Sinan Güven Laboratuvarı

Terapötik Biyomühendislik

 

Sinan Güven sinan.guven@deu.edu.tr
Grup Üyeleri
Ali Kemal Baş, YL öğrencisi
Olcay Burçin Akbulud, YL öğrencisi
Hamdullah Yanık, YL öğrencisi
Melis Akal, YL öğrencisi

 

GENEL BAKIŞ

Biyomühendislik bilimi ile birlikte kök hücre biyolojisi ve genetikteki gelişmeler biyoteknoloji alanında peşisıra büyük buluşlara ve yeniliklere öncülük etmektedir. Araştırma grubumuzda tıp ve eczacılık gibi sağlık bilimlerine yönelik yenilikçi ve etkili tedavi yaklaşımları, yapay dokular ve tıbbi mikro/nano sistemler üretmek için kimya, biyoloji ve fizik gibi temel bilimleri mühendislik ilkeleriyle birlikte disiplinler arası çalışmalar yürütmekteyiz. Grubumuz, insan sağlığı için hücre tedavisi yaklaşımları, doğal benzeri 3 boyutlu hücresel mikro-ortamlar ve insan organlarını taklit edebilen mikroçip platformların kullanımını biyomühendislik odaklı bir şekilde bütünleştirmektedir.

ARAŞTIRMA ALANLARI

Doku ve hücresel mikro-ortamlar geliştirilmesi: Kök hücrelerin terapötik potansiyelini kullanabilmek için, dış ortamdan gelen fiziksel ve kimyasal uyarıların hücreye nasıl etki gösterdiklerinin anlaşılması önemlidir. Biz, kök hücre farklılaşması ve işlevselliğinin kontrolünü sağlamaya yönelik hücresel nişler oluşturmak için yeni biyomalzemeler geliştirmekteyiz. Hücre-malzeme ve hücre-hücre etkileşimlerinin tanımlanması ve tasarlanması yoluyla rejeneratif tıp ve ilaç uygulamaları için yapay dokular oluşturmaktayız. Biyomühendislik ilkelerini kullanarak, aşağıdan yukarı ve yukarıdan aşağı doku mühendisliği için, biyoreaktör sistemleri, doku tasarımı ve oluşturulmasına yönelik düzenek ve teknikleri geliştirmekteyiz.

Biyomedikal araştırmalar için mikroçip platform teknolojileri: İnsan organlarını taklit edebilen mikroçip teknolojileri, organ fizyolojisi ve hastalıklarının temel mekanizmalarının araştırılması için eşsiz bir platform sağlamaktadır. Bu tür araçlar, in vitro organ modellerinin fiziksel ve kimyasal faktörleri üzerinde kontrol sağlamaktadır. Grubumuz hastalık teşhisi, ilaç araştırmaları, hücre fizyolojisi ve in vitro hastalık modelleri alanlarında (nörodejeneratif hastalıklar, nadir hastalıklar ve kanser vb.) temel araştırmalar için BioMEMS tasarımı ve mühendisliği üzerinde çalışmalar yürütmektedir.

Kişiselleştirilmiş ve hücresel tedaviler: Hücre temelli tedavi yöntemleri mevcut klinik uygulamalara benzersiz ve kişiselleştirilmiş yaklaşımlar sağlamaktadır. Kemik iliğinden otolog ve allojenik yetişkin mezenkimal kök hücreleri, yağ dokusu, göbek kordunu, dental pulpa, limbal kök hücreler ve özel hücrelerin (örneğin, kondrositler, hepatositler) kliniklerde etkili olduğu gösterilmiştir. Grubumuz, laboratuvardan-hastaya ilkesiyle kliniklerdeki cerrahi yaklaşımlara ve hücre temelli tedavilere yönelik yeni yöntemleri geliştirmektedir.

ÖNE ÇIKAN UNSURLAR

Biyolojik organizmalar molekülerden makroskobik seviyeye son derece hiyerarşik bir yapıya sahiptir. Bu hiyerarşik yapı kendisini oluşturan değişik ölçeklerdeki yapı taşlarına bölünebilir. Fonksiyonel dokuların benzerini yapabilmek için, bu çok ölçekli yapı taşlarını üretecek ve manipüle edebilecek biyoüretim teknikleri gerekmektedir. Aşağıdan yukarıya doku mühendisliği yaklaşımları, biomakromoleküller, hücreler ve hücre-yüklü mikro hidrojeller gibi heterojen yapı taşlarını bir araya getirerek doku oluşturmaya odaklıdır. Son zamanlardaki çalışmalarımızda, model platformlar ve doku üretimi için akustik, manyetik, mikrorobotik ve bioprinting teknolojilerin kullanıldığı farklı hücre ve doku oluşturma yaklaşımlarını ortaya koyduk. Biyomühendislik yaklaşımları tıpta güncel tedavi ve teşhis uygulamaları için yeni olanaklar sağlamaktadır. Biyomühendislik araçları, genetik ve hücre biyolojisindeki gelişmeler ile birlikte insan sağlığı konusunda kullanılacak yeni ve yenilikçi tıbbi teknolojiler için temel unsurları sağlayacaktır.

 

Sinan Güven Şekil 2
3 boyutlu doku ve mikro-ortamların biyoüretiminde platform ve sistem mühendisliği.
Sinan Güven Şekil
İşlenmiş doku yapılarının temsili fotoğrafları A. İnsan adipoz dokusundan elde edilmiş mezenkimal ve endotel öncül hücreler kullanılarak büyük ölçekli osteojenik doku mühendisliği (Guven ve ark. 2011), B. Stromal vasküler fraksiyondan in vitro endotel kılcal damarlar (Guven ve ark. 2011), C. Adipoz doku kökenli hücreler ile önceden vaskülerize edilen biyo-işlenmiş otolog dermoepidermal deri grefti (Klar ve ark. 2014), D. 3 boyutlu mikro-ortamlarda embriyonik kök hücrelerinin doğrudan sinirsel farklılaşması, E. Karaciğer organoidlerinin biyoayarlanabilir akustik düzeneği ile oluşturulması (Chen ve ark. 2015), E. Yönlendirilebilir ve ayarlanabilir magnetoseptif birleştirme yöntemleriyle kalp dokularının oluşturulması (Taşoğlu ve ark. 2014).

Grup Üyeleri

Güven Lab. yüksek motivasyona sahip doktora öğrencileri aramaktadır. İlgilenenlerin sinan.guven@deu.edu.tr adresine e-posta yoluyla iletişime geçmeleri rica olunur.

Eğitim/Araştırma Deneyimi
Mayıs 15 – halen Yardımcı Doçent
Dokuz Eylül Üniversitesi, İzmir Biyotıp ve Genom Enstitüsü/Merkezi, İzmir, Türkiye.
2014 – 2015 Doktora Sonrası Araştırmacı
Stanford University, School of Medicine, Canary Center for Cancer Early Detection, Stanford, CA, USA.
Stanford Neuroscience Institute, CA, USA.
2012 – 2014 Doktora Sonrası Araştırmacı
Harvard-MIT, Health Sciences and Technology Brigham and Women’s Hospital, Harvard Medical School, MIT Media Lab, Synthetic Neurobiology, Cambridge, MA, USA.
2011 – 2012 Doktora Sonrası Araştırmacı
Department of Biomedicinei University Hospital Basel, Switzerland.
2011 Biyotıp alanında Doktora
University of Basel, Switzerland.
2006 – 2007 Misafir Araştırmacı
Ludwig Boltzmann Institute Experimental and Clinical Traumatology, Vienna, Austria.
2006 Biyoteknoloji alanında Yüksek Lisans
Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Ankara, Türkiye.
2004 – 2007 Araştırma Görevlisi
Hacettepe Üniversitesi, Eczacılık Fakültesi, Ankara, Türkiye.
2003 Kimya alanında Lisans
Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Ankara, Türkiye.
ÖDÜLLER VE TANINMA
• Bilim Akademisi Genç Bilim İnsanları Ödül Programı (BAGEP) – 2017
• Üstün Başarılı Genç Bilim İnsanı Ödülü (GEBİP), Türkiye Bilimler Akademisi – 2016
• Genç Araştırmacı Ödülü, Moleküler Biyoloji ve Genetik Derneği – 2015
• TÜBİTAK Yurda Dönüş Araştırma Bursu – 2015
• Avrupa Birliği, Leonardo da Vinci Bursu – 2006
YAYINLAR(seçili)
Tüm yayınlar ve atıflar: Google Scholar: Sinan Guven
• Marsano A, Medeiros da Cunha CM, Ghanaati S, Gueven S, Centola M, Tsaryk R, Barbeck M, Stuedle C, Barbero A, Helmrich U, Schaeren S, Kirkpatrick JC, Banfi A, Martin I. Spontaneous In Vivo Chondrogenesis of Bone Marrow-Derived Mesenchymal Progenitor Cells by Blocking Vascular Endothelial Growth Factor Signaling. Stem Cells Transl Med. 2016 Jul 26. doi: 10.5966/sctm.2015-0321.
• Namkoong B, Guven S, Ramesan S, Liaudanskaya V, Abzhanov A, Demirci U. Recapitulating cranial osteogenesis with neural crest cells in 3-D microenvironments.Acta Biomaterialia, 2015 Dec 07. doi: 10.1016/j.actbio.2015.12.004
• Bouyer C*, Chen P*, Güven S*, Demirtaş T.T, Nieland T, Padilla F. Demirci U. A Bio-Acoustic Levitational (BAL) Assembly Method for Engineering of Multilayered, 3D Brain-Like Constructs, Using Human Embryonic Stem Cells Derived Neuro-Progenitors, Advanced Materials, doi: 10.1002/adma.201503916, 2015 (*equal contribution).
• Guven S, Chen P, Inci F, Tasoglu S, Erkmen B, Demirci U, Multiscale assembly for tissue engineering and regenerative medicine, Trends in Biotechnology doi: 10.1016/j. tibtech.2015.02.003
• Guven S, Lindsey J, Poudel I, Chinthala S, Nickerson MD, Gerami-Naini B, Gurkan UA, Anchan RM, Demirci U, Functional maintenance of differentiated embryoid bodies in microfluidic systems: A platform for personalized medicine, Stem Cells Translational Medicine, 2015; doi: 10.5966/sctm.2014-0119.
• Durmus NG, Tekin HC, Guven S, Sridhar K, Yildiz AA, Calibasi G, Ghiran I, Davis RW, Steinmetz LM, Demirci U, Energy-free single cell density profiling by magnetic levitation, Proceedings of National Academy of Science, 2015
• Tasoglu S, Leon CH, Gundogdu HI, Guven S, Vural T, Demirci U, Guided and magnetic self-assembly of tunable magnetoceptive gels. Nature Comm, 2014.
• Klar A, Güven S, Biedermann T, Luginbühl J, Böttcher-Haberzeth S, Meuli-Simmen C, Meuli M, Martin I, Scherberich A, Reichmann E, Enhanced engraftment and functionality of bio-engineered autologous dermo-epidermal skin grafts prevascularized with adipose-derived cells, Biomaterials, 35(19):5065-78,2014.
• Tasoglu S, Diller E, Guven S, Sitti M, and Demirci U, Untethered micro-robotic coding of three-dimensional material composition, Nature Comm,5:3124. 2014
• Helmrich U, Di Maggio N, Güven S, Groppa E, Melly L, Largo RD, Heberer M, Martin I, Scherberich A, Banfi A, Osteogenic graft vascularization and bone resorption by VEGF-expressing human mesenchymal progenitors, Biomaterials, 34(21):5025-35,2013
• Güven S, Karagianni M, Schwalbe M, Schreiner S, Farhadi J, Bula S, Bieback K, Martin I, Scherberich A, Validation of an automated procedure to isolate human adipose tissue-derived cells by using the Sepax® technology, Tissue Engineering Part C Methods, 18(8):575-82,2012.
KİTAP BÖLÜMLERİ
• Chen P, Wang S, Inci F, Güven S, Tasoglu S and Demirci U, Cellencapsulating hydrogels for biosensing, Editors: Khademhoseini A, Demirci U, Gels Handbook: Fundamentals, Properties, Applications, World Scientific Publishing, 2015.
• Tasoglu S*, Gurkan UA*, Guven S, Demirci U, Organ Printing and Cell Encapsulation, Editors: Migliaresi C, and Motta A, Scaffolds for Tissue Engineering: Biological Design, Materials and Fabrication, Pan Stanford Publishing, 2014.
• Asghar W, Shafiee H, Chen P, Tasoglu S, Guven S, Gurkan UA, Demirci U, In Vitro Three-Dimensional Cancer Culture Models, Editors: Bae YH, Mrsny MJ, and Park K Cancer Targeted Drug Delivery, Springer, 2013 *equal contribution
PATENTLER
• Scaffold-free 3D cell assembly based on patterned hydrodynamic drag force. Patent application filed, Stanford School of Medicine, 2014.
• Microfluidic system for functional maintenance of cells for personalized medicine. Patent application filed, Brigham and Women’s Hospital, 2014.