Tudományos híradó 16.

Hőérzékeny TRP csatorna (”ThermoTRP”) expresszió rákos daganatokban: diagnózis és prognózis (a gyakorló patológus szemével)

A Transient Receptor Potential (TRP) csatornák népes családja (emberben 27 ismert családtag) fontos szerepet játszik a sejtek szaporodásában és differenciálódásában, így nem meglepő, hogy a TRP csatornák kóros működése vagy aberráns expresziója áll számos humán betegség hátterében. Például a TRP csatornák két csoportját (polycystin TRPP és mucolipin TRPML), a kóros működésük okozta betegségekről, polycystás vese betegség illetve mucolipidosis, nevezték el. A TRP csatornák egy csoportja, az ún. ”thermoTRP” csatornák, hőérzékenyek: ezek a csatornák együtt széles hőtartományt fednek le, 0 oC (TRPM8) és 60 oC (TRPV2) közt. E csatornák jelentőségét jelzi, hogy a 2021 évi Fiziológiai és orvostudományi Nobel-díjat a ”thermoTRP” csatornák felfedezésért ítélték oda David Juliusnak és Ardem Patapoutiannak. 

Számos irodalmi adat utal arra, hogy megváltozott ”thermoTRP” expresszió szerepet játszhat a daganatképződésben is. Mi kísérleteinkben emelkedett TRPV1 és TRPA1 csatorna expressziót találtunk humán nasopharyngeális carcinoma betegekben, gyomorrákos biopsziákban ellenben a TRPV1 immunoreaktivitás csökkenését észleltük. Az irodalom szerint a ”thermoTRP” expresszió vizsgálata segíthet a patológusnak a reaktív és neoplasztikus, illetve az in-situ és invaziv tumorok elkülönítésében. A ”thermoTRP” expresszió továbbá azonosíthat különösen rossz prognózisú, kemoterápiára rezistens betegeket. Végezetül, a magas ”thermoTRP” expressziójú tumorok kezelése potens, small molecule agonistákkal igéretesnek tűnik – írta összefoglalójában dr. Szállási Árpád.

A virtuális valóság hatása pszichológiai és fiziológiai változókra kemoterápiában részesülő gyermekekben

A virtuális valóságot (VR) nem csak szórakozáshoz használhatjuk fel, hanem egyre több orvostudományi terület fedezi fel a benne rejlő lehetőségeket fájdalomcsillapítás, stresszcsökkentés, mozgásfejlesztés vagy akár a fóbiák kezelésében is. A daganatos betegségben szenvedő gyerekek gyógyuláshoz vezető útja sok kórházi bennfekvéssel, stresszel, pszichés megterheléssel jár, melynek hatékony enyhítése hozzásegíti őket a hatékonyabb gyógyuláshoz.

Kutatásunkban azt vizsgáltuk, hogy a kemoterápiás kezelésüket kapó 10-18 éves gyermekek hangulatás és szorongásán tud-e segíteni egy 20 perces VR élmény. Ugyanazon gyermekek két eltérő időpontban vettek részt a vizsgálatban, egy alkalommal egy olyan VR játékkal játszhattak, melyben csillagok összekötésével különböző mitológiai lények jelentek meg három dimenzióban, másik alkalommal pedig mobiltelefonukon választhattak egy játékot. Hangulatukat, szorongásukat különböző kérdőívekkel vizsgáltuk, stresszszintjükre pedig a bőr vezetőképességéből, szívfrekvenciájukból és vérnyomásukból következtettünk. Eredményeink arra utaltak, hogy a VR élmény sokkal hatékonyabban javította a hangulatát ezen gyermekeknek, mint a mobiltelefonos játék. A továbbiakban szeretnénk feltérképezni a VR egyéb felhasználási lehetőségeit a gyermekgyógyászatban, illetve olyan játék fejlesztését tűztük ki célul, mely specifikusan ezen gyermekbetegek élethelyzetére készül – írta összefoglalójában dr. Horváth Klára.

Betegfelvételkor rögzített mellkasi röntgenfelvételek és klinikai metaadatok alapján automatizált előrejelzés a COVID-19 fertőzés súlyosságára – a pontosság és a magyarázhatóság figyelembe vételével

Az elmúlt néhány évben a COVID-19 jelentős veszélyt jelentett a világ egészségügyi rendszereire. Az első hullám különösen súlyosan érintette Észak-Olaszországot, ahol a kiugróan magas halálozási adatok lényegében az egészségügyi ellátás összeomlásához vezetett. Ezen tények miatt 2022. február elején megrendezésre került a COVID CXR Hackathon – Mesterséges intelligencia a COVID-19 prognózishoz: a pontosság és a magyarázhatóság elnevezésű kihívása (a hackathon egy olyan esemény, ahol a résztvevők rövid idő alatt -általában néhány nap- verseny keretében dolgoznak, hogy megoldást találjanak egy adott problémára vagy kihívásra). A COVID CXR Hackathon célja olyan megoldások fejlesztése volt, amelyek a mellkasröntgenek alapján segítik a COVID-19 prognózisát. A résztvevők – csapatokban, korlátozott idő alatt – AI-alapú algoritmusokat fejlesztettek a mellkasröntgenek látható információk és a fertőzés súlyossága közötti összefüggés pontos és érthető meghatározásához, melyek segíti a betegek kezelését és az egészségügyi erőforrások hatékonyabb felhasználását.

A kihívás során született megoldásunkat a megjelent cikkben foglaltuk össze. Létrehoztunk egy kiválóan teljesítő és magyarázható modellt, amely alkalmas a klinikai metaadatok leképezésére és előre jelzi a betegség prognózisát. Számos ablációs vizsgálatot is végeztünk annak érdekében, hogy azonosítsuk a modellek kulcsfontosságú részeit és az adatkészletek egyes jellemzőinek előjelző erejét. Munkánk során arra a következtetésre jutottunk, hogy a felvételkor végzett CXR-ek önmagukban nem segítik jelentősen a metaadatok előre jelző hatékonyságát, és többnyire olyan információkat tartalmaznak, amelyek kölcsönösen jelen vannak a betegtől gyűjtött vérmintákban és egyéb klinikai tényezőkben is. Fontos kiemelni, hogy a Hackathon egyike volt azoknak a kezdeményezéseknek, amelyek a COVID-19 járvány során az AI-t és a képi feldolgozást használják a diagnózis és a prognózis javítására. Az ilyen események segítenek előre lépni az egészségügyi technológia területén, és hozzájárulnak a kutatáshoz és fejlesztéshez a COVID-19 kezelésében – fogalmazott összefoglalójában Lukács Adrienn.

A liposzómás aszkorbinsav szaruhártya-permeabilitása

Az aszkorbinsav vagy más néven a C-vitamin szerepe ismert a szaruhártya sebgyógyulásában. Sajnos gyorsan bomlik le és a szaruhártyán nehezen jut át. A közleményben a liofilizált liposzóma-formába csomagolt aszkorbinsav hatását elemezték a szerzők, összehasonlítva a hagyományos aszkorbinsav jellemzőivel.

A liposzóma formuláció javította a kémiai stabilitást, a szaruhártyába történő bejutást, valamint az elülső csarnokban is sikerült kimutatni az aszkorbinsavat. Az in vitro cornealis permeabilitást PAMPA (paralell artificial membrane permeability assay) módszer segítségével vizsgálták. A liposzomális formulálás javította az aszkorbinsav kémiai stabilitását, a cornealis abszorpciót, a kinetikus hatékonyság nem változott. A lipoformuláció kifejezetten hasznos lehet a szaruhártya betegségek hatékonyabb kezelésében – írta összefoglalójában dr. Nagy Zoltán Zsolt.

Tumor heterogenitás feltérképezése és új kezelési irányelvek kidolgozása kissejtes tüdőrákban

A kissejtes tüdőrák más tüdődaganatoktól biológiailag eltérő agresszív daganattípus, mely az esetek döntő többségében dohányzás talaján alakul ki. A kissejtes tüdőrák területén elért terápiás eredmények jelentősen elmaradnak a más tüdőrákokban látottaktól és a betegek túlélési esélyei napjainkban is rendkívül rosszak.

A Semmelweis Egyetem Mellkassebészeti Klinikáján zajló kutatások célja a kissejtes tüdőrák biológiai változatainak (heterogenitásának) feltárása, melyek alaposabb megismerése lehetőséget biztosíthat új, hatékonyabb kezelések kidolgozásához. Az elmúlt évek során a kutatócsoport munkatársai svéd, osztrák, cseh és amerikai kollégáikkal közösen igazolták, hogy a kissejtes tüdőrák különböző alcsoportokra bontható bizonyos transzkripciós faktorok kifejeződésének függvényében. Kiemelendő, hogy e molekuláris alcsoportok eltérő biológiai viselkedéssel társulnak, ezáltal kórlefolyásuk és terápiára adott válaszkészségük is jelentősen különbözik egymástól. A munkacsoport elemezte továbbá különböző kemoterápiás és célzott terápiás gyógyszerek hatékonyságát az újonnan leírt altípusok szerint és jelentős eltéréseket talált a terápiás válasz tekintetében. Mindez szemléletváltást eredményezhet a betegek kezelését illetően, utat nyitva a személyre szabott kezelések bevezetésének. Tekintettel az elmúlt évek eredményeire, a kutatócsoport a közelmúltban meghívást kapott egy átfogó tanulmány elkészítésére a nemzetközi tudományos folyóiratok ranglistájának élén álló „CA: A Cancer Journal for Clinicians” folyóiratba. Azon túl, hogy a közlemény összesíti az elmúlt évtized legfontosabb tudományos eredményeit a kissejtes tüdőrák területén, saját eredményeken alapuló ajánlásokat is megfogalmaz a jövőbeli kutatási- és kezelési irányvonalakra vonatkozóan – fogalmazott dr. Döme Balázs és dr. Megyesfalvi Zsolt.

A szájpadlás digitális modelljének emberi azonosításra történő felhasználása

A szájpadlásredők (rugae palatinae) mintázata alapján még egypetéjű ikerpárokat is azonosíthatunk, hatékonyabban, mint ujjnyomat azonosítással, akár tömegkatasztrófa esetén is. Vizsgálatunk során egypetéjű ikrek szájpadlását szkenneltük be különböző típusú fogászati szájszkennerekkel, majd két évvel később megismételtük a szkennelést. Ennek köszönhetően laborkörülmények között szimulálni tudtuk az ante-mortem (élő embertől származó adat) és post-mortem (elhunyttól származó adat) azonosítást. A vizsgált változók között a szkennelést végzők személye, a szkennerek, valamint a hozzájuk tartozó szoftverek típusai is szerepeltek a hagyományos fogászati mintavételi módszereket mellett.

A kapott eredmények alapján az alanyok az egypetéjű ikrek magas valószínűségi aránnyal azonosíthatók voltak két év elteltével is a szájpadlás alapján, függetlenül attól, hogy milyen típusú szkennert használtunk vagy éppenséggel ki végezte a mintavételt, továbbá a digitális alapú azonosítás (szájszkennerek használata) megbízhatóbb eredményt adott, mint a hagyományos módszer (gipszminta alapján történő azonosítás). Következtetésként elmondhatjuk, hogy amennyiben digitális mintavétellel egypetéjű ikreket nagy valószínűséggel azonosítani tudunk, akkor gyakorlatilag a szájpadlás és a redőzet alapján bárkit azonosítani lehet ezzel a módszerrel – fogalmazott  összefoglalójában dr. Simon Botond és dr. Mikolicz Ákos.

Tüdőhámsejtek légúti óriássejtes vírus-fertőzését gátló módosított aptamerek

A légúti óriássejtes vírus (RSV) a kisgyermekkori légúti fertőzések egyik leggyakoribb kórokozója. A súlyossá váló RSV fertőzések kezelésére jelenleg a széles spektrumú antivirális szerek és az RSV sejtekkel történő fúziójáért felelős burokfehérjét megcélzó ellenanyagok állnak rendelkezésre. Munkánk során olyan rövid, módosított nukleotidot tartalmazó, egyszálú nukleinsavakat, ún. aptamereket izoláltunk, amelyek az ellenanyagokhoz hasonlóan szelektíven kötődnek a sejtfúzióért felelős fehérjéhez.

Az izolált aptamerekről igazoltuk, hogy a tüdőhámsejtek RSV fertőzését a terápiában alkalmazott ellenanyagnál látottakhoz hasonló hatékonysággal gátolják. Mindezek mellett azt is bizonyítottuk, hogy az aptamereink sejtekre nem toxikusak és a módosított nukleotid alkalmazása szignifikánsan megnöveli féléletidejüket. Bemutatott eredményeink jól illusztrálják, hogy az ellenanyagoknál gyorsabban, költséghatékonyabban, megbízhatóbb minőségben előállítható aptamerek reális alternatívák lehetnek a vírusfertőzések terápiájában – írta összefoglalójában dr. Mészáros Tamás. 

Kardiovaszkuláris képalkotás fotonszámláló CT segítségével

A kardiovaszkuláris képalkotásban 15 év fejlesztést követően több mint egy éve került klinikai bevezetésre, a fotonszámláló CT. A fotonszámláló CT egy új típusú detektorral rendelkezik, amely különbözik a hagyományos energiaintegráló detektoroktól. A fotonszámlálással készült képek részletgazdagabb információt tartalmaznak, mivel a fotonszámláló technológia közvetlenül érzékeli az egyes röntgenfotonokat és azok energiaszintjét, anélkül, hogy először látható fénnyé alakítaná őket, mint a hagyományos CT-technológiánál. A fotonszámláló CT számos előnnyel rendelkezik a hagyományos CT berendezésekhez képest, többek között jobb térbeli felbontást, a sugárterhelés csökkentését és a kontrasztanyag-használat optimalizálását teszi lehetővé.

Összefoglaló közleményünkben ismertetjük a fotonszámláló CT további lehetséges előnyeit a koszorúér meszesedés, szűkület, és stent képalkotásában, továbbá a szívizomfibrózis, valamint az epikardiális és perikoronáriás zsírszövet értékelésében. Bár számos előzetes tanulmány támasztja alá a kardiovaszkuláris képalkotásban várható minőségjavulást fotonszámláló CT alkalmazásával, fontos megjegyezni, hogy további kutatásokra van szükség a megalapozott következtetések levonásához, hiszen a technológia újszerű és a képalkotás számos területén tesz lehetővé pontosabb és gyorsabb eljárásokat – írta összefoglalójában dr. Zsarnóczay Emese.

A rövid összefoglalókat a tudományos publikációk szerzői készítették.
Szerkesztette: Szabó Ádám
Fotó: a publikációkból származó képek