Medikal Biyoteknoloji Araştırma Grubu; İlaç Teknolojileri, Aşı Teknolojileri ve Moleküler Onkoloji olmak üzere üç araştırma takımından oluşmaktadır. Medikal Biyoteknoloji Araştırma Grubu sağlık alanında endüstri, kamu kurumları ve üniversiteler olmak üzere tüm paydaşların ihtiyaçlarını göz önünde bulundurarak araştırma ve geliştirme faaliyetlerini planlamakta ve yürütmektedir. Medikal Biyoteknoloji Araştırma Grubu biyobenzer ilaç üretimi, Covid 19 platformu gibi ülkemiz için birçok kritik süreç ve projelere öncülük ederek sağlık alanında ülkemizin global rekabet gücünün artmasına katkıda bulunmaktadır.
Medikal Biyoteknoloji Araştırma Grubu hücre biyolojisi, biyokimya, moleküler biyoloji, mikrobiyoloji, biyoinformatik ve genetik gibi farklı alanları birleştiren disiplinler arası bir altyapıya sahiptir ve bu sayede hastalıklardan korunma, hastalıkların teşhis ve tedavisine yönelik çalışmaları yürütebilmektedir. Araştırma grubu özellikle biyoteknolojik ilaç ve aşı alanında araştırma altyapılarının kurulmasında ve bu alanda ürüne yönelik projelerin oluşturulmasında Türkiye’de öncül konumdadır.
İlaç Teknolojileri alanında peptit ve antikor tabanlı orijinal ilaç moleküllerinin tasarlanması, biyoinformatik yöntemlerle insansılaştırılması, nanoteknoloji tabanlı ilaç taşıyıcı sistemlerinin geliştirilmesi, tanı ve tedaviye yönelik yeni moleküllerin tasarlanmasını içeren projeler yürütmektedir. İnsan sağlığına yönelik hastalık yapıcı zoonoz ve diğer mikroorganizmaların üretimi ve bu organizmaların protein ve gen düzeyinde belirlenmesi, in vitro ve in vivo karakterizasyonu, tanı amaçlı çalışmalarda kullanılacak moleküllerin üretilmesi, hastalıkların tedavisine yönelik olarak biyopolimer mikrokürelerin, rekombinant antikor ve peptit yapıların geliştirilmesi ve doku mühendisliği, insan hücre teknolojisi ve moleküler immünoloji çalışmaları grubun temel etkinlik alanlarıdır. Aşı ve ilaç çalışmaları sırasında kullanılan laboratuvar alt yapılarına ilaveten biyolojik ajanların çalışıldığı Biyogüvenlik Seviye 3 Laboratuvarı (BSL 3), pilot ölçekte üretim çalışmaları için Good Manufacturing Practice (GMP) sertifikası almaya uygun temiz alanlar ve bu projelere hizmet eden deney hayvanları ünitesini bünyesinde barındırmaktadır. Moleküler onkoloji alanında ise kanser oluşum ve gelişim mekanizmalarının ortaya konulması, metastatic kaskat, tümör-tümör mikroçevresi ilişkileri, kemik metastazları, tarama, erken tanı ve izleme sistemlerinin geliştirilmesi amacıyla kanser ile ilişkili biyobelirteç panellerinin, tedavi sistemleri (biyolojik ilaç, hücresel tedaviler, küçük molekül, RNA terapötikleri ve aşı) geliştirilmesi amacıyla da kanser ile ilişkili hedef molekül ve yolakların entegre omik çalışmaları ile tespiti çalışmaları özellikle akciğer kanseri odaklı olarak yürütülmektedir. Ayrıca, hematolojik kanserlere yönelik olarak farklı hedef moleküllere karşı (CD19, CD20, CD22, CD30, CD70 ve BCMA) CAR-T hücre tedavi sistemleri geliştirme çalışmaları da halen devam etmektedir.
Medikal Biyoteknoloji Araştırma Grubu yukarıda tanımlanan alanlarda pek çok iç ve dış destekli projeler, danışmanlık, endüstriyel hizmet projeleri ile çalışmalarına devam etmektedir.
İLAÇ TEKNOLOJİLERİ ARAŞTIRMA TAKIMI
İlaç teknolojileri araştırma takımı, 25 yılı aşkın bir süredir antikor mühendisliği, hücre hattı geliştirme ve karakterizasyonu, fotodinamik terapi, nano boyutta ilaç sistemleri, proteinlerin fiziko-kimyasal karakterizasyonu ve biyolojik aktivite deneyleri alanlarında yetkin bir gruptur. İlaç teknolojileri araştırma takımı sağlık alanında, kanser ve patojen kaynaklı hastalıklar öncelikli olmak üzere orijinal ve biyobenzer antikorların keşfinde, yeni biyofarmasötik ilaç, biyobenzer mAb ve teranöstik ajanların geliştirilmesinde farklı yaklaşımlarla çalışmalarını sürdürmektedir. Takım, Sars-CoV-2 virüsüne karşı nötralizan antikorların geliştirilmesi, kanser tedavisi için ilk Ulusal destekli biyobenzer antikor geliştirilmesi, kanser teşhis ve tedavisine yönelik fotodinamik terapi ajanlarının eldesi ve uygulaması ile nanopartikül tabanlı moleküllerin geliştirilmesi gibi ulusal ve uluslararası destekli multidisipliner projeler yürütmektedir.
FAALİYET VE İLGİ ALANLARI
Biyoteknolojik İlaç Geliştirilmesi
- Biyoteknolojik ilaç üreten hücre hattı geliştirilmesi (araştırma hücre bankası, ana hücre bankası ve çalışma hücre bankası)
- Rekombinant antikor tabanlı yeni ilaç geliştirilmesi ve üretilmesi
- Peptit tabanlı yeni ilaç geliştirilmesi ve sentezlenmesi
- Biyobenzer antikor yapılarının geliştirilmesi ve üretilmesi
- Hücre Bankası Özdeşliği ve Genetik Stabilite (DNA Parmak izi, Karyotip analizi, Northern/Southern Blot v.b)
- Memeli ve bakteri hücrelerinde rekombinant protein ve antikor üretilmesi
- Yönlendirilmiş immünoterapötik uygulamalar (fotodinamik, fototerapötik v.b)
Antikor Mühendisliği
- Farklı formatlarda (Fab, ScFv, nanobody, VH, VL) insan ve insansı rekombinant antikor geliştirilmesi
- Bağışıklanmış insan veya fare tabanlı antikor kütüphaneleri geliştirilmesi
- İnsan antikor kütüphaneleri geliştirilmesi
- Faj gösterim “Phage display” teknolojisiyle hedef antijenlere karşı antikor ve peptit kütüphanelerinin taranması
- Bifonksiyonel antikor yapıların geliştirilmesi
- Biyolojik olarak etkinleştirilmiş malzemeler, implantlar, nanopartiküllerin geliştirilmesi
- Bilgisayar tabanlı antikor insansılaştırması
Antikorların Fiziko-Kimyasal Karakterizasyonu
- HPLC tabanlı analizler (SEC, varyant analizi, ters faz, v.b)
- Kapiler Elektrokforez (CE-SDS, CE-IEF)
- SPR (Yüzey plazmon rezonans) tabanlı afinite/kinetik biyobenzerlik analizleri
- CD, Zeta Sizer, FTIR, SDS-PAGE, Western, ELISA
Terapötiklerin in Vitro Aktivite Tayini
- Virüs titresinin belirlenmesi (BSL-3 alt yapısı kullanılarak)
- Nötralizan antikorların tespiti ve kantite edilmesi (BSL-3 alt yapısı kullanılarak)
- Antiviral ilaç taraması (BSL-3 alt yapısı kullanılarak)
- Hücre proliferasyonunun inhibisyonu/IC50/EC50 tayini deneyleri
- Hücre göçü/migrasyon ve invazyonu deneyleri
- Apoptoz/ROS deneyleri
- Yara iyileşmesi deneyleri
- 3D hücre kültürü
- Hücre kültürü örneklerinde kontaminantların tespiti
- Hücre kültürü örneklerinin karakterizasyonu
- Fotodinamik Terapi uygulamaları
AŞI TEKNOLOJİLERİ ARAŞTIRMA TAKIMI
Aşı Teknolojileri Laboratuvarı (ATL) zoonoz kaynaklı ya da direk insan sağlığını etkileyen biyolojik ajanlara karşı koruyucu ve immünoterapötik tedavi yöntemlerinin geliştirilmesine dayalı çalışmalar yapmaktadır. Laboratuvarımız inaktif aşı, subunit aşı, rekombinant aşı ve peptit aşı geliştirme çalışmaları için uygun altyapı ve uzman kadroya sahiptir. Çalışmalarını sürdürürken hücre kültürü, moleküler teknikler, saflaştırma ve taşıyıcı sistemlerin kullanımı ile hücresel ve humoral yanıtın elde edilmesi ve bu yanıtların hayvanlar üzerinde gösterilmesi yolunu takip etmektedir. Klasik immünolojik tekniklerin yanı sıra FACS Aria ile geniş aralıklı hücresel yanıtın eldesi, ilaç ve gen yüklenmiş nanotaşıyıcılar ile etkin adjuvan sistemlerinin kullanımı, aşı-adjuvan formülasyonlarının geliştirilmesi ve stabilite çalışmalarını da içeren deneysel çalışmalar ile preklinik düzeyde laboratuvar ölçekli aşı yapmayı hedeflemektedir.
ATL bütün bu yetkinliklerini kullanarak biyolojik ajanlara karşı koruyucu ve tedavi edici gerekli tanı ve tedavi yöntemlerinin geliştirilmesi ile KBRN savunma alanında da katkı sağlamaktadır. Ayrıca sahip olduğu teknolojiyi kamu ve özel sektör kuruluşlarının ihtiyaçları doğrultusunda çalışmalar yaparak da değerlendirmektedir.
FAALİYET VE İLGİ ALANLARI
In vitro Hücre Kültürü Çalışmaları
- in vitro Toksikoloji, Nanotoksikoloji, Hücre-Doku Kültürü, Doku Mühendisliği, Tıbbi Cihazların Biyouyumluluk Testleri, Risk Değerlendirme, Gıda Toksikolojisi çalışmaları
- Yeni ilaç ve aşı adaylarının biyoetkinliklerinin ve biyogüvenliklerinin in vitro ortamda belirlenmesi
- Biyomateryallerin, nanopartiküllerin ve zenobiyotiklerin hücredeki mekanizmalarını, patogenitisitelerini incelemek için in vitro 3 boyutlu organ modellerinin geliştirilmesi
- Tıbbi cihazların ve biyomateryallerin in vitro modellerde biyouyumluluğunu, doku regenerasyonun, fonksiyonunun ve toksisitesinin incelenmesi
- Mikotoksin, pestisit, gıda katkı maddeleri vb. in vitro ortamda kalıntılarına bakılması ve maruziyet- risk değerlendirmesi
Saflaştırma ve Kimyasal Sentez Çalışmaları
- Peptit sentezi ve karakterizasyonu
- Protein saflaştırma
- Protein miktar analizi
- Biyonanomalzeme üretimi
Antikor-Antijen-Adjuvan Çalışmaları
- İmmün regülasyon
- Hafıza B ve T hücreleri
- Dendritik hücre biyolojisi
- Antiviral İmmünite
- Aşı taşıyıcıları ve farklı adjuvanların kullanımı
- Tedavi edici antikorların eldesi, karakterizasyonu
- Aşı-adjuvan formülasyonlarının geliştirilmesi ve stabilite çalışmaları
- İlaç ve gen yüklenmiş nanotaşıyıcıların geliştirilmesi
- Veziküler antijen taşıyıcı sistemlerin geliştirilmesi
- Gen tedavisi amaçlı nanotaşıyıcıların geliştirilmesi
İn Vivo Hayvan Modelleme Çalışmaları
- Aşı çalışmaları için küçük deney hayvanlarında immünijenite çalışmaları
- Yeni ilaç ve aşı adaylarının biyoetkinliklerinin hayvan modellerinde karşı koyma çalışmalarının yapılması (BSL-3 alt yapısı kullanılarak)
- Tıbbi cihazların ve biyomateryallerin in vivo modellerde biyouyumluluğunu, doku regenerasyonu, fonksiyonunu ve toksisitesinin incelenmesi
- Geliştirilen immünoterapötik moleküller için her türlü Xenograft Tümör Modeli oluşturulması
- Mikrobiyal ve viral ajanlar için hayvan hastalık modeli oluşturulması (BSL-3 alt yapısı kullanılarak)
- Sars-CoV-2 virüsüne karşı K18-hACE transgenik farelerde ve gelinciklerde karşı koyma deneysel çalışması (BSL-3 alt yapısı kullanılarak)
MOLEKÜLER ONKOLOJİ ARAŞTIRMA TAKIMI
Moleküler Onkoloji Araştırma Takımı (MOAT) özellikle akciğer kanseri ve son dönemlerde hematolojik kanserlere yönelik olarak tanı, tespit ve tedavi sistemleri geliştirme çalışmaları yürütmektedir. MOAT bünyesinde bir biyobanka kurulmuştur ve burada her iki kanser grubuna yönelik olarak solid ve likit hasta örnekleri tutulmaktadır. Bu çalışmanın çıktıları kullanılarak tarama, erken tanı, izleme ve tedavi sistemleri geliştirilmeye çalışılmaktadır. Projeden elde edilen antikorlar kullanılarak, immünterapiye aday hastaları tespit etmek amaçlanmış ve immünhistokimya kiti ve immünassay sistemleri geliştirilmiştir. Bir başka çalışma ile kemik defektlerinin tedavisi amacıyla mezenkimal kök hücre ve osteomimetik bir hidrojel kullanılarak bir tedavi sistemi geliştirilmiştir.
FAALİYET VE İLGİ ALANLARI
Takımın ana faaliyet alanlarından biri kişiye-özgü tedavi sistemleri geliştirmektir. Bu kapsamda, CAR-T hücre tedavi sistemi geliştirme dışında birimimizdeki ve kurum dışı ilgili uzman ekiplerle işbirliği dahilinde belirlediğimiz hedef molekül ve yolaklara karşı biyolojik ilaç, aşı, küçük molekül ve RNA terapötikleri geliştirme hedeflerimiz de mevcuttur.
Hücre Kültürü Çalışmaları
- Hücre bankası ve primer hücre kültürü çalışmaları,
- Lentivirüs çalışmaları,
- ClinMacs prodigy. Bu cihaz CAR-T hücre tedavi çalışmalarımızda GMP-grade T hücrelerinin CAR içeren lentivirus sistemleri ile transdüksiyonunu ve bu hücrelerin çoğaltılmasını sağlamaktadır.
Moleküler Biyoloji Çalışmaları
- Klonlama çalışmaları. MOAT’da bu kapsamda floresan, near infrared floresan ve hedef moleküller istenilen hücre hattı veya primer hücrelere klonlanabilmektedir. Floresan molekül klonlanması in vitro, near infrared floresan molekül klonlanması da in vivo çalışmalarda kullanılmaktadır.
- CRISPR/Cas9 çalışmaları. Özellikle allojenik CAR-T çalışmalarında GvH reaksiyonunu önlemek amacıyla TRAC lokusunu hedefleyen bir sistem geliştirdik.
- Kurumumuz alt yapısı kullanılarak ve proje ortaklıkları aracılığı ile akciğer kanseri hasta örnekleri üzerinden tüm genom, tüm ekzom ve total transkriptom dizilemeleri, Proteom ve metabolom çalışmaları ve biyoinformatik analizleri yapılabilmektedir.