Erken kanser tanısı için biyomedikal optik teknolojilerinin geliştirilmesi
Stokastik Düzeyde Heterojen Hücre Modellerinin Optik Özellikleri: Yüksek Çözünürlüklü Kanser Görüntülemesine Etkiler
Kanser dünya çapında büyük bir sağlık sorunudur. Çoğu kanser türlerinde erken tanı başarılı tedavi şansını arttırmakta ve kanserden ölümleri önemli ölçüde azaltmaktadır. Dolayısıyla kanserin tedavi edilebilir aşamada, yani yayılma sürecine girmeden tespiti için yüksek hassasiyetli ve pahalı olmayan tarama ve tanı yöntemlerine ihtiyaç duyulmaktadır. Günümüz klinik uygulamalarda kanser öncesi değişimler, sadece invaziv (girişimsel) biyopsiyi takiben yapılan doku incelemesi sonucunda belirlenebilmektedir. Biyopsiyle kanser teşhisi uzun zaman alan, maddi açıdan külfetli ve aynı zamanda hastalara fiziksel açıdan zahmet veren, yan etkileri olan bir yöntemdir. Bu açıdan, kanser öncesi değişikliklerin erken ve noninvaziv teşhisini sağlayacak teknolojik gelişmeler kanserle mücadeleye çok olumlu yönde katkı koyma potansiyeline sahiptir.
Optik tanı hızla gelişmekte olan ve kanser öncesi değişikliklerin erken teşhisi için gelecek vadeden bir teknolojidir. Bu uygulamada ışık, incelenmesi gereken doku üzerine bir optik kaynak yoluyla verilir. Işık, dokuyla etkileşime girer ve daha sonra doku yüzeyine çıkar. Yüzeye çıkan ışık bir optik algılayıcı ile toplanıp incelendiğinde dokunun kanserli olup olmadığı anlaşılabilir. Uygulama tamamıyla noninvaziv, gerçek zamanlı, düşük maliyetli ve güvenilirdir. Yüksek çözünürlük ve moleküler belirlilik elde edilir ve ayrıca, biyopsi almayı gerektirmediği için geniş doku alanları taranabilir.
Modelleme çalışmaları, teknoloji üretimi ve gelişiminde büyük rol oynar. Bu, optik tanı alanı için de geçerlidir. Kampus Araştırma Fonu'ndan desteklenen "Stokastik Düzeyde Heterojen Hücre Modellerinin Optik Özellikleri: Yüksek Çözünürlüklü Kanser Görüntülemesine Etkiler" başlıklı projem Eylül 2014'te başladı. İki yıllık bu proje Ağustos 2016'da tamamlandı. Projenin esas amacı, normal ve kanserli hücre modelleri yaratmak ve bu hücrelerin optik özelliklerini sayısal olarak analiz etmekti. Gerçekçi hücre modellerinin yaratılması, kanserin ilerlemesiyle ortaya çıkan değişikliklerin ayrıntılı bir şekilde belgelenmesini gerektirir. Kanada'daki Vancouver şehrinde bulunan British Columbia Kanser Araştırma Merkezi ile işbirliği içerisinde, normal ve kanserli doku örneklerinden alınan görüntüleri inceleyip normal ve kanserli hücrelerin morfolojik, yapısal ve biyofiziksel özelliklerini belirledik. Daha sonra, bu özellikleri temel alarak üç boyutlu hücre modelleri yarattık ve elektromanyetik simülasyon teknikleriyle kanserli hücrelerin normal hücrelere kıyasla ışığa nasıl tepki verdiğini ve ışığı nasıl saçtığını analiz ettik. Çalışmamız, normal ve kanserli dokulardan toplanan optik sinyallerde görülen erken tanıya yönelik belirleyici farkların nicel ve kavramsal olarak saptanmasında büyük rol oynayacaktır. Bu projede elde edilen sonuçların optik tanı tekniklerinin tasarımı ve optimizasyonu açısından yol gösterici olması beklenmektedir.
Araştırma Grubu
Fizik dalında lisans eğitimimi Texas-Austin Üniversitesi'nde 2000 yılında, Biyomedikal Mühendisliği dalında yüksek lisans ve doktora eğitimlerimi ise yine aynı üniversitede 2002 ve 2005 yıllarında tamamladım. 2014 yılından bu yana ODTÜ Kuzey Kıbrıs Kampusu Fizik Grubu'nda öğretim üyesi olarak çalışıyorum. Biyofotonik ve nanofotonik alanlarındaki araştırmalarımın odak noktası erken kanser tanısı için orijinal optik teknolojilerin geliştirilmesi ve değerlendirilmesidir.
Eğitimim ve son yirmi yılda edindiğim akademik deneyim bana medikal fizik ve biyomedikal mühendislik alanlarının kesişiminde çalışmak için gerekli bilgi ve beceriyi sağladı. Sağlık alanında gelişmelerin önünü açacak araştırmalar yürütmenin heyecan verici ve aynı zamanda tatmin edici olduğunu düşünüyorum. Tamamladığımız bu projeyi ileri götürmeyi ve British Columbia Kanser Araştırma Merkezi'ndeki meslektaşlarımla erken kanser teşhisine yönelik biyomedikal teknolojilerin geliştirilmesine katkı koymayı sürdürmeyi planlıyorum.