Akademik Veri Yönetim Sistemi
TÜBİTAK Projesi, 2018 - 2021
Fenilketonüri (FKÜ)
otozomal çekinik kalıtım gösteren metabolik bir hastalık olup hastalarda
fenilalanin (FA) amino asitini, tirozin amino asitine çeviren fenilalanin
hidroksilaz (FAH) enziminin fonksiyon bozukluğundan kaynaklanmaktadır.
Hastaların kan, idrar ve diğer vücut sıvılarında biriken FA amino asiti ve yan
metabolit ürünleri (fenilpirüvik, fenillaktik vb.) santral sinir siteminde
miyelinizasyonu bozarak mental-motor geriliğe neden olmaktadır. Ülkemizde her
20 -25 kişiden biri bu hastalığın taşıyıcısı olduğundan, hastalığının
ülkemizde görülme sıklığı ve sahip olduğu
hasta popülasyonu
açısından dünyada 1. sırada yer almaktadır. Yenidoğan döneminde tanı
alan hastalarda fenilalaninden fakir diyet tedavisi ile zekâ geriliği önlenebildiğinden
erken tanı, tedavi ve takibe başlanması önem taşımaktadır. Günümüzde kan
fenilalanin ölçümü için bakteriyel büyüme inhibisyon testi (Guthrie),
florimetrik immünoassay, enzimatik kolorimetrik test, HPLC (direkt amino asit
analizi için) ve Tandem kütle spektrometrisi (MS/MS) metodları kullanılmaktadır.
Tüm bu metodlar için tam donanımlı sağlık merkezlerine ve bu merkezlerde
bulunan gelişmiş cihazlara, teknik alt yapıya ve eğitilmiş personele ihtiyaç duymaktadır. Fakat, yenidoğan bebeklerden
toplanan tüm kan örnekleri, sadece Ankara ve İstanbul olmak üzere 2 merkez tarafından
taramaktadır. Hastalığın tanısı ve izlenme sürecinde, işlemlerin uzun
zaman alması, pahalı olması ve en önemlisi hasta popülasyonunun
sıklıkla bulunduğu Karadeniz, İç, Doğu ve Güney Doğu Anadolu Bölgesi’ndeki
hastaların, tedavi merkezlerinin uzaklığından dolayı buralara gitmek
istememeleri nedeniyle hastalarının kan fenilalanin düzeylerinin
takibinin istenen aralıklarda yapılamaması karşılaşılan en büyük dezavantajlardır.
Bu nedenle kan fenilalanin ölçümü için kolay, ucuz ve mümkünse evde
uygulanabilir bir metodun geliştirilmesi oldukça önemlidir.
Bu
sebeplerden dolayı sunulan projenin amacı, Fenilketonüri hastalığının erken
tanısına ve tedavi sürecinin takibine imkan veren Disk-Üstü-Laboratuvar analiz
(Lab-on-a-CD) sistemi tabanlı yeni bir hasta başı test sisteminin prototipinin
geliştirmektir. Bu sistem kapsamında ölçüm cihazı, CD şeklinde tek kullanımlık
kartuşlar ve bu kartuşlardaki odacıklarda kullanılacak reaktifler ve
elektrotlar geliştirilecektir.
Proje kapsamında geliştirilecek test sistemi birçok yenilikçi yaklaşımı kapsamaktadır;
·
Sistem, FKÜ hastalığının tanı ve tedavisinde kullanılacak
ilk Elektrokimyasal Disk-Üstü-Laboratuar analiz
(Lab-on-a-CD) sistemi olacaktır.
·
Bir damla kan
(50 μl) ve pikolitre hacmindeki reaktif
kimyasallar kullanılacağından uygun
üretim maliyeti ile ilk ve tek
olacaktır.
·
Geliştirilecek olan test sistemi hem
taşınabilir hem de kantitatif sonuç
verebilen bir sistem olacaktır.
·
Geliştirilecek
sistemin bir platform teknolojiye dönüşebilecek nitelikte olması çok özgündür.
Sistem tek bir analiz cihazı ve farklı testler için
özelleştirilmiş tek kullanımlık kartuşlardan oluşacaktır. Ölçüm tekniğinin
çok pratikleşmesi ile birçok kanaldan çoklu
testler yapılması özgündür. Kartuşlara konulacak çoklu kanal yapısı ile
hastadan alınan numune birden fazla kanala ayrılacak ve farklı
metabolik hastalıkların
(tirozinemi, akçaağaç şurubu, hastalığı vb.) tanı testleri için de
uygulanabilecektir.
·
Projede
geliştirilecek sistemin sadece ülkemizde değil, kullanım kolaylığı ve maliyet
özellikleriyle dünyada yenilikçi
olacak olması da projenin önemli özgün değerlerinden biridir.
Ölçüm
cihazı, pille çalışan, küçük boyutlu elektrokimyasal analiz yapabilen bir ölçüm
ünitesi ve kan plazmasını ayırmak için kullanılacak düşük güç tüketen
mini-santrifüj ünitesinden oluşacaktır. Test kiti ise, tanısı istenen teste
göre özelleşebilen (bu projede FKÜ tanısı için) ve ilgili reaktif maddeleri
içeren, mikro kanallar/odacıklar taşıyan, düşük maliyetli, kullanımı basit ve
aynı anda birden fazla hastalığı veya hastayı teşhis edebilecek tek kullanımlık
kartuşlardan oluşacaktır. Bu proje kapsamında da uygulanması planlanan
elektrokimyasal ölçüm yöntemi gerek düşük maliyeti gerekse de minyatürize
edilebilirlik açısından önemli avantajlar sağlamaktadır. Fenilalanin miktarının
elektrokimyasal olarak ölçülmesi, fenilalanin dehidrogenaz (PDH) enzimi
varlığında NAD+’nin NADH’e oksidasyonunun sağlanması ve NADH
oksidasyon reaksiyonunun amperometrik olarak saptanmasını esas almaktadır. Proje kapsamında geliştirilmesi planlanan test sistemi, CD şeklinde tek
kullanımlık kartuşlar ve bu kartuşlardaki odacıklarda kullanılacak reaktifler
ve elektrotlardan oluşacaktır.
Sunulan
proje önerisi yüksek derecede disiplinlerarası
bir araştırmayı kapsamaktadır ve Analitik
kimya, Biyokimya, Biyoloji, Tıp, Makine, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği gibi
farklı alanlarda uzmanlık gerektirmektedir.
Bu nedenle proje ekibi titiz bir şekilde alanlarında uzman kişiler tarafından
seçilmiştir. Proje yürütüsü ve araştırmacılarının konu ile ilgili başarıyla
tamamlanmış ve hala aktif olan projelerinin olması, sunulan proje çalışması
sırasında çıkabilecek problemlerin, projenin işleyişini etkilemeyecek şekilde çözülebilmesi
açısından önemlidir
Önerilen projenin ulusal sağlık teknolojileri
sektöründe katma değeri yüksek, yenilikçi yönünün ön planda olmasının yanında,
sağlık alanında uygulama projelerine temel teşkil edecek ve girdi sağlayacak
teknolojik ürün ve bilgi üretimine yönelik olması ve aynı zamanda hasta başı
tanı amaçlı kullanılabilme özelliğinden dolayı, çağrı konusuyla son derece
uyumlu olduğu görülmektedir. Ülkemizin hasta başı (point-of-care) tanı
teknolojileri konusundaki gücünü, rekabetini, ilgili sektörlerin ve
işletmelerin inovasyon potansiyelini arttıracağı düşünülmektedir. Ayrıca,
önerilen çalışma bilimsel veri üretmek için önemli bir potansiyele sahip olup,
elde edilen bilgiler patentlenerek biyomedikal sektöründe kullanılabileceği gibi
saygın dergilerde yayınlanarak literatüre de katkı sağlayacak şekildedir.