Gyógyszertudományok Doktori Iskola D92. Iskolavezető: Dr. Barthó Loránd

Átírás

1 Gyógyszertudományok Doktori Iskola D92 Iskolavezető: Dr. Barthó Loránd A Biológiailag aktiv anyagok izolálása és vizsgálata programvezető: Dr. Deli József Dr. Deli József Biokémiai és Orvosi Kémiai Természetben előforduló karotinoidok izolálása, szerkezetigazolása A természetben előforduló tetraterpének kizárólagos képviselői a karotinoidok. Legnagyobb mértékben a fotoszintetizáló magasabbrendű zöld növények sejtjeiben fordulnak elő, feltehetően kromoproteidek formájában, a kloroplasztokban a klorofillal együtt. Ezen túlmenően sok más növényi szervben (gyökerekben, szárakban), a reprodukciót szolgáló szervekben (virágszirmokban, porzókban, pollentömlőkben, gyümölcsökben vagy azok bőrében) is megtalálhatók. Az elválasztás-technika, a műszeres analitikai módszerek (HPLC) és ezek detektálási módjainak (photo diodearray-, MS-detektor) fejlődése lehetővé tette az előzőekben nem kimutatható, kis mennyiségben jelenlévő komponensek kimutatását, elválasztását. A modern szerkezetvizsgáló módszerek elterjedése pedig lehetővé tette a kis mennyiségben jelenlévő komponensek szerkezetének és konfigurációjának a meghatározását is. A jelölt feladata új, eddig ismeretlen szerkezetű karotinoidok izolálása, szerkezetigazolása, illetve ismert szerkezetű karotinoidok eddig nem ismert előfordulásainak felderítése. Dr. Deli József Biokémiai és Orvosi Kémiai Karotinoidok élelmiszerekben való előfordulásának vizsgálata Kutatásaink során már vizsgáltuk az egészséges étrendben gyakran alkalmazott zöldségfélékben és gyümölcsökben a különböző feldolgozási eljárások során fellépő, a karotinoid összetételben bekövetkező változásokat. Az elvégzett vizsgálatok azonban csak modell kísérletek voltak. Jelölt feladata megvizsgálni a mindennapi táplálkozásban elfogyasztott zöldségből készült ételekben a karotinoid összetételben bekövetkező változásokat. Összehasonlítja a házilag, az étteremben, a munkahelyi étkezdékben készült, valamint a dietetikus által javasolt módon készült ételekben a karotinoid tartalmat, illetve annak változását. Az esetlegesen keletkező karotinoid műtermékeket izolálja, szerkezetüket és konfigurációjukat meghatározza. Dr. Deli József Biokémiai és Orvosi Kémiai Karotinoidok szerkezeti változásainak vizsgálata A karotinoidok antioxidáns hatása régóta ismert. Nagyszámú kutatás foglalkozott a védőhatás tanulmányozásával. Azonban csak minimális figyelmet fordítottak annak vizsgálatára, hogy a védőhatás kifejtése közben a karotinoidok milyen szerkezeti változásokon mennek keresztül. Jelölt feladata a szerkezeti változások nyomon követése, a keletkező vegyületek szerkezetének vizsgálata. Dr. Molnár Péter Farmakognóziai Gyógynövények virágzatának és termésének karotinoid-analízise Korábbi növényanalitikai munkáinkhoz [1] kapcsolódva ünk egyik új kutatási főirányaként célul tűzzük ki számos gyógynövény karotinoidösszetételének pontos meghatározását. Ezen vizsgálatok egyik fő célja új, eddig ismeretlen szerkezetű karotinoid(ok) [2, 3] izolálása és azonosítása. Az egyes 1

2 komponensek elválasztását kromatográfiás módszerekkel (HPLC, CC), azonosításukat kromatográfiás viselkedésük, UV/VIS-spektroszkópiai adataik, autentikus mintákkal történő együttkromatografálásuk és egyszerű kémiai reakcióik [(E/Z)-izomerizáció, furanoid-oxid-reakció, NaBH 4 -es redukció) alapján végezzük. A közelmúltban elvégeztük a gilisztaűző varádics (Tanacetum vulgare L.) virágzatának, továbbá a húsos som (Cornus mas L.), a pirítógyökér (Tamus communis L.) és a tiszafa (Taxus baccata L.) termésének karotinoid-analízisét [4, 5]. A jövőben a csicsóka (Helianthus tuberosus L.), az érdeslevelű napraforgó (Helianthus rigidus L.), a kanadai aranyvesszőfű (Solidago canadensis L.), a vérehulló fecskefű (Chelidonium majus L.), a közönséges gyujtoványfű (Linaria vulgaris Mill.) és különböző kutyatej-félék (Euphorbiaceae) virágzatának karotinoid-analízisét tervezzük. A termések közül a madárberkenye (Sorbus aucuparia L.), a sóskaborbolya (Berberis vulgaris L.), a foltos kontyvirág (Arum maculatum L.), a szúrós csodabogyó (Ruscus aculeatus L.) és a lónyelvű csodabogyó (Ruscus hypoglossum L.) termésének karotinoid-analízisét kívánjuk elvégezni. A két utóbbi termés esetében összehasonlítjuk azok karotinoid-összetételét. Elővizsgálataink eredményei arra utalnak, hogy a foltos kontyvirág termésében várhatóan új szerkezetű karotinoidok, karotinoid-izomerek is előfordulnak. [1] Molnár Péter: A karotinoidok poliénláncának (E/Z)-izomériája, növénybiokémiai vizsgálatok; karotinoid-izomerek előfordulása, izolálása, azonosítása, Akadémiai Doktori Értekezés,Pécs, [2] J. Deli, P. Molnár, E. Ősz, G. Tóth: Capsoneoxanthin, a New Carotenoid Isolated From the Fruits of Asparagus falcatus L., Tetrahedron Letters 41, (2000). [3] P. Molnár, J. Deli, G. Tóth, A. Häberli, H. Pfander, K. Bernhard: (9Z)-Capsanthin-5,6-Epoxide, a New Carotenoid From the Fruits of Asparagus Falcatus L., J. Nat. Prod. 64, (2001). [4] Gy. Horváth, E. Turcsi, P. Molnár, L. Gy. Szabó, J. Deli: Isolation and Identification of Carotenoids in the Fruit of Cornelian Cherry (Cornus mas L.), 55th International Congress and Annual Meeting of the Society for Medicinal Plant Research, Graz, Austria, September 02-06, Planta Medica 73, 912 (2007); P 286. [5] Gy. Horváth, E. Turcsi, P. Molnár, L. Gy. Szabó, J. Deli: Carotenoid Content of the Flower of Tansy (Tanacetum vulgare L.), 55th International Congress and Annual Meeting of the Society for Medicinal Plant Research, Graz, Austria, September 02-06, Planta Medica 73, 911 (2007); P 284. Dr. Ohmacht Róbert Biokémiai és Orvosi Kémiai Bioaktív vegyületek nagyhatásosságú szeparálása, meghatározása, hatásvizsgálata A jelölt megismerkedik a bioanalitika korszerű eljárásaival (mintaelőkészítés, folyadékkromatográfia, tandem tömegspektrometria, MALDI tömegspektrometria, UV-látható és infravörös spektrofotometria, korszerű extrakciós eljárások). Részt vesz a munkacsoport biokromatográfiás elválasztásokhoz alkalmazható, korszerű adszorbenseket fejlesztő munkájában.. Megismeri a korszerű kromatográfiás szorbensek készítését, a szorpciós egyensúlyok elméleti hátterét. Vizsgálja biológiailag aktív kis móltömegű és polimer szerkezetű vegyületek szerepét növényi, állati és humán mintákban. Kismolekulájú bioaktív vegyületek közül elsősorban növényi polifenolok vizsgálatával, biopolimerek köréből eltérő móltömegű és szerkezetű polipeptidek/proteinek vizsgálatával foglalkozik. Részt vesz az elválasztott és meghatározott vegyületek biokémiai szerepének tisztázásában. Dr. Agócs Attila Biokémiai és Orvosi Kémiai Karotinoid dendrimerek és vízoldható karotinoidok előállítása és farmakológiai vizsgálata A téma keretében elsősorban hidroxi-karotinoidokból kiindulva, különböző, potenciálisan biológiailag aktív származékokat állítunk elő. Elsősorban karotinoid dimerek és dendrimerek, és a humán gyógyászatban is érdeklődésre számot tartó vízoldható karotinoidok és karotinoid glikozidok szintézisét végezzük természetes forrásokból izolált, illetve szintetikusan előállított karotinoidokból kiindulva. Vizsgáljuk a termékek antioxidáns hatását és farmakológiáját összehasonlítva a természetes karotinoidokkal. 2

3 Dr. Farkas Ágnes Farmakognóziai Gyógytermékek és étrend-kiegészítők biológiailag aktív anyagainak vizsgálata Napjainkban a gyógynövény-alapú, gyógyszernek nem minősülő gyógyhatású készítmények és különösen az étrendkiegészítők száma egyre nő. Ugyanakkor összetételük és minőségük kevésbé szabályozott, és nem kell olyan szigorú előírásoknak megfelelniük, mint a gyógyszereknek, ami számos visszaélésre ad lehetőséget. Ezért fontos tisztázni, hogy egy adott gyógynövény részeit vagy kivonatait tartalmazó készítmények közül melyek alkalmazhatóak hatékonyan és biztonságosan a gyógyászatban. A jelölt feladata egy (vagy néhány hasonló/azonos hatóanyagú) gyógynövény hatóanyag-tartalmának és -összetételének meghatározása a növény drogként használt részeiben és a belőle előállított különböző készítményekben, és ezek összehasonlító értékelése a jelenleg érvényben lévő Ph. Hg. VIII.-ban előírt vizsgálati módszerek alapján. Dr. Farkas Ágnes Farmakognóziai Gyógynövények polimorfizmusa: morfofiziológiai és hatóanyag vizsgálatok Egyes gyógynövények populációi különböző termőhelyekhez adaptálódva eltérő morfológiai bélyegeik mellett különböző hatóanyag-összetétellel rendelkezhetnek, melyek kutatása a növények gyógyászati felhasználása szempontjából fontos feladat. A témakör fő kérdése tehát az, hogy a különböző élőhelyeken előforduló, változatos morfológiai habitussal rendelkező populációk fitokémiai és genetikai szempontból is eltérőek-e egymástól. A fenti vizsgálatok során egy faj populációinak esetében a következő módszerek alkalmazására kerül sor: terepi vizsgálatok (mintabegyűjtés, élőhely jellemzői: pl. talajtani adatok), külső és belső morfológiai bélyegek, a drogrészek hatóanyagainak minőségi és mennyiségi analízise (TLC, HPLC, GC), DNS-mintázatok vizsgálata (PCR, RAPD). A munka célja tehát (elsősorban a Ph. Hg. VIII-ban hivatalos) gyógynövények polimorfizmusának vizsgálata. A téma mind kemotaxonómiai, mind gyógyászati szempontból fontos, hiszen az eltérő populációk részletes elemzése révén a korábban ismertekhez képest eltérő / jobb minőségű gyógynövény- és hatóanyag-forrásokat tárhatunk fel. Dr. Farkas Ágnes Dr. Helyes Zsuzsanna Farmakognóziai Farmakológiai Gyulladáscsökkentő hatású gyógynövények hatóanyagainak izolálása és hatásuk igazolása farmakológiai modellekben Számos gyulladáscsökkentő hatású gyógynövény ismert a népgyógyászati tapasztalatok alapján, azonban némely esetben nem rendelkezünk konkrét tudományos bizonyítékokkal a hatást illetően. A jelölt feladata egy adott gyógynövény fitokémiai és farmakológiai vizsgálata in vitro és in vivo rendszerekben. A kísérletek eredményei alapot nyújthatnak új, az életminőséget javító, gyulladáscsökkentő hatású készítmények előállításához. Dr. Farkas Ágnes Farmakognóziai Mézek antimikróbás és antioxidáns hatásának vizsgálata Régóta ismert a méz antibakteriális és antioxidáns hatása, hazai viszonylatban azonban hiányoznak azok a kutatások, melyek feltárnák a különböző eredetű mézek gyógyászati alkalmazhatósága közötti különbségeket. A jelölt feladata hazai fajtamézek vizsgálata, mely magában foglalja a mézminták botanikai azonosítását, az egyes mézek antimikróbás és antioxidáns hatáserősségének megállapítását, valamint a fenti hatásokért felelős hatóanyag komponensek azonosítását, különös tekintettel a fenolos vegyületekre. 3

4 A A vékonybél és a máj szerepe a farmakonok eliminációjában normál és pathológiás (diabetesz, hiperglikémia) körülmények között programvezető: Dr. Fischer Emil Dr. Fischer Emil Farmakológiai A máj és a vékonybél gyógyszer-eliminációs tevékenységének Dr. Perjési Pál Gyógyszerészi Kémiai összehasonlító vizsgálata A gyógyszerek eliminációja szempontjából az egyik legfontosabb szerv kétségtelenül a máj. Kevesebb adat áll rendelkezésünkre az egyéb transzport szervek metabolikus és exkréciós működésére vonatkozólag. Annak érdekében, hogy az egyes szervek eliminációs tevékenységét össze tudjuk hasonlítani, illetve hogy a relatív jelentőségüket meg tudjuk ítélni, célszerű több szerv eliminációs aktivitásának a vizsgálata. Az e téma keretében végzett keretében végzett kísérletek során a máj és a vékonybél ilyen irányú működését vizsgáljuk. Ehhez a vékonybél egy szakaszát perfundáljuk olyan oldattal, amely a vizsgálandó xenobiotikumot is tartalmazza, illetve az epevezetékbe kötött kanülön keresztül gyűjtjük az epét. A mintákból meghatározható az anyavegyület és a metabolitok koncentrációja, amelyből következtetni tudunk a két szerv eliminációs aktivitására. Dr. Fischer Emil Farmakológiai Patológiás állapotok hatása a xenobiotikumok eliminációjára Dr. Perjési Pál Gyógyszerészi Kémiai Ismert, hogy betegségek vagy különböző patológiás állapotok során az egyes szervek működése megváltozhat. Viszonylag kevés adat áll rendelkezésünkre arra vonatkozólag, hogy a farmakonok eliminációjában milyen változások jöhetnek létre olyan esetekben, ha a fiziológiástól eltérő körülmények jelennek meg például betegségek esetén. Ezen téma keretében az egyik nagyon fontos és elterjedt patológiás állapot, a diabétesz hatását vizsgáljuk a gyógyszerek hepatikus és intesztinális metabolizmusára és exkréciójára. Állatkísérletekben streptozotocin adásával hozunk létre kísérletes diabéteszt és ezekben az állatokban elemezzük a vékonybél perfúzátumok és az epeminták analízisével az eliminációs aktivitást. Ilyen jellegű kísérletekkel arra a kérdésre is választ kaphatunk, hogy képes-e egyik szervünk esetleg kompenzálni egy másik szerv csökkent vagy kiesett eliminációs működését. Dr. Botz Lajos Gyógyszerészeti Gyógyszerhatóanyagok kölcsönhatásának bioinformatikai-hálózati mátrixa A gyógyszerhatóanyagok bioinformatikai-hálózati mátrixának kialakítása kapcsán a szakmai elemzés és kölcsönhatás előrejelzés érdekében szükséges az előzetesen választott clusterek (pl. gyógyszerhatóanyag-csoportok) kijelölése. Azaz bizonyos hatóanyagcsoportok önálló, izolált elemzésének biztosítása, valamint a már teljes hatóanyagok kincset tartalmazó adatbázissal való kapcsolatrendszerének vizsgálata. A hatóanyagpárok kapcsolati eloszlásfüggvényének általános leírását követően, szükségesek további szempontrendszer alapján történő vizsgálatok is. Ilyen szempontok a hatóanyag-interakciós párok (1.) kölcsönhatás-súlyosság szerinti osztályozása, vagy (2.) a nemzetközi ATC kód szerinti csoportok és alcsoportok szerinti vizsgálata. Így a cluster(ek) tagjainak a komplex hálózat kapcsolati eloszlás-függvényének megváltozására gyakorolt hatásai is elemezhetők. További fejlesztési feladat a terápiában alkalmazott gyógyszerhatóanyagok között fellépő kölcsönhatások bioinformatikai hálózati kapcsolati mátrixán alapuló szoftvertermék továbbfejlesztése, gyakorlati alkalmazhatóságának kidolgozása. A korszerű informatikai orvosi-gyógyszerészeti szakmai program fejlesztésében való közreműködés képezi a Ph.D. munka célját. A projekt kutatás-fejlesztésű irányultságát képezi a bioinformatikai programkörnyezet létrehozása, a hatóanyagpárok interakciós adatbázisában az interakciók további jellemzéseként a hatóanyagok közötti kapcsolati mátrix felépítése és létrehozása. 4

5 Dr. Botz Lajos Gyógyszerészeti A gyógyszerkölcsönhatások preventív szűrésére alkalmas adatbázis és szoftver fejlesztése, terápiás gyakorlatban előforduló kölcsönhatások elemzése Gyógyszerészeti szakinformatikai projekt célja, hogy a gyógyszerek együttadása, illetve szedése esetén a beteg számára kedvezőtlen hatású gyógyszerkölcsönhatások még a gyógyszerterápia indítását megelőzően, egy teljeskörű adatbázison alapuló korszerű informatikai szoftver segítségével, nagy biztonsággal kiszűrhetővé váljanak. Az elmúlt években több szakmai fejlesztést végzett az intézet ezen a területen. Így a szakmai szoftver által végzett gyógyszerinterakciók szűrése több szempont szerint is lefolytatható: (1.) hivatalos gyógyszer alkalmazási előiratok, (2.) nemzetközi szakirodalmi besorolások; (3.) gyógyszermetabolizáló CYP450 enzimrendszeren kifejtett hatások alapján. A gyógyszerkölcsönhatások szűrése azok rendelése és/vagy expediálása közben történhet, mintegy ellenőrző háttérfunkcióként. A korszerű informatikai platformon működő, felhasználóbarát, több szakmai háttérfelületre épülő, korszerű informatikai orvosi-gyógyszerészeti szakmai program továbbfejlesztése, egy-egy választott gyógyszercsoport további részletes elemzése, hazai és nemzetközi vonatkozású összehasonlító elemzése, ezek gyógyszerészeti, orvosi szemléletű kibontása képezi a Ph.D. munka célját. Az utóbbi években a MEDIPOLISZ Dél-Dunántúli Regionális Egyetemi Tudásközpont 1. sz. alprogram 1.7. sz. önálló alprojektjeként folyó kutatási program keretében folyt ezen a területen a fejlesztés. Dr. Botz Lajos Gyógyszerészeti Gyógytermékek, táplálékkiegészítők és gyógyszerkészítmények együttes alkalmazásakor kialakuló gyógyszerkölcsönhatások preventív szűrésére alkalmas adatbázis és szoftver fejlesztése Célunk mind a szakemberek és betegek, fogyasztók számára elérhető felkészültségükhöz is igazodó adatbázis kialakítása, amely tartalmazza a törzskönyvi számmal, vagy hivatalos nyilvántartási számmal (OÉTI) rendelkező gyógyhatású termékeket, gyógytápszereket, táplálékkiegészítőket is. A preventív szűrésre alkalmas szoftver is ezekre épül rá. A gyógyszeres terápia egyik, szinte naponta felmerülő problémaköre a gyógyszeres kölcsönhatások vagy interakciók, mely nemcsak a forgalomba hozatali engedéllyel rendelkező gyógyszerek kölcsönhatásainak vizsgálatára alkalmas. Erre a problémakörre jelent választ a tervezett program (tovább)fejlesztés, mely mindamellett, hogy csökkenti az indokolatlan, sok esetben káros gyógyszerhatásokat, segítené a gyógyterápia hatékonyságának javítását, valamint a nem várt kölcsönhatásokra visszavezethető kölcsönhatások megelőzését is segíti. A program analizáló felületének köszönhetően hiánypótló hazai elemzések végezhetőek akár nagy betegszámmal, illetve vényanyaggal. Az eredmények a gyógyszeres terápia során előforduló gyógyszerkölcsönhatások átfogó megelőzését, a fellépő indirekt következmények (nem kívánt gyógyszer mellékhatások, elhúzódó kezelés) megelőzésére szolgáló felvilágosító programok kidolgozását és működtetését is szolgálja. Dr. Botz Lajos Gyógyszerészeti A gyógyszeres terápia optimalizálásának lehetőségei farmakogenetikai vizsgálatok alkalmazásával A tradicionális farmakoterápia a teljes kezelt populációra érvényes és biztonságos dózisok meghatározására törekszik. Ugyanakkor jól ismert, hogy az egyéni gyógyszerválaszok különbözőek. Növekvő az elvárás, hogy a rendelkezésünkre álló gyógyszereket egy, a gyógyszerválaszban megmutatkozó egyéni különbségeket is mérlegelő komplex farmakoterápiás stratégia keretében alkalmazzuk. Egy választott beteganyag (pl. depressziós betegek) költséghatékony gyógyszerelésére egy farmakogenetikai vizsgálaton alapuló, klinikai relevanciát is hordozó komplex szemléletű metodika kidolgozása több éve tartó munkája az intézetnek. Szintén alapvető fontosságú a genotípus és fenotípus közötti összefüggések vizsgálata, a klinikai validitás és relevanciák feltárása, a 5

6 módszertan gyakorlati hasznú alkalmazhatóságának szakmai és gazdasági szempontú átfogó értékelése. A fejlesztés eredményeként létrejövő új klinikai döntési mátrix alapvetően arra nyújthat majd lehetőséget, hogy egy rendkívül komplex, sok tényező által meghatározott betegségnél a genotípizáláson alapuló vizsgálatok alapján hogyan lehet/kell kialakítani vagy módosítani egy klinikai relevanciával bíró diagnosztikai és kezelési sémát. Az utóbbi években a MEDIPOLISZ Dél-Dunántúli Regionális Egyetemi Tudásközpont 1. sz. alprogram 1.7. sz. önálló alprojektjeként folyt ezen a területen a fejlesztés. Dr. Dévay Attila Gyógyszertechnológiai és Gyógyszeres mikropelletek gyógyszertechnológiai és biofarmáciai Biofarmáciai jelentősége A multipartikuláris gyógyszerformák számos előnyük miatt, egyre nagyobb szerepet kapnak a gyógyszeres terápiában. Megfelelő gyógyszerformulálással alkalmasak késleltetett, módosított, pulzáló hatóanyag-leadásra, valamint a célzott gyógyszeres terápiában is jelentős szerephez jutnak. A mikropelletek 1 mm alatti közel sima felületű, szférikus, kompakt, felépítéses granulálással előállított részecskék. A téma célja a mikropelletek gyógyszertechnológiai formulálásának alapjainak és a különböző gyógyszertechnológiai gyártási műveleti paraméterek hatásainak vizsgálata a pelletek fizikai, gyógyszertechnológiai és biofarmáciai tulajdonságainak vonatkozásában. A művelettani paraméterek és a gyógyszertechnológiai-biofarmáciai tulajdonságok közötti lehetséges összefüggések feltárása nagyban hozzájárulhat új, intelligens multipartikuláris rendszerek kifejlesztéséhez. Dr. Dévay Attila Gyógyszertechnológiai és Nyálkahártyán alkalmazott gyógyszerformák fejlesztési lehetőségei Biofarmáciai A nyálkahártyák kezelése, és a nyálkahártyákon keresztül történő hatóanyag-bevitel különleges feladat, amely speciális gyógyszerformákat, illetve hagyományos gyógyszerformák jelentős módosítását igényli az optimális terápiás hatás elérésének céljából. A gyógyszerkészítmények tervezése során figyelmet kell fordítani az adott nyálkahártya fiziológiás viszonyaira, számításba kell venni a patológiás elváltozásokat, különös gonddal kell ügyelni a gyógyszerkészítmények biokompatibilitására. Az optimális hatás elérése érdekében meg kell oldani a megfelelő retenciót (bioadhézió) és a kívánt módon szabályozott hatóanyag-leadást, vizsgálni kell a hatóanyag felszívódását. A Toxicológia programvezető: Dr. Gregus Zoltán Dr. Gregus Zoltán Farmakológiai A foszfát-transzporterek szerepe az arzenát felszívódásában, biotranszformációjában és szervezetből történő kiválasztásában Az arzén környezeti szennyezőként világszerte milliók egészségét veszélyezteti idült toxicitása és karcinogenitása miatt. A környezetben az arzén főleg ötvegyértékű formában, arzenátként fordul elő, amely szerkezetileg a foszfáthoz hasonló. Valóban, az arzenátot képesek szállítani a sejtmembránban található foszfát-transzporterek. E transzportfehérjék jelentős szerepet játszhatnak az arzenát bélből történő felszívódásában, valamint a vesetubulusokból történő visszaszívódásban. Ezért feltételezhető, hogy a foszfát transzporterek expressziója (mennyiségi változása) döntő mértékben befolyásolja a szervezetbe bejutó és a szervezetből kiürülő arzenát mennyiségét, ezzel az arzén-expozíció káros hatásait. E megfontolások indokolják, hogy állatkísérletekben tanulmányozzuk, hogy az arzenát sejtekbe való bejutásában, felszívódásában és renális visszaszívódásában szerepet játszó Na-foszfát transzporterek expresszióját módosító hatások (pl. étrendi foszfátbevitel, parathormon, FGF23) hogyan befolyásolják az a szervezet belső arzén-expozícióját, valamint az arzenátnál sokkal toxikusabb háromvegyértékű arzén-metabolitok képződését a szervezetbe jutott arzenátból. Az eredmények alapján megismerhetjük, mérsékelhető-e a szervezet belső arzén-expozíciója a foszfát-transzporterek befolyásolásával. 6

7 B 1/2004 Vegetatív és szenzoros idegek zsigeri működése és farmakológiája programvezető: Dr. Barthó Loránd Dr. Barthó Loránd Farmakológiai Az emberi bélhuzam farmakológiájának, funkcionális beidegzésének és modulátorainak vizsgálata izolált szervi kísérletekben A laboratóriumi, vágóhídi és egyéb állatfajok gyomor-bélrendszerének tanulmányozása elengedhetetlen az alapvető funkciók felderítéséhez. Ugyanakkor jelentős species-különbségek mutathatók ki különböző állatfajok közt. A korlátozottan rendelkezésre álló humán vizsgálatok azt mutatják, hogy az alapvetően hasonló (jelen esetben motilitási) funkciók mögött részben eltérő mechanizmusok húzódhatnak meg. Ily módon az állati preparátumokon végzett vizsgálatok eredményei egy bizonyos ponton túl nem visznek közelebb a jelenségek megértéséhez, ill. mindenesetre célszerű humán preparátumokon ellenőrizni őket. Hasi műtétek (elsősorban daganatok miatti messze az épben végzett reszekciók) kapcsán nagy tömegű ép szövet kerül az égetőbe. Az utóbbi években etikai engedély birtokában számos izolált szervi kísérletsorozatot végeztünk ilyen szöveteken (ld. többek közt: Barthó és mtsai, 2002, NS Arch. Pharmac. 366: ; Benkó és mtsai, 2005, Life Sci. 76: ; 2007, Neuroscience 147: ). A tervezett vizsgálatok célja az acetil-kolin, tachykininek, NO, purinerg mechanizmusok és modulátorok szerepének, valamint egymásra hatásának minél pontosabb földerítése emberi bélpreparátumokon. Dr. Barthó Loránd Farmakológiai Neuropeptidek, nitorgén-monoxid, szén-monoxid és más nem hagyományos ingerületátvivő anyagok farmakológiája és szerepe a zsigeri szervek mozgásaiban A klasszikus kolinerg és monoamin transzmitterek mellett újabb és újabb nem-adrenerg, nem-kolinerg ingerületátvivő anyagokat fedeznek föl. A neuropeptiderg ideg-simaizom transzmisszió kimutatása nem újkeletű, de a család mindig újabb tagokkal bővül. A neuropeptid-receptorok specifikus gátlószerei gyakran nagy késéssel követik az agonisták felfedezését, továbbá a receptoroknak további altípusait különítik el. Célunk ezen anyagok segítségével tisztázni a peptid-természetű ingerületátvivők és modulátorok szerepének tisztázása beidegzett gyomor-bél-preparátumokon. A gázneurotranszmitterek kutatásának lendületet adott a nitrogén-monoxid sokoldalú szerepének és hasznosíthatóságának kimutatása. Újabban a hem-oxigenáz által termelt és a guanilát-ciklázt stimuláló CO transzmitter-szerepére is vannak adatok. Kísérleteinkben részint a hem-oxigenáz, részint a guanilát-cikláz gátlószereinek hatását vizsgáljuk simaizomszervek mozgásválaszaira, amelyeket idegingerléssel vagy szelektív támadáspontú szerekkel (pl. a szenzoros izgató kapszaicinnel; ld. Barthó és mtsai, 2004, Eur. J. Pharmac. 500: ) váltunk ki. A legújabb endogén bioaktív gáz, a jellegzetes szagú H2S szintén termelődhet idegszövetben, és mind gátló, mind izgató hatásokat kiválthat (pl. a kapszaicinre is érzékeny receptorok stimulálásával). A közeljövőben csak az exogén H2S simaizomhatásainak elemzése a célunk, de hosszabb távon meg szeretnénk vizsgálni e szisztéma gátlásának lehetőségeit is. Dr. Koller Ákos Kórélettani és Gerontológiai A hipertónia és a metabolikus betegségek hatása a mikroerek működésére Kutatásainkban vizsgáljuk a mikroerek (arteriolák, venulák) vasomotor aktivitásának változását kezeletlen és kezelt experimentális és humán hipertóniákban, betegség-modellekben és metabolikus betegségekben (pl. hyperhomocysteinemia, diabetes mellitus, elhízás, fizikai aktivitás szint). A vasomotor funkció változásait az erek reakciója révén vizsgáljuk, hemodinamikai erők, intraluminális nyomás, nyírófeszültség), farmakonok, enzim és receptor blokkolók 7

8 segítségével, amivel a szignáltranszdukciós utakra kapunk felvilágosítást. Különös figyelmet fordítunk az endotheliumból származó faktorokra, nitrogénmonoxid, prosztaglandionok, endothelin, thromboxánok, stb. melynek fontos szerepe van a simaizom tónus szabályozásában. A szignáltranszdukciós utak közül vizsgáljuk az oxidatív stressz, nitrozatív stressz, citokinek, renin angiotenzin rendszer (RAS), aszimmetrikus dimetilarginin (ADMA), NAD(P)H oxidáz, szorbitol-fruktóz reakcióút, hidorgénperoxid szerepét. Dr. Koller Ákos Kórélettani és Gerontológiai Mikroerek funkcionális farmakológiája A mikroerek reakcióit vizsgálni tudjuk in vitro az összehúzódás-elernyedés erő-, ill. nyomásmérésen alapuló regisztrálásával, másrészt in vivo, pl. lézer- Doppler átáramlás-méréssel. A vasomotor funkció változásait az erek reakciója révén vizsgáljuk, hemodinamikai erők, intraluminális nyomás, nyírófeszültség, farmakonok, enzim és receptor blokkolók segítségével, amivel a szignáltranszdukciós utakról kapunk felvilágosítást, Különös figyelmet fordítunk az endotheliumból származó faktorokra, nitrogén-monoxid, prosztaglandinok, endothelin, tromboxánok, stb. amelyeknek fontos szerepe van a simaizom tónus szabályozásában. A másik kiemelt terület a hemodinamikai erők hatása a receptorok funkcionális jelenlétére (pl. angiotenzin II, AT receptorok), a a tachifilaxia változására stb. és annak az öregedés során bekövetkező változásaira. Kollaborációban, humán vizsgálatokban is részt veszünk. Dr. Koller Ákos Kórélettani és Gerontológiai Effects of high intraluminal pressure and flow on the regulation of vasomotor function It has been established that high intraluminal pressure leads to vasomotor dysfunction due to the production of reactive oxygen species (ROS) and upregulation of several components of the renin-angiotensin system (RAS) in the wall of small arteries. In addition, our previous findings suggest that high intraluminal pressure increases the functional availability of angiotensin I receptors (AT1) and enhances Ang II-induced arteriolar constrictions. We aim to investigate changes in endothelium-dependent and smooth muscle-mediated vasomotor functions and the level of elements microvascular RAS in microvessels of spontaneously hypertensive rats and rats with aortic banding (known to develop high pressure proximal to the band) and in that of control rats. Also, we aim to elicit the underlying mechanisms responsible for these changes. The results of these studies will help us to understand the pathophysiological mechanisms responsible for vascular dysfunction observed in hypertension, and may help to develop potential treatment of cardiovascular complications associated with hypertension. Dr. Seress László Központi Elektronmikroszkópiai Morfológiai módszerek alkalmazása a neurofarmakológiában Laboratórium Az Elektronmikroszkópiai Laboratórium és a Farmakológiai régóta együttműködik a kapszaicin-érzékeny idegelemek jellemzésének területén. Laboratóriumunk fénymikroszkópos vizsgálatokat is végez (immunhisztokémia, ezüstözési eljárások, sejtszámlálás és morfológiai jellemzők meghatározása stb.). Egyik tervezett témacsoportunk a kapszaicin-érzékeny idegek transzmitterei, morfológiája és befolyásolása területén még nem ismert adatok feltárása, beleértve a TRP-csatornák megoszlását és kolokalizációját is. Ugyanakkor folytatni kívánjuk az emberi és állati agykéreg funkcionális morfológiájával kapcsolatos vizsgálatokat is (az idegsejtek ontogenezise, Ca-kötő fehérjék, neurotranszmitterek és -modulátorok, ioncsatornák vizsgálata). 8

9 Dr. Pethő Gábor Farmakológiai A magatartási nociceptív hőküszöb mérésének alkalmazása a termonocicepció farmakológiai befolyásolhatóságának vizsgálatában A kutatás központi témája a hővel kiváltott fájdalom (a termonocicepció), azon belül a termális hiperalgézia mechanizmusainak és farmakológiai modulációjának vizsgálata. Az elsősorban alkalmazott metodika egy újonnan kifejlesztett módszer: a magatartási nociceptív hőküszöb meghatározása emelkedő hőmérsékletű vízfürdővel. A hagyományos eljárásokkal szemben ennél a módszernél nem a küszöbfeletti hőingerre adott reakció latenciaidejét mérjük, hanem azt a legalacsonyabb hőmérsékletet (nociceptív hőküszöb), amelyik elkerülő magatartást vált ki. A téma keretében vizsgáljuk, hogy milyen ágensek illetve beavatkozások képesek a nociceptív hőküszöb csökkentésére, és melyek az általuk aktivált jelátviteli mechanizmusok. Teszteljük továbbá a standard és új támadáspontú, potenciális analgetikumok hatását a kiváltott hőküszöbváltozásra. A Neurofarmakológia programvezető: Dr. Pintér Erika Dr. Szelényi Zoltán Kórélettani és Gerontológiai A normális és kóros energetikai (maghőmérséklet, fizikai aktivitás, testtömeg) szabályozás mediátor hátterének vizsgálata farmakológiai és biotelemetriás módszerekkel egérben A program keretében a hidegadaptáció, különböző időtartamú energiahiányos állapot (éhezés), diéta-által indukált és genetikus elhízás, valamint kisérletes láz körülményei között történik az energetikára ható feltételezett mediátorok (CCK-8 és antagonistái, leptin, CNTF) centrális és/vagy perifériás hatásainak elemzése szabadon mozgó állatokban. Dr. Székely Miklós Kórélettani és Gerontológiai Az energetika komplex vizsgálata farmakológiai, biotelemetriás és anyagcserekamrás in vivo módszerekkel patkányban A fő paraméterek a táplálékfelvétel, a táplálkozási magatartás, energiaforgalom, a hőleadás, valamint a maghőmérséklet, fizikai aktivitás és a szívfrekvencia. A centrálisan ható neuropeptidek közül energetikai szempontból háromnak a hatása kerül elsősorban vizsgálatra: az orexigén neuropeptid NPY és az anorexigének közül az -MSH és leptin. Dr. Székely Miklós Kórélettani és Gerontológiai Energetikai szabályozások mediátor-hátterének változásai az életkorral Energetikai szempontból az életkorral először a testsúly növekedése, ill. a testösszetételben a zsírtömeg növekedése, késő öregkorban pedig a testsúly csökkenés (sarcopenia) jellemző. E folyamatok centrális szabályozásában szerepelhetnek neuropeptidek. A meghirdetett téma ezt közelíti meg. Különböző korú patkányokon vizsgáljuk agykamrába injekcióban, vagy infúzióban adott orexigén és anorexigén neuropeptidek és antagonistáik, valamint leptin hatását 1) anyagcsere-kamrában (Oxymax, akut hatások elemzésére) az anyagcserére, testhőmérsékletre, hőleadásra, 2) biotelemetriás (Minimitter) rendszerben a testhőmérsékletre, szívfrekvenciára (metabolizmus paramétere), fizikai aktivitásra és a táplálkozási magatartásra, valamint 3) más biotelemetriás rendszerben (Feedscale) a napi táplálékfelvételre és súlyváltozásokra. Vizsgáljuk a testösszetétel változásait is az életkor és az előzetes infúziós kezelések függvényében. Tervezzük a vizsgálatok egy részét alacsony kalóriatartalmú diétán felnevelt, más részét diétásan elhizlalt állatokon is elvégezni e csoportokban az endogén neuropeptid, ill. leptin szintek eltérnek a normálistól. 9

10 Dr. Garai János Kórélettani és Gerontológiai A makrofág migráció inhibitor faktor (MIF) citokin enzimatikus funkciójának vizsgálata in vitro A MIF citokin immunoreaktivitásának és enzimatikus funkciójának és egyéb inflammatorikus markerek vizsgálata egyes klinikai kórállapotokban. Táplálékkal bevihető növényi polifenolok preventív hatékonyságának vizsgálata különös tekintettel a fitoösztrogénekre és a menopausával kapcsolatban fellépő rizikótényezőkre. Dr. Pintér Erika Farmakológiai Szomatosztatin receptoron ható ligandok gyulladásgátló hatása Korábbi kísérleteinkkel igazoltuk, hogy a kapszaicin-érzékeny érzőidegek ingerlése révén a lokális neurogén gyulladást okozó proinflammációs neuropeptidek (tachykininnek, calcitonin gén-rokon peptid) mellett gyulladásgátló hatású peptid, szomatosztatint (SST) is felszabadul, ami a keringésbe jutva szisztémás gyulladásgátló hatást fejt ki. A somatosztatin (sst) receptorok által közvetített celluláris hatások G-proteinen keresztül mediálódnak. Eddig öt szomatosztatin receptor (sst) altípust klónoztak Saját, korábbi állatkísérletes modelljeinkben alapján feltételeztük, hogy a gyulladásgátló hatásért az sst1 illetve sst4 receptorok lehetnek felelősek. Tervezett kísérleteink célja, hogy direkt bizonyítékokat szolgáltassunk az sst1 és sst4 receptorokon ható molekulák gyulladásgátló hatásának igazolálására. Tervezzük, hogy a rendelkezésünkre álló sst1 illetve sst4 expresszáló sejtvonalakon kötődési vizsgálatokat végzünk potenciális ligandokkal. Vizsgáljuk a vegyületek hatását a G-protein függő folyamatokra. Mustárolajjal vagy kapszaicinnel vazodilatációt és plazma extravazációt indukálunk sst4 receptor génhiányos és vad egereken, Laser-Doppler szöveti véráramlás mérővel, illetve kollimációs gamma detektorral mérjük a változásokat. Egérből, patkányból vagy human vérmintából nyert, in vitro stimulált makrofágok és limfociták citokin termelésének vizsgálatát végezzük. sandwich ELISA és citometriás mikrogyöngy (CBA) technikával. Amennyiben sikerül orálisan adható, meggyőző antiinflammációs hatásokkal bíró, szelektív sst1, sst4 ligandokat találnunk, az igen ígéretes lehet egy új típusú gyulladáscsökkentő gyógyszercsoport kifejlesztése céljából. Dr. Pintér Erika Farmakológiai A gyulladáskeltő és gyulladásgátló neuropeptidek szerepe a bőr, az ízület és a bél gyulladásos betegségeiben. Új gyógyszerfejlesztési lehetőségek A krónikus gyulladásos betegségek, mint az allergiás dermatitis, artritisz vagy kolitisz kezelése napjainkban sem jelent megoldott problémát. Munkacsoportunk a közelmúltban számos bizonyítékot szolgáltatott, hogy ezen gyulladásos betegségek progressziójában a neurogén tényezők fontos szerepet játszanak. Ismert, hogy a kapszaicin-érzékeny szenzoros neuronokból és a gyulladásos sejtekből felszabaduló neuropeptidek befolyásolják a gyulladásos folyamatokat, de pontos szerepük ezideig nem tisztázott. Proinflammációs hatású a P anyag (SP), a kalcitonin gén rokon peptid (CGRP), és a neurokinin-a (NKA), valamint a tachykinin család újonnan felfedezett tagjai, a nem neurális sejtekben expresszálódó hemokinin-1 és az endokininek (EK). Antiinflammációs effektussal bírnak az opioid peptidek, a szomatosztatin, kortisztatin, és a hipofízis adenilát cikláz aktiváló polipeptid: (PACAP). A peptidfelszabadulást különféle stimulusok hozhatják létre a transient receptor potential vanilloid 1 (TRPV1) aktiválásával, vagy attól függetlenül. Az utóbbi évek gyógyszerkutatásai a proinflammációs peptidek hatásának antagonizálása irányultak, azonban a klinikai tapasztalatok nem mutattak kielégítő terápiás hatást. Nagy reményekre adhat viszont okot a capsaicin-érzékeny neuronokból felszabaduló, endogén gyulladásgátló mediátorok felfedezése, mely munkacsoportunk nevéhez fűződik. A kutatás fő célja, hogy TRPV1, TRPA1, sst4, NK1 receptor, illetve TAC1, PACAP és CGRP génhiányos, knockout egerek, illetve specifikus agonisták, antagonisták felhasználásával tisztázzuk a neurogén komponensek modulátor hatását a bőr, ízületi, illetve bélgyulladásokban. A funkcionális (ödéma-, hiperalgézia-mérés klinikai tünetek követése) méréseken túl morfológiai (szövettan), immunológiai (gyulladásos 10

11 sejtprofil/szám és citokin meghatározás flow citométerrel és ELISA-val), biokémiai (myeloperoxidáz aktivitás-mérés spektrofotometriával) és molekuláris biológiai vizsgálatokat tervezünk. Eredményeink alapján, amennyiben ígéretes célmolekulákat találunk, új támadáspontú gyulladáscsökkentő gyógyszerek kifejlesztése indulhat meg. Dr. Pethő Gábor Farmakológiai A termális hiperalgézia mechanizmusainak és farmakológiai modulációjának vizsgálata a magatartási nociceptív hőküszöb mérésével A kutatás központi témája a termonocicepció, azon belül a termális hiperalgézia mechanizmusainak és farmakológiai modulációjának vizsgálata. Az elsősorban alkalmazott metodika a magatartási nociceptív hőküszöb meghatározása éber állatban az újonnan kifejlesztett emelkedő hőmérsékletű vízfürdővel: a mérések során a patkány egyik hátsó lábát egy vízzel teli tartályba merítjük, majd a vizet melegítjük mindaddig, amíg az állat ki nem emeli a lábát. Az ekkor leolvasható vízhőmérsékletet a nociceptív hőküszöb. A téma keretében vizsgáljuk, hogy milyen ágensek illetve beavatkozások képesek a nociceptív hőküszöb csökkentésére, és melyek az általuk aktivált jelátviteli mechanizmusok. Különös hangsúllyal kívánjuk vizsgálni a bradikinin elsősorban in vitro kísérletekben újabban feltárt nem-konvencionális hatásmechanizmusainak (TRPA1- és TRPM8-ioncsatornák valamint kálcium-aktiválta kloridcsatornák működésének módosítása) in vivo relevanciáját. Dr. Helyes Zsuzsanna Farmakológiai A TRPV1 kapszaicin receptor szerepének vizsgálata légúti és ízületi gyulladás modellekben A kapszaicin-érzékeny, azaz vanilloid receptor 1 (VR1/ TRPV1)-et expresszáló primér szenzoros neuronok végződéseiből aktiváció hatására gyulladás- ill. fájdalomkeltő hatású szenzoros neuropeptidek, a calcitonin gén-rokon peptid (CGRP) és tachykininek (pl. a P-anyag) szabadulnak fel, amelyek az innervációs területen vazodilatációt és plazma protein extravazációt okoznak, valamint jelentősen hozzájárulnak a fájdalom és leukocita infiltráció kialakulásához (neurogén gyulladás). Ezen idegvégződések bizonyítottan szerepet játszanak számos gyulladásos (krónikus artritisz és légúti gyulladás) kialakulásában. Előzetes eredményeink bizonyították, hogy az aktivált szenzoros idegvégződésekből szomatosztatin is felszabadul, amely szisztémás gyulladáscsökkentő és fájdalomcsillapító hatást fejt ki részben a pro-inflammatorikus neuropeptidek felszabadulásának gátlásával, részben direkten az ereken/ gyulladásos sejteken történő hatással. Mindezek alapján tehát az érzőideg végződéseken található TRPV1 receptor/ion csatorna komplex szabályozó molekula, amely a szenzoros neuropeptidek felszabadításán keresztül mindkét irányba befolyásolhatja a gyulladásos folyamatokat. TRPV1 génhiányos egerek segítségével megvizsgáljuk, hogy e receptor aktivációja milyen hatással van a gyulladás és az ezt kísérő hiperalgézia kialakulására akut és krónikus ízületi gyulladás modellekben. Vizsgáljuk továbbá e receptor jelentőségét edotoxinnal kiváltott akut pneumonitiszben, ovalbuminnal indukált asztma modellben, valamint krónikus obstruktív tüdőbetegség modellben funkcionális (teljse test pletizmográfia), morfológiai (szövettan, szemikvantitatív pontozás) és biokémiai (gyulladásos citokin mérések ELISA és flow citométeres mérésekkel, mieloperoxidáz meghatározás), valamint molekuláris biológiai módszerekkel. Dr. Helyes Zsuzsanna Farmakológiai A szomatosztatin 4 (sst4) receptor szerepének és agonista vegyületek farmakológiai hatásának vizsgálata légúti gyulladásban és hiperreaktivitásban Előzetes eredményeink bizonyították, hogy az aktivált szenzoros idegvégződésekből szomatosztatin is felszabadul, amely szisztémás gyulladáscsökkentő hatást fejt ki részben a pro-inflammatorikus neuropeptidek felszabadulásának gátlásával, részben direkten az ereken/ gyulladásos sejteken történő hatással. Szomatosztatin analógokkal végzett kísérleti adataink arra utaltak, hogy a szomatosztatin gyulladáscsökkentő hatásait az öt receptor altípus (sst_1 -sst_5 ) közül elsősorban az sst_4 receptorok közvetítik. Az sst4 receptor expresszióját és gyulladás hatására történő változását vizsgáljuk egér, patkány és emberi 11

12 tüdőmintákban immunhisztokémiai, molekuláris biológiai (RT-PCR) és Western blot módszerekkel. Továbbá sst4 génhiányos egerek segítségével integratív módon vizsgáljuk e receptor szerepét endotoxin-indukálta akut tüdő gyulladás modellben, valamint ovalbuminnal kiváltott asztma és dohányfüsttel indukált krónikus obstruktív légúti gyulladás modellekben. A légzésfunkciós méréseken túl morfológiai (szövettani vizsgálat és pontozás), immunológiai (gyulladásos sejtfrofil/szám és citokin meghatározás flow citométerrel és ELISA-val tüdőszövetből és bronchoalveoláris mosófolyadékból), biokémiai (mieloperoxidáz aktivitás mérés spektrofotometriával) és molekuláris biológiai vizsgálatokat végzünk. Eredményeink függvényében e receptoron ható agonista vegyületek hatásainak további analízisét végezzük. Dr. Helyes Zsuzsanna Farmakológiai Neuro-immun interakciók vizsgálata gyulladás és neuropátia modellekben 1) A proteáz-aktivált receptor 2 (PAR2) tripázzal történő stimulációjának hatásait vizsgáljuk a duzzadás, a gyulladásos citokin-termelés és a nocicepció (szekunder hiperalgézia, spontán terheléscsökkenés) vonatkozásában, valamint kapcsolatot keresni a PAR2 aktiváció és a kapszaicin-érzékeny idegvégződésekből felszabaduló neuropeptidek között. Eredményeink fontos adatokat szolgáltathatnak az ízületi gyulladásos folyamatokban kialakuló neuroimmun interakciókra, valamint az érzőideg-végződések perifériás és centrális szenzitizációs mechanizmusaira vonatkozóan. 2) In vivo krónikus ízületi gyulladás- és neuropátia modellekben vizsgáljuk a neurális eredetű és a gyulladásos sejtekből felszabaduló tachykininek (Panyag, endokininek) szerepét génhiányos egerek segítségével, amelyekből az ideg-immun interakciókra további lényeges információt nyerhetünk. 3) Kísérleteket végzünk a komplex regionális fájdalom-szindróma mechanizmusának felderítésére passzív transzferrel létrehozott egérmodell segítségével komplex funkcionális módszerekkel (mechano- és termonocicepció vizsgálata, duzzadás-mérés, laser Doppler imaging, szövettani és immunhisztokémiai vizsgálatok, citokin-mérések). E kísérleteket egy liverpooli kutatócsoporttal kollaborációban végezzük. 12