedavi sürecinin son derece önemli olduğu HIV testlerinde ulaşılabilirlik açısından büyük bir potansiyele sahip.” diyor Banach.

Bulaşıcı Hastalıklar Bölümünden Dr. David Banach, Patoloji Bölümünden Lori Avery ve Biyomedikal Mühendisliği Bölümünden Ziyue Li, Naoki Uno ve Xiong Ding’in de katkıda bulunduğu çalışmanın sonuçları ACS Nano dergisinde yayımlandı.

Derleyen: Görkem Süner