Hücresel homeostaz, sinyal iletimi ve hücreler arası iletişim, lipit membranlarının yapısal ve kimyasal bütünlüğüne kritik düzeyde bağlıdır. Ancak oksidatif ve nitratif stres sırasında oluşan reaktif stres mediyatörleri, membran organizasyonunu bozarak hücre ölümüne ve doku hasarına yol açabilir. Membrana lokalize stresi doğrudan görüntüleyebilmek amacıyla, lipit ortamındaki redoks aktivitesini raporlayan florojenik lipidoidler geliştirdik [1,2]. Bu problar, baş gruplarına redoksa duyarlı florojenler yerleştirilmiş fosfogliserolipitlerden türetilmiştir. Deneysel çalışmalar, bu probların çift tabaka yapısını bozmadan seçici olarak membrana yerleştiğini ve membran arayüzünde redoks olaylarını algıladığını göstermiştir. Ayrıca geliştirdiğimiz peroksinitrite duyarlı lipidoid, hem ex vivo hassas kesit akciğer dokularında hem de in vivo akut akciğer hasarı oluşturulmuş fare modellerinde nitratif stresin doğrudan saptanmasına olanak sağlamıştır.
Buna paralel olarak, hastalık biyobelirteçlerini ve reaktif redoks türlerini saptamak amacıyla nükleik asit temelli sensörler (aptasensörler) geliştirdik [3,4]. Özellikle Escherichia coli, tüm hücre biyosensörlerinin geliştirilmesi için uygun ve sağlam bir platform sunmaktadır. Genetik olarak kodlanabilir bir aptasensör sistemini E. coli'de başarıyla uygulayarak, bakterileri endojen sinyal yolaklarını değiştirmeden hücre temelli redoks sensörlerine dönüştürdük [4]. Günümüzde bu nükleik asit temelli moleküler araçları, gen ekspresyonunu katalitik mekanizmalar aracılığıyla düzenleyebilecek yeni nesil kanser tedavilerine yönelik olarak geliştirmeye devam ediyoruz.
Son olarak laboratuvarımız, immün sinyalleme ile medikal kimyanın kesişim noktasında çok yönlü bir araştırma programı yürütmektedir. İmmün sinyalleme; konak savunması, inflamasyon ve kanser immünoterapisinin temelini oluşturur. Sinyal iletiminin sonuçları, sinyal proteinlerinin doğru zamanda ve doğru yerde bulunmasına bağlı olduğundan, bu yolakların sıkı biçimde düzenlenmesi gerekmektedir. Geçici yolak aktivasyonu konak savunması için gerekli olsa da, kalıcı sinyalleme kronik inflamasyona yol açarak otoinflamatuvar hastalıkların gelişimine katkıda bulunabilir ve tümör ilerlemesini destekleyebilir [5].
Bu amaçla, canlı hücrelerde endojen sinyal proteinlerinin doğrudan görüntülenmesini ve immün aktivasyonun gerçek zamanlı ölçülmesini sağlayan moleküler problar geliştirmekteyiz. Bu problar, nanomolar konsantrasyonlarda hem konfokal hem de süper çözünürlüklü görüntülemeye olanak tanırken, yüksek duyarlılık ve minimum arka plan sinyali sağlamaktadır. Geliştirdiğimiz teknoloji, immün sinyalleme sırasında endojen proteinlerin hücre içindeki konumlarının ve dinamik dağılımlarının doğrudan görselleştirilmesini mümkün kılarak hastalık mekanizmalarının daha iyi anlaşılmasına katkı sağlamakta ve güçlü, hedefe yönelik tedavilerin geliştirilmesine rehberlik etmektedir.
Referanslar
[1] Gutierrez, B.; Aggarwal, T.; Erguven, H.; Stone, M. R. L.; Guo, C.; Bellomo, A.; Abramova, E.; Stevenson, E. R.; Laskin, D. L.; Gow, A. J.; Izgu, E. C.* iScience 2023, 26 (12), 108567.
[2] Erguven, H.; Wang, L.; Gutierrez, B.; Beaven, A. H.; Sodt, A. J.; Izgu, E. C.* JACS Au 2024, 4 (5), 1841–1853.
[3] Wang, L.; Hast, K.; Aggarwal, T.; Baci, M.; Hong, J.; Izgu, E. C.* Bioorg. Med. Chem. 2022, 69, 116909.
[4] Aggarwal, T.; Wang, L.; Gutierrez, B.; Guven, H.; Erguven, H.; Cho, S.; Izgu, E. C.* Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64 (12), e202421936.
[5] Joshi, A.; Izgu, E. C.* Drug Discov. Today 2026, 31 (3), 104646.
Enver Çağrı İzgü, Rutgers University–New Brunswick Kimya ve Kimyasal Biyoloji Bölümü'nde doçent olarak görev yapmaktadır. Dr. İzgü, lisans eğitimini Türkiye'deki Middle East Technical University Kimya Bölümü'nde tamamlamış ve burada Dr. Özdemir Doğan danışmanlığında asimetrik organik kataliz üzerine çalışmıştır. Daha sonra University of Minnesota'da doktora programına katılmış; Dr. Thomas Hoye danışmanlığında doğal bir alkaloid bileşiğinin total sentezini gerçekleştirmiş ve karbon-karbon bağı oluşumuna yönelik yeni yöntemler geliştirmiştir. Doktora eğitiminin ardından Harvard University'nde Dr. Jack Szostak ile doktora sonrası araştırmalar yürütmüş; oligonükleotidler, peptitler ve lipitleri kullanan genetik polimerlerin biyokimyası ile protosel modelleri üzerinde çalışmıştır.
Rutgers University–New Brunswick'teki İzgü Laboratuvarı, sentetik organik kimyayı hücresel ve moleküler biyoloji ile birleştiren, biyosensörler ve biyotıp alanlarına odaklanan disiplinler arası bir araştırma programı yürütmektedir. Laboratuvarın temel araştırma alanları arasında, küçük moleküller ve biyomakromoleküller dâhil olmak üzere kimyasal olarak tasarlanmış sistemlerin geliştirilmesi; bu sistemlerin hastalıklarla ilişkili biyolojik süreçlerin incelenmesi ve biyolojik yolakların hassas (kişiselleştirilmiş) tıp uygulamaları doğrultusunda düzenlenmesi amacıyla kullanılması yer almaktadır.
Dr. İzgü ve laboratuvarı, çalışmalarından dolayı birçok prestijli ödüle layık görülmüştür. Bunlar arasında American Cancer Society tarafından verilen Institutional Research Grant New Investigator Award, National Institutes of Health bünyesindeki National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering tarafından verilen NIH Trailblazer Award, NIH'nin National Institute of General Medical Sciences tarafından verilen Maximizing Investigators' Research Award (MIRA) ve New York Academy of Sciences ile Japan Agency for Medical Research and Development tarafından ortaklaşa verilen Interstellar Initiative Early Career Investigator ödülü bulunmaktadır.
