Günümüzde nanoteknolojinin gelişmesiyle birlikte hastaya özel tedavi geliştirmek, sağlık alanında birincil amaçlardan biri haline gelmiştir. İlaç taşıcı sistemler, terapötik verimi artırma ve istenmeyen yan etkileri azaltmak amacıyla belirli bölgelere özel ilaç taşınmasını gerçekleştirme ve ilgili bölgede istenilen zamanda ilaç salım gerçekleşmesi amacıyla kullanılır. Dolayısıyla, hastalıkların teşhis ve tedavisinde günümüzün en önemli bilimsel yaklaşımlarından biri akıllı ilaçlar ve/veya akıllı ilaç taşıyıcılar geliştirmektir. ‘Nanotıp’ olarak da adlandırılan bu alan, tedavide yeni yaklaşımlar geliştirmenin yanında mevcut tedavilerin etkinliğini de artırmayı hedefler. Bu amaçtan yola çıkarak, günümüzde lipit tabanlı yapılardan metal nanoparçacıklara, polimerik sistemlerden biyolojik moleküllere kadar geniş bir yelpazede malzemeler nano boyutta ilaç taşıma amacıyla kullanılmaktadır.
Önerilen projenin amacı, çok ölçekli moleküler simülasyonlar kullanarak yeni ilaç ve mRNA taşıyıcı lipit polimer hibrit nanoparçacıklar (LPN) geliştirmek için moleküler tasarım kuralları belirlemektir. Bunun yanı sıra, proje kapsamında literatüre artmış stabilite ve üstün farmakokinetik özelliklere sahip yeni LPN taşıyıcılar önerilmesi bir diğer amaçtır. Bahsi geçen moleküler tasarım kuralları taşıyıcının kimyasal yapısı ve farmakokinetik özellikleri arasındaki ilişkinin belirlenmesidir. Literatürde incelenen sistemler genellikle lipozom veya polimerik tabanlıdır. LPN yapılar her iki materyalin avantajlı özelliklerini içerdiği için yeni alternatif ilaç taşıyıcı sistemler olarak günümüzde git gide uygulama alanı artan malzemeler haline gelmiştir. Özellikle polimer-lipit konjugasyonunun olmadığı, polimer yapının lipit bölüm içerisinde fiziksel etkileşimler sonucu bulunduğu yapıların yeni taşıyıcı potansiyel malzemeler olarak değerlendirilmesi yeni bir yaklaşım olarak değerlendirilmektedir. Ek olarak, proje kapsamında kullanılacak iyonize lipitlerin aynı anda ilaç ve mRNA taşımadaki performansları ilk defa projemiz kapsamında değerlendirilecektir. Yeni taşıyıcı LPN yapıların kapsamlı bir şekilde değerlendirilmesini sağlayacak tasarım kurallarının modelleme ve simülasyon yöntemleriyle belirlenmesi ve yeni taşıyıcı malzemeler geliştirilmesi odaklı projemizin konusu bakımından özgün olduğu düşünülmektedir.
Proje kapsamında çözüm aradığımız araştırma sorusu özetle, LPN tipi ilaç taşıyıcı nanoparçacıkların efektif olarak ilaç hapsetme, ortam uyaranlarına bağlı salım, hücre zarı etkileşimlerinin maksimize edildiği yapıların geliştirilmesi için en uygun tasarım koşullarının neler olduğu ve lipit-polimer konjugasyonunun bulunmadığı yeni LPN yapıların ilaç taşımadaki performanslarının ortaya çıkarılmasıdır. Buradan yola çıkarak hipotezimiz, çok ölçekli moleküler simülasyon yöntemlerinin bu durum için kullanılabilir ve verimli bir yöntem olduğu; ayrıca, bu yöntemler kullanılarak elde edilecek moleküler seviyedeki sonuçların deneysel çalışmalara yol gösterici olması ve deneysel çalışmaların eksik kaldığı yerlerde bu boşluğu dolduracak detaylar ortaya koymasıdır.
Proje yürütücüsünün, proje kapsamında elde edeceği yetkinlikler ile ilaç taşıyıcı nanoyapılar ve modelleme/simülasyonları konularında daha rekabetçi bir araştırmacı olma yolunda önemli bir avantaj sağlayacağı düşünülmektedir. Yürütücünün günümüze kadar edindiği tecrübeler, projenin gerçekleşmesiyle birlikte bir ileriki noktaya taşınarak, özellikle deneysel olarak da son derece ilgi çekici olan ilaç taşıyıcı konularında da yetkin bir akademisyen olmasını sağlayacaktır. Bu durumun, yürütücünün ulusal ve uluslararası alanda tanınırlığını artıracağını düşünmekteyiz. Ayrıca, proje sonunda ortaya çıkacak yayınlar, katılım sağlanacak bilimsel toplantılar ve düzenlenecek çalıştay/sempozyum sayesinde yürütücünün görünürlüğü artacak; çalıştığı kurumun tanınırlığı sağlanacaktır.