A 2016-os orvosi Nobel-díjat a japán Oszumi Josinori kapta az autofágia nevű folyamat mechanizmusának feltérképezéséért. Az autofágia lényege, hogy a sejtjeinkben kialakuló “salakanyag”-molekulákat (főleg oxidálódott, aggregálódott vagy letekeredett fehérjéket, amelyek elvesztették normális funkciójukat) a szervezetünk enzimek segítségével megemészti, ezáltal eltávolítva azokat a sejtekből.
Dr. Vellai Tibor professzor a Velgene Biotechnológiai Kft. tudományos igazgatója, egyben az ELTE TTK Genetikai Tanszékének vezetője, kutatócsapatával azon dolgozott az elmúlt években, hogy az autofág folyamat aktiválásával megtalálja az egészséges öregedés (healthy aging) kulcsát.
“Az volt a célunk, hogy az autofágia folyamatát képesek legyünk megfelelő kismolekulák alkalmazásával felpörgetni – magyarázta Vellai professzor. – Ez a folyamat rendkívül fontos a normális sejtműködés szempontjából, mert maga az öregedési folyamat, illetve a legtöbb öregkori degeneratív, tömeges sejtpusztulással együtt járó betegség (ezek közé tartoznak pl. a rák különböző típusai, a neurodegeneratív elváltozások, mint az Alzheimer-, a Parkinson– vagy a Huntington-kór, az izomatrófia, a kettes típusú diabétesz vagy a szöveti fibrózis, mind sejtes károsodások miatt alakulnak ki.
Dr. Vellai Tibor, a kutatás vezetője
Pontosabban azért, mert az autofágia kapacitása az életkor előrehaladtával csökken vagy leáll, így a sejtekben felgyűlnek a »rossz« komponensek.”
A kutatók megközelítése szerint, ha ezt a sokféle patológiás folyamatot a sejtekben lévő káros anyagok okozzák, akkor a megoldást az autofágia környékén kell keresni. Pontosabban, mivel a fentiek kialakulásáért az autofágia hatékonyságának csökkenése a felelős, ezért a folyamat aktiválása megoldást jelenthet az ilyen betegségek kezelésében.
Öt évvel a világ előtt
“Mi már 2011-ben elkezdtünk foglalkozni ezzel a megközelítéssel, azonban akkor még az a szemlélet uralkodott, hogy egy adott betegséget egy célzott gyógyszerrel kell kezelni – mondta Dr. Vellai. – Ezért hiába kerestünk fel több nagy gyógyszergyárat azzal, hogy nekünk számos öregkori patológiára van megoldásunk, nem érdekelte őket az öregedés témaköre.”
Az autofágia folyamatát gének szabályozzák, és ez magyarázza, hogy idővel a folyamat kapacitása csökken, hatékonysága visszaesik. A Velgene kutatói képesek voltak olyan molekulákat azonosítani, amelyekkel lehetséges az autofágia serkentése. A felfedezésről a legkomolyabb tudományos kritériumoknak megfelelő szakmai folyóiratokban, a Journal of Huntington Disease-ben és az Autophagyban is megjelentek közlemények.
“A cikkekben leírtuk, hogy némelyik ilyen autofágia-indukáló kismolekula képes átjutni a vér-agy gáton, és gyógyítja a neurodegeneratív kórképek súlyosságát állati modellekben – mondta a professzor. – Azt, hogy ezek gyógyszerként ténylegesen működnek-e emberekben, még nem tudjuk, de olyan kísérleti állatokkal dolgoztunk, amelyek kifejezetten az említett emberi betegségeket okozó mutáns fehérjéket fejezik ki. Az egyik ilyen vizsgált állatmodell a Parkinson-kór kialakulásáért felelős fehérjét hordozza, de végeztünk hasonló vizsgálatokat Huntington-kórt modellező állatokban is. Ahol eddig próbálkoztunk, ott minden esetben sikerült késleltetni a betegség kialakulását, illetve gyógyítani az adott betegséget.”
A kezelt állatok jelentősen tovább éltek a nem kezelt kontrollállatoknál.
A felfedezés rendkívüli jelentősége az lehet, hogy az embereknél tapasztalható leggyakoribb neurodegeneratív betegségekre eddig a tudomány nem tudott választ adni. A különböző gyógyszergyárak eddigi kutatásai pedig legfeljebb elméletben vagy modellek szintjén bizonyultak hatékonynak, de élő szervezetben nem sikerült kézzelfogható eredményeket elérni.
“Tény, hogy szembemegyünk a korábbi paradigmákkal, azzal, hogy egy olyan gyógyszert próbálunk kifejleszteni, amely nem egy betegséget, hanem számos, az autofágia hatékonyságának csökkenéséből fakadó kórt képes gyógyítani vagy a tüneteket jelentősen enyhíteni” – mondta dr. Vellai.
Dr. Vellai Tibor (Fotó: ELTE)
Ha az öregedési folyamatot tudjuk befolyásolni, annak az lesz az eredménye, hogy minden ilyen tünetegyüttes kialakulását tudjuk majd késleltetni, vagy ha már kialakult, akkor csökkenteni a tünet súlyosságát.
A kutatók tűt találtak a szénakazalban, ugyanis körülbelül 45 000 molekula közül kellett megtalálniuk azt a két-három lehetséges jelöltet, amelyekkel elkezdődhettek az élő szervezetben lebonyolított vizsgálatok.
“Tudtuk, hogy mit keresünk, abban az értelemben, hogy tudtuk, melyik zárat akarjuk kinyitni, és ehhez kellett megtalálni a kulcsot – mondta dr. Zsembery Levente, a Velgene mögött álló X-Ventures kockázati tőkebefektető vezérigazgatója. – Tibor azonosította azt a fehérjét, amelynek befolyásolásával megvalósítható az autofágia folyamatának aktiválása.”
Az emberi szervezet egyik fehérjéje – egy miotubularin-foszfatáz, hétköznapi nevén “Jumpy” – stresszhatások esetén gátolja az autofágiát (vagyis megakadályozza, hogy a sejt felfalja önmagát). A magyar kutatók arra keresték a megoldást, hogy ezt a fehérjét képesek legyenek specifikusan gátolni kismolekulákkal. Ha az autofágiát gátló fehérjét gátolják, azzal aktiválni tudták a folyamatot.
További pozitív hozadéka a magyar kutatók munkájának, hogy az általuk azonosított molekula az autofágia aktiválásán felül sejtvédő tulajdonságokat is mutat. A vizsgálatok során idegsejteket bombáztak oxidatív stresszt előidéző ágensekkel, azok pedig annak rendje és módja szerint el is pusztultak.
Azonban ha az újonnan felfedezett molekulával kezelték ugyanezeket a neuronokat, akkor azok jelentősen jobban bírták a kémiai “támadást”. A sejtvédő mechanizmusból arra is következtetnek a kutatók, hogy a jövőben elkészíthető gyógyszerek mellékhatásai minimálisak lehetnek.
“Bőven száz év feletti életkorra is látunk esélyt”
Október első hetében jelent meg a hír egy amerikai tanulmányról, amelynek készítői szerint az emberi élettartam maximuma 115 év körül alakulhat. A Velgene kutatói a jelenleg birtokukban lévő információk szerint ennél lényegesen optimistábbak.
“Mivel az autofágia folyamata az öregedési folyamat központi szabályozó mechanizmusa, ha képesek vagyunk a folyamatot aktiválni, azzal lassítható az öregedés sebessége és megnövelhető az élettartam – mondta Vellai professzor. – Egészen jelentős élettartam-növekedést jósolunk az eddigi adataink alapján, és egyelőre még nem látjuk, hogy hol lehet ennek a határa.
Az egyik általunk vizsgált kísérleti állat, a Caenorhabditis elegans nevű fonálféreg normál esetben 10 napig él.
Előállítottak már olyan mutáns állatokat is, amelyek 60 napig éltek, és ez embereknél 500 éves élettartamnak felelne meg!
Persze ez úgy hangzik, mint valami sci-fi, de a laboratóriumi kísérletek ezt mutatják. Az autofágia egy evolúciósan konzervált folyamat, ami azt jelenti, hogy az emberi sejtekben is hasonlóan működik, mint az élesztősejtekben. Oszumi professzor nagyrészt azért kapta a Nobel-díjat, mert az élesztősejtekben tett felfedezéseiről bebizonyosodott, hogy az emberek esetében is relevánsak.”
Kísérleti ecetmuslicák, balra az egészséges kontrollcsoport, jobbra a Huntington-kóros állatok kezelés előtt és után (Fotó: Velgene Biotechnológiai Kft.)
A kutatók az úgynevezett ecetmuslicán, a Drosophila melanogasteren is vizsgálták a felfedezett molekulák hatásait. A Huntington-kórt modellező rovarok nem tudtak felmászni az üvegedények falán, holott ezt egészséges állapotukban ezt ösztönösen, könnyen megteszik. A kezelés után azonban ismét visszanyerték normális mászóképességüket. Ráadásul az ő esetükben is tapasztalható volt az élettartam növekedése: egy átlagos muslica 20 napig él, a kezelt állatok 25 napig is életben maradtak, ami 25 százalékos növekedést jelent.
“Elegáns” megoldás
A magyar kutatók eredményeitől persze még évekre – optimális esetben 5-10 évre – is szükség lehet, mire a felfedezett molekulából embernek is adható gyógyszer vagy vakcina készül, azonban a terület, amelyet kezelni lehet majd ezzel a megközelítéssel, hatalmas.
“Barack Obama amerikai elnök tavaly egy beszédében azt mondta, hogy az amerikai gazdaság fejlődésének egyik legnagyobb gátja az elkövetkező években a neurodegeneratív betegségekre költött pénz mennyisége – mondta Vellai Tibor. – Az ilyen betegségben szenvedő emberek ugyanis idővel teljesen magatehetetlenné válnak, és egy teljes embert igényel az ellátásuk. Ez hatalmas költséggel és ugyanekkora emberierőforrás-igénnyel jár együtt.
Mi éppen az ilyen kórképek esetében szeretnénk jelentős javulást elérni, illetve a kialakulásokat késleltetni vagy akár meggátolni. Ez, vagyis a korai előrejelzés és prevenció óriási piacot jelenthet. Gondoljunk bele, hogy csak az Alzheimer-kór esetében az Egyesült Államokban minden harmadik idős ember érintett, viszont egyelőre hatékony gyógyszeres megoldás nincs a tünetek kezelésére.”
Parkinsonos beteg fizikoterápiája – rengeteg erőforrásra van hozzá szükség (Fotó: hydroworx.com)
A Velgene kutatásai jelenleg az úgynevezett preklinikai fázisnál tartanak, és ha minden optimálisan zajlik, ezután következhet az úgynevezett fázis 1. vizsgálat, amikor megnézik, hogy milyen hatása van a gyógyszerjelölt molekulának az emberi szervezetre, vagyis okoz-e mérgezést, vannak-e káros mellékhatásai.
“Az autofágia kutatására a nagy gyógyszercégek ma már egész osztályokat tartanak fenn – mondta Vellai professzor. – Ők most ugyanazt csinálják, mint amit mi öt éve kezdtünk. Ez egy kompetitív terület, mi azonban előnyben vagyunk, mert az általunk meghatározott autofágia-indukáló kismolekulákat évekkel korábban szabadalmaztattuk sokféle humán betegség kezelésére.”
Amikor felteszem a kérdést, hogy ezért a felfedezésért a magyar kutatók várhatják-e rövidesen a Nobel-bizottság megkeresését, Vellai professzor és Zsembery Levente is rázzák a fejüket.
“Az öregedéskutatásnak nagyjából három évtizedes múltja van. Ennek ellenére 2010-ben a Nature-ben leírták, hogy mai napig nem tudjuk, mi okozza elsődleges az öregedési folyamatot, mitől öregszünk – magyarázta Vellai. – A helyzet az, hogy nagyon sok tényezőt ismerünk, amelyek befolyásolják az öregedést. Ha kiütünk egy öregedést szabályozó (befolyásoló) gént, akkor elérhetjük, hogy a vizsgált élőlény kétszer hosszabb ideig éljen, de ez végül ugyanúgy megöregszik és meghal.
Viszont ha az öregedési folyamat mechanizmusának egy komponensét ütnénk ki, akkor abból az következne, hogy az állat nem öregedne tovább és nem pusztulna el. Az ilyen »halhatatlan« biológiai rendszerek tanulmányozása alapján jelenleg úgy véljük, hogy megértettük az öregedési folyamat mechanizmusát.”
“Az biztos, hogy óriási hatása lehet ennek a felfedezésnek, de inkább társadalmi, mint tudományos hatásról beszélünk – tette hozzá Zsembery Levente. – Egy talán hétköznapibb példával azt mondhatnám, hogy a maghasadásért adtak Nobel-díjat, de az atomreaktortervekért nem. Mi most egy atomreaktort fejlesztettünk, és szeretnénk megmutatni, hogyan, mire lehet felhasználni.”
További cikkek magyar orvosokról, kutatókról az NLCafén:
- Egy magyar módszerrel már kialakulása előtt kiszűrhető a méhnyakrák
- “Aki azt mondja, hogy a visszatérő fertőzés elmúlik, az hazudik” – a felfázásról tabuk nélkül
- Dr. Peták István: “Ha összefogunk, belátható időn belül megállíthatjuk a rákot”
