Előfizetés a lapra

A cél az oki kezelés

A hét kutatója, betegség, big data, biológia, fehérje, idegrendszer, interjú, orvosbiológia, proteom, proteomika

2015/06/18

Juhász Gábor, az ELTE TTK Biológiai Intézetében működő Proteomika Laboratórium kutatója idegrendszeri betegségek biológiai alapjainak kutatásával foglalkozik. A proteomról, a különböző kutatási módszerekről, a "big data" problémaköréről és a kísérletezés etikájáról beszélgettünk, vagyis arról, hogy az állatkísérleteknek is alapvető kritériuma már, hogy az embergyógyászat legmagasabb szintjén gondoskodjanak fájdalomcsillapításról, valamint a beavatkozások szakszerűségéről.

(BAJOMI BÁLINT FELVÉTELE)

– Mit jelentenek a biológiában az olyan „-om” végződésű szavak, mint a „genom” és a „proteom”?

– Ezen szakszavak a XX. század végén alakultak ki, amikor a génállomány megszekvenálása volt a biológia fő feladata. Genomnak hívjuk egy szervezet teljes génállományát. Proteomnak hívjuk egy sejt teljes fehérjeállományát, transzkriptomnak hívjuk egy-egy sejt teljes RNS-állományát, metabolomnak az összes anyagcsereterméket egy sejten belül. Mindezeket összefoglalóan omi­kák­nak, vagy „omics”-nak nevezzük a szakirodalomban. Kutatásaink során egy-egy biológiai minta teljes molekuláris összetételét próbáljuk vizsgálni valamilyen szempontból, tehát a genomot, a proteomot és a transz­krip­tomot.

– Kutatásuk során „unbiased” kutatási stratégiát használnak „biased” helyett. Mit jelentenek ezen kifejezések az angol szakirodalomban?

– Ez a két kifejezés nagyon nehezen fordítható magyarra. A „biased” kísérletezési stratégia az, amikor egy hipotézisünk van, és a hipotézisre a kísérlet igen vagy nem választ, esetleg nagyobb vagy kisebb választ ad. Két alternatíva közül valamelyiket. Ilyenkor egy hipotézis kapcsán egy eldönthető kérdést fogalmazunk meg. Az „unbiased” ennek a fordítottja, amikor előzetes hipotézist nem alkotunk, hanem megnézzük, hogy mi a változás, a különbség az adatokban. Míg a „biased” egy hipotézis alapú adat-előállítás, az „unbiased” egy adat alapú hipotézis-előállítás.

– Ehhez kapcsolódóan milyen kísérleti stratégiával dolgoznak a gyakorlatban? Hány gént, fehérjét vizsgálnak egyszerre?

– Az ELTE Biológiai Intézet Proteomikai Laboratóriuma arra alakult, hogy a fehérjekészletet vizsgálja, a proteomot. Ezt gélalapon és tömegsprektrometriás fehérjeazonosítással végezzük immár lassan kilenc éve. Számos publikációval rendelkezünk ezen a területen. Gyakorlatilag egy-négyezer fehérjét látunk egyszerre a biológiai mintában. Az utóbbi időben kezdtünk bele az egyetlen sejt RNS-készletének újgenerációs szekvenálással való mérésébe. Egyszerre 30-35 000 féle RNS-t látunk egyetlen sejtből, és ezeknek a változásait is tudjuk mérni. Mindez lefedi a proteom 95%-át. A ge­no­mi­ka-kutatók, akik a genomot vizsgálják, hasonló számú DNS-t látnak egyszerre a mintákban.

– Korábban az Élet és Tudományban írtunk a „big data”, tehát a nagy adatmennyiség problémaköréről (ÉT 2013/31). Gondolom, itt is hatalmas mennyiségű adat keletkezik.

– Így van. Egy újgenerációs RNS-szekvenálás egy sejtből könnyen terabájtos adatmennyiségeket produkál (a terabájt nagy mennyiségű adatra alkalmazott számítástechnikai mértékegység, az alapegységnek számító – az angol byte szóból származó – bájt ezermilliárdszorosa). De ehhez hasonlóan az eredményeknek a fiziológiai validálása is ilyen nagy adatmennyiségeket eredményez. A mi munkánk hátterében egy sor adatkezelési, adatbányászati, programozási, adatfeldolgozási folyamat áll, tehát számos területen a matematikára szorulunk.

Az Alzheimer-kór protein-protein interakciós hálózata. Egy multigénes betegség kialakulásának igen bonyolult molekuláris interakciós hálózata van, amit a gyógyszertervezésben és a diagnózisban egyaránt figyelembe kell venni

– A fent leírt módszereket mind az idegrendszeri betegségek tudományos kutatása során alkalmazzák. Mi a célja Ön szerint ezen szakterületnek?

– Korunkban az öregedő civilizált társadalmakban az idegrendszeri betegségek jelentik a legnagyobb problémát, lévén a fertőző betegségek és bizonyos értelemben a rák is inkább gyógyíthatók, ugyanakkor az idegrendszeri betegségekre ma oki kezeléseket nem ismerünk. Az idegrendszeri kutatásnak két fő célja van: az idegrendszeri betegségek lehető legkorábbi diagnózisa, vagy a rizikócsoportok kijelölése, illetve ezen betegségek molekuláris hatásmechanizmusának a feltárása, hogy oki gyógyszerfejlesztést tud­junk elindítani. Jelenleg a tüneti gyógyszerfejlesztés a jellemző a világban.

– Gyógyíthatóak manapság ezek a betegségek? Lehetséges, hogy egy idő után jobban gyógyíthatók lesznek majd?

– Azt kell, hogy mondjuk, oki terápia az idegrendszeri betegségekre általában nincs, vagy csak elvétve van. A fő cél az, hogy az idegrendszeri betegségeket oki kezeléssel valósan gyógyítani tudjuk. Tehát a neuro­degeneratív betegségeket idejében gyógyítsuk, a skizofréniát, a depressziót pedig okilag kezeljük, hogy ne térjen vissza a tünet.

– Mennyire köthető egy pszichiátriai betegség a génekhez, vagy a környezethez?

– A pszichiátriai betegségek se különböznek a multigénes betegségek mechanizmusától – ezen esetekben sok gén okoz egy betegséget, nem egy. E betegségek általában úgynevezett hajlamosító gének együttes jelenlétének köszönhetőek. Általában elmondható, hogy van genetikus formájuk, ahol egy-két gén szabja meg a betegséget, ez a familiáris forma, ahol ez öröklődik a családban. De gyakoribb a sporadikus forma, ami véletlenszerűen jön létre és ebbe környezeti hatások, a különböző beteget ért pszichés hatások szerepelnek döntő okként.

– Gondolom, a környezeti hatásoknak is van lenyomatuk az agyban, azaz biokémiai változásokat okoznak. Lehetséges, hogy ezen változásokat később biológiai úton, gyógyszerrel tudják majd orvosolni?

– Pillanatnyi tudásunk szerint a környezeti hatások jelentős része az úgynevezett epigenomban okoz változásokat, azaz a géntranszkripció utólagos szabályozásában, és ebből kifolyólag elképzelhető később az epigenomot célzó terápia is, ha jobban tisztában leszünk a játékszabályokkal, hogy be tudjunk avatkozni.

Leica patch-clamp berendezés idegsejtek fiziológiai jellemzése utáni mRNS-kivételre kialakítva (BAJOMI BÁLINT FELVÉTELE)

– A fő céljuk az, hogy az emberi betegségeket meg lehessen gyógyítani. Az utóbbi években nagy vitát váltott ki, hogy etikus-e állatokat használni ennek a jó célnak az eléréséhez. Önnek mi a véleménye ezen etikai kérdésekről?

– Az a helyzet, hogy ha ténylegesen jó és embereket gyógyító kutatást akarunk végezni, a jelenlegi tudományos és technológiai fejlődés szintjén az állatkísérletek nem mellőzhetők. Véleményem szerint, ha az állatkísérletek valósan az adott probléma megismerését szolgálják, és nem túlzott állatszámokkal dolgozunk, akkor etikusak. Külön erre a célra tenyésztett állatokon végezzük a kísérleteket, ami legalább olyan etikus, mint például a marhahús termelése a mezőgazdaságban. Viszont nem tartom etikusnak azokat a kísérleteket, amelyek nem szolgálják a tudás megszerzését, a betegek gyógyítását és nem szolgálnak valós feladatokat. Ezekre is sok példa akad, és valószínűleg a vitákat pontosan ezek a kísérletek generálják.

 Az idegrendszeren végzett, de a más célú állatkísérleteknek is alapvető kritériuma az, hogy az embergyógyá­szat legmagasabb szintjén gondoskodjunk a fájdalomcsillapításról, az érzéstelenítésről, az altatásról, valamint a beavatkozások sebészeti pontosságáról és szakszerűségéről. Ezek az állatkísérletek csak akkor értékesek, ha ilyen magas színvonalon műveljük. Egyébként a kísérletek eredményeit nem is lehet folyóiratban közölni, ha nem ilyen szinten vannak – deklarált amerikai és európai normák vannak, amelyeknek a betartását a folyóiratok elvárják.

– Egy állatmodell, például egy egérmodell, mennyire jó egy emberi betegség szimulálására?

– Egy egérmodell hatékonyságát nagyon nehéz becsülni. Fontos kiemelnünk: alapkutatási kísérletezési technológiáknál az egérmodellek soha nem azonosak az emberi betegséggel a mögötte lévő molekuláris folyamatok teljessége szempontjából. Éppen ezért az elsődleges feladatunk azt megnézni, hogy az egérmodell mit tükröz jól az emberi betegségről, és mit nem, és ennek megfelelően kell használnunk őket.

 BAJOMI BÁLINT

 

2015/18