A lassan kialakuló, de sokszor halálos kimenetelű daganatos megbetegedések eredményes kezelésében életbevágó fontosságú a korai felismerés. Ezt segíthetik a sejtekről lefűződő, hártyával határolt és a sejt árulkodó anyagait tartalmazó vezikulák. E hólyagocskák diagnosztikai alkalmazásának lehetőségeit kutatja a Magyar Tudományos Akadémia Természettudományi Kutatóközpont Anyag- és Környezetkémiai Intézetének (MTA TTK AKI) több, egymással együttműködő kutatócsoportja. Az MTA TTK AKI által vezetett konzorciumban a Semmelweis Egyetem több egysége mellett cégek, az IDACO Kft. és a Thor Laboratories Kft. is részt vesz. Közreműködésükkel így a gyakorlatban hasznosuló fejlesztések is születhetnek. A projektet a Nemzeti versenyképességi és kiválósági program (NVKP_16) keretében folyósított támogatás segíti.
Beke-Somfai Tamás, a Biomolekuláris Önrendeződés Kutatócsoport vezetője
A Nemzeti versenyképességi és kiválósági program (NKP_16) felhívására hazai felsőoktatási intézmények, kutatóintézetek és vállalkozások által létrehozott, közép-magyarországi konzorciumok nyújthatták be pályázatukat. A konstrukció a hazánk versenyképességének szempontjából stratégiai jelentőségű kutatás-fejlesztési és innovációs tevékenységeket, illetve azok révén jelentős szellemi hozzáadott értéket tartalmazó piacképes termékek, szolgáltatások, technológiák létrehozását támogatja az alábbi alprogramok valamelyikében: „A” alprogram: Kiemelkedő halálozási kockázattal járó betegségek gyógyításának eredményességét lényegesen javító nemzeti program; „B” alprogram: Anyagtudományi, technológia nemzeti program; illetve „C” alprogram: Víz-egészség-élelmiszer nemzeti program.
A gyógyításban a betegségek mihamarabbi felismerése, a diagnosztika ugyanolyan fontos, mint a szűk értelemben vett gyógyítás, a terápia. Így az új diagnosztikai módszereket célzó kutatás-fejlesztés eredményeképpen a jövőben emberi életeket lehet megmenteni. Az MTA TTK AKI által vezetett konzorciumban részt vevő cégek az alapkutatás során szerzett ismereteket azonnal igyekeznek iparilag és a gyógyászatban is hasznosítható innovációvá, azaz eljárássá, termékké fejleszteni.
„Az extracelluláris vezikulák diagnosztikai felhasználását kutatjuk – mondja Beke-Somfai Tamás, az MTA TTK AKI-ban működő Biomolekuláris Önrendeződés Kutatócsoport vezetője, valamint az MTA TTK AKI részéről a támogatott projekt koordinátora. – E vezikulák a sejtről lefűződő, annak bizonyos anyagait tartalmazó, sejtmembránnal borított gömbökként képzelhetők el, amelyek mérete a nanométeres tartományba esik. Mivel tartalmazzák a sejt bizonyos alkotóelemeit, alkalmasak betegségek diagnosztizálására (ilyenkor a tumorsejtekről leváló vezikulákat keressük). Nem teljesen értjük, hogy miért jönnek létre az extracelluláris vezikulák, de nagyon valószínű, hogy a sejtek közötti kommunikációban is lehet szerepük. Ha egy daganat áttétet »akar« képezni, akkor a sejtjei rengeteg ilyen vezikulát hoznak létre, bennük RNS-sel, membránfehérjékkel, majd ezeket a vezikulákat átadják a szomszédos sejteknek, azok burjánzását, DNS-ük átírását okozva.”
Ha tehát sikerülne elkapnunk egy ilyen sejten kívüli vezikulát, abból génszekvenálással vagy az összetétele elemzésével információt nyerhetnénk a kiindulási sejtről. A vörösvértestek például arra használják ezeket a kis hólyagokat, hogy megszabaduljanak a már oxidálódott, így működésképtelenné vált hemoglobinrészektől. E vezikulák a véráramba kerülve eljutnak a májig, ahol membránfehérjéik alapján a máj lebontandóként ismeri fel és lebontja őket.
„E kutatási irányt manapság teranosztikának is szokás nevezni, mely kifejezés a terápia és a diagnosztika szavak összevonásából jött létre. Az új elnevezés is mutatja, milyen fontos szerepet játszik a sikeres gyógyításban a korai felismerés. Az extracelluláris vezikulák vizsgálatával akár évekkel korábban is felismerhetjük azokat a halálos betegségeket (ilyen például a hasnyálmirigy- vagy a tüdőrák), amelyek diagnózisakor sajnos sok esetben már túl késő van az eredményes terápiához – érvel Beke-Somfai Tamás. – Csakhogy a hagyományos molekuláris diagnosztikai módszerek mind sejtes méretű rendszerekre lettek kidolgozva, miközben e vezikulák legalább egy nagyságrenddel kisebbek. Emiatt nagyon nehéz izolálni a minket érdeklő vezikulákat például a vérből, ahol a már említett vörösvértest-eredetű vezikulákból nagyon sok van.”
Beke-Somfai Tamás elmondta, az akadémiai kutatóintézet, egyetemek, illetve cégek alkotta konzorciumban igyekeznek minél hatékonyabban elválasztani a diagnózisra használható vezikulákat. Hogy ez mennyire nehéz, azt jól mutatja, hogy a milliárdos nagyságrendben jelen lévő vezikulák között kell megtalálni úgy negyvenet. Ehhez az MTA TTK AKI-ban az Iván Béla, az MTA levelező tagja, Szarka Györgyi és Varga Zoltán vezette kutatásokban olyan polimer gélek kifejlesztését tűzték ki célul, amelyek méretük alapján különítik el ezeket a gömböket. A Tuba Róbert irányításával működő kutatócsoportban pedig olyan polimerek fejlesztésén dolgoznak, amelyek a kérdéses vezikulák membránján lévő fehérjékhez kötődnek specifikusan, és így halásszák ki ezeket a többi közül.
A projektben az alapkutatás és a célzott alkalmazásfejlesztés teljes mértékben összekapcsolódik. A projekt koordinátora szerint e kombinált kutatás-fejlesztési koncepcióban semmi új nincs.
„Az elmúlt tíz-tizenöt évben nálunk, az MTA TTK AKI-ban a legtöbb alapkutatási projekt is kifejezetten alkalmazásorientált, tehát folyamatosan keressük a kutatási eredményeink és felfedezéseink ipari hasznosulásának lehetőségeit – érvelnek a kutatók. – A kutatókban mára kialakult a felhasználáscentrikus irányultság, amely a kutatás finanszírozhatóságát is segíti. Intézetünkben ma már a kutatások igen jelentős hányadának nagy valószínűséggel lesz később biotechnológiai, anyagkémiai, környezetvédelmi vagy egyéb ipari alkalmazása is. A fent említett projektben részt vevő egyik cég a tüdőrákos betegek diagnózisát segítő eszközt fejleszt. Ehhez a Keresztes Zsófia és munkatársai által az MTA TTK AKI-ban folytatott kutatások optimális mintagyűjtő berendezéshez nyújtanak alapot. E berendezés a kilélegzett levegőből gyűjti össze a párát (illetve a párában oldott anyagokat, így a vezikulákat is), amelyet aztán vizsgálatokra lehet használni. A másik cég a Wiener Zoltán által vezetett Semmelweis egyetemi kutatócsapat közreműködésével levett tumorminták genomjának szekvenálását végzi, illetve összefogja a kutatás során keletkező rengeteg adat bioinformatikai elemzését. Mindez – azaz az alapkutatási eredmények közvetlen felhasználása a megfelelő gyakorlati alkalmazásokban egy a diagnosztikai készülékek terén járatos cég által – olyan új, nagy hozzáadott szellemi értékkel rendelkező anyagkémiai eljárást eredményezhet, amely lehetővé teheti egyes daganatos elváltozások eddigieknél korábbi felismerését.
