Az Élettani Szabályozások Kutatóközpont ERC StG kutatócsoportja (balról jobbra): dr. Ferenci Tamás egyetemi docens, Puskás Melánia MSc-hallgató, Czakó Bence PhD-hallgató, prof. dr. Kovács Levente rektor, projektvezető, dr. Eigner György egyetemi docens, Nagy Erzsébet BSc-hallgató, Siket Máté PhD-hallgató, dr. Drexler Dániel András egyetemi docens, szakmai koordinátor, Dénes Fazekas Lehel PhD-hallgató.

Miért a Megszelídített rák címet adták az ERC-pályázatuknak?

– Az ERC csak a nagy kockázatú, de nagy eredményekkel kecsegtető kutatási terveket karolja fel. Az elnyert támogatással 2016–2022 között folyt a Tamed Cancer-projekt, mely mögött az az alapötlet hú­zódott, hogy egy teljesen új megköze­lítésű daganatterápiát fejlesszünk ki. Ennek célja az volt, hogy automatizált rendszerek segítségével elérhessük a rákkal való együttélést, miközben a daganat működését folyamatosan ellenőrzésünk alatt tartjuk. A cukorbetegség kezelésében már létezik ehhez hasonló megoldás: a folyamatos vércukorszintmérés által szabályozott inzulinpumpa, vagyis a „mesterséges hasnyálmirigy”. De a daganatterápiában még teljesen hiányoznak az ehhez szükséges műszerek, műszaki megoldások.

Melyek voltak a kutatás fő kérdései?

– Minden daganat különbözik, de a kezdeti növekedésük patofiziológiáját jól ismerjük: a tumor csak akkor képes a minimális méret elérése után tovább növekedni, ha ereket tud növeszteni, hiszen csak így tud megfelelő oxigénhez és tápanyagokhoz jutni. Vagyis a rák „megszelídítésének” általános feltétele az erezettség kontrollja, és ezáltal a sejtburjánzás ellenőrzése. E cél elérésének kiindulópontja volt a tumor növekedésének matematikai modellezése. Bár már korábban is léteztek tumornövekedési modellek, ám a legújabb felfedezések fényében ezek mára elavultak, így az első kérdésünk az volt, hogy le lehet-e írni pontosabban a daganat növekedését matematikai módszerekkel.

A tumor modellje, ahogy a gazdaszervezet által növesztett erekkel csatlakozik az érhálózathoz.

Milyen kísérleteket végeztek a tumornövekedés feltárása érdekében?

– A daganatfejlődés tanulmányozásához la­boratóriumi immunszupresszált egereket használtunk. Ezeken bizonyítottuk be, hogy a teljesen megújított matematikai modellünk segítségével jól le tudjuk írni a daganat növekedését, vagyis a modell által előre jelzett növekedési mintázat megfelelt a valós mintázatnak. A második kérdésünk magával a rákkal való együttélés paradigmájával foglalkozott. Mondanom sem kell, hogy e megközelítés egyáltalán nem szokványos, hiszen a bevett hozzáállás szerint a rák teljes kiirtása a beavatkozások célja. Csakhogy, ha a felismert daganatot el is távolítjuk, nem lehet kizárni, hogy a rák ismételten felbukkan a szervezet egy másik pontján, vagyis áttétek keletkezhetnek, a tumor szóródhat. Viszont, ha nem pusztítjuk el a daganatot, csak bezárjuk, és folyamatosan ellenőrizzük a viselkedését, akkor biztosak lehetünk abban, hogy ott is marad, és vélhetőleg nem okoz problémát a szervezet más szervrendszereiben. Olyan ez, mintha az oroszlánt ketrecben tartanánk: ameddig ki nem engedjük, a fenevad nem jelenthet veszélyt ránk.

Képesek lehetünk a jelenlegi kezeléseknél hatékonyabban kontrollálni a tu­mor erezettségét?

– Az eredményeink szerint a gyógyszer­­hatóanyagok adagolásának átalakításával erre van lehetőség. A jelenlegi klinikai protokollok szerint általában három-négy hetente kap a beteg anti­angiogén (érképződést gátló) kezelést. A mi ötletünk az volt, hogy nem hatékonyabb-e az érképződés­gátlás, ha kisebb dózisban, de sűrűbben kapják a kezelt állatok a ható­anyagot. Az újabb kísérleteinkből kiderült, hogy ez a kezelés jobb túlélést biztosít a daganatos egerek számára, vagyis a sokszor kis dózisú anti­angiogén terápiával, majd kombinált kemo- és antiangiogén terápiával kezelt egerek terápiája sikeresebb volt, mint a bevett klinikai gyakorlatnak megfelelően folytatott terápia. Sok daga­natos egér az új megközelítésű terápia hatására elérte a teljes élet­tartama végét, vagyis nem rákban halt meg végül. Az első két kérdésünkre kapott pozitív válaszokból következett a harmadik kérdésünk, vagyis az, hogy lehet-e olyan automatizált algoritmust fejleszteni, amely folyamatosan változó ható­anyagot adagol a beteg szervezetébe, amennyit a tumor aktuális állapota megkövetel? A ható­anyag mennyisége folyamatosan változik, és ezt az al­goritmus a mért paraméterek­nek meg­felelően automati­kusan számítja ki. Minthogy az alap­kutatási kísérleteink pozitív eredménnyel zárultak, az elméleti alapok adottak ahhoz, hogy a meg­szelídített rák koncepcióját tovább fejlesszük, immár a klinikai alkalmazás irányába, alkalmazott kutatást végző kutatási csoportok és az ipari szereplők bevonásával.

Az antiangiogén terápia vizualizált hatásmechanizmusa.

Hogyan léptek tovább az ERC-támogatás lezárulta után?

– Az már időközben is nyilvánvalóvá vált előttünk, hogy a céljaink elérhetők, és a fel­vetésünk működik. Ezért 2019-ben beadtunk egy hazai kompetencia­központ egyetemi pályázatot, amelynek az a célja, hogy az egyetem által meg­határozott stratégiai (orvos­informatikai) terü­leten je­lentős előre­lépés történhessen. A pályázatunk témája a kiber­orvoslás volt, amit az tett indokolttá, hogy az akkor három éve futó ERC-pályázatból már látszott, hogy a digitalizáció milyen jelentős lehető­ségeket rejt magában az orvoslás területén is. E kutatási területet, a kiber­orvosi rendszerek fogalmát, mi honosítottuk meg világ­szinten 2015-ben; hatására nagyon jelentős tudományos közösség kovácsolódott közel száz nemzetközi kutatóval. Ma már sok országban, az Egyesült Államoktól Japánig, számos egyetem csatlakozott kezdeményezé­sünkhöz, egymással laza hálózatot alkotva, e terület kutatására.

Mit jelent pontosan a kiberorvoslás?

– Szükség volt arra, hogy nevet adjunk annak a merőben új tudomány­területnek, amelyet e kutatói szövetség vizsgál, és az évente rendezett konferenciáin megvitat. Így alkottuk meg a kiber­orvoslás fogalmát. Ez a koncepció a kiber­fizikai rendszer, vagyis az Ipar 4.0 orvos­tudományi leképezésének tekinthető. Tehát digitalizált mérnöki módszerekkel igyekszik fejleszteni az egészség­ügy működését, illetve mindmáig megoldatlan gyógyítási problé­mákra keres mérnöki megközelítésű, és az automatizációt segítségül hívó meg­oldásokat. A kiberorvoslási fejlesztések célja lehet egyszerűen a beteg­­monitorozás vagy a táv­orvoslás is. Utóbbi esetben a beavatkozá­sok, akár a műtétek vezérlése távolról történik, és lehetővé válnak a tele­operációk. Az Ipar 4.0 analógiája tehát a kiberorvoslás, amely leginkább okos­eszközökön, okos egészség­ügyi rendszereken keresztül valósul meg. Az okos­eszközökön futó appliká­ciók – ez immár bizonyított tény – az utóbbi időszakban meg­változtatták az emberek hozzá­állását a saját egészség­ügyi állapo­tukhoz: egészség­tudatosabbá tették őket.

Az Óbudai Egyetem Kiberorvosi Kompetencia Központjának (Kikok) Kiberorvosi Szakmai Napja az Óbudai Egyetemen ez év november 3-án, ahol nyilvánosan először mutattuk be a Kiberorvosi Kompetencia Központban kifejlesztett technológiákat és tudományos eredményeket.

Miben nyilvánul meg a digitalizáció egészségtudatosságra gyakorolt hatása?

– A legegyszerűbb példa erre a lépésszámlálás. A legtöbb telefon (illetve számos specializált aktivitásmérő eszköz) ma már képes számolni a felhasználó által megtett lépéseket. Ha az eszköz úgy van beállítva, akkor rendszeresen értesítéseket küld a használónak az addig megtett lépéseiről, és ha szükséges, figyelmezteti arra, hogy aktívabb tevékenységet kellene végeznie. A legtöbb ember először nem foglalkozik ezekkel az értesítésekkel, de egy idő után ezek beépülnek a napi rutinjába, és már várja őket, és a bennük szereplő információknak megfelelően módosítja a viselkedését. Tehát, ha arról tájékoztatja a telefon vagy az okosóra, hogy nem lépett eleget, akkor nagyobb valószínűséggel megy el sétálni vagy végez valamilyen más sporttevékenységet. Vagyis tudatosabban figyelnek az emberek az egészséges életmód összetevőire. De a digitalizáció egészségóvó funkciója a betegeknél is megnyilvánul. Az okoseszközökön keresztül történő kommunikáció, az aktuális egészségügyi álla­pot továbbítása bizonyos esetekben kiválthatja a háziorvos felkeresését. A beteg az eszközön keresztül értesíti az orvost az állapotáról, aki ugyanezen az eszközön keresztül távolról felügyeli a kezelését, illetve a gyógyulását. Ha a tünetek romlanak, és erről az orvos az eszközön keresztül értesül, akkor adott esetben „súlyponti kórházba” utalhatja a beteget. Így az egészségügyi ellátás a sokkal hatékonyabb mű­ködést lehetővé tévő háromszintű struktúrává válik – ahogy hazánkban is – a telemedicina segítségével.

Önök a kiberorvoslás mely területeit kutatják?

– Mi rákkutatással (daganatterápiával), il­let­ve a cukorbetegséggel foglalkozunk első­sorban e prog­ramban is, de a nemzet­közi kutatóközösségünk tagjai foglal­koz­nak a légzés­szabályozással, aneszte­zio­lógiával vagy például a központi ideg­rend­szer és az agy­működés szabályozásával. A sikeres kompe­tencia­központ-pályázat segítségével ala­pí­tottuk meg az Óbudai Egyetemen a Kiber­orvosi Kompetencia Központot (Kikok). A Kikok kutatóközpontját Galambos Péter, az Óbudai Egyetem Kutató és Innovációs Központja (EKIK) főigazgató-helyettese vezeti. A Kikok már konzorciumi keretek között működik, újabb kutatócsoportok csatlakoztak hozzá az elmúlt években. A kiindulópontját az ERC-pályázatunk által fi­nanszírozott kutatások jelentették, de a Kikok azóta kinőtte magát, és a kutatási területe sokkal szélesebbé vált. Mellénk állt e kezdeménye­zésben az Eötvös Loránd Kutatási Hálózat Természet­tudományi Kutató­központja, amelynek kutatói főképpen a daganat­­terápiás módszertan kifejlesztésében se­gítettek, biokémiai és orvosi irányból. A kon­zorcium tagja még a 3DHISTECH Kft., amely 2020-ban elnyer­te a Magyar Inno­vációs Nagydíjat, és a digitális patológia területén a világ vezető vállalata. Ők azért léptek be ebbe a pályázatba, mert a mi megközelítésünk egyértelművé tette szá­mukra, hogy ha a digitális patológiai eszköz­rendszerüket ki tudnák egészíteni az e koncepción ala­puló algoritmizálás­sal, azzal torony­ma­gasan piacvezető pozícióra tehetnének szert. Ezt segíti, hogy a robotizáció a digitális patológia integráns része, és a szövettani vizsgálatok automatizálásán dolgozik.

Patológiai minták bemutatása a Kiber­orvosi Szakmai Napon.

Tehát a Kikok az ERC Starting Grant pályázat folytatásának tekinthető?

– Teljes mértékben. Kezdetben a Kikok és az ERC-pályázatunk párhuzamosan futott, de a Tamed Cancer ötéves program idén lezárult (a covid által igénybe vett kiegészítő fél évet követően). Az abban alkalmazott megközelítés azonban annyira egyedi és sikeres volt, hogy mindenképpen folytatni kívántuk a kutatásokat, és nagyrészt e célt szolgálja a Kikok. Ezáltal próbálunk továbbra is a világszerte e területen folyó egészségügyi kutatások vezető szereplői maradni. Így látjuk biztosítottnak, hogy a megszelídített rák elképzelése a jövőben megvalósulhat a klinikai gyakorlatban is.•