Dış Kaynaklı Proje Süreçleri Yönetim Sistemi
Güngör S. (Yürütücü), Şahin bektay H., Kahraman şirin E. , Güler E., Neşetoğlu N. , Kara H.
İnsan derisi organizmayı dış etkenlerden koruyan güçlü bariyer fonksiyonuna sahip bir organdır. Derinin bariyer fonksiyonu en dış katmanı olan stratum corneum tabakasından kaynaklanmaktadır. Stratum corneum “tuğla-harç” modeli olarak adlandırılan canlılığını yitirmiş yassı keratinosit hücreleri ve lipit lameller matriksten oluşmaktadır. Stratum corneum tabakasının bariyer özelliği yapısında bulunan lipitlerin düzenli organizasyonuyla sağlanır. Stratum corneum lipitleri, sağlıklı insan derisinde katı kristal yapıda ortorombik dizilim halinde bulunurken; atopik dermatit, psoriasis gibi derinin bariyer bütünlüğünün bozulduğu hastalıklarda ise sıvı kristal dizilimi halinde yer almaktadır. Bu durum sağlıklı deri ve hastalık durumlarında ilaçların permeasyonlarının farklılık göstermesine neden olmaktadır.
Franz difüzyon hücreleri ile yapılan in vitro permeasyon testleri (IVPT) topikal ürünlerin formülasyon tasarımında yaygın olarak kullanılmakta ve topikal ürünlerin biyoyararlanım/biyoeşdeğerliğinin değerlendirilmesi açısından da otoriteler (FDA ve EMA) tarafından önerilmektedir. Söz konusu kılavuzlarda bu çalışmalarda permeasyon kinetiğinin hesaplanmasında insan derisinin membran olarak kullanılması önerilmektedir. Ancak insan derisi temininin ve standardizasyonunun sağlanmasının zorluğu, hayvan derileri (domuz, sıçan, tavşan vb.), sentetik yapay membranlar (silikon membran, Strat-M membran, vb.), skin-PAMPA modeli, hücre kültürü temelli modeller (EpiSkin, EpiDerm, vb.) gibi alternatif membran modellerinin kullanılmasına yol açmıştır. Bu membranların insan derisine göre avantajları olmakla birlikte insan derisinden ilaç permeasyonu verilerinin yerini tam olarak karşılamamaktadır. Ayrıca derinin bariyer bütünlüğünün bozulduğu hastalıklara yönelik ilaç permeasyonunu yansıtan sentetik bir membran modeli bulunmamaktadır.
Son yıllarda oldukça gündemde olan nanolif teknolojisi ise basit ve hızlı bir şekilde, oldukça porlu yapıların üretilmesine olanak sağlamaktadır. Bu porlu yapıları sayesinde nanolifler; özellikle hücre proliferasyonunun önemli bir parametre olduğu yapay deri dokusunun üretiminde, yoğun bir şekilde yapı iskeleti olarak kullanılmaktadırlar. Dolayısıyla önerilen çalışmada doku mühendisliğinden esinlenilerek stratum corneum tabakasını taklit etmek için deri lipitlerini içeren nanolif yapı iskeletlerinin hazırlanması ve bu nanoliflerin porlarına keratinosit hücrelerinin ekilip kornifiye edilmesi amaçlanmaktadır. Bu şekilde tasarlanan bir çalışma ile ilk defa biyolojik ve sentetik membranların kullanımının birleştirilmesi hedeflenmektedir. Ayrıca nanoliflerin ilaç taşıyıcı sistemler olarak kullanıldığı çalışmalar göstermektedir ki; lif atımı sırasında kristal yapıdaki ilaçlar amorf yapıya dönüşebilmektedir. Nanolif teknolojisindeki bu proses ile stratum corneum tabakasındaki “düzenli bir yapı” gösteren lipit bileşenlerinin (seramitler, yağ asitleri ve kolesterol) bozularak organizasyonel durumunun bariyer bütünlüğü bozulmuş derideki lipit bileşenleri ile benzerlik göstermesi beklenmektedir. Böylece, nanolif teknolojisi ile ilk defa hazırlanacak olan yapay membran modelinin derinin bariyer bütünlüğünün bozulduğu hastalıklara benzer ilaç permeasyonunu yansıtılabileceği hipotezi ortaya konulmuştur. Ar-Ge çalışmaları için IVPT yönteminin önemi dikkate alındığında; ortaya konan hipotez ile derinin bozulmuş yapısal bütünlüğünü taklit eden yapay bir membran modelinin geliştirilmesi yapay bir membran modelinin geliştirilmesi projenin özgün değeridir.
Pojede öncelikle, stratum corneum lipitlerini içeren nanoliflerin oluşturulması ve karakterize edilmesi hedeflenmektedir. Ardından polimerik bir film tabaka üzerine atılacak olan bu stratum corneum yapı iskelesine, epidermal keratinosit hücrelerinin ekimi, proliferasyonu (çoğaltılması) ve kornifikasyonu (canlılığının yitirilmesi) planlanmaktadır. Projede elde edilen yapay membranlar; tekstür analizi, evaporimetre, lazer taramalı konfokal mikroskobu ve LC-MS/MS teknikleri ile karakterize edildikten sonra farklı koşullarda bekletilecek ve zamana bağlı olarak membranların mekanik ve bariyer özelliklerinin performansı değerlendirilecektir. Üniversitelerarası işbirliği (İstanbul Üniversitesi, Sağlık Bilimleri Üniversitesi- Acıbadem Mehmet Ali Aydınlar Üniversitesi) ile yapılacak olan bu çalışmaların sonucunda derinin bozulmuş bariyer yapısını yansıtan, biyolojik-polimerik hibrit bir yapay membran modelinin eldesi beklenmektedir. Ayrıca önerilen proje kapsamında elde edilecek özgün bilimsel ve akademik çıktıların yanı sıra, ileride endüstriye aktarımı potansiyeli ile ülkemizin kalkınmasına da katkı sağlayabileceği öngörülmektedir.