Rendszerbiológiai módszerekkel a baktériumrezisztencia ellen
A HCEMM, azaz a Magyar Molekuláris Medicina Kiválósági Központ felhívása vonzotta haza Lázár Viktóriát, a rendszerbiológiával foglalkozó kutatót Roy Kishony professzor mellől, a Technion – Izraeli Technológiai Egyetem laboratóriumából.
„Biológiát és egyidejűleg informatikát tanultam a Debreceni Egyetemen. A PhD idején a rákos sejtek genetikai eltérését rendszerszinten vizsgáltam. Hogyan lehet megelőzni az antibiotikum-rezisztencia evolúcióját? – merült föl bennem a kérdés. – Kutatási témát váltottam, és csatlakoztam a Szegedi Biológiai Kutatóközpontban Pál Csaba csoportjához. Ott az antibiotikum-rezisztens baktériumok gyenge pontjait kerestük, célzott terápiák kidolgozására törekedtünk. Tehát a Magyar Tudományos Akadémia posztdoktori ösztöndíjasaként kezdtem foglalkozni az antibiotikum-rezisztencia elleni új stratégiákkal. Azt igyekeztem megérteni, hogy az adott antibiotikummal szembeni rezisztencia evolúciója hogyan csökkenti vagy növeli az érzékenységet más gyógyszerekkel szemben” – ismertette kutatói érdeklődési körének kialakulását Lázár Viktória, aki három jelentős folyóiratban is elsőszerzős cikkel zárta ezt az időszakot. A rangos Human Frontier Science Program (HFSP) nemzetközi posztdoktori ösztöndíjasaként 2017-ben nyerte el a lehetőséget, hogy a Technion – Izraeli Technológiai Egyetemen, Roy Kishony professzor mellett folytathassa vizsgálatait.
„Találjunk célzott terápiát az antibiotikumokkal szemben ellenálló baktériumok ellen!” Változatlanul ez a cél lebegett Lázár Viktória szeme előtt akkor is, amikor megismerhette az izraeli laboratórium nyújtotta új technológiákat. Olyan új antibiotikum-párokat kerestek, amelyek nagyságrendekkel hatékonyabban pusztítják ezeket az ellenálló mikroorganizmusokat. Ennek a hatékonyságnak a mérésére egy nagy áteresztőképességű módszert dolgoztak ki.
„Fluoreszcens fehérjékkel jelöltük meg a baktériumsejteket, és ezáltal fénnyel gerjesztve láthatóvá tettük a szilárd táptalajon növekvő baktérium mikrokolóniákat, amit egy kamerával rögzítettünk is – magyarázta az újítás lényegét. – Így az alkalmazott szer hatására életben maradt sejtek számát meg tudtuk határozni egy automata képelemző szoftverrel, ami pontos becslést ad egy szer vagy drogkombináció hatásosságára vonatkozóan. In vivo is megerősítettük a módszer, illetve egy adott gyógyszer-kombináció használhatóságát – hangsúlyozta a kutató, aki a rangos Nature folyóiratban megjelent cikkben írta le az eredményeket. – A méhészetekben kárt okozó molylepke lárváját használtuk alanyként.”
Tudást és tapasztalatot hozott haza Lázár Viktória, aki a HCEMM nyújtotta lehetőségek támogatásával törekszik újabb eredményekre. A feladat nagyságrendjét érzékelteti, hogy eddig 19-féle antibiotikum kombinációját vizsgálta, de több ezer további gyógyszer létezik. Irányt ad munkájának, hogy az újabb és újabb antibiotikumok fejlesztése helyett, ami költséges és egyre kevésbé rentábilis a gyógyszercégek számára, meglévő szerek kombinációinak a vizsgálata az időszerű feladat.
Lázár Viktória a mikrobiom-kímélő antibiotikum-kombinációk feltárására fókuszáló témájával 2022-ben elnyerte a Magyar Tudományos Akadémia Lendület programjának támogatását, így elindíthatta az MTA–SZBK Lendület Antibiotikum Hatások Rendszerbiológiája Kutatócsoportot. Innovatív megközelítésű kutatómunkáját az SZBK és a Magyar Molekuláris Medicina Kiválósági Központ, a HCEMM egyaránt támogatja.
„A HCEMM-kutatók nemzetközi szintű kiválasztási folyamata hasznos előtréning az Európai Kutatási Tanács (European Research Council) által meghirdetett pályázatokhoz – emelte ki Lázár Viktória. – További előny, hogy a HCEMM kötelékében dolgozó kutatócsoport tagjait – a többi között – nagy teljesítményű számítógéppark, konferenciákra igénybe vehető utazási keret és partnerségi kapcsolatháló is segíti.”
„Miért fontos az, hogy egyes gyógyszer-kombinációk az ellenálló baktériumokat nagyságrendekkel hatékonyabban pusztítják azok fogékonyabb társainál? – tette föl a kérdést a kutató, majd meg is válaszolta. – Mert alkalmazásukkal lassítani tudjuk az antibiotikumokra ellenálló baktériumok terjedését.”
A
HCEMM új generációs kutatócsoportjában elkezdett munka jelentőségét
érzékelteti az adat: az antibiotikumoknak különösen ellenálló,
úgynevezett szuperbaktériumok okozta betegségek miatt évente több mint
25 ezer ember hal meg Európában.
„Kétfázisú kezelési stratégia
alkalmazását alapozhatják meg kutatási eredményeink, melyben az első
fázis során célzottan pusztítjuk az antibiotikumra ellenálló kórokozókat
a gyógyszer-kombináció alkalmazásával, majd a korábban hatástalan
kezelést tudjuk újra alkalmazni a második fázisban – magyarázta. –
A másik kérdés, amire választ keresünk a HCEMM támogatásával, hogy egy
adott ember állandó egészségügyi problémái – például a magas vérnyomása
vagy a szívproblémái – kezelésére rendszeresen szedett gyógyszerei
hogyan befolyásolják egy újonnan kialakult bakteriális fertőzés
gyógyítására alkalmazható antibiotikumok hatékonyságát.”
Lázár
Viktória szisztematikusan föl kívánja térképezni a gyógyszerek és
antibiotikumok kölcsönhatását. A HCEMM kötelékében kémiai könyvtárakkal
folytatott nagy áteresztőképességű vizsgálatokat követően olyan
matematikai modell kidolgozását tervezi, amellyel gyorsan
megállapítható, hogy több gyógyszer napi használata esetén mely
antibiotikum vagy antibiotikum-koktél a leghatásosabb egy fertőzés
kezelésére, ami egyúttal a hasznos bél mikroflórát is kíméli.
„Egyszerű
kísérleteket futtatunk, és sok adatot generálunk. A kísérletek és
az adatok elemzését is igyekszünk automatizálni, amennyire csak
lehetséges – mondta. – A most induló csoportban az első két-három
év a kísérleteké. A munka az eszközök beszerzésével elkezdődött.
A kísérletekkel összegyűjtött adatok értékelése legalább ennyi időt,
vagyis két-három évet igényel. Aztán – reményeink szerint – klinikai
fázisvizsgálatok következhetnek: az alapkutatási eredményeink
kiterjeszthetőek lesznek az alkalmazás irányába. Az ehhez szükséges
szabadalmi ügyintézésben, illetve a transzlációban is számíthatunk majd
a HCEMM nyújtotta szolgáltatásokra. Közös célunk, hogy a kutatási
eredmények mihamarabb visszajussanak a betegellátásba.”•