Bilindiği üzere mıknatısların önemli pek çok özellikleri mevcuttur. Sadece elektrik, elektronik, savunma sanayisinde değil, tıp alanında da kullanım alanına sahiptir. Mıknatısların sağladığı manyetik alan sayesinde MR görüntüsü elde etmekteyiz. Gelecekte ilaç taşıyıcı istemlerde ve kanser tedavisinde de manyetik alanın etkilerinden yararlanacağız. Bu yazımda size mıknatısların kanımızda ki davetsiz misafirleri nasıl etkisiz hale getirebileceğini anlatacağım.
Temel prensip antikor kaplı demir partiküllerin bakterileri kendilerine çekmesi ve daha sonra bir mıknatıslar yardımıyla temizlenmesine dayanmaktadır. Bu mekanizma nasıl işlemektedir? Şimdi ondan bahsedelim.
Bağışıklık sistemimiz bazen bir enfeksiyona aşırı tepki verebilmektedir. Bu durum tıp literatüründe sepsis (kana bakteri ve toksik karışma) olarak tanımlanmıştır. Türk yoğun bakım derneğinin başkanı Prof. Dr. Necmettin Ünal, her yıl 30 milyondan fazla kişi de sepsis geliştiğini açıklamıştır. Tedavisi uzman kişiler tarafından yoğun bakım ünitelerinde ve ilaçlar vasıtasıyla olmaktadır. Ancak araştırmacılar alternatif bir tedavi yöntem üzerinde çalışmalar yapmaktadır. Bu yöntem iki bileşen içermektedir: manyetizma ve demir partiküller. Bu sayede mikropları kandan süzmeyi planlamışlardır.
Uzman doktorlar sepsis tedavisi yapmadan önce sorumlu mikrobu tanımlamalıdırlar. Bunun için kan alıp laboratuvarda teknisyenler tarafından mikropları bulmak ve tanımlamak adına saatler alan işlemler uygulamaları gerekir. Ve bu süre zarfında sepsis önemli ölçüde kötüye gidebilir. Ancak Pier ve bazı meslektaşları mikropları tanımlamadan önce bakteri tedavisine nasıl başlanacağı konusunda bir fikir ortaya atmışlardır.
Bilindiği üzere antikorlar, vücudun bağışıklık sisteminin bir parçası olarak ürettiği çok sayıda proteinden biridir. Asıl görevleri, kanda ki virüs, bakteri ve diğer zararlı yabancı maddeleri yok etmektir. Antikorlar tek bir mikroba karşı savaşırlar ancak Pier’in grubu on bakterinin dokuzunu tanıyan tek bir antikor geliştirmiştir.
Yine de tek başına antikorlar yeterli değildir. Ekiptekiler, antikorun demir oksit parçacıklarına yapışmasını sağlamanın bir yolunu bulmuşlardır. Bu antikor kaplı demir partikülleri bir hastanın kanına karışırsa, bakterilerin onlara yapışması gerektiğini düşünüyordu. Sonra mıknatıslar, demir parçacıklarını kandan, bakterilerle birlikte çekebilir.
Araştırmacılar konsepti kan gibi bir solüsyonla test etmişlerdir. Staphylococcus aureus bakterileri sepsisin ana nedenidir. Araştırmacılar çözeltiye bu mikropları farklı miktarlarda eklemiştir. Bazı çözeltiler mililitre başına sadece 100 S. aureus bakteri tutmaktadır. Diğerleri mililitrede 1.000 veya 10.000 bakteri içeriyordu. Ardından araştırmacılar, antikor kaplı demir oksit parçacıklarını çözeltilere eklemiştir. Parçacıkların çapı yaklaşık 300 nanometre (metrenin milyarda biri) idir. Genellikle birkaç mikrometre (metrenin milyonda biri) olan bakterilerin çoğundan daha küçüktür. Yaklaşık 10 dakika sonra, antikor kaplı nanoparçacıklar bakterilerin en azından yüzde 98’inde tutulduğu gözlemlenmiştir.
Gelecekte bir hastayı tedavi etmek muhtemelen vücudun dışındaki bu mikrop filtreleme stratejisini kullanmayı gerektirecektir. Enfekte kan bir makineden pompalanabilecektir. Makinedeki mıknatıslar, demir oksit ve antikor karışımı ile kaplandığında mikropları yok edecektir. Süreç ciddi böbrek hastalığı için bir tedavi olan diyaliz gibidir. Diyalizde iki tüpten oluşan makinenin tüplerinden biri hastanın bileğinde ki atardamara, diğeri ise toplardamara bağlanmaktadır. Tüplerin içinde kanın sağlıklı akışı için pompalar bulunmaktadır. Hastanın kirli kanı birinci tüpe alınır ve diyaliz cihazından geçirilerek içinde ki zararlı maddelerden süzülerek temizlenen kan ikinci tüpe aktarılır ve yeniden damara enjekte edilir.
Doktorların hastalara şimdiki yöntemlerden daha hızlı davranmasına izin vereceğini ve kan dolaşımındaki şeyi, tanımlamak zorunda kalmadan kaldırılabileceğini öngörmektedirler.
Bakterilerin kandan uzaklaştırılmasının yanı sıra, manyetik filtreleme bakterileri konsantre hale getirmektedir. Bu da onları tanımlama süreci hızlandırabilmektedir. Doktorlar, hangi mikropla uğraştığını anladıklarında daha uygun ilaç seçebilirler.
Pier ve Herrmann, yaptıkları bu çalışma sayesinde mikrop kaplı partiküllerin vücuda yeniden girme şansı bulacağını düşünmemektedirler. Araştırmacılar, mikropların tekrar girme şansları olsa da kan hafifçe asidik olacağını tahmin etmektedirler. Bu yüzden parçacıklar çok geçmeden çözünmeye girecektir.
Bütün testlere rağmen yine de bir sorun vardır. Hastayı tedavi etmek çok sayıda küçük demir parçacığı gerekebilir. Ekibin testlerinde, araştırmacılar her mililitre kan için yaklaşık 10 milyar parçacık eklemişlerdir. Ancak insan vücudunda yaklaşık 5 litre (1,3 galon) kan vardır. O kadar çok kanı tedavi etmek için yaklaşık 50 trilyon demir parçacıkları gerekmektedir.
Bu çalışma insanlarda ve hayvanlarda daha test edilmediği Baltimore’daki Maryland Tıp Fakültesi’nde bulaşıcı hastalıklar uzman doktoru Alan Cross açıklamıştır. Belli ki üzerinde daha fazla çalışılmalı daha farklı test sonuçları elde edilmelidir. Ancak yakın zamanda daha sağlıklı sonuçlarla uygulanabilir bir teknik olduğunu görebiliriz.
Kaynaklar:
- sciencenewsforstudents/ magnets-may-one-day-cull-deadly-germs-blood
- Lattuada et al. Theranostic body fluid clensing: Rationally designed magnetic particles enable capturing and detection of bacterial pathogens. Journal of Materials Chemistry B. Vol. 4, November 28, 2016, p. 7080. doi: 10.1039/C6TB01272H.
- milliyet – bilinmeyen-hastalik-sepsis-pembenar-detay-genelsaglik-2115610/
- Sepsis ve Septik fiok. Aygün, Uz. Dr. Gökhan. 2002. 31, : İ.Ü. Cerrahpaşa Tıp Fakültesi Sürekli Tıp Eğitimi Etkinlikleri , 2002.
- wikipedia/Diyaliz