TÜBİTAK Tıbbi Tanı Teknoloji Yol Haritası

... konulu sunumlar: "TÜBİTAK Tıbbi Tanı Teknoloji Yol Haritası"— Sunum transkripti:

1 TÜBİTAK Tıbbi Tanı Teknoloji Yol Haritası
Doç. Dr. Nezih Hekim Okan Üniv. Genetik&Biyomühendislik ve Boğaziçi Üniv. İNOVİTA

2 HEDEFLER LİSTESİ Hedef 1: Geleceğin Laboratuvar Teknolojileri. Hedef 2: Bugünün biyokimya, hormon, metabolizma, seroloji ve mikrobiyoloji alanlarındaki laboratuvar teknolojilerini yakalamak. Hedef 3: Bugünün Histopatoloji, sitoloji ve akış sitometri alanındaki üretim teknolojilerini yakalamak. Hedef 4: Farmakogenetikte bugünün ve geleceğin laboratuvar teknolojileri.

3 Geleceğin Laboratuvar Teknolojileri
Hedef-1 Geleceğin Laboratuvar Teknolojileri

4 Hedef 1’in Ana Felsefesi Şudur
Bizim ve tüm dünyanın bu gün uyguladığı teknoloji 30 yıllık geçmişi olan bir laboratuvar teknolojisidir Biz buna yetişmeye çalışırken bu teknolojiyi uygulayanlar çoktan yeni teknolojilere geçmiş olabilirler.

5 Yani bu güne yetişmeye çalışırken Trendleri göz ardı edemeyiz.
Radioimmunoassay yöntemini hiç geliştirmedik ve bu teknolojiyi de öğrenmedik. Batı önce bu çemberden atladı.

6 Ama bu gün RIA yöntemi çoktaan bırakıldı
Ama bu gün RIA yöntemi çoktaan bırakıldı Bu yöntemlerden gelişen ELISA bile terk ediliyor, bu gün aynı Ligand binding assay prensipleri yerini MEIA, lüminometrik ve florimetrik ölçüm sistemlerine dayanan yeni yöntemlere bıraktı Biz kestirmeden Lüminometrik, fluorometrik otomasyon sistemlerini üretmeye çalışırken dünya metobolomik, proteomik ve genomik esaslara dayanan sistem temelli testlere geçmiş olacaktır.

7 Hedef 1’in İfadesi 2017 yılına kadar genomik, proteomik ve metabolomik tabanlı markörlerin (enfeksiyon hastalıkları, doğum öncesi ve sonrası tarama ve tanı, genetik hastalıklar dahil) tespiti ve mevcut/yeni markörler ile tanı kitlerinin/cihazlarının geliştirilmesi; 2019 yılına kadar klinik testlerinin yapılması ve gerekli araştırmaların tamamlanması.

8 Buna kısaca sistem bazlı test kitleri diyebiliriz

9 B R E A K T H ROUGH O F T H E YE A R Systems Biology
Biliyorsunuz sistem bazlı test sistemleri 2005 yılının en büyük gelişmesi olarak ilan edildi B R E A K T H ROUGH O F T H E YE A R Systems Biology SCIENCE VOL DECEMBER 2005

10 Omics Latince hepsini içine alan, demet demektir.
Sistemler biyolojisi bütün «omics» leri içerisine alır Omics Latince hepsini içine alan, demet demektir.

11

12 Genomics Nükleer ya da organellere ait genleri kodlayan DNA’ların tümü.

13 Epigenomics Tüm epigenetik değişiklikler.

14 Metilomiks

15 Genomik İmprinting

16 Beslenme, motive edilebilen davranışlar, metabolizma ve hücrelerin yapışmasına ilişkin nöronlara ait 1300 adet gen, üzerilerindeki mühüre (imprint) bağlı olarak çalışırlar. Bu mühürlenme sitozinin metilasyonudur. Çalışan genlerden bazıları sadece anneden, bazıları da sadece babadan gelen genlerdir. Yavru anne karnında ve gelişme çağında iken anneden gelen genler çalışır, erişkin olduklarında da babadan gelen genlerin çalışmasına izin verilir. Bu yavruların beslenmeye ilişkin rekabetlerini önler.

17 Christopher Gregg, et al.
High-Resolution Analysis of Parent-of-Origin Allelic Expression in the Mouse Brain Christopher Gregg, et al. Science 329, 643 (2010);

18

19 Transcriptomics DNA teknolojisi ile ölçülebilen tüm ekspresyonlar.

20 Proteomics Bir organizmaya ait var olan tüm peptit ve proteinler. Bu moleküller, elektroforetik ve kromatografik olarak birbirinden ayrılmış moleküllerin kütle spektrometrelerine ve NMR’lara bağlanarak tanımlanırlar. Bu disiplinin fosoproteomiks, glikoproteomiks gibi alt dalları vardır.

21 Metabolomics Tüm metabolit ve küçük moleküllerin hepsi.

22 Glycomics Vücut sıvıları, doku yada hücrelerde bulunan, serbest veya hücre membranlarına yada proteinlere bağlı, monomer veya polimer halinde olabilecek tüm karbohidratlar.

23 Lipidomics Tüm lipitler

24 Interactomics Birbirleri ile etkileşen tüm moleküller.

25 Fluxomics Organizmanın içerisinde dinamik olarak yer değiştiren tüm moleküller.

26 Metagenomics Tüm biyomun genetik şifreleri.

27 Biomics Tüm biyom. Flora mikroorganizmalarından, toprak, göller, bataklıklar, okyanuslar ve buralardaki yaşayan tüm mikro ve makro organizmalar.

28 Mikrobiyomiks

29

30

31

32

33 Makrobiyomiks

34 Biome

35

36 Bataklık Sivrisinek Malarya Orak hücreli anemi Anemiklerin yaşamda kalması Tarım ilacı Toplumun fertlerinin kaybı Yeni hastalıklar Isı Nem

37 Karşımızda trilyonlarca veriyi kapsayan bir alan var.

38 Bu gün bu verileri analiz edebilecek sofware’lere ihtiyaç var ve bir Pazar oluşmuş durumda.

39 Bugün kağıt kalemle bir sayının karekökünü hesaplamayı yada logaritma ile üstlü denklemleri çözmeyi aklımızdan bile geçirmiyoruz.

40 Hesap makinesi yada bilgisayarımız bu hesaplamaları saniyeden çok daha kısa bir zamanda yapıyor.

41 Artık tüm istatistiği excell gibi basit bir programla hepimiz yapıyoruz ve farkında olmuyoruz.

42 İşte sistem biyolojisinin getirdiği programlar ve database’ler sayesinde öğrenci yada hekim hissetmeden bunları kullanacak. Proteinlerin adlarını bile aklında tutmaya çalışmayacak.

43 Hepatosplenomegaliye yol açan hastalıklarının tanısı için gerekli testler sizin tek tek yazmanıza gerek kalmadan bulgularınızı yazmanız yetecek CIS laboratuarın LIS sistemine girerek istekte bulunacak.

44 Klinisyenin binlerce hastalığın tanısı için binlerce testi ezberinde tutması gerekmeyecek.

45 Bu da dahiliye branşlarında aşırı uzmanlaşmayı engelleyerek hastanın çok sayıda basamaktan geçerek tanısının konulması yerine tek adımda tanısının konmasını temin edecektir.

46 Bütün bu imkanlar, öngürüsel (prediktif), koruyucu (prevantif) ve kişiye özgü (personalize) tıbbın gelişmesine yol açacaktır.

47 Önce düşünce, sonra teknik!

48 Aynı anda elinize geçen 6 milyon verinin analizini yapmak için hazır teknikler var mı?

49 Microarray Panel The Microarray Panel displaying marker values for selected array.

50 Color Mosaic The Color Mosaic component displaying selected arrays, group designation and marker names.

51 Expression Profile Expression Profile plotting values for selected markers and arrays.

52 Hierarchical Clustering Dendrogram displays the results of the Hierarchical clustering analysis.

53 SOM Clustering Self Ordered Map clustering results are displayed as series of expression profiles corresponding to discovered groupings.

54 Scatter Plot Compare multiple markers or arrays with the standard Scatter Plot analysis.

55 Volcano Plot The Volcano Plot shows the results of a T Test analysis.

56 caBIO Pathway Using a connection to caBIO, pathway diagrams can be retrieved and displayed.

57 Reverse Engineering Use the ARACNE algorithm to reverse engineer the underlying gene regulatory network.

58 Pattern Discovery Use the SPLASH algorithm to discover sparse amino or nucleic acid patterns in a loaded sequence.

59 BLAST Queries The BLAST panel runs queries against the Paracel Blast machine running at the Columbia Genome Center.

60 Cytoscape Use the Cytoscape network visualization to view the reverse engineered regulatory network.

61 Cytoscape nedir? Cytoscape şu anda ücretsiz topluma açık bir biyoinformatik kaynaktır. Bu platformda bilinen tüm moleküler interaksiyonlar, bilinen tüm biyolojik pathway’ler ve gen ekspresyon profilleri bulunmakta ve bir noktadan bütün sistemin bağlantılarını bulabiliyorsunuz.

62

63 Sonuç olarak Hedef 1’de Geleceğin Laboratuvar Teknolojilerini Yakalamak ve Üreticilerinden biri olmak amaçlanmıştır.

64 Geliştirilmesi Hedeflenen Ürün/Teknoloji Teknik Özellikleri ve Metriği
Geliştirilmesi hedeflenen ürünler, teknolojiler, teknik özellikleri ve metrikleri: Geliştirilmesi Hedeflenen Ürün/Teknoloji Teknik Özellikleri ve Metriği Doğum öncesi ve sonrası tarama ve tanı kit/cihaz/yazılımlarının geliştirilmesi 1-Minimal invaziv yöntemlere uygun olmalı. 2 Konvansiyonel testlere göre özgünlük, duyarlılık ve doğruluk oranı daha yüksek olmalı 3 Gebeliğin erken dönemlerinde yapılabilmeli 4 Mevcut testlere göre daha avantajlı olmalıdır (aynı anda çoklu parametre çalışabilmeli, daha hızlı ve daha ucuz yapabilmeli).

65 Geliştirilmesi Hedeflenen Ürün/Teknoloji Teknik Özellikleri ve Metriği
Biyolojik örneklerden nükleik asit veya protein ayrıştırması, saflaştırması veya analizinde kullanılacak ekipman, cihaz ve kitler Mevcut ekipman ve cihazların otomatize, basit ve kullanıcı dostu haline getirilmesi Nükleik Asit Ekstraksiyon Cihazı: Örnek sayısı, DNA saflaştırılması yöntemleri, izolasyon süresi gibi teknik özellikler için uygun değerlere sahip olması

66 Geliştirilmesi Hedeflenen Ürün/Teknoloji Teknik Özellikleri ve Metriği
Gerçek-Zamanlı PCR Cihazı: Bu cihazların ölçebildiği dalga boyu (filtre) sayısı, örnek sayısı, ısıtma soğutma ve lineer ölçüm aralığı gibi teknik özelliklerinin uygun değerlere sahip olması. Fragman Analizi ve DNA Dizileme Cihazı: Ölçebildiği dalga boyu (filtre) sayısı, örnek sayısı ve hassasiyeti gibi teknik özellikler için uygun değerlere sahip olması. HPLC, LC-MS/MS Cihazlar planlanmalıdır.

67 Geliştirilmesi Hedeflenen Ürün/Teknoloji Teknik Özellikleri ve Metriği
Bakteri, virüs, fungal ve paraziter etkenleri saptamaya yönelik kitler Kan bankacılığında kullanılmak üzere hepatit B, hepatit C ve HIV virüslerini tek tüpte tayin edebilen ve yüksek miktarlarda örneklerle çalışabilen otomatize teşhis kitleri Kan ve diğer dokulardan mikroorganizmaların miktarsal tayinlerinin yapılabilmesi

68 HEDEF 1-Teknolojik Boşluklar
Bu kitlerin beraber çalışacağı cihazların eksikliği sistem maliyetini artırıyor ve rekabeti olumsuz engelliyor. Biyolojik örneklerden nükleik asit veya protein ayrıştırması, saflaştırması veya analizinde kullanılacak ekipman ve cihazlar ülkemizde geliştirilmiyor ve tıbbı tanı kitleri değer zincirinin oluşmasına engel oluyor. Bu durumun çözülmesi kritiktir. Bu ürünlerin biyomedikal cihazlar ile koordineli olarak (ortak) çağrılara çıkması uygun olacaktır. Tıbbı tanı kitleri ile birlikte kullanılmak üzere geliştirilmesi öncelik taşıyan ürünler yukarıda belirtilmiştir. Bu ürünler olmadan geliştirilecek kitlerin pazarlama aşamasında darboğaza neden olmaktadır. Bütüncül olarak değer zincirine bakılması gerekiyor. Toplumumuza yönelik genetik varyasyon/mutasyon veri tabanının olmaması. Kamu tedarik sisteminin yerli tıbbı tanı kitleri lehine istemler içermemesi. Ülkemizde kalite belgelendirme hususunda kurum/kuruluş bulunmaması; uluslararası kuruluşlara başvurunun maliyeti arttırması. Sertifikalı referans malzeme üretilmemesi, kontrol materyali üretilmemesi, ve kalibratör cihazların üretilmemesi ve kalibratör cihazların kalibrasyonlarını yapacak merkezlerin olmaması .

69 Hedefe giden adımlar Alt hedefler:

70 Adımlar/alt hedefler Hedeflenen Somut Çıktılar Yıllar
Kilometre Taşı 1: Saptanması hedeflenen parametrelere yönelik vakalara ait örneklerin toplanması, analiz edilmesi ve Ulusal veri tabanlarının oluşturulması. Hedef markörlerin belirlenmesi Örnek havuzunun oluşturulması Hedef Kitle: Kamu Araştırma Enstitüleri/Üniversite* *Örneklerin toplanacağı kurumlarla işbirliği yapılması gerekmektedir.

71 Adımlar/alt hedefler Hedeflenen Somut Çıktılar Yıllar
Kilometre Taşı 2: Markörlere yönelik kit/cihaz/yazılım tasarımlarının yapılması . Reçeteler, hammaddeler, formülasyon, şemalar, vb. Hedef Kitle: Özel Sektör/Kamu Araştırma Enstitüleri/Üniversiteler

72 Hedeflenen Somut Çıktılar Test aşaması ve optimizasyon
Adımlar/alt hedefler Hedeflenen Somut Çıktılar Yıllar Kilometre Taşı 3: Test aşaması ve optimizasyon . Ara ürün (yazılım, kit ve cihaz dahil) Hedef Kitle: Özel Sektör/Kamu Araştırma Enstitüleri/Üniversiteler

73 Hedeflenen Somut Çıktılar
Adımlar/alt hedefler Hedeflenen Somut Çıktılar Yıllar Kilometre Taşı 4: Ürün validasyonu (gerçek klinik örneklerle test ve mevcut yöntemlerle karşılaştırılması) . Prototip ürün (yazılım, kit ve cihaz dahil) Hedef Kitle: Özel Sektör/Kamu Araştırma Enstitüleri/Üniversiteler

74 Hedeflenen Somut Çıktılar
Adımlar/alt hedefler Hedeflenen Somut Çıktılar Yıllar Kilometre Taşı 5: Geliştirilen klinik biyokimya, hormon, metabolizma kitleri için gerekli olan referans malzemelerin ve kontrol materyallerinin üretilmesi ve sertifikalandırılması. Sertifikalı referans ve kontrol materyallerinin üretilmesi Hedef Kitle: Özel Sektör

75 Adımlar/alt hedefler Hedeflenen Somut Çıktılar Yıllar
Kilometre Taşı 6: Ürünün belgelendirilmesi süreçleri Belgelendirilmiş ürün (yazılım, kit ve cihazlar) Hedef Kitle: Özel Sektör

76 Adımlar/alt hedefler Hedeflenen Somut Çıktılar Yıllar
Kilometre Taşı 7: Ürünün seri üretim teknolojilerinin geliştirilmesi Scale-up, Ticari ürün 2020 Hedef Kitle: Özel Sektör

77 Hedef-2 Bugünün biyokimya, hormon, metabolizma, seroloji ve mikrobiyoloji alanlarındaki laboratuvar teknolojilerini yakalamak

78 Hedef 2’nin Ana Felsefesi Şudur
Bu gün biyokimya, hormon, metabolizma, seroloji ve mikrobiyoloji alanlarında uygulanan teknolojiler ve ticari ürünlerin aynılarını taklit etme, yan sanayiini kurma ve daha iyilerini geliştirerek ulusal ve global piyasalarda yer edinme.

79 Yani bu günü yakalamak.

80 Hedef 2’nin İfadesi Biyokimya, hormon, metabolizma, seroloji ve mikrobiyoloji alanlarında tanı kitleri, cihazlar, yazılımlar ve referans materyallerinin geliştirilmesi ve üretilmesi.

81 Sektör hakkında biraz bilgi vermek ve benim ne yaptığımı kısaca anlatmak istiyorum

82 Laboratuar Sektörü

83 Hospital Labs, Regional Labs, Reference Labs & Mega Lab Networks
Laboratories changed from small individual labs to the mega reference laboratory industry Hospital Labs, Regional Labs, Reference Labs & Mega Lab Networks GenCyte

84 The Clinical Reference Lab Industry (USA)
The world clinical reference laboratory business is estimated at > billion $ There are roughly 10,000 hospital-based laboratories in the USA 4,500 commercially owned laboratories 90,000 doctor-owned laboratories Molecular Diagnostics & Specialized testing growing at the rate of 30-45%/year worldwide The US & world market is dominated by 7-8 networked companies such as Quest, LabCorp, Diagnostics & others GenCyte

85 Reference Lab Networks in the USA
Laboratory Medicine in USA is an integral part of healthcare and currently constitutes $ 33.0 Billion per year worldwide. This service (blood, body fluid & tissue based tests) is provided by labs in hospitals, clinics, doctors offices and privately operated commercial labs The Commercial labs worldwide control a major part of the business The Service Labs are supported by a multi billion dollar DIAGNOSTICS INDUSTRY that provides the service labs with testing kits, instrumentation, automation, liquid reagents etc. This industry does about $ 22.0 billion per year GenCyte

86 Laboratory Revenues Overall, LabCorp & Quest control 26% of the USA laboratory market Quest Revenues : >$ 11 Billion LabCorp Revenues: >$ 8 Billion Regional Labs have revenues of $ 4.0 to $ 10 million Niche Labs (Specialized) –between $ 50 to $200 million Doctor’s office labs have revenues of $ 500 K to $ 2.0 million Profit margins are ~10% for routine work & 20-40% for Esoteric work GenCyte

87 Niche Labs 30-35% of revenues at LabCorp & Quest Diagnostics coming from Specialized Testing Specialty Laboratories ($ 1 Billion/year) ARUP ($200 Million) MRL ($ 180 Million) Impath ($ 280 Million) Another 90 plus performing specialized tests only There are also over 100 labs that provide clinical trials support GenCyte

88 Specialized Testing Laboratories in USA
LabCorp, NJ Quest Diagnostics, NJ Specialty Labs, CA ARUP, UT MRL, CA Dianon, CT US Path Lab, CA Genzyme Genetics, NM Myriad Genetics, UT Esoterix, NY Impath, NY Lifecodes, CT GeneScreen, TX AML, VA Athena Diagnostics, MA Bio-Ref Labs, NJ Mayo Med Labs, MN Johns Hopkins Labs, MD ClinCyte JV labs will incorporate many of the same features but will have a lower cost basis GenCyte

89 Worldwide 40% of the tests bring in 80% of the profits
Profit Margins for Routine Tests are lower while Specialized Tests have margins of 20-40% GenCyte

90 CLASSES OF TESTS Lowest Margins Class I: CBC/Diff, Blood Chemistry, Urinalysis, serology, Routine Endocrinology (T3/T4) Class II: Immunoassays, Blood Grouping Special Chemistry, PAP Smears, Blood/BM Smears, Urine Cytology Class III: Allergy Testing ,HPLC, GC/MS, LC-MS/MS, Flow Cytometry, Specialized Immunoassays,Specialized Stains, Breast & Other Tumor Pathology, DNA blot assays Class IV: Chromosome Studies, FISH, HLA-testing, PCR Tests, DNA Sequencing, Drug Resistance (DNA/PCR) , Cord Blood & BM Testing Highest Margin GenCyte

91 Requirements of the Clinical Chemistry Laboratories are Changing

92 Immunoassays + LC-MS/MS +++ Immunoassays ++++ LC-MS/MS + Immunoassays + LC-MS/MS +++ Immunoassays ++++ LC-MS/MS + Immunoassays + LC-MS/MS +++ Immunoassays ++++ LC-MS/MS +

93

94 How can you compare immunoassays to LC-MS/MS? For example Cylosporine!
Reference: James C. Ritchie, PhD Emory University Hospital Core & Special Chemistry Laboratories

95 Reference: James C. Ritchie, PhD Emory University Hospital Core & Special Chemistry Laboratories

96 Reference: James C. Ritchie, PhD Emory University Hospital Core & Special Chemistry Laboratories

97 Reference: James C. Ritchie, PhD Emory University Hospital Core & Special Chemistry Laboratories

98 Reference: James C. Ritchie, PhD Emory University Hospital Core & Special Chemistry Laboratories

99 IMMUNOASSAY methods are determine not only Cylosporine itself, but determine also Cylosporine metabolites.

100

101 Cylosporine has at least 30 metabolites
At least 30 metabolites (hydroxylated, demethylated, cyclized, and oxidative by-products) have been identified. •Metabolites AM1 and AM9 have approx. 14 to 16% of the activity of the parent drug (in the MLC assay). Little is known about the activity of other metabolites. •The above two metabolites are seen at 150 and 75% concentrations relative to the parent drug at steady state in kidney transplant patients.

102 The current recommendation for CsA monitoring is to analyze true concentrations of the drug in EDTA whole blood using a specific methods. Monitoring of the metabolites is not currently recommended. (Oellerich et al, Consensus Conference on CsA Monitoring in Organ Transplantation:report of the consensus panel. Ther. Drug Monit. 1995, 17: )

103 Gold method is LC-MS/MS !

104 I myself developed very esay, very fast and low price Jasem™ LC-MS/MS kit for determination of the 4-different immunosuppressants in one run.

105

106

107

108

109 Our method

110

111

112

113

114

115

116 Reasons for moving CsA Testing to Jasem LC-MS/MS Assay
Quick and easy sample preparation time 5.5 minutes Lower cost sample preparation step Shortest run time with 4.5 minutes Use of only one standard HPLC system and one column Allows the quantification of the main drug independently from its metabolites Method is more specific and sensitive than standard immunoassay methods

117 What about Vitamin D?

118 Distribution of vitamin D
Ergocalciferol (vitamin D2) found in plants, and cholecalciferol (vitamin D3) found in animal tissues, are sources of preformed vitamin D activity. Ergocalciferol and cholecalciferol differ chemically only in the presence of an additional double bond and methyl group in the plant sterol.

119

120

121

122 Immunoassay methods and competitive protein-binding assays some times make a mistake because of non-specific bindings and solubility of analytes. 25OH-Vitamin D3 determination is one of the good example for to show difficulties of ligand binding methods in clinical chemistry practice.

123 1- All ligand-binding assays of 25OH-VitD3 cannot differentiate between 25OH-VitD2, 25OH-VitD3 and also C3 epimers of 25OH-VitD Test performs in aqueous environment, OH-VitD2 and 25OH-VitaD3 are poorly soluble in water and cause imprecision. Although manual extraction methods can solve this solubility problems, but cause increased imprecision also When compare results between different assays, even between the same assays, some times there is 31% analytical error.

124

125

126

127

128

129

130

131 We developed a new method based on LC-MS/MS
We developed a new method based on LC-MS/MS. Jasem™ LC-MS/MS method is differentiate 25OH-VitD2, 25OH-VitD3 and also C3 epimers.

132

133

134 No need for sample extraction, sample preparation is easy and takes only 5.5 minutes, lower cost than other reference methods.

135

136 Runtime is 5 min.

137

138 Linearity is perfect

139

140

141

142 Excellent repeatability typically RSD lower than 1%
Excellent repeatability typically RSD lower than 1%. No need to use labeled internal standard (no matrix effect, no ion suppression). As a result, our method is first methos is satisfy all needs of the high-throughput clinical laboratories.

143

144

145

146 Şimdi bu yol haritasında ne demek istediğimizi daha iyi anlatabilirim.

147 Geliştirilmesi Hedeflenen Ürün/Teknoloji Teknik Özellikleri ve Metriği
Geliştirilmesi hedeflenen ürünler, teknolojiler, teknik özellikleri ve metrikleri: Geliştirilmesi Hedeflenen Ürün/Teknoloji Teknik Özellikleri ve Metriği Klinik biyokimya, hormon, metabolizma kitleri ve cihazları Fotometrik, HPLC, GC-MS, LC-MS/MS, TOF MS vb yöntemlerle kit ve/veya cihaz geliştirilmesi Lantanit şelatlar, özel izotopik kimyasallar gibi sinyali artırarak duyarlılığı geliştiren özellikli kimyasalların kullanımı

148 Geliştirilmesi Hedeflenen Ürün/Teknoloji Teknik Özellikleri ve Metriği
“Bead” tabanlı malzeme kullanan kit ve cihazların geliştirilmesi Kitlerin yapıtığı ölçüm sonuçlarının ölçüm belirsizliği uluslararası kabul görmüş sınırlar içerisinde olmalıdır Cihazların yaptığı ölçümlerde tekrarlanabilirlik değerleri uluslararası kabul görmüş sınırlar içerisinde olmalı Kitler uluslararası standartlar (IVD, CE) alabilecek nitelikte olmalıdır.

149 Geliştirilmesi Hedeflenen Ürün/Teknoloji Teknik Özellikleri ve Metriği
Mikrobiyoloji, seroloji kitleri ve cihazları İmmünoassay tabanlı kit ve cihazlar DNA ve aptamer teknolojilerini kullanan mikrobiyoloji kitleri Yeni teknolojiler (mikrokanal vb) ile hızlı ölçüm yapan cihazlar Kitlerin ölçüm belirsizliği uluslararası kabul görmüş sınırlar içerisinde olmalı Cihazların yaptığı ölçümlerde tekrarlanabilirlik değerleri uluslararası kabul görmüş sınırlar içerisinde olmalı Kitler uluslararası standartlar (IVD, CE) alabilecek nitelikte olmalıdır.

150 Referans ve kontrol materyallerinin üretimi
Geliştirilmesi Hedeflenen Ürün/Teknoloji Teknik Özellikleri ve Metriği Referans ve kontrol materyallerinin üretimi SI birimi “mol”e izlenebilir sertifikalı referans malzemeleri üretilmesi İzlenebilir çalışma standartlarının (kontrol materyalleri) üretilmesi ve uluslararası standartlara uygun olması

151 HEDEF 2-Teknolojik Boşluklar
Özellikli kimyasal, antijen, peptit, enzim, antikor gibi ara ürünlerin yeterince üretilemiyor olması; yeni yöntem ve teknolojilerin bu maddelere gereksinim duyması Dünya genelinde biyokimya, mikrobiyoloji, seroloji gibi alanlarda ölçümlerin doğruluğunu ve güvenirliğini arttırmak için yeterli sayıda referans malzeme olmaması Bu referans malzemelere ilaveten üretici firmaların dışa bağımlılığını önlemek için gerekli çalışma standartları ve kalite kontrol malzemelerinin de üretilmesi ve sertifikalandırılmasının ülkemizde yapılamaması Ülkemizde tıbbi tanı kitleri ve cihazlarının geliştirilmesi ve üretilmesi için yan sanayinin olmaması Floresan rezonans enerji transferi (FRET), kütle spektrometri (MS) gibi gelişmiş teknolojilerin eksikliği Lantanit şelatlar, izotoplar gibi kimyasalların eksikliği

152 Klinik biyokimya, hormon, metabolizma kitleri ve cihazları için Hedefe giden adımlar
Alt hedefler:

153 Hedeflenen Somut Çıktılar Kitler ve Cihazlar Konusunda Bilgi Birikimi
Adımlar/alt hedefler Hedeflenen Somut Çıktılar Yıllar Kilometre Taşı 1: Klinik biyokimya, hormon, metabolizma kitleri, tanı kitleri ve cihazları alanında üniversitelerde ürüne yönelik araştırma çalışmaları yapılması ve bunların özel sektör ile uygulamaya geçirilmesi Kitler ve Cihazlar Konusunda Bilgi Birikimi Hedef Kitle: Kamu Araştırma Enstitüleri/Üniversite

154 Hedeflenen Somut Çıktılar Özellikli kimyasal/ Ara Madde Geliştirilmesi
Adımlar/alt hedefler Hedeflenen Somut Çıktılar Yıllar Kilometre Taşı 2: Kitlerde kullanılmak üzere kimyasal, peptit, antikor, izotop veya ara maddelerin geliştirilmesi . Özellikli kimyasal/ Ara Madde Geliştirilmesi Hedef Kitle: Özel Sektör/Kamu Araştırma Enstitüleri/Üniversiteler

155 Adımlar/alt hedefler Hedeflenen Somut Çıktılar Yıllar
Kilometre Taşı 3: Geliştirilen klinik biyokimya, hormon, metabolizma kitleri için gerekli olan referans malzemelerin ve kontrol materyallerinin üretilmesi ve sertifikalandırılması. Sertifikalı referans ve kontrol materyallerinin üretilmesi Hedef Kitle: Özel Sektör/Kamu Araştırma Enstitüleri/Üniversiteler

156 Hedeflenen Somut Çıktılar
Adımlar/alt hedefler Hedeflenen Somut Çıktılar Yıllar Kilometre Taşı 4: Geliştirilen kimyasal ve ara maddelerin kullanılarak prototip klinik biyokimya, hormon, metabolizma kitleri ve cihazlarının geliştirilmesi. Klinik biyokimya, hormon, metabolizma kitleri ve cihazlarının geliştirilmesi Hedef Kitle: Özel Sektör/Kamu Araştırma Enstitüleri/Üniversiteler

157 Mikrobiyoloji, seroloji kitleri ve cihazları için Hedefe giden adımlar
Alt hedefler:

158 Hedeflenen Somut Çıktılar Kitler ve Cihazlar Konusunda Bilgi Birikimi
Adımlar/alt hedefler Hedeflenen Somut Çıktılar Yıllar Kilometre Taşı 1: Mikrobiyoloji, seroloji kitleri ve cihazları tanı kitleri ve cihazları alanında üniversitelerde ürüne yönelik araştırma çalışmaları yapılması ve bunların özel sektör ile uygulamaya geçirilmesi. Kitler ve Cihazlar Konusunda Bilgi Birikimi Hedef Kitle: Kamu Araştırma Enstitüleri/Üniversite

159 Adımlar/alt hedefler Hedeflenen Somut Çıktılar Yıllar
Kilometre Taşı 2: Kitlerde kullanılmak üzere spesifik antikorların geliştirilmesi ve küçük ölçekli üretilmesi. Spesifik antikor geliştirilmesi ve küçük ölçekli üretimi Hedef Kitle: Özel Sektör/Kamu Araştırma Enstitüleri/Üniversiteler

160 Hedeflenen Somut Çıktılar Sertifikalı referans ve kontrol materyalleri
Adımlar/alt hedefler Hedeflenen Somut Çıktılar Yıllar Kilometre Taşı 3: Geliştirilen mikrobiyoloji, seroloji kitleri için gerekli olan referans malzeme ve kontrol materyallerinin üretilmesi ve sertifikalandırılması. Sertifikalı referans ve kontrol materyalleri Hedef Kitle: Özel Sektör/Kamu Araştırma Enstitüleri/Üniversiteler

161 Adımlar/alt hedefler Hedeflenen Somut Çıktılar Yıllar
Kilometre Taşı 4: Geliştirilen kimyasal ve ara maddelerin kullanılarak prototip mikrobiyoloji, seroloji kitleri ve cihazlarının geliştirilmesi . Prototip mikrobiyoloji, seroloji kitleri ve cihazları Hedef Kitle: Özel Sektör/Kamu Araştırma Enstitüleri/Üniversiteler

162 Referans ve kontrol materyallerinin üretimi için Hedefe giden adımlar
Alt hedefler:

163 Hedeflenen Somut Çıktılar
Adımlar/alt hedefler Hedeflenen Somut Çıktılar Yıllar Kilometre Taşı 1: Sertifikalı Referans Malzeme Üretimi alt yapısının kurulması ve izlenebilirliğin sağlanması (sürekli süreç) Hedef Kitle: Kamu Araştırma Enstitüleri/Üniversite

164 Hedeflenen Somut Çıktılar Sertifikalı referans ve kontrol materyalleri
Adımlar/alt hedefler Hedeflenen Somut Çıktılar Yıllar Kilometre Taşı 2: Çalışma standartları ve kontrol materyallerinin üretiminin büyük ölçekte yapılması ve sertifikalandırılması . Sertifikalı referans ve kontrol materyalleri Hedef Kitle: Özel Sektör/Kamu Araştırma Enstitüleri/Üniversiteler

165 Adımlar/alt hedefler Hedeflenen Somut Çıktılar Yıllar
Kilometre Taşı 3: Standart saf maddelerin sentezi ve sertifikasyonu (sürekli süreç) Hedef Kitle: Özel Sektör/Kamu Araştırma Enstitüleri/Üniversiteler

166 Bugünün laboratuvar teknolojileri
Hedef-3 Bugünün laboratuvar teknolojileri

167 Hedef 3’ün Ana Felsefesi Şudur
Bu gün histopatoloji, sitoloji ve akış sitometri kitleri alanlarında uygulanan teknolojiler ve ticari ürünlerin aynılarını taklit etme, yan sanayiini kurma ve daha iyilerini geliştirerek ulusal ve global piyasalarda yer edinme.

168 Yani bu günü yakalamak.

169 Hedef 3’ün İfadesi Histopatoloji, sitoloji ve akış sitometri kitleri, bu alana hizmet eden cihazlar ile hematoloji kitleri ve cihazları, bunlara ait yazılımlar ve tüm bu kalemlere ait referans materyallerinin araştırılması, geliştirilmesi ve üretilmesi.

170 Geliştirilmesi hedeflenen ürünler, teknolojiler, teknik özellikleri ve metrikleri:
Geliştirilmesi Hedeflenen Ürün/Teknoloji Teknik Özellikleri ve Metriği Histopatoloji, sitoloji ve akış sitometri kitleri, cihazlar Antijen belirleme ve belirlenen antijenlere bağlanan enzim ya da floresan boyalarla işaretli antikor ya da peptit esasına dayanan kitlerin üretimi için antijen saflaştırma, antikor üretme ya da “phage display” gibi protein mühendisliği ile peptit üretme esasına dayanan teknolojiler Özellikli kimyasallar (yeni boyalar, yeni floresan problar, “quantum dot”) ile yeni işaretleme teknikleri.

171 Geliştirilmesi Hedeflenen Ürün/Teknoloji Teknik Özellikleri ve Metriği
Nitelikli antikor adı verilen özel antikorlar, biyolojik olarak floresans veren proteinler (GFP gibi) Histopatoloji ve sitolojide boyama ve örnek hazırlamada kullanılmak üzere akıllı robotik sistemler Ölçüm belirsizliği uluslararası kabul görmüş sınırlar içerisinde üretilen kitler Tekrarlanabilirliği uluslararası kabul görmüş (IVD, CE) sınırlar içerisinde olan kitler ve cihazlar.

172 Geliştirilmesi Hedeflenen Ürün/Teknoloji Teknik Özellikleri ve Metriği
Hematoloji kitleri ve cihazları Kan sayım cihazları için; volumetrik empedans ve akış sitometrik yöntemleri birlikte içeren teknoloji Ölçüm belirsizliği uluslararası kabul görmüş sınırlar içerisinde üretilen kitler Tekrarlanabilirliği uluslararası kabul görmüş(IVD, CE) sınırlar içerisinde olan kitler ve cihazlar Seri bir şekilde çalışan kan sayım aletleri, hücrelerin fotoğraflarını çeken, imaj analizi yapan sistemler için boyama robotları.

173 HEDEF 3-Teknolojik Boşluklar
1. Rekombinant antijen ve antikor üretme teknolojileri, 2. Akış sitometrik ve lazer sistemlerin üretilmesi 3. Gelişmiş robotik teknolojileri Konu ile ilgili yukarıdaki teknolojilerin geliştirilmesi ülkemize rekabet avantajı sağlayacaktır. Ayrıca geliştirilen teknolojiler farklı alanlarda(aşı, ilaç, kişiye özel tedaviler) da kullanım imkânı sağlayacaktır.

174 Klinik biyokimya, hormon, metabolizma kitleri ve cihazları için Hedefe giden adımlar
Alt hedefler:

175 Hedeflenen Somut Çıktılar Kitler ve Cihazlar Konusunda Bilgi Birikimi
Adımlar/alt hedefler Hedeflenen Somut Çıktılar Yıllar Kilometre Taşı 1: Histopatoloji, sitoloji, akış sitometri ve hematoloji kitleri ve cihazları alanında üniversitelerde ürüne yönelik araştırma çalışmaları yapılması ve bunların özel sektör ile uygulamaya geçirilmesi. Kitler ve Cihazlar Konusunda Bilgi Birikimi Hedef Kitle: Özel sektör Kamu Araştırma Enstitüleri/Üniversite

176 Adımlar/alt hedefler Hedeflenen Somut Çıktılar Yıllar
Kilometre Taşı 2: Kitlerde kullanılmak üzere rekombinant antijen ve antikor üretimi. Protein mühendisliği, antijen ve antikor üretimi gerçekleştirilmesi Hedef Kitle: Özel Sektör/Kamu Araştırma Enstitüleri/Üniversiteler

177 Adımlar/alt hedefler Hedeflenen Somut Çıktılar Yıllar
Kilometre Taşı 3: Geliştirilen kitler için gerekli olan referans malzeme ve kontrol materyallerinin üretilmesi ve sertifikalandırılması. Sertifikalı referans ve kontrol materyallerinin üretilmesi Hedef Kitle: Özel Sektör

178 Hedeflenen Somut Çıktılar
Adımlar/alt hedefler Hedeflenen Somut Çıktılar Yıllar Kilometre Taşı 4: Geliştirilen ara maddelerin kullanılarak prototip histopatoloji, sitoloji, akış sitometri ve hematoloji kitleri, cihazların ve görüntülemeye özel yazılımların geliştirilmesi. Histopatoloji, sitoloji, akış sitometri ve hematoloji kitleri ve cihazlarının geliştirilmesi Görüntü prosesi, saklama, imaj analizleri, kan sayımı ve formül yapmaya yönelik yazılımların hazırlanması. Hedef Kitle: Özel Sektör

179 Farmakogenetikte bugünün ve geleceğin laboratuvar teknolojileri.
Hedef-4 Farmakogenetikte bugünün ve geleceğin laboratuvar teknolojileri.

180 Hedef 4’ün Ana Felsefesi Şudur
Bu gün kanser tedavisi için hangi ilacın etkin olabileceğine ilişkin bilgiler ülkelerin ekonomilerine çok büyük bir katkılar yapmaktadır. Biz bu alanda ulusal bile kalsak ülkemizi çok kazandırırız.

181 Yani bu günde geleceği yakalamak.

182 Farmakogenomiks İlaçları metabolize eden Cyp450 Enzimleri her insanda
birbirlerinden Farklılık gösterebilir. Farmakogenomiks

183 Farmakogenomiks kişinin genetik özelliklerine göre doz seçimini sağlar
İnsanlar aynı ilaç için; Responder Non-responder Toksik responder olabilir.

184 İLACI NORMAL ÖLÇÜLERDE METABOLİZE EDENLER
- İlaçları parçalayan enzimleri kodlayan genler bu hastalarda herkeste bulunan bilinen gen tipinden farklı değildir. - Standard doz tedavi için yeterli olacaktır.

185 İLACI ÇOK AZ METABOLİZE EDENLER (POOR METABOLISERS, PMs)
- İlaçları parçalayan enzimleri kodlayan genler bu hastalarda farklı olduğu için enzim daha yavaş çalışmakta . İlaç parçalanmadığı için kanda çok yüksek seviyelere çıkmaktadır. Yani standard tedavi dozları bu hastaları zehirleyecektir. Yan etkilerden ötürü hastaneye yatan hastalar çoğunlukla ilacı çok az metabolize eden toksik responder’lardır. Toksik responder

186 İLACI HIZLA METABOLİZE EDENLER (ULTRA RAPID METABOLIZERS UMs)
Non responder İlaçları parçalayan enzimleri kodlayan genler bu hastalarda farklı olduğu için bu genlerin eksprese ettiği enzimler de ilacı hızla parçalamaktadır. Standard doz tedavi için yetmeyecektir. Bu hastalar için daha yüksek dozlar gereklidir.

187 KLİNİK SONUÇLARI İLACI METABOLİZE EDEN GENLERİN ÖZELLİKLERİ BELİRLER
Poor Metabolizer Ultra-Metabolizer Normal cevaplar Toksisite Azalmış cevap

188 1.Faz ilacın detoksifikasyonu
2.Faz konjügasyon ve atılma It is important to mention, that the total number of our biotransformation xenobiotic metabolizing enzymes, and, therefore, metabolic genes is only about 50, including main approximately 20 metabolic markers. However, polymorphic effects of these genes determine the variability of our metabolic capacities, like drug metabolism and susceptibility to environmentally induced pathologies.

189 İLAÇLARI METABOLIZE EDEN ENZİMLER
(METABOLİK GENLER) İlaçların Cytochrome P A4 = 58%’si Cytochrome P D6 = 20%’si Cytochrome P C9 = 18%’si Cytochrome P A2 = 2%’si Cytochrome P E1 = 2%’sini metabolize eder Main drug metabolizing enzymes include: CYP3A4, which metabolises about 58% of all drugs CYP2D6 – is responsible for metabolism of 20% of known drugs CYP2C9 – 18% CYP1A2 and CYP2E1– 2% for each -

190 Farmakogenetik ve etnisite
Adapted from Evans and Relling (1999) Farmakogenetik ve etnisite

191 CYP2C ve Etnisite Japon USA Avrupa CYP2C poor metabolizers 20% 5% 5%
____________________________________________________ Omeprazole mg mg mg Propranolol mg mg mg Diazepam mg mg mg

192 Anxiolytic (diazeapam) CYP2D6, CYP3A4
Hastalıklar İlaçlar Genotipler Ağrı Codeine CYP2D6 Ethylmorphine Kardiyovask. Warfarin CYP2C9 GI Omeprazole (long term) CYP2C19 Astma Leuktr inhibitors ALOX b2 adrenerg rec Gly 16 b2 rec Kanser Mercaporpurines TPMT Irinotecan UGT1A1 Tamoxifen CYP2D6 Psikiyatri Antidepressants CYP2D6, 5HT-tr Anxiolytic (diazeapam) CYP2D6, CYP3A4

193 Hedef 4’ün İfadesi 2018 yılına kadar kanser tedavisi öncesi gerekli olan ilaç direnç varyasyon/mutasyonlarının saptanması ve farmakogenetik test kitlerinin geliştirilmesi; 2020 yılına kadar klinik testlerinin yapılması ve gerekli araştırmaların tamamlanması

194 Geliştirilmesi Hedeflenen Ürün/Teknoloji Teknik Özellikleri ve Metriği
Geliştirilmesi hedeflenen ürünler, teknolojiler, teknik özellikleri ve metrikleri: Geliştirilmesi Hedeflenen Ürün/Teknoloji Teknik Özellikleri ve Metriği Tedavi belirleyici genetik varyasyon ve mutasyonları saptamaya yönelik kit/cihaz ve yazılımlar Yeni nesil dizileme teknikleri ve buna benzer yeni teknolojileri kullanmalı Yeni varyasyon/mutasyonlar kolaylıkla eklenebilir olmalı Konvansiyonel testlere göre özgünlük, duyarlılık ve doğruluk oranı kabul edilebilir olmalı.

195 Geliştirilmesi Hedeflenen Ürün/Teknoloji Teknik Özellikleri ve Metriği
Kanser tanısı, teşhis ve tedavinin takibinde kullanılabilecek gen ekspresyonu kit ve cihazların geliştirilmesi ve üretimi Kanser ile ilgili genlerdeki değişiklikleri belirleyebilme.

196 HEDEF 4-Teknolojik Boşluklar
Bazı kanser tiplerinde ailesel geçiş ve tedavi ile ilişkili varyasyon/mutasyonların saptanmasını tümüyle birlikte ortaya koyan yazılımların bulunmaması. Toplumumuza yönelik genetik varyasyon/mutasyon veri tabanının olmaması. Hasta ve örnek kayıtlarının yetersiz ve düzensiz olması. Örnek alınma ve saklanma koşullarında yetersizlik ve uygunsuzluklar.

197 Hedefe giden adımlar Alt hedefler:

198 Hedeflenen Somut Çıktılar
Adımlar/alt hedefler Hedeflenen Somut Çıktılar Yıllar Kilometre Taşı 1: Ülkemize özgü kanser varyasyon/mutasyonların saptanması ve bu kanser türlerindeki ilaç tedavisi ile ilişkilerin belirlenmesi. Kanser varyasyon/mutasyon veri tabanı oluşturulması İlaç direnç mutasyonlarının belirlenmesi. Hedef Kitle: Özel sektör Kamu Araştırma Enstitüleri/Üniversite

199 Hedeflenen Somut Çıktılar Varyasyonları belirleyici kitler
Adımlar/alt hedefler Hedeflenen Somut Çıktılar Yıllar Kilometre Taşı 2: Belirlenen ilaç tedavisi ile ilişkili mutasyon/varyasyonlarına yönelik deneme sistemlerin/kit/yazılımların geliştirilmesi ve optimizasyonu. Varyasyonları belirleyici kitler Yazılımlar. Hedef Kitle: Özel Sektör/Kamu Araştırma Enstitüleri/Üniversiteler

200 Adımlar/alt hedefler Hedeflenen Somut Çıktılar Yıllar
Kilometre Taşı 3: Yeni ve mevcut örneklerle kit ve yazılımların validasyonu Standardize edilmiş kit ve yazılımlar Hedef Kitle: Özel Sektör

201 Hedeflenen Somut Çıktılar
Adımlar/alt hedefler Hedeflenen Somut Çıktılar Yıllar Kilometre Taşı 4: Tanı kitlerinin belgelendirilmesini sağlayacak ulusal altyapının oluşturulması Ulusal belgelendirme kuruluşu Hedef Kitle: Özel Sektör

202 Teşekkür Ederiz