Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Make your likes visible on Facebook?

Connect your Facebook account to Prezi and let your likes appear on your timeline.
You can change this under Settings & Account at any time.

No, thanks

KANSER BİYOMARKERLARI OLARAK KULLANILAN BİYOSENSÖRLER

No description
by

Hazal Şen

on 18 December 2013

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of KANSER BİYOMARKERLARI OLARAK KULLANILAN BİYOSENSÖRLER

KANSER BİYOMARKERLARI OLARAK KULLANILAN BİYOSENSÖRLER
Kanser Nedir?

Kanser Biyomarkerları

Kanser Biyomarkerlarının Belirlenmesinde Kullanılan Dönüştürücüler
(Transducers)

Elektrokimyasal Dönüştürücüler

Çeşitli Kanser Hastalıkları İçin Oluşturulan Biyosensörler
Canlı metabolizmasındaki biyokimyasal yollarda bozukluğa yol açan bu kontrolsüz hücre bölünmeleri kanserin temelini oluşturmaktadır.


KANSER NEDİR?
Kanser sırasında hücreler kontrolsüz ve zamansız bölünmelere yol açan metabolik değişimlere maruz kalmaktadır. Bu değişimler İmmün sistemin, kanserli hücreleri gözden kaçırmasına sebep olur. DNA'da birbiri ardına meydana gelen bu değişimler kansere sebep olmaktadır.
DNA'daki tek bir baz değişimi bile
protein sentezini doğrudan ilgilendirir.

Oluşan metabolik değişimler proteinin 3 boyutlu yapısının kaybolması için yeterlidir,
böylelikle proteinin aktivitesi de kaybolur.


Biyomarker Nedir?

Patojenik, biyolojik ya da tedavi amaçlı farmakolojik işlemlerde kullanılan,
kesin olarak ölçülebilir belirteçlere biyomarker adı verilmektedir.
Proteinler

Karbohidratlar

Nükleik Asitler

Lipitler

Küçük Moleküller
Biyomarkerlar tümörün kendisi tarafından üretilebileceği gibi, kanser varlığında vücudun gösterdiği tepki neticesinde de üretilebilir.
Hücrede Organellerde

Doku ve Organlarda
BİYOMARKERLARIN TAYİNİ
Enzimatik aktivite vb. özellikler,
antikorlar, IHC(Immunohistochemistry) ELISA gibi yöntemlerle tayin edilir.

Kantitatif
Kalitatif
İdeal Biyomarker:
Yüksek hassasiyette olmalı.

Tüm hastalık boyunca kesinliği sabit olmalıdır.
Biyomarker yüksek spesifiklikte olmalı, (+) (-) hata payı minimalize edilmelidir.

Hastalığın erken teşhisinde kesin cevap vermelidir.

Komplike medikal prosedürlere gerek kalmadan belirleyici olmalıdır. Serum ve idrar örnekleri erken teşhis uygulamaların kolaylığı için oldukça uygundur.

Tarama için kullanılacak yöntem de oldukça uygun maliyetli olmalıdır.
Biyomarker tayini için kullanılan örnekler;
Kan
İdrar
Diğer vücut sıvıları
Doku Örnekleri
olarak verilebilir.
Çeşitli Kanser Hastalıkları İçin Kullanılan Ortak Biyomarkerlar
AFP(>10 ng/ml)
Alfa-Fetoprotein karaciğerde, yumurtalıklarda ve sindirim yolunda sentezlenen serum proteinidir.

Ağırlığı 70kDA olan bir glikoproteindir ve asparajin çifti kalıntıları içerir.

Bu biyomarkerın seviyesi hamilelik durumunda 3 mg/ml yükselirken, doğumdan sonra 10 ng/ml seviyelerine düşer.

AFP sentezi sırasında bir genin diğerine göre daha çok okunması karaciğer kanserine sebep olur. Gamet hücrelerini %70-%80 oranlarında riske etmektedir. Bu yüzden AFP'nin düşük konsantrasyonlarda olması çok önemlidir.

CEA (>10 ng/ml)

Karsinoembriyonik antijen (CEA) kolon, rahim, pankreas, ve mide kanserinde görülen bir biyomarkerdır. Moleküler ağırlığı 200kDA olan bir glikoproteindir. Fetüs gelişimi sırasında üretilir ve doğumdan sonra durur. CEA ayrıca plevra sıvıları gibi kötü huylu olmayan tümörlerde yüksek miktarda bulunmuştur.
PSA (4-10 ng/mL)

Prostat spesifik antijen, prostat bezlerindeki meni üreten duktal hücrelerde bulunan bir proteindir.
PSA meniyi sıvı tutmaya yardımcı olur. PSA aynı zamanda serin proteaz olarak bilinen bir glikoproteindir.
PSA serum içerisindeki birkaç farklı şekilde bulunabilir.

Serbest
Kompleks
İnaktif
İnterlökin -II
Prostat ve ağız kanseri biyomarkerıdır. Sağlıklı bir insanın plazmasında < 6 pg/mL konsantrasyon normalken, kanser varlığında 20-1000 pg/mL derişimlere ulaşır.
Bu ve bunlar gibi pek çok biyomarkerların tayini için geliştirilen analitik teknikler, antikor ve antijenin bir immün oluşturmak üzere oldukça spesifik bir şekilde birbirini tanıması esasına dayanır.
ELISA (
E
nzyme
L
inked
I
mmuno-
S
orbent
A
ssay)

30 yılı aşkın süredir kullanılan güvenilir yöntem
Serum içindeki en iyi Tayin sınırı ~ 3 pg/mL
Her protein için pek çok ticari analiz kit
Nanopartiküllü Sandviç İmmünoessey
Floresans, amperometri ve ECL (Enhanced Chemiluminescence) ile tayin

Her immünoeseyde istenmeyen bağların oluşumu minimuma indirilmelidir.
Oldukça güvenilir
Hızlı sonuç
Uygun maliyet
Kolay kullanım
Hasta başı kullanım
İn-vivo işlemlerde geribildirim sağlar.
ELEKTROKİMYASAL BİYOSENSÖRLER
DÖNÜŞTÜRÜCÜLER (TRANSDUCERS)
Biyomoleküler tanımlama sinyallerini, elektriksel sinyallere çeviren araçlara
dönüştürücüler (transducers)
denir.

Dönüştürücüler verdikleri sinyallere göre 3 gruba ayrılır.
Elektrokimyasal
Optik
Piezoelektrik
Biyomarkerda meydana gelen reaksiyona göre doğru dönüştürücüyü seçmek çok önemlidir. Dönüştürücülerin ölçüm esasları üretime ve ticari kullanıma elverişli olmalıdır.
Biyosensörler tasarlanırken;

Performans arttırıcı olarak
CNTs, QDS ve AuNPs
gibi nanomateryaller kullanılır.



















Nanomateryaller geniş yüzey alanı/ hacim oranı, yüksek elektrokatalitik aktivite ve kolayca modifiye olabilmeleri açısından biyosensör tekolojisinde oldukça kullanışlıdır.



Kanser hastalığının başlangıcı, seyri ve akıbeti
hastadan hastaya fark gösterse de
kanserin hücresel ve moleküler kısımları
benzer heterojeniklik ve kararsızlık göstermektedir.
Bütün kanser tipleri vücudun temel yaşam ünitesi olan hücrelerimizden gelişirler.

Vücudumuzdaki kas ve sinir hücreleri haricindeki tüm hücreler bölünebilme yeteneğine sahiptirler. Ölen hücrelerin yenilenmesi ve yaralanan dokuların onarılması amacıyla yeni hücre bölünmeleri meydana gelmektedir. Her hücrenin hayatı boyunca belli bir bölünebilme sayısı vardır. Sağlıklı bir hücre ne kadar bölüneceğini bilir ve işlevini yitirdiğinde ölümünü gerçekleştrir. Buna apoptosis yani hücrenin programlı ölümü denir.
Bazen buna rağmen süreç doğru yoldan sapar, yeni hücrelere gerek olmadan hücreler bölünmeye devam eder. Çeşitli sebeplerle kontrolünü kaybetmiş kanser hücreleri hızlıca bölünmeye başlar ve çoğalırlar. Fazla hücrelerin kütleleri bir büyüklük veya tümör oluştururlar.
DNA'nın hasarı sonucu hücrelerin kontrolsüz veya anormal bir şekilde büyümesi ve çoğalması kanser meydana getirir.

Günde DNA'da yaklaşık 10.000 mutasyon olmasına rağmen immün sistemimiz her milisaniyede vücudumuzu tarar ve kanserli hücreleri yok eder.

Vücutta mutasyona uğrayan hücrelerin ancak çok küçük bir kısmı kansere yol açar. Bunun birçok nedeni vardır:

Mutasyon gösteren hücrelerin yaşama kabiliyetleri normal hücrelere göre daha azdır. Bu yüzden ölürler.

Mutasyon gösteren hücrelerin pek çoğunda bile hâlâ aşırı büyümeyi önleyen normal geridönüm kontrol düzeneği("Tümör baskılayıcı genler") bulunur. Bu yüzden hayatta kalabilen mutant hücrelerin çok azı kanserli hücreye dönüşür.

Sıklıkla, kanser potansiyeli taşıyan bu hücreler büyüyüp kanser oluşturmadan önce vücudun bağışıklık sistemi tarafından yok edilirler.

*Normal hücreler tamir edilemeyecek şekilde hasarlandığında apoptosis (A) tarafından elimine edilirler. Kanserli hücreler apoptosis'ten uzak dururlar ve gelişigüzel çoğalmalarına devam ederler (B).
KANSERİN NEDENLERİ
Kansere sebepleri kesin olarak bilinmese de kansere etki eden etmenler:

Sigara alkol kullanımı,

Uzun süre ve tehlikeli saatlerde güneş altında kalma,

Çevresel Faktörler (Hava kirliliği, Güneş ışınları vb.)

Bazı kimyasal maddeler (katran, benzin, boya maddeleri, asbest v.b.)

Gen Mutasyonları

Radyasyona maruz kalma,

Kalıtsal Faktörler

Virüsler

DNA'nın bir sarmalındaki bir baz tipi, öbür sarmaldan tek bir baz tipi ile bağ kurar.
Buna
tümleyici (komplementer) baz eşleşmesi
denir:
pürinler pirimidinler ile hidrojen bağı kurar,
A
yalnızca
T
'ye bağlanır,
C
'de yalnızca
G
'ye bağlanır.
Çift sarmalda karşıdan karşıya birine bağlı iki baza
bir baz çifti
denir.
Komplementer baz çiftleri arasındaki spesifik ve tersinir etkileşimler DNA'nın canlılardaki işlevleri için şarttır.
DNA'da ve dolaylı olarak protein sentezi sırasında oluşan bu hasarlar sonucu oluşan kanserli hücrelerden kaynaklanan, kana ve çeşitli vücut sıvılarına geçen biyolojik maddeler
kanser belirteçleri (kanser biyomarkerları)
olarak adlandırılır.
Mesane kanserli hastalarda glikozamin glikan ve sialik asit bağlı lipitlerin de bir indikatör olabileceği gösterilmiştir.
PSMA
Prostat spesifik zar antijeni (PSMA), tamamlayıcı bir zar glikoproteinidir.

İnce bağırsak ve beyin bulunurlar. PSMA seviyesi vücuttaki glutamat karboksipeptidaz aktivitesini etkileyebilir.

İntestinal PSMA diyet-glutamated folat türevlerinin metabolizmasında bir rol oynar.

Erkeklerdeki PSMA seviyesi yaşa göre:

yaş <50, 272.9 ng/ml

yaş >50, 359.4 ng/ml
Çeşitli Biyomarkerların
Kanser Tanısı ve Tedavisinde
Yer aldığı Organlar
Tüm bu ve benzeri kanser çeşitlerinin
teşhisinde/ tedavisinde
her geçen gün geliştirilen biyosensörlerin önemi çok büyüktür.
TEŞEKKÜRLER..
Kanser, genetik ve epigenetik hataların birikimiyle
ortaya çıkan ve normal hücrenin metastazik tümör hücresine dönüşmesiyle sonuçlanan çok
basamaklı bir olaydır. DNA metilasyonundaki değişiklikler kanserle ilişkili genlerin
ifadesinde değişikliklere neden olur.
DNA metillenmesi, genel kural olarak, DNMT(DNA metil
transferaz)’ler tarafından CpG adacıklarında ve sitozinin 5 numaralı karbonunda meydana
getirilir. Omurgalı DNA’sındaki C-G baz çiftlerinin %70’ten fazlası metillenmiş durumdadır.

Bu metillenmenin canlıdan canlıya ve dokudan dokuya göre değiştiği bilinmektedir.
Metillenme profillerinin fonksiyonel bir takım sonuçları olabileceği önceden beri
düşünülmektedir. Bu konuda ilk yapılan araştırmalarda metillenme ile gen ifadesi arasında bir
ilişki olduğu saptanmıştır.

Özellikle yumurtalık ve meme kanserindeki tümörlerde bu hasarlar belirlenmiştir.
Kanser markerları, DNA, DNA modifikasyonları, RNA, protein, protein modifikasyonları ve diğer biyolojik molekülleri kapsamaktadır.

Karaciğer kanseri için;
AFP

Meme kanseri için; östrojen reseptörü, progesteron reseptörü ve HER-2

Yumurtalık kanseri için; BRCA1/BRCA2

Prostat kanseri için
PSMA ve PSA

Kolon, mide ve pankreas kanseri için;
CEA



çeşitli kanser markerlarına örnek verilebilir.
Biyosensörler;
biyokomponentler, fiziksel komponentler ve fizikokimyasal değişimleri sinyale çeviren bir dönüştürücünün (transducer) bir araya gelmesiyle analitik ölçüm olanağı sağlayan sistemlerdir.

Biyokomponentin, algılanması istenen analite yüksek spesifikliğinden ötürü, hassas ve spesifik şekilde ölçüm olanağı sağlamaktadırlar.











Biyosensörler hasta başı tanılarda kanser markerlarınıtayin etmek için oldukça yüksek potansiyele sahiptirler.

Biyosensörlerin Sağladığı Avantajlar
*CEA İÇİN ELEKTROKİMYASAL TAYİN ÖRNEĞİ*

MAKALELERDEN ALINACAK DPV YÖNTEMİYLE YAPILDIĞINI GÖSTEREN GRAFİKLERİYLE.
HERCEPTIN ELEKTROKİMYASAL
TAYİN YÖNTEMİ

GRAFİKSEL ANLATIMLA
Günümüzde biyosensör teknolojisi klinik tanı amaçlı kullanım içi oldukça önemli gelişmeler göstermiştir.

Kişisel kullanım ve maliyetlerin azatılması açısından da oldukça önemli sistemlerdir.
Biyosensör sisteminin hızlı, spesifik, duyarlı ve düşük maliyetli analiz olanağı göstermesi sonucunda hastalık belirteçlerinin seviyelerinin belirlenmesi impedans ölçümleriyle gerçekleşecektir.

İmpedans son yıllarda biyosensör teknolojisinde önemi artan bir ölçüm tekniğidir.
Beklentiler :
Hasta başı tanılarda kullanılacak impedimetrik biyosensörlerin şematik gösterimi.
Elektrokimyasal olarak aktif olmayan moleküllerin de spesifik bir şekilde tayini sağlanabilir.

Proteinler gibi elektroaktif olmayan türlerde işaretlemeye gerek duymadan ölçüm mümkün kılınabilinir.
Beklentiler :
Sandviç immünoessey için spektrum ve impedimetri şeması
Full transcript