Terapötik Biyomühendislik

Baş Araştırmacı: Doç. Dr. Sinan GÜVEN

Kök hücre biyolojisi ve genetiği alanındaki ilerlemeleri biyomühendislik yaklaşımlarıyla birleştirerek, biyoteknoloji alanında sürekli olarak çığır açan yenilikler ortaya koymaktadır. Çalışmalarımız özellikle kök hücre ve organoid teknolojilerinin temel bilimler ve mühendislik prensipleriyle ele alınarak kliniğe ve ilaç endüstrisine uyarlanmasına odaklanmaktadır. Grubumuz, buna yönelik pluripotent kök hücre esaslı organoidler geliştirip hastalık modelleri, ilaç test ve yeniden konumlandırma platformları oluşturmak üzere 3B hücre-mikroçevreleri ve organ-çip sistemleri geliştirmektedir. Hayvan denemelerinin yerini alacak olan bu organoid temelli in vitro modelleri ülkemiz sağlık endüstrisine kazandırmaya yönelik akademik çalışmalarımız her gün geçen gün güçlenmektedir.

Oftalmoloji, ortopedi, nöroloji, kardiyoloji gibi farklı alanlardaki uzmanlık ve deneyimizi yeni alanlara taşıma hedeflerimiz arasındadır. Pluripotent kök hücre esaslı organoid ve sekretomlarının göz sağlığına ve biyolojik gelişimine yönelik bugüne kadar elde ettiğimiz uzmanlıkla göz-beyin ekseninin in vitro koşullarda fonksiyonel olarak sağlanmasıyla organoid literatüründe ilk olacak projeler yürütmekteyiz.

Güven Laboratuvarı’nda, göz-beyin etkileşimini in vitro olarak ortaya koymaya yönelik, indüklenmiş pluripotent kök hücre tabanlı organoidlerin oftalmoloji ve sinirbilim alanlarında üretilmesi.

3B dokuların ve mikroçevrelerin biyofabrikasyonu için mühendislik platformları ve sistemleri.

Hizmet & Araştırma Alanları

1. Kök Hücre farklılaştırılması

• Uyarılmış Pluripotent Kök Hücre (uPKH) farklılaştırması
  Kornea epitel, kornea endotel, retina, nöral progenitör, parasempatik nöron
• Embriyonik kök hücre farklılaşması (fare)
  Lakrimal asinar ve duktal hücre
• Mezenkimal kök hücre farklılaştırılması
  Kemik iliği mezenkimal kök hücreleri
  Adipoz doku mezenkimal kök hücreleri

2. Organoid geliştirilmesi ve ilaç testi/taraması

• Oküler sistem: Lakrimal bez, Kornea, Retina
• Nöral yapılar: Serebral beyin, Hipotalamus
• Tümoroid: Oküler yüzey skuamoz neoplazi tümoroidleri
• Nadir hastalık modeli geliştirilmesi

3. Mikroakışkan organ-çip sistemleri tasarımı ve üretimi 

• PMMA tabanlı
• PDMS tabanlı
• Mikroakışkan çip entegre kızıl ötesi Oksijen, Karbondiyoksit ve pH sensörleri

4. 3B dinamik ve statik hücre-doku kültürü

• Hidrojel tabanlı sistemler (GelMA, PEGDA, fibrin, aljinat)
• Sferoid kültürü (sağlıklı ve kanser hücre hatları)
• Hücre taşıyıcı iskele (scaffold) sistemleri

5. Makrofaj – mikroglia farklılaştırılması

• Statik-dinamik koşullarda
• 3B ortamda farklılaştırma

6. Organoid esaslı ekstraselüler vesikül izolasyonu ve karakterizasyonu

Yayınlar

Yılmaz A, Özbilgiç R, Polatlı E, Erbay İH, Sağ D, Güven S, Macrophage Polarization Profiling in Dynamic Culture System. Cel. Mol. Bioeng. (2025). https://doi.org/10.1007/s12195-025-00863-0

Kahveci B, Polatli E, Evranos AE, Güner H, Bastanlar Y, Karakülah G, Güven S, BrAIn: A comprehensive artificial intelligence-based morphology analysis system for brain organoids and neuroscience, bioRxiv, doi: 10.1101/2025.02.19.638973

Koc AC, Sari V, Kocak G, Recber T, Nemutlu E, Aberdam D, Güven S, Patient-derived cornea organoid model to study metabolomic characterization of rare disease: aniridia-associated keratopathy, BMC Ophthalmol 25, 14 (2025). https://doi.org/10.1186/s12886-024-03831-w

Dabagh S, Javanifar R, Kaya M, Ebrahimi A, Güven S, Kaya BM, Esenturk O, Askin A, Güzel FD, Uysal O, Sarıboyacı AE, Ghorbanpoor H, Avci H, Electrosprayed MnFe2O4/PVDF membrane integrated microfluidic chip for amoxicillin removal with real-time monitoring of pH and dissolved oxygen, Journal of Environmental Chemical Engineering 12 (2024) 114895.

Kahveci B, Polatli E, Bastanlar Y, Guven S, OrganoLabeler: A Quick and Accurate Annotation Tool for Organoid Images, ACS Omega 2024, 9, 46, 46117–46128

Utine CA, Güven S, Tissue Engineering and Ophthalmology. Turk J Ophthalmol. 2024 Jun;54(3):159-169. doi: 10.4274/tjo.galenos.2024.49779.

Koçak G, Uyulgan S, Polatlı E, Sarı V, Kahveci B, Bursali A, Binokay L, Reçber T, Nemutlu E, Mardinoğlu A, Karakülah G, Utine CA, Güven S., Generation of Anterior Segment of the Eye Cells from hiPSCs in Microfluidic Platforms. Advanced Biology May;8(5): e2400018.          doi: 10.1002/adbi.202400018. 2024 

Engür D, Ercan İ, Kiser Ç, Tüfekçi KU, Soylu KS, Cilaker MS, Özhan HG, Güven S, Kumral A, Genç Ş, "Hydrogen peroxide signaling modulates neuronal differentiation via microglial polarization and Wnt/β-catenin pathway", European Review for Medical and Pharmacological Sciences, vol.27, 2023

Erbay İH, Polatlı E, Koç AC, Özbilgiç R, Karaman O, Güven S, Bioengineering bone‐on‐a‐chip model harnessing osteoblastic and osteoclastic resolution, Advanced Engineering Materials, 2023, 2201063. https://doi.org/10.1002/adem.202201063

Asal M, Kocak G, Sari V, Recber T, Nemutlu E, Utine CA, Guven S, Development of lacrimal gland organoids from human iPSC derived ocular cells, Frontiers in Cell and Developmental Biology 10, 2444, 2023

Kasal K, Güven S, Utine CA, Current methodology and cell sources for lacrimal gland tissue engineering, Experimental Eye Research, 2022, 109138

Projeler

TÜBİTAK 1001 125Z345, 2025-2027, İndüklenmiş Pluripotent Kök Hücre Tabanlı Kornea Organoidleri ile Hastalık Modellemesi ve Mikro-Fizyolojik İlaç Test Platformu Geliştirilmesi 

TÜSEB-B Grubu 46435, 2025-2027, Organoid sekretomu esaslı göz yaşı damlası geliştirilmesi 

TÜBİTAK 1001 124Z226, 2024-2026, Retinohipotalamik Yol Gelişiminin Hipotalamus-Retina Assembloid Model Kullanarak İncelenmesi Ve Multiomik Yaklaşımla Profillenmesi

TÜBİTAK 1004 22AG008 MAESTRO, 2022 –2026, Mikro Medikal Teknolojiler Platformu. Mikroakışkan sistem üzerinde manyetik levitasyon yöntemi ile sferoid kültürü ve ilaç testi (Yürütücü: Doç. Dr. H. Cumhur Tekin, İYTE)

DEÜ - ADEP TSA-2025-3725, 2025-2028, Kuru göz sendromuna yönelik organoid esaslı gözyaşı bezinin sinirsel uyarımını sağlayacak organ-çip platformunun geliştirilmesi 

Horizon-MSCA-Cofound-2021, 2023-2027, BIOTIN Biomedical Technologies and Innovation Doctoral Programme (Koordinatör: Prof. Dr. Volga Bulmuş, İYTE) 

DEÜ - ADEP TSA-2024-3341, 2024-2026, Oküler Yüzey Skuamöz Hücre Tümöroidi Geliştirilmesi ve In Vitro İlaç Test Platformu Olarak Değerlendirilmesi 

DEÜ - ADEP TSA 2023-2025, İnsan İndüklenmiş Pluripotent Kök Hücre Kökenli Beyin Organoidlerinin Makine Öğrenmesi Destekli Mikroakışkan Sistemde Geliştirilmesi 

TÜBİTAK 1001 221M774, 2022-2024, Spor Yaralanmalarında Kullanılacak Hidrojel Empregne Edilmiş Oksetik Örme Bandaj Geliştirilmesi (Yürütücü Doç. Dr. Gözde Ertekin, Ege Üniversitesi)

TÜSEB-A Grubu 28778, 2023-2024, Pluripotent kök hücrelerden geliştirilen oküler yapılarda otofajinin etkileri

TÜBİTAK 2247A 121C313, 2022 – 2026, Fonksiyonel Lakrimal Organoid Eldesi İçin Morfogenez Odakli Mikrofizyolojik Çevre Geliştirilmesi 

European Joint Programme Rare Diseases, TÜBİTAK 121S276, 2021-2024, Aak-Insight_ Aniridia - Kornea Opaklaşmasının Önlenmesine Yada Tedavi Edilmesine Yönelik Yenilikçi Terapötik Yöntemler

1003 TÜBİTAK 218S989, 2020-2025, Kornea Endoteli Dokusunun Kök Hücre ve Biyomühendislik Yaklaşımlarıyla Geliştirilmesi 

1003 TÜBİTAK 318S208, 2019-2021, Maküler Kornea Distrofisi için yeni bir topikal tedavi yönteminin geliştirilmesi

TÜBİTAK 1001 217S654, 2018-2020, İndüklenmiş Pluripotent Kök Hücre (iPKH) Kaynaklı Kornea Organoid Modellerinin Geliştirilmesi 

1001 TÜBİTAK 117S264, 2017-2019, Doku Mühendisliği Yöntemiyle Kök Hücreler Kullanarak Lakrimal Bezin Geliştirilmesi

TÜBİTAK 3501 118S477, 2018-2020, Mikroakışkan Biyoreaktörler Kullanılarak Dinamik Kültür Koşullarında Osteojenik Niş Geliştirilmesi 

TÜBİTAK 2232, 115C125, 2015-2017, Kök hücreler kullanarak doku mühendisliği yöntemiyle mikro akışkan çiplerde kemik-kıkırdak arayüzü modelinin geliştirilmesi

Patentler

Chen P, Demirci U, Güven S, Desensiz (iskeletsiz) desenlenmiş hidrodinamik sürükleme kuvvetine dayalı 3B hücre montajı, US10465161B2

Anchan RM, Güven S, Demirci U, Mutter GL, Kriyoprezervasyona ilişkin yöntemler, US20190366330A1

Ekip

Aktif Üyeler

Prof. Dr. Canan Aslı Yıldırım
Doç. Dr. Onur Başçı
Tuğba Topbaş
Burak Kahveci
Özge Süer
Hülya Erboğa
Mustafa Titiz
Smyrna Ergönül
Semih Numan Göçmez
Gaye Su Yiğit
Beyza Aktaş
Şeyma Akgül
Gizem Sevinç
Aslı Ceren Ekici