Kutatói kategória díjazott
Extracelluláris vezikulák szerepét kutatják a kardiológiai betegségekben
Színreakción alapuló, extracelluláris vezikulákból történő lipid-meghatározási eljárás fejlesztéséért nyerte el a leginnovatívabb kutatómunkának járó Innovációs Díjat dr. Visnovitz Tamás, a Genetikai, Sejt- és Immunbiológiai Intézet tudományos munkatársa és kollégái. A módszer elősegítheti az extracelluláris vezikulákkal kapcsolatos kutatások, szolgáltatások és az extracelluláris vezikula alapú diagnosztikus és terápiás termékek standardizálását. Az eredmény a Nemzeti Szívprogramban is jelentős előrelépést jelent, mivel kardiológiai betegségek biomarkereit is könnyebben megtalálhatják.
Az extracelluláris vezikulák lipid kettősréteg által határolt, kisméretű, sejtek által kibocsátott nanorészecskék, melyeket az orvosi és biológiai kutatások során kiemelt figyelem kísér, mivel mind korai diagnosztikus, mind pedig terápiás eszközként sokféle, jelenleg nagyrészt kihasználatlan lehetőséget rejtenek – magyarázta dr. Visnovitz Tamás. A kutatások előrehaladását és a vezikulák gyógyszeripari-diagnosztikai felhasználását nagyban nehezíti, hogy a különféle testfolyadékokból és sejtkultúrák tenyésztő folyadékából tisztított vezikula preparátumok nehezen standardizálhatók (csak kis mennyiség nyerhető ki belőlük). A tudományterületen a fehérjetartalom, illetve részecskeszám meghatározásán alapuló eljárások sokszor nem képesek különbséget tenni a mintákban található extracelluláris vezikulák, fehérje-aggregátumok és lipoproteinek között, ezért téves eredményre vezetnek – tette hozzá a kutató.
A dr. Buzás Edit által vezetett Extracelluláris Vezikula Kutatócsoport tagjaként egy rendkívül egyszerű, olcsó és széles körben alkalmazható, az extracelluláris vezikulák lipid-tartalmának meghatározásán alapuló módszert fejlesztett ki. Az Innovációs Díjjal jutalmazott eljárás kidolgozása egy megkésett eszközbeszerzésnek köszönhető – avatott be dr. Visnovitz Tamás, aki korábban a Richter Gedeon Nyrt.-ben volt projektvezető és 3 éve érkezett a Semmelweis Egyetemre a Genetikai, Sejt- és Immunbiológiai Intézet igazgatójának hívására, a Nemzeti Szívprogramban való részvételre. Mivel egyes, a kutatáshoz szükséges eszközök nem érkeztek meg időben, így a kutatócsoport az analitikai rész előkészítését kezdte el. Liposzóma standardok alkalmazásával sikerült a – kutatócsoport által korábban leírt – összlipid meghatározási módszer érzékenységét egy nagyságrenddel megnövelni, amely lehetővé tette az extracelluláris vezikulák gyors és hatékony mennyiségi meghatározását – mondta el dr. Visnovitz Tamás. Ez a módszer elősegítheti az extracelluláris vezikulákkal kapcsolatos kutatások, szolgáltatások és az extracelluláris vezikula alapú diagnosztikus és terápiás termékek standardizálását.
Dr. Visnovitz Tamás korábbi munkahelyén biotechnológiai projektvezetőként dolgozott, bioszimiláris gyógyszerkészítmények fejlesztésében vett részt. Írországban eltöltött posztdoktori évei alatt elsősorban a növényi biokémia, fiziológia és membránok voltak a fő érdeklődési területei. A Nemzeti Szívprogramban sejtmodellekkel foglalkozik, feladata, hogy az alapvető sejtes modellen biomarkereket találjon különböző kardiológiai betegségekre, amit később állatmodelleken, illetve humán rendszerben, betegeken is tesztelnek. Tehát lényegében olyan molekulákat „halászunk”, amelyek a későbbiekben jó jelöltek lesznek diagnosztikai célra – foglalta össze a kutató.
Dr. Visnovitz Tamás felesége is az intézetben dolgozik, gyermekeik pedig az egyetemi óvodába járnak. Szülei építészmérnökök, a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetemen oktattak, így már gyerekkorának is része volt a tudomány iránti nyitottság. Általános iskolai biológiatanára, Susa Ágnes különösen nagy hatással volt rá, különböző „terepgyakorlatok” révén körbejárták az egész országot – emlékezett vissza. A Budapesti Fazekas Mihály Gyakorló Általános Iskola és Gimnáziumban kémiatanára, Hobinka Ildikó támogatta, hogy már a középiskolások is kutassanak. Később, de még a gimnáziumi évek alatt mimózákkal foglalkozott, ami egészen diplomamunkájáig elkísérte. Mint felidézte, már másodévesen használt elektronmiszkópot, ami azóta sokszor jelentett előnyt számára, ugyanis nem minden kutató ismeri ezt az eszközt közelebbről. Az Eötvös Loránd Tudományegyetemen a molekuláris genetikába „kóstolt bele” növényélettanon. Mint elmondta, nagyon tanulságos élmény volt az iparban dolgozni, ahol lehetősége volt végigkövetni a gyógyszerfejlesztés teljes folyamatát. „A menedzserlét nem volt kényelmes, nem bírtam ki, hogy ne szóljak bele a tudományba” – mondta, ezért nagy örömére szolgál, hogy jelenleg egyetemi környezetben dolgozhat és kutathat.
Keresztes Eszter
Fotó: Kovács Attila – Semmelweis Egyetem
Klinikai kutató kategória díjazott
A humán azonosításban nyújthat segítséget az Innováció Díjat elnyert új generációs fogászati azonosítási protokoll
Dr. Vág János, a Konzerváló Fogászati Klinika igazgatóhelyettese és PhD- hallgatója, dr. Simon Botond nyerte el a klinikai kutató kategóriában a 2019-es Innovációs Díjat. Projektjükben egy új generációs fogászati azonosítási protokollt dolgoztak ki, amelynek során egy ún. intraorális szkenneléssel digitális lenyomatot képeznek a száj mintázatáról, ami egyedi jellegzetessége miatt jól használható humán azonosításra. A digitális lenyomatok könnyen elkészíthetők egy rutin fogászati vizsgálat során is, az adatok pedig hosszú távon eltárolhatók és elemezhetők.
Dr. Vág János három éve kezdett foglalkozni a digitális fogászattal, ekkor hozta létre a digitális fogászati munkacsoportot is, ehhez csatlakozott dr. Simon Botond, aki azóta már PhD-hallgatóként vesz részt a kutatásban. Mint arra rámutattak: a szájpadláson található úgynevezett szájpad bordázatok minden embernél egyfajta speciális mintázatot jelentenek, ami alkalmas lehet humán azonosításra. A leggyakrabban alkalmazott módszerek – ujjlenyomat, DNS alapú, fogazati azonosítás – közös hátránya, hogy legtöbb esetben nem áll rendelkezésre a lakosság széles körére kiterjedő adatbázis. Az emberek nagy része ugyanakkor élete során megfordul fogászaton, ahol fogairól és lágyszöveteiről lenyomat is készül. A fogorvosok az elkövetkezendő tíz évben át fognak térni a digitális lenyomat vételre, így az adatok rendelkezésre állnak – mutatott rá dr. Vág János.
Több, mint 200 iker bevonásával végzett kutatásaik során a digitalizált szájpad mintázaton olyan jellegzetességeket kerestek, amelyekből egyértelműen elkülöníthetők még az egyforma DNS-sel rendelkező egypetéjű ikerpárok egyes tagjai is egymástól. Hipotézisük szerint, ha az egypetéjű ikreknél ki tudnak mutatni különbséget, akkor nagy valószínűséggel az egész populáción alkalmazható ez a fajta azonosítási módszer. Közel egy éves munkával összegyűjtöttek több mint 100 ikerpárt. Ehhez a Tárnoki ikrektől, illetve a vizsgálatban TDK-hallgatóként részt vevő Lipták ikrektől (Lipták Klaudia és Lipták Laura) sok segítséget kaptak – emelte ki dr. Simon Botond. Kontrollcsoportként kétpetéjű ikerpárokat is bevontak a kutatásba, 200 páciens több mint 600 digitális lenyomatát készítették el egy speciális szkenner segítségével, jelenleg az adatok kiértékelése zajlik – ismertették. Az általuk kidolgozott módszer 99 százalékos biztonsággal képes az egyén kilétének pontos meghatározására, ami nagyon fontos lehet a bűnmegelőzésben, természeti katasztrófa vagy tömegszerencsétlenség esetén. Példaként említették, hogy vízbefulladásnál, amikor az ujjlenyomat felázhat, illetve égési sérüléseknél is megoldást jelenthet ez az új generációs fogászati azonosítási protokoll – hangsúlyozták.
Az igazgatóhelyettes a digitális minta előnyeiről szólva elmondta: azt nem csak egyszer tudják használni, sok aspektusból vizsgálható; tulajdonképpen egyfajta 3D-s adatfelhő, amiben óriási lehetőségek vannak. A digitális lenyomat készítésére alkalmas szkenner a kutatás és a betegellátás mellett az oktatásban is jól alkalmazható, segítségével megspórolhatók a lenyomatanyagok, ezáltal környezetbarát – emelte ki dr. Simon Botond.
Azt szeretnék elérni, hogy a jövőben majd minden fogászati vizsgálatra érkező páciensről készüljön egy ilyen digitális szájpad lenyomat (a szkennelés kevesebb, mint egy perc alatt elvégezhető és semmiféle fájdalommal nem jár). Ahhoz, hogy ez a mindennapi gyakorlat részévé váljon, informatikusokat és matematikusokat kell bevonni a mintázatfelismerés és mesterséges intelligencia fejlesztésére – emelték ki. Jelenleg ehhez próbálnak forrást és támogatót szerezni.
Dr. Simon Botond tervei között szerepel, hogy elmélyíti tudását az igazságügyi fogorvos szakértésben, hamarosan leteszi az ehhez szükséges vizsgát is. Kutatási eredményeiket nemzetközi fórumokon is szeretnék majd bemutatni.
Bódi Bernadett
Fotó: Kovács Attila – Semmelweis Egyetem
PhD kategória díjazott
Az orvoslás történetének egyik első műszerét teszi hatékonyabbá dr. Farkasdi Sándor és dr. Czumbel László Márk találmánya
Az Orálbiológiai Tanszék munkatársai, dr. Farkasdi Sándor és dr. Czumbel László Márk nyerték el a leginnovatívabb PhD-munkáért járó 2019-es Innovációs Díjat. Projektjükben a fogorvostudományi, idegsebészeti, fül-orr-gégészeti és egyéb kemény-szövetekkel kapcsolatos kutatás-fejlesztési beavatkozásoknál használt trepán fúróhoz fejlesztettek reprodukálható, a fúró használatának standardizálását biztosító segédalkatrészeket. Ez a fejlesztés megakadályozza, hogy a fúró a kelleténél mélyebbre hatoljon a szövetbe, ezzel csökkentve a súlyos szövődmények kialakulásának kockázatát, növelve a kiszámítható precizitást, valamint a mintavételt is hatékonyabbá teszi innovációjuk.
Dr. Czumbel László Márk még TDK-s hallgatóként csatlakozott az Orálbiológiai Tanszéken folyó kutatásokhoz, azóta pedig már PhD-hallgatóként erősíti a csapatot. Itt találkozott az akkor szintén PhD-hallgató dr. Farkasdi Sándorral, aki tavaly szerezte meg a fokozatot, jelenleg az Orálbiológiai Tanszék tudományos segédmunkatársként dolgozik. Az egyetemi kutatómunka mellett Budapesten és Moszkvában is dolgozik fogorvosként, emellett egészségügyi távoktatást és minőségellenőrzést segítő dedikált céleszközrendszert fejleszt.
Kutatásaik keretében különböző csontpótló, illetve a csontképződést segítő farmakológiai szereket vizsgálnak. Mind a fogászatban, mind pedig az ortopédiában használt anyagokat értékelünk, keressük azokat, amelyek a legjobban használhatók és továbbfejleszthetők – osztotta meg dr. Czumbel László Márk. Hozzátette: vannak bizonyos szignalizációs molekulák, melyek serkentik a csontképződést, ezzel kapcsolatban is folynak kutatások. A csontpótlókon túl az implantátumok tulajdonságaihoz kapcsolódó kutatásokat is végeznek, különböző felszínű és anyagú implantátumokat hasonlítanak össze, és azt nézik, hogyan változik a csont és az implantátum közötti kapcsolat az eltérő felszínek és anyagok esetében.
Mindketten nélkülözhetetlennek tartják, hogy a klinikai munka mellett a tudománnyal is foglalkozzanak, folyamatosan frissítve ezzel tudásukat és a klinikai munkából merítve a legindokoltabb kutatási kérdéseket. Az implantációs műtéteknél tapasztalt nehézségekre – mint például, hogy nehezen történik meg a csontosodás, vagy az implantátum körüli szövetben gyulladás kezdődik el – igyekeznek tudományos, evidenciákon alapuló megoldást találni. Így született meg az egyetemi innovációs díjjal jutalmazott ötletük, az általuk trepán stoppernek vagy ütközőnek nevezett találmány. A trepán fúró – melyhez kapcsolódik találmányuk – egy orvostechnikai eszköz, amit nemcsak a fogászatban, hanem az idegsebészetben, az agysebészetben, az ortopédiában, illetve az onkológiában is használnak.
Dr. Farkasdi Sándor az eszköz fogászati alkalmazásáról szólva elmondta: általában a csontmintavételhez vagy implantátumok eltávolításához használják. A probléma az, hogy a trepán fúróval sok esetben nem lehet milliméter pontossággal elérni a kívánt behatolási mélységet, nagyon nehéz kontrollálni, hogy milyen mélyre fúrjunk le az eszközzel, ha a kelleténél mélyebbre hatol a szövetbe, azzal további károsodásokat okozhat – világított rá dr. Farkasdi Sándor. Hozzátette: az általuk kifejlesztett trepán stopper segítségével az említett probléma orvosolható. Fejlesztésükkel teljesen kiszámíthatóvá válik a fúró használata. A kutatócsoport két külön egységet dolgozott ki. Az egyik két gyűrűből áll, egyszerű a felhelyezése, fix ponton lehet rögzíteni és meggátolja, hogy a trepán fúró a kelleténél mélyebbre hatoljon. A másik fejlesztés a szöveti mintavételezést standardizálja; behelyezése a fúró belsejébe lehetővé teszi a fúróban lévő csontminta egyszerű kinyerését – ismertették az innováció lényegét. Eddig ugyanis csak a fúró szétvágásával lehetett hozzájutni a mintához, annak sérülése nélkül. Minden egyes szövetmintavételhez új trepán fúrót kellett alkalmazni, mely plusz költségekkel is járt – mutattak rá.
Mint hangsúlyozzák, a találmány sikeres csapatmunka eredménye. A fejlesztési folyamat elsősorban dr. Varga Gábor tanszékvezető és dr. Blazsek József docens támogatásának köszönhetően tudott elindulni, a sikerhez pedig multidiszciplináris munka kellett, amit mindketten nagyon fontosnak találnak. A csapatnak fontos alapítói között van Pató László és Pammer Dávid egészségügyi mérnökök. Mindezek mellett egy találmány akkor lesz sikeres, ha a piacon is hasznosul. A fiatal feltalálók több hazai és nemzetközi céggel is egyeztetnek innovációjuk hasznosításáról, amiben komoly segítséget jelent az Innovációs Központ munkája. Kantár Tamás technológiai menedzser nemcsak arról gondoskodott, hogy megismerjék a központ szolgáltatásait, de Erkel András szabadalmi ügyvivővel együtt segítették a trepán fúró stopper koncepciónak a használati minta szabadalmi oltalom bejelentését a Szellemi Tulajdon Nemzeti Hivatalába. Fontos, hogy ez példaként szolgáljon a többi kutatónak, klinikusnak az egyetemen – mutatott rá dr. Farkasdi Sándor és dr. Czumbel László Márk. – Akinek van egy gondolata egy innovatív, újító megoldás kapcsán, itt az idő és a lehetőség, a Semmelweis Egyetem Innovációs Központ támogatásával, az ötletük és akár prototípusuk levédésére és piaci hasznosítására – hívták fel a figyelmet.
Bódi Bernadett, Dobozi Pálma
Fotó: Kovács Attila – Semmelweis Egyetem
TDK-kategória díjazott
Személyre szabott gyógyszerelés 3D nyomtatással
Dr. Basa Bálint, a Gyógyszerészeti Intézet PhD-hallgatója kapta 2019-ben a leginnovatívabb TDK-munkáért járó Innovációs Díjat. Kutatásában a 3D nyomtatás alkalmazási lehetőségeivel foglalkozik betegközpontú hatóanyag-felszabadító rendszerek formulálásában. A projekt elérhető közelségbe hozhatja a digitális gyógyszertechnológia elemeit nemcsak a kórházi ellátásban, hanem a lakossági gyógyszerelésben is.
A több hatóanyag megfelelő, személyre szabott dózisait tartalmazó és egyéni igényekhez alakított hatóanyagleadási tulajdonságokkal rendelkező hordozók alkalmazása segíti a betegközpontú terápiát – magyarázta projektjét dr. Basa Bálint. A 3D nyomtatással előállított gyógyszerformák alkalmasak a személyre szabott gyógyszerelés és a digitális gyógyszertechnológia ötvözésére – hangsúlyozta. Munkája során célul tűzte ki a biodegradábilis anyagokból, 3D nyomtatással előállított és tervezett hordozó rendszerek, valamint egy optimalizált „tervezési terület” létrehozását. Ez utóbbi a paraméterek bizonyos mértékű változtatásával jól reprodukálható gyógyszerhordozókat eredményez az alkalmazott ható- és segédanyagok esetén. A kutatás fontos célkitűzése az egyénre szabott adagolási forma, a struktúrák módszeres tervezésével és nyomtatásával kedvezőbbé és betegközpontúvá tehető a gyógyszerelés.
Dr. Basa Bálint két évvel ezelőtt jelentkezett TDK-zni a Gyógyszerészeti Intézetbe, ekkor ajánlotta neki dr. Antal István egyetemi tanár, igazgató a 3D nyomtatás témakörét, ami nem volt ismeretlen számára, ugyanis családja építőiparral foglalkozik, így már korábban is alkalmazott hasonló tervezőprogramokat. A 3D nyomtatás alapja a pontos tervkészítés, ami alapján a nyomtató dolgozik – hangsúlyozta dr. Basa Bálint, aki hozzátette: az volt a céljuk, hogy minél egyszerűbb módszerrel és eszközökkel dolgozzanak. A nyomtató fél négyzetméter alapterületű, szinte bárhol elfér, könnyen mozgatható, Bálint pedig egy laptopon tervezi meg, mit kell majd a printernek kinyomtatnia.
Az Innovációs Díjjal is jutalmazott projekt társtémavezetője dr. Jakab Géza PhD-hallgató, aki dr. Fülöp Viktor tanársegéddel és a laborvezető dr. Balogh Emese egyetemi adjunktussal együtt segített abban, hogy egy kutatás során az eredményeket hogyan kell kiértékelni, milyen folyamatokra kell odafigyelni. Eredményeiket a 2018-as TDK konferencián mutatta be, amit az országos TDK követett, ahonnan első díjat hozott el. A diploma megszerzése után PhD-sként dolgozik tovább, témája az egyénre szabott gyógyszeradagolási formák.
A személyre szabott gyógyszerelés iránt ötödéves gyakorlata során kezdett el érdeklődni igazán. A 3D nyomtatás lehetőséget ad az egyéni adagolás mellett az egyedi színek, formák, textúrák előállítására, vagyis akár jól megkülönböztethető, színes, ízesített, könnyen bevehető készítmények előállítása is lehetséges, ami például gyerekek együttműködésének javítására is alkalmas. Ennek megvalósításához hatóanyagot is tartalmazó, ízek és színek változtatására alkalmas szálakat kell előállítani.
A következő fázisban egy olyan firmware programozása a cél, ami a nyomtató hardverjéhez illeszthető és lehetővé teszi az online jelenlétet és beavatkozási lehetőséget. Az „In Process Control” lehetőségének beépítése a berendezésbe, valamint a lépések megfelelő időzítése és összehangolása szintén a kutatás célját képezi. A „tervezési tér” kibővítésével és a forgalomban lévő ható- és segédanyagokra való optimalizálásával válik teljessé és biztonságossá a rendszer – magyarázta a PhD-hallgató, hozzátéve, hogy jelenleg a publikáció és a szabadalmaztatás is folyamatban van.
Dr. Basa Bálint hangsúlyozta, hogy az új metodikához természetesen elengedhetetlen a minőségbiztosítási szempontok figyelembe vétele, validálási és analitikai műveletsorok létrehozása, valamint a szabályozási kérdések tisztázása.
Keresztes Eszter
Fotó: Kovács Attila – Semmelweis Egyetem