ÉVES JELENTÉS Pázmány Péter program. A projekt a Nemzeti Kutatási és Technológiai Hivatal támogatásával valósult meg.

Átírás

1 Pázmány Péter program A projekt a Nemzeti Kutatási és Technológiai Hivatal támogatásával valósult meg. Nemzeti Kutatási és Technológiai Hivatal

2 A kutatáshoz négy dolog kell: gondolkozó agy, látó szemek, mérőműszerek, és negyedikként a pénz. /Szent-Györgyi Albert/

3 TARTALOMJEGYZÉK Tartalomjegyzék 3 Küldetésnyilatkozat 4 Vezetői összefoglaló 5 Szervezet és menedzsment 6 Átfogó célok 7 Partnerek 7 DNT kutatóközpont és inkubátorház 10 Szakmai jelentés Alprogram Alprogram Alprogram Alprogram Alprogram 27 Meghatározó munkatársak listája 31 Oktatási kurzusok 32 Technológia transzfer 33 Új források bevonása 34 Együttműködés az ipari partnerekkel 35 Fenntartható fejlődés 35 Publikációk 37 Médiamegjelenések 44 Finanszírozás, összesített pénzügyi mutatók 45 Teljesítményindikátorok 47 Monitoring értékelési rendszer 47 Rövidítések 47 3

4 KÜLDETÉSNYILATKOZAT: A Dél-Alföldi Neurobiológiai Tudásközpont (DNT) stratégiai célja, hogy magját adja egy, a dél-alföldi régió központtal kiépülő élettudományi klaszternek. A DNT 9-10 éves távon a területen jelentős magyarországi kutatóhelyekkel, gyógyszergyártókkal és csatlakozó, valamint spin-off KKV-kkel összefogásban, egymást kiegészítő funkciót vállalva, nemzetközi jelentőségre tesz szert a neurobiológia kutatás - fejlesztésben (K+F), és jelentős mértékű befektetési aktivitást vonz a dél-alföldi régióba. Alapító tagok A Konzorciumba belépett új tagok A Konzorcium által alapított társaság 4

5 VEZETŐI ÖSSZEFOGLALÓ A Dél-Alföldi Neurobiológiai Tudásközpont (DNT) egységes centrumként működik a kutatás és fejlesztés területén. Céljaink változatlanok: a neurológia betegségek új, hatékony és jól tolerálható diagnosztikai, illetve kezelési módszereinek, gyógyszerjelölt vegyületeinek felfedezése és fejlesztése. A szegedi régió kiemelkedő tudományos eredményeit felhasználva sokat ígérő kutatási és fejlesztési programot valósítunk meg. A DNT részt vesz a leggyakrabban előforduló neurodegenerációs betegségek új gyógyszereinek kifejlesztésében. A gyógyszerkutatás valamennyi fázisában részt veszünk, a célmolekula, illetve vezérvegyület azonosításától a preklinikai, klinikai kísérletekig. Az egyes munkacsoportok nagyon szorosan együttműködnek egymással, valamint más kutatócsoportokkal a világ valamennyi részéből. A DNT projekt utolsó évében igen szoros munkakapcsolat alakult ki az EGIS kutatóival: évenként 4 alkalommal közös munkabeszámolót szerveztünk a projekt előrehaladásának ellenőrzésére. Új K+F pályázatokon is sikeresen szerepeltünk; az EGIS-DNT közös pályázatunk (EGISPSYC) a pszichiátriai betegségek gyógyszerjelölt vegyületeinek fejlesztését tűzte ki célul. A DNT kutatói két TÁMOP pályázatot is nyertek, mindkettőt a neurodegeneratív betegségek kutatására. A TÁMOP pályázatok 2008 július 1-től 40 külföldi kutató bevonását teszik lehetővé a DNT-ben folyó munkába. Az elkövetkező két évben ez számos új kutatási módszer bevezetését, átvételét jelenti, emellett fiatal kutatót és doktorandusz hallgatót tudunk foglalkoztatni a DNT K+F témáin. Az Európai Közösség FP-7 projekt pályázatain igen sikeresek voltak a DNT kutatói, így 2008-ban három nyertes projekt indításában vettünk részt (LipidomicNet - FP , Memoload - FP , illetve LipiDiDiet - FP ). Ezek a pályázatok 5 évre szólnak. Nagyon jól működik a DNT Kutatóközpont és Inkubátorház projektje. A DNT saját alapítású (VITADEL, LipidArt) spin-off cégei erősödnek, új megbízásokat és pályázatokat nyernek, ugyanez érvényes az utólag csatlakozott kisvállalatra is (JSW Hungary). Erősödtek nemzetközi gyógyszeripari kapcsolataink is: egy nagy francia és két középnagyságú német gyógyszeripari vállalattal tartunk közvetlen kapcsolatot a termékeink értékesítése céljából. (Az együttműködés részleteiről a jelentés nyílt jellege miatt itt nem írhatunk, erre csak a szóbeli beszámolón kerülhet sor.) A DNT projekt munkáiban 330 munkatárs vesz részt, többek között 6 az MTA tagja, 34 MTA doktor, 82 PhD vagy ezzel egyenértékű fokozatot szerzett kutató, 62 doktorandusz és 80 egyetemi hallgató. A DNT 2008-ban összesen 120 dolgozót foglalkoztat, ami 75 új álláshely létesítését jelenti a régióban. Eredmények Terv Tény Hazai szabadalom 1 3 Külföldi szabadalom 1 1 Előadás SCI publikáció Könyvrészlet 0 7 PhD 5 8 MTA doktora 1 1 Új alapítású spin-off cég 1 - Összesített impakt faktor ,035 Dr. Telegdy Gyula PhD, DSc, az MTA tagja A DNT elnöke 5

6 SZERVEZET ÉS MENEDZSMENT május 1-jén a DNT IT szavazati joggal rendelkező tagjai: Prof. Penke Botond akadémikus, egyetemi tanár DNT koordinátor, DNT 1-es altéma vezető SZTE ÁOK Orvosi Vegytan Intézete Prof. Dékány Imre akadémikus, tanszékvezető egyetemi tanár Szegedi Tudományegyetem vezetősége képviseletében SZTE tudományos rektorhelyettese Prof. Vigh László akadémikus MTA Szegedi Biológiai Központ képviseletében MTA SZBK Biokémiai Intézete Prof. Vécsei László akadémikus, tanszékvezető egyetemi tanár DNT 3-as altéma vezető SZTE ÁOK Neurológiai Klinika ELNÖK: Prof. Telegdy Gyula akadémikus, egyetemi tanár DNT tudományos vezetõje DNT 2-es altéma vezetõ SZTE ÁOK Kórélettani Intézete IT Tagok: Prof. Janka Zoltán tanszékvezető egyetemi tanár DNT 4-es altéma vezető SZTE ÁOK Pszichiátriai Klinika Dr. Janáky Tamás egyetemi docens DNT 4-es altéma vezető SZTE ÁOK Orvosi Vegytan Intézete Prof. Tóth Gábor tanszékvezető egyetemi tanár DNT 5-ös altéma vezető SZTE ÁOK Orvosi Vegytan Intézete Dr. Lévay György kutatási osztályvezető EGIS NyRt. képviseletében Keresztes Péter ügyvezető igazgató Kromat Kft. Papp Csaba DNT menedzserigazgató OPERATIV SZINT IRÁNYÍTÓ TANÁCS DÖNTÉSI SZINT I. DNT KOORDINÁTOR DNT ELNÖK DNT MENEDZSERIGAZGATÓ DÖNTÉSI SZINT II. 1-es alprogram 2-es alprogram 3-as alprogram 4-es alprogram 5-ös alprogram Központi adminisztráció Technológia transzfer Vállalati kapcsolatok 6

7 ÁTFOGÓ CÉLOK: 1.) A DNT multidiszciplináris megközelítésű és nagy szakmai diverzitással jellemzett K+F tevékenységet végez a terápiás célú neurobiológiai alkalmazott kutatások terén. Tevékenységét erősen fókuszált, a gyógyszeriparban alkalmazható eredménnyel kecsegtető, az ipari partnerek érdekkörébe eső területen kívánja folytatni. 2.) Cél, hogy a régióban a DNT által koordinált konzorciumi tagok részvételével egy neurobiológiai K+F övezet alakuljon ki, amely közös stratégiai célok mentén végzi hosszú távon jelentős, részben önfenntartó, piacorientált munkáját. 3.) Kiemelt célunk a szellemi áttörésekre képes kutatók kinevelése, megtartása. Minden szempontból vonzó, itthoni fejlődésre alkalmas környezetet kívánunk teremteni a jövő zálogát jelentő tehetséges tudósnemzedék számára. Karrierlehetőséget kívánunk biztosítani a határainkon túli kutatók számára, és a külföldről visszatérni szándékozó tudósaink vonatkozásában. 4.) Célunk, hogy a projekteket végrehajtó világszínvonalú tudományos potenciálhoz méltó infrastrukturális háttér jöjjön létre a modern funkcionális genomika, proteomika és a terápiás célú orvosi/kémiai fejlesztések területén. 5.) Célunk, hogy a kutatók szemléletét a létrehozott szellemi termékek hasznosítása irányában fejlesszük, megfelelő közgazdasági alapismeretekkel lássuk el őket ahhoz, hogy azok hasznosulhassanak, jól előkészített spinoff vállalkozások jöhessenek létre, a konzorcium kutatásaira - fejlesztéseire alapozva. 6.) Célunk, hogy mind a felsőoktatásban, mind a posztgraduális képzésben neurobiológiai tudásbázisunk hasznosuljon, az elért eredményeinket a dél-alföldi régió és az ország a lehetőségekhez mérten minél hamarabb megismerhesse. PARTNEREK: Konzorciumunk központi költségvetésből gazdálkodó tagjai: MTA-TKI 1. Szegedi Tudományegyetem (SZTE) Az SZTE keretei között 35 munkacsoport vesz részt a kutató-fejlesztő munkában. Ebből 19 az Általános Orvostudományi Karon, 9 a Természettudományi Karon, 6 a Gyógyszerésztudományi Karon, egy munkacsoport pedig a Tanárképző Főiskolai Karon végzi munkáját. 2. Magyar Tudományos Akadémia Szegedi Biológiai Központ (MTA - SZBK) Az Európai Unió Kiválósági Központja (Center Of Excellence) címet viselő kutatóközpontban 13 munkacsoport kapcsolódott be a konzorcium kutató-fejlesztő munkájába. 3. Magyar Tudományos Akadémia Támogatott Kutatóhelyek (MTA-TKI) Szorosan kapcsolódó neurobiológiai kutatások terén Az MTA-TKI négy munkacsoporttal képviselteti magát munkánkban. Ipari partnerek 4. EGIS Gyógyszergyár NyRt. Az EGIS NyRt. a hazai gyógyszergyártás egyik jelentős képviselője. A DNT konzorcium keretein belül a gyár az elkészült többfunkciós épületünkhöz kutatólaboratóriumok kialakításával is hozzájárult. 7

8 5. Diagnosztikum ZRt. A cég profilja megalakulásától kezdve orvosi laboratóriumi diagnosztikumok gyártása, beszerzése, forgalmazása, valamint az ezekhez kapcsolódó eszközök, műszerek forgalmazása és szervize. A Word Economic Forum (Svájc) 1997-ben beválasztotta a Global Growth Companies (GGC) közé, mint a Közép- és Kelet-Európa kiemelkedő teljesítményt nyújtó vállalatainak egyikét. 6. Kromat Műszerforgalmazó Kft. A Hewlett Packard vállalatból leváló Agilent Technologies nevében a teljes kémiai analitikai üzletágat a Kromat Kft vette át Magyarországon. A cég kereskedelmi tevékenységét jól kiegészíti a hatékony proteomikai alap- és alkalmazott kutatások támogatása, élő kapcsolatépítés a kutatóbázisokkal. 7. Creative Labor Szolgáltató Kft. A vállalat több éves tapasztalattal rendelkezik a molekuláris biológia területén. Klónozási technikák, real-time és hagyományos PCR-es alkalmazások kidolgozása, fehérje expresszió bakteriális és eukarióta rendszerben, fehérje- és DNS analitikai módszerek gyakorlati alkalmazása szerepel eszköztárában. 8. Rytmion Kutató és Fejlesztő Kft. A cég elsősorban a szív elektrofiziológia és aritmia gyógyszerkutatás területén tevékenykedik, szoros együttműködésben a Szegedi Tudományegyetem Farmakológiai és Farmakoterápiai Intézetével. Tevékenysége a különböző gyógyszerjelölt molekulák kardiovaszkuláris hatásainak GLP körülmények közötti vizsgálata. 9. Kation Európa Bt. A vállalkozás az extracelluláris elektrofiziológia és mikroiontoforézis tárgyköréhez kapcsolódó üveg mikroelektródák, elektronikai eszközök és software-ek fejlesztésével, gyártásával és eladásával foglalkozik. Cégünk részt vesz az élvonalbeli neurobiológiai kutatásokban is, kiválóan felszerelt elektrofiziológiai laboratóriumot tart fent az SZTE Általános Orvosi Kar Orvosi Vegytani Intézetében. 10. QualiCont In Vitro Diagnosztikai Kht. A Kht. tevékenysége a hazai in vitro diagnosztikai laboratóriumok szakszerű külső minőségellenőrzésének biztosítása, az ehhez kapcsolódó kutatás-fejlesztési, informatikai, képzési-, továbbképzési és nemzetközi együttműködési feladatok végrehajtása év óta ISO 9001 minőségtanúsítással működik. 11. Dél-Alföldi Bio-Innovációs Centrum Kht. (DABIC) Genomikai Központja A Kht. tagjai a Szegedi Egyetem, a Bay Zoltán Intézet, a Gabonakutató Intézet, a Csongrád megyei és Szeged városi önkormányzata és számos olyan kis- és középvállalat, amely a genomikai kutatásokban érintett. A központ működésének egyik fő célja olyan projektek irányítása és szervezése, mely több társintézet együttes munkáját igényli. Másik fő célja egy bioinformatikai rendszer megteremtése. 8

9 Csatlakozott ipari partnerek 12. JSW Hungary Kft. A JSW Hungary Kft augusztusában csatlakozott a DNT programhoz. A cég gyógyszerjelölt molekulák kutatási szerződésen alapuló analitikai, biokémiai és molekuláris biológiai tesztelését, valamint azok in vitro szövettenyészeten és in vivo transzgenikus egérmodelleken történő preklinikai kipróbálását végzi, szorosan kapcsolódva a DNT program 3. és 5. alprogramjához tartozó csoportok kutatásaihoz. Ezen túlmenően kedvezményesen látja el a konzorcium minden egyes tagját az Alzheimer- és a Parkinson- kór transzgenikus állatmodelljeivel. 13. PharmacoIdea Kft. (volt Musgenex Kft.) Dr. Oláh Zoltán, 2006 januárjában MusGenex Kft névvel, az MTA SZBK Biokémiai Intézetének támogatásával és Dr. Sántha Miklós állatorvos bevonásával, új spin-off céget hozott létre. A cég tevékenységébe többek között beletartozik transzgenikus riporter állatmodellek tervezése, létrehozása és forgalmazása. Elsősorban tudományos kutatással foglalkozó intézményeknek szállítunk, beleértve egyetemeket és gyógyszergyárakat, Európában vagy a világ bármely más kontinensén. 14. LipidArt Kft. A 2007 júniusában megalakult LipidArt Kft célja új típusú gyógyszerek felfedezése innovatív gyógyszerfejlesztési platform segítségével mely a membránok mikrodomén szerkezetének finomhangolása és a stresszválasz szelektív modulációja közötti kapcsolaton alapszik. A LipidArt elsősorban a globálisan egyre növekvő jelentőségű neurodegeneratív betegségekre koncentrál. Konzorciumi alapítású társaságok 15. Vitadel Kft. A vállalat a Szegedi Tudományegyetem első hasznosító (spin-off) cége. Fő feladata a Dél-Alföldi Neurobiológiai Tudásközpont kutatói által kidolgozott és alkalmazott eljárások, módszerek gyakorlati alkalmazása, illetve forgalmazása. A kft szolgáltatásokat kínál üzleti partnereinek szerződéses munkában a gyógyszerkutatás teljes vertikumában, a számítógépes molekulatervezéstől és optimalizálástól a klinikai fázisig. 9

10 DNT KUTATÓKÖZPONT ÉS INKUBÁTORHÁZ júniusától működik az Egyetem kampuszának közepén létrehozott új Kutatóközpont és Inkubátorház. Ez a 253 millió Ft-os (mintegy 1 millió eurós) beruházás eddig a legnagyobb a DNT történetében. A Központ 1300 m 2 labor- és irodaterületet foglal el. A beruházás legnagyobb részét a DNT projektből fedeztük, de más forrásokat is igénybevettünk. (5,08 millió Ft-ot a KF-IIF/2005 pályázatból az épület informatikai és kommunikációs hálózatának kiépítésére; 165 millió Ft-ot a main-frame komputerek valamint a 600 MHz-es NMR készülék beszerzésére). A Központban a következő laboratóriumok kaptak helyek: 1) Számítóközpont és Molekulamodellezési Laboratórium Két main-frame számítógép (értékük: 57 millió Ft, ~ ); van elhelyezve a laboratóriumban, klaszterben kapcsolva. A központ fő feladata a molekula-szimuláció és számítógépes molekula (gyógyszer) tervezés, valamint az NMR mérések adatainak feldolgozása. Ebben a laboratóriumban van az épület informatikai és telekommunikációs központja is. 2) NMR Centrum Az országban egyedülálló teljesítményre képes laboratórium egy 500 és egy 600 MHz-es Bruker gyártmányú NMR-készülékkel van felszerelve. Ezek összértéke kb. 250 millió Ft és más forrásból szereztük be őket, bár a laboratórium berendezését a DNT is támogatta 40 millió Ft-tal. A Centrum fő feladata a fehérjék szerkezetének és kis molekulákkal (pl. gyógyszermolekulák) lejátszódó kölcsönhatásainak tanulmányozása. Az NMR Laboratórium a közeljövőben megszervezendő Strukturális Biológiai Központ fontos alkotórésze. 3) DNS-Oligonukleotid Laboratórium A munkahely fő feladata oligonukleotidok, antiszensz oligonukleotidok és peptid nukleinsavak (PNS) szintézise további biológiai vizsgálatok céljából. 4) RNS-Interferencia Laboratórium Magyarországon ez az egyetlen laboratórium, ahol molekulatervezés után kis interferáló RNS-et állítanak elő. Az RNS interferencia a gyógyszertervezés és fejlesztés legmodernebb módszere (Kémiai Nobel-díj, 2006). 5) Peptid és Fehérjelaboratórium A munkahely feladata peptidek szintézise, a peptidek és fehérjék aggregációjának, a neurotoxikus peptid/fehérje szupramolekuláris szerkezeteknek, inklúziós testeknek a tanulmányozása. Új lehetőséget alakítottunk ki fehérjék kristályosítására. A fehérjék Rtg-szerkezetvizsgálatát nemzetközi kooperációban oldjuk meg. 6) Neuroproteomikai Kutatóhely Hazánkban ez is egyedülálló munkákra és teljesítményre létrehozott laboratórium, képes kiszolgálni az egész ország neurobiológiai proteomikai igényét. A kutatóhely feladatai: fehérjék izolálása, 2D gélelektroforézissel vagy nano-hplc-vel történő elválasztása, a fehérjék azonosítása a tömegspektrometriás peptidszekvenálás és adatbázisok segítségével. A kutatómunkát egy újgenerációs tömegspektrométer segíti, amely a legmodernebb szoftverrel van felszerelve. (A DNT 46 millió Ft-tal támogatta a csúcsteljesítményű műszer beszerzését). A kutatóhely fő feladata azoknak a célfehérjéknek az azonosítása és validálása, amelyek a neurodegenerációs folyamatokban kulcsszerepet játszanak. 7) Elektrofiziológiai Laboratórium A munkahely fő feladata a gyógyszerjelölt vegyületek központi idegrendszerre gyakorolt hatásának tanulmányozása in vivo elektrofiziológiai állatmodelleken. 10

11 8) Sejt-és Szövettenyésztő Laboratórium A laboratórium fő feladata olyan in vitro kísérletek véghezvitele sejt- és szövetkultúrákon (pl. organotipikus kultúrák), amelyekkel a neurodegeneratív betegségek sejt- és szövetkultúra modelljein tanulmányozható a gyógyszerjelölt vegyületek hatása. 9) Fluoreszcens Mikroszkópiai Kutatóhely Sejt- és szövetkultúrákban specifikus fluoreszcens festéssel tanulmányozzuk a Ca2+ beáramlást a sejtekbe, a Zn 2+ -ionok felszabadulását és a membránpotenciál változásokat a gyógyszerjelölt vegyületek hatására. Egy fluoro-plate-reader hasonló alapelven gyors és kvantitatív méréseket tesz lehetővé. 10) Állatház A központban egymás mellett két állatház található: egy a patkányok és egy az egerek részére, minden felszerelés és berendezés eléri a GLP szintet. 11) Tanulási - Magatartási Laboratóriumok Ezeken a munkahelyeken azt tanulmányozzuk, hogy a gyógyszerjelölt vegyületek milyen hatást gyakorolnak a patkányok és (ritkábban végrehajtott kísérletekben) az egerek tanulására és viselkedésére. A következő kísérleteket használjuk: nyílt porond (open field) teszt; passzív- és aktív elhárító magatartás; emelet plusz labirintus (maze); Morris vízlabirintus; tárgyfelismerés; forgórudas teszt és keresztlabirintus. A fenti laboratóriumok mellett két másik kutatócsoport is helyet kapott a Centrumban: az Alzheimer-kór Kutatócsoport és az Enteriális Idegrendszeri Csoport. Az EGIS gyógyszergyár több laboratóriumot támogat a Centrumban. A DNT központi irodái szintén a Centrum épületében kaptak helyet. A DNT-t alkotó kisvállalatok (JSW Hungary, Rytmion, Vitadel Kft.) mellett más cégek is laboratóriumot és/vagy irodát kaptak a Centrum épületében. Egy 40 m 2 -es szeminárium-könyvtár helyiséget alakítottunk ki szemináriumok, előadások, munkamegbeszélések és üzleti tárgyalások céljára. Az épület jelenleg teljes mértékben kihasznált. Egyre nagyobb probléma segítséget nyújtani az ide települni szándékozó vállalkozásoknak az egyetem campusához közeli elhelyezésben, ezért újabb ingatlan megvásárlását és felújítását tervezzük a jövőben inkubációs célból. A DNT-tag kisvállalatok nem fizetnek bérleti díjat, csak rezsiköltséget a laboratóriumok és irodák bérletéért, a többi partner bérleti díjat és rezsiköltséget is fizet. Így a Centrumnak van bevétele a további fejlesztések és az induló spin-off vállalkozások támogatására (inkubátor funkció). A Centrum kiváló tudományos és laboratóriumi hátteret ad a gyógyszerkutatás és fejlesztés szinte valamennyi fázisának, a felfedezéstől a preklinikai és klinikai kísérletekig. A Centrumban jelenleg 35 szenior, posztdoktori és doktori ösztöndíjas kutató dolgozik. 11

12 SZAKMAI JELENTÉS november május 31. A DNT a neurodegenerációs betegségek (elsősorban az Alzheimer- és Parkinson-kór), valamint a szorongásos betegségek és a depresszió kialakulásának mechanizmusát és gyógyszeres kezelési lehetőségeit kutatja. A DNT a projekt lezárása (2009. június) után is folytatni kívánja a kutató-fejlesztő munkát, az ÚMFT GOP pályázat keretében. Bár az alprogramok munkája szorosan kapcsolódik egymáshoz és sokszálú kooperációs hálózat alakult ki, szervezési okok miatt a munkacsoportok munkáját 13 témacsoportra, klaszterre osztottuk fel. Ez a szervezés jól bevált, így a szakmai beszámolót is a 13 témacsoport szerint tagoltuk közötti kutatások 2009 utáni kutatások Alzheimer-kór Anxiety Alzheimer-kór Szorongás Parkinson-kór Depression Parkinson-kór Depresszió Huntington-kór Huntington-kór Skizofrénia ALS 1. ALPROGRAM Kóros fehérje-aggregációval járó betegségek (Alzheimer-kór, Parkinson-kór) terápiájának kutatása Projektvezető: Dr. Penke Botond Résztvevők: Szegedi Tudományegyetem, MTA-SZBK, MTA-TKI, Kation Bt., Creative Labor Kft., JSW Hungary Kft., Rytmion Kft., Vitadel Kft. Az alprogram célja Fő célunk a kóros fehérje aggregációval járó betegségek (Alzheimer-kór, Parkinson-kór) hatásmechanizmusának kutatása és gyógyszerjelölt vegyületek kifejlesztése. Az Alzheimer-kór elsősorban idős korban fellépő neurodegeneratív betegség, fő jellemzői a kognitív funkció beszűkülése, viselkedés- és memóriazavarok, demencia és gyors leépülés. A Parkinson-kór is elsősorban az időseket érinti, a mozgási funkciók zavara mellett gyakran (az esetek 15 %-ában) igen súlyos demenciával jár. Az Alzheimer-kór egyedül Magyarországon (Európában kb. 4 millió) idős embert érint és óriási terhet jelent az érintett családok és a társadalom számára. (A Parkinsonkórban szenvedő betegek száma ennek kb. egytizede). Az Alzheimer-kór az emberi életkor meghosszabbodásával már epidémiai jelleget öltött és gyógyítása, kezelése az Európai Unió kiemelt kutatási programja lett. Az említett két betegség közös sajátsága, hogy az idősődő szervezetben a javító mechanizmusok gyengülésével az idegsejtek nem tudják a rosszul feltekeredett (misfolded) fehérjéket a szokásos módon (HSP-k, ubiquitin-proteoszóma rendszer, lizoszomális proteolízis) eltávolítani. Az öregedés tehát óhatatlanul magával hozza a protein homeosztázis (proteosztázis) zavarát, a rosszul feltekeredett, denaturált fehérjék neurotoxikus aggregátumokká (oligomerek, protofibrillumok, fibrillumok) állnak össze. Ezeknek szinte valamennyi kölcsönhatása a sejt alkotóelemeivel (el- 12

13 sősorban a fehérjékkel) nem kívánatos, káros. A gyógyszerfejlesztés célja tehát olyan kis molekulák tervezése, előállítása és biológiai vizsgálata volt, amelyek mind in vitro, mind in vivo megakadályozzák a fehérjeaggregátumok kölcsönhatását a neuronok fehérjéivel, neutralizálva a β-amiloid ill, α-szinuklein anyagokat. Ez a komplex gyógyszerjelölt-kutatási program a β-amiloid témában célul tűzte ki a racionális molekulatervezést, vezérvegyület megtalálását és optimalizálást: az enzimrezisztens, per os felszívódó és a vér-agy gáton átjutó gyógyszerjelölt vegyületek komplex in vivo tesztelését, beleértve a toxicitást is. Másik célunk olyan gyógyszerjelölt vegyületek keresése volt a természetes anyagok körében, amelyek szabadgyökfogó sajátságuk révén meggátolják a toxikus fehérjék által felszabadított reaktív szabad gyökök hatásait. 1. Klaszter: Az Alzheimer-kór új gyógyszerei. Projektvezető: Dr. Penke Botond Munkacsoportvezetők: Dr. Bogár Ferenc, Dr. Dékány Imre, Dr. Kiss Tamás, Dr. Laczkó Ilona, Dr. Martinek Tamás, Dr. Kálmán János, Dr. Datki Zsolt, Dr. Toldi József, Dr. Budai Dénes, Bodóné Sipos Eszter Elvégzett tevékenység (fontosabb eredmények) Az Alzheimer-kór kutatásnak komoly gátló tényezője volt, hogy eddig nem állt rendelkezésre olyan β-amiloid 1-42 peptid, amelynek aggregációja standardizálható és mindig megismételhető módon ugyanazt a konformációjú (térszerkezetű) Aβ1-42 aggergátumot (oligomer, protofibrillum, fibrillum) szolgáltatta volna. A vegyszercégek által forgalmazott szintetikus Aβ peptidek aggregáltsági foka, toxicitása, vízoldékonysága mintáról mintára változott, és a velük végzett kísérletek ritkán voltak megismételhetők. Kutatócsoportunknak sikerült megoldani ezt a problémát: az irodalomban korábban leírt, a Gly 25 és Ser 26 között észterkötést tartalmazó Aβ1-42 izopeptid ( Aβ1-42 prekurzor ) megfelelő kezelésével szinte tetszés szerinti aggregáltsági fokú Aβ1-42 állítható elő. A kezelés időtartamának, a pufferoldat ph-jának és a hőfoknak a változtatásával az aggregáció folyamata standardizálható és tetszés szerinti pufferben a kívánt szerkezetű oligomer, protofibrillum vagy fibrillum állítható elő biológiai kísérletekhez. Az új Aβ1-42 segítségével sikerült egy régóta vajúdó problémát is megoldani: az Aβ1-42 oligomerek hosszú időn át történő közvetlen bejuttatását nem transzgén állatok agyába (hippocampus, III. agykamra) olyan módon, hogy közben az ozmotikus minipumpában nem csapódik ki az Aβ fibrillum. Módszerünkkel beépített Alzet-pumpa segítségével akár 14 napig is folyamatosan adagolható az Aβ1-42 oligomer keverék. Az Aβ1-42 izopeptidet a DNT spin-off cége, a Vitadel forgalmazza. NMR kísérletekkel sikerült bizonyítani, hogy az Aβ1-42 aggregátumokat közömbösítő gyógyszerjelölt vegyületeink milyen módon hatnak, hogyan védik meg az idegsejteket. Az Alzheimer-kór gyógyszerjelölt vegyületei szabadalom erősítése, a védelmi kör kibővítése céljából további 20 vegyületet terveztünk és állítottunk elő számítógépes molekulatervezés után. Az optimalizálás fő szempontja (a Lipinsky-szabályon túlmenően) a peptidomimetikum-jellegű gyógyszerjelölt vegyületek molekulatömegének csökkentése volt Daltonra. Eddigi vizsgálatok szerint az új, kisebb moltömegű vegyületek megtartották az alapvegyületek hatását és kedvező tulajdonságait (felszívódás, vér-agy gát áthaladás, nem toxikus jelleg). Az új szintetikus vegyületek leírását még sikerült beilleszteni az alapszabadalomba. Fizikai-kémiai és spektroszkópiai (CD) vizsgálatokkal bizonyítottuk, hogy az új gyógyszerjelölt vegyületek nem akadályozzák meg az Aβ1-42 aggregációt, de befolyásolják a térszerkezetet (konformáció) és inkább a kevésbé rendezett, kevésbé toxikus térszerkezet kialakulásának kedveznek. A Zn 2+ -ionok diffúz Aβ-aggregátumok kicsapódását eredményezik, ezek neurotoxicitását még most is vizsgáljuk. Két új peptidtípusú Zn-kelátor alkalmasnak bizonyult a diffúz Aβ-aggregátum kicsapódásának megakadályozására. Tovább folytattuk az Aβ1-42 oligomerek, ill. a gyógyszerjelölt vegyületek hatásának vizsgálatát in vitro elektrofiziológiai kísérletekben (patkány hippocampus szeletek, az LTP vizsgálata multielektród array (MEA) segítségével). Egysejt elvezetéssel in vivo is tanulmányoztuk a hatásokat (altatott patkány). Kimutattuk, hogy az Aβ oligomerek ill. fibrillumok eltérő módon hatnak az NMDA ill. AMPA-receptorokon. Szerencsés módon az új gyógyszerjelölt vegyületeink mind az oligomerek, mind a fibrilláris Aβ1-42 LTP-re gyakorolt hatását kivédik. Patkány tanulási és magatartási kísérleteben is bizonyítottuk a gyógyszerfejlesztésre kiválasztott vegyület (BAM-9) neuroprotektív hatását Aβ1-42 oligomerek mikroinjekciója (III. agykamra) után. A BAM-9 a Morrisvízlabirintusban a 4. és 5. napon szignifikánsan kivédi az Aβ1-42 tanulási folyamatot és memóriarögzítést zavaró ha- 13

14 tásait. Transzgenikus egérkísérleteket végeztünk (APPxPS1mutáns) két, a gyógyszerfejlesztésre kiválasztott vegyület neuroprotektív hatásának bizonyítására: a kísérleti csoportba tartozó állatok 3. és 9. hónapos koruk között 6 hónapon át naponta kapták ip injekcióban a gyógyszerjelölt vegyületeket, 10 mg/ttkg dózisban. A kísérlet lezárult, a tanulásimemóriarögzítési funkciók vizsgálata és a hisztológia vizsgálatok most folynak. További lépések Legfontosabb, hogy az alapszabadalom minél nagyobb védettséget nyújtson az általunk szintetizált és rokon vegyületek körére, ill. a gyógyszerjelölt vegyületek újszerű hatásmechanizmusának védelmére. A szabadalmazást, az igénypontok megfogalmazását a gyógyszeriparban igen nagy tapasztalattal rendelkező cég, az Advopatent végzi. (Az Advopatent közvetlen partnere az USA-ban a világszerte ismert Birch&Birch cég). A szabadalom forgalmazásához meg kell várnunk a transzgenikus egérkísérletek eredményét (tanulás-memóriarögzítés, hisztológia). A tárgyaló partnereink világos és egyértelmű bizonyítékot várnak arról, hogy a gyógyszerjelölt vegyületek nemcsak az in vivo tanulás-magatartási kísérletek, hanem a hisztológiai vizsgálatok szerint is szignifikánsan védenek az Aβ1-42 toxikus hatása ellen. (Plakképződés és tau-patológia lassítása, gátlása; mikroglia-aktiválás gátlása; dendrittüskék számának normalizálása; neuronpusztulás megakadályozása). A tárgyalásokat a DNT spin-off cége, a Vitadel végzi. 2. Klaszter: Neuroprotektív szabadgyökfogó vegyületek tervezése, szintézise, biológiai tesztelése. Kísérleti vér-agy gát modell kidolgozása. Projektvezető: Dr. Zarándi Márta Munkacsoportvezetők: Dr. Farkas Eszter, Dr. Deli Mária Elvégzett tevékenység (fontosabb eredmények) Mivel a neurotoxikus fehérje-aggregátumok (így a β-amiloid és az α-szinuklein) aktiválják a szabad gyökök képződését, amelyek viszont hosszabb távon az idegsejtek diszfunkcióját és pusztulását okozzák, a szabadgyökfogó anyagok a neurodegenerációs betegségek potenciális gyógyszerei. A kutatások alapvető célja annak eldöntése, hogy melyik szabadgyökfogó vegyület mutatja a legjobb neuroprotektív hatást in vivo körülmények között, illetve bejuttathatók-e ezek a vegyületek az agyba a vér-agy gáton keresztül. Előző kísérleteink szerint az α-tokoferol csak óriási dózisban (100 mg/kg ip) vált ki mérhető neuroprotektív hatást patkányokban, ezt az eredményünket a szakirodalom is alátámasztja. Az α-tokoferol kémia szerkezete miatt (a gyűrűrendszer 5. helyzete egy metilcsoporttal van szubsztituálva) nem alkalmas szabad gyökök, különösen a peroxinitrit befogására, közömbösítésére. Az γ-tokoferol (5-dezmetil-αtokoferol) in vitro kísérletekben alkalmasnak látszott szabad gyökök befogására. In vivo kísérletekkel (patkány arteria carotis communis lekötéses-hipoxia által kiváltott neurodegeneráció) nem sikerült bizonyítanunk kis dózisú γ-tokoferol neuroprotektív hatását. Elsősorban a vér-agy gát átjárhatóságát kellett megvizsgálnunk. Sikerült kifejleszteni és jellemezni egy új vér-agy gát modellt az agyi mikroerek három fő sejttípusának, az erek belhámsejtjeinek, a pericitáknak és asztrocita sejteknek felhasználásával. A modell funkcionális jellemzésére transzendoteliális elektromos ellenállást mértünk, ami átlagosan 400 Ω cm 2 értéket adott, jelezve a sejtközötti kapcsolatok szorosságát. Az endotél egysejtrétegek permeabilitási együtthatója (P e ) fluoreszceinre az cm/s sávban mozgott. A modell validálására 19 jól ismert, idegrendszerbe bejutó, illetve idegrendszeri hatással nem rendelkező gyógyszermolekula permebilitását teszteltük le. Az in vitro modellen kapott Pe értékek jól korreláltak (R 2 =0.89) az in vivo, egereken mért vér-agy gát permeabilitási adatokkal. Eredményeink alapján az új vér-agy gát modell alkalmas gyógyszeripari célú felhasználásra, hatóanyagok központi idegrendszeri bejutásának becslésére. agyi endotéjsejt pericita asztroglia Ciklodextrinek jelenlétében javult a γ-tokoferol áthaladása vér-agy-gát modellen. 14

15 További lépések Komoly kereslet van olyan táplálékkiegészítők, kompozitok, ill. funkcionális élelmiszerek előállítására, amelyek neuroprotektív hatást mutatnak. A hatás egyértelmű bizonyítása után ez azonnal eladható készítményeket jelentene. A szakirodalom és saját eddigi kísérleteink alapján 6 vegyületet tartalmazó kompozit összeállítását és kipróbálását végezzük, mint neurontápláló ( neuronutritient ) táplálékkiegészítőt. Kapcsolatban vagyunk a hollandiai multinacionális világcég, a NUMICO jogutódjaként fellépő DANONE cég képviselőivel. Az összeállítandó kompozit neuroprotektív hatásának igazolása további állatkísérleteket, majd klinikai kipróbálást igényel. 3. Klaszter: Az Alzheimer-kór gyógyszerjelölt vegyületeinek in vivo vizsgálata és toxikológiája. Projektvezető: Dr. Falkay György Munkacsoportvezetők: Dr. Nagymajtényi László. Dr. Benedek György, Dr. Erős István Elvégzett tevékenység (fontosabb eredmények) A kutatások célja az előzőleg előállított gyógyszerjelölt vegyületek ADME és toxicitás vizsgálata, valamint a biztonságfarmakológiai kísérletek. Valamennyi vizsgálatot a további gyógyszerfejlesztésre kiválasztott BAM-9 vegyülettel végeztük. Ez az anyag az eddigi vizsgálatoknál kevésbé hidrofil jellegű és proteolízisnek ellenáll. Egereken végzett 28 napos toxicitási vizsgálatok azt bizonyították, hogy a BAM-9 a dózis-hatás alapján 100 mg/kg értékig az állatokban semmiféle elváltozást nem idéz elő. Az 1 g/kg dózis okozott bizonyos mozgási elváltozásokat, de az állatok belső szerveiben toxikus hatást nem tudtunk megállapítani. A BAM-9 biztonságfarmakológiai vizsgálata szintén negatív eredménnyel zárult. Az ADME vizsgálatok patkányokban a BAM-9 esetén érdekes eredményekre vezettek. Bebizonyosodott, hogy a vegyület gyomorszondán át adva is felszívódik, majd egy része (kb. 0,6%) átjut a vér-agy gáton is. Ez megmagyarázza a vegyület eddig észlelt szignifikáns neuroprotektív hatását in vivo kísérletekben. A BAM-9 nagy mennyiségben kerül be a nagy parenchimás szervekbe (máj, vese, tüdő). Előre nem várt módon a vegyület elég gyorsan (kb. 2 óra alatt) kiürül a szervezetből és egy része metabolizálódik is. A metabolitok szerkezetének felderítése most folyik. További lépések A fenti munkákkal gyakorlatilag lezárul a preklinikai vizsgálatok fázisa. ezekkel a vizsgálatokkal egy nagy értéket képviselő, eladható termék jön létre, amelynek értékesítéséről (az Alzheimer-kór potenciális gyógyszere) tárgyalunk két nyugat-európai gyógyszergyárral. Az ADME eredmények alapján szükség lesz további, lassabban kiürülő és metabolizálódó gyógyszerjelölt vegyületek szintézisére és vizsgálatára, a molekulatömeg csökkentése mellett. (Követő szabadalom benyújtása, ld. 1. klaszter eredményei) 2. ALPROGRAM Szorongásos betegségek és kóros neuroendokrin folyamatok (tanulás- és memóriazavarok, stressz, szenvedélybetegségek) gyógyszeres kezelése. Projektvezető: Dr. Telegdy Gyula Résztvevők: Szegedi Tudományegyetem, MTA-SZBK, MTA-TKI, EGIS Nyrt. Az alprogram célja Az alprogram célja egy hosszútávú, népegészségügyi szempontból meghatározó jellegű vizsgálatsorozat kivitelezése az anxietás és depresszió, valamint a szenvedélybetegségek potenciális gyógyszereinek kutatására. A szorongásos zavarok a leggyakrabban előforduló pszichiátriai kórképeknek tekinthetők (pánik anxietás, generalizált szorongásos zavar, kényszerbetegség, fóbiák (agora, szociális, specifikus) és a poszttraumás stressz betegség). Prevalencia adatok szerint minden negyedik személyben valamikor az élete során kifejlődik valamilyen jól definiált szorongásos zavar. Az anxietás betegségek jelentős egyéni és társadalmi terhet is jelentenek, jellegzetesen 15

16 krónikus lefolyásúak és a testi betegségekhez hasonló fokú rokkant állapotot eredményezhetnek. A szorongásos zavarok kialakulásában kulcsszerepet játszik a glutamáterg rendszer. Preklinikai vizsgálatok szerint az NMDA, AMPA/kainát és a metabotróp glutamát receptorokon ható anyagok anxiolitikus hatásúak. Kutatásaink egyik fő célja ezen a területen az AMPA-receptorok modulálása új, hatékony anxiolitikumok előállítása. Másik fő célunk az NMDA receptor modulátorainak kutatása. A kutatás másik területe (a korszerű fájdalomcsillapítás, ill. a szenvedélybetegségek kezelése) elsősorban az opioid peptidekhez és receptoraikhoz kapcsolódik. Fő cél az opioid rendszer szignáltranszdukciós útjainak felderítése és egy új elmélet kidolgozása. Terápiás szempontból kiemelt fontosságú a gasztrointesztinális betegségek és a központi idegrendszer ill. az enterális idegrendszer kapcsolatának teljes megismerése. Fő célunk volt a cukorbetegség, az alkoholizmus és a stressz által kiváltott gasztrointesztinális kórképek tanulmányozása, a brain-gut tengely vizsgálata, az enterális idegrendszer károsodása következtében kialakuló kóros folyamatok gyógyszeres kezelése. 4. Klaszter: Anxiolitikumok kutatása; AMPA-receptorok modulációja. Projektvezető: Dr. Telegdy Gyula Munkacsoportvezetők: Dr. Telegdy Gyula, Dr. Lévay György Elvégzett tevékenység (fontosabb eredmények) Elvégeztük az NMDA receptor modulátorainak, nevezetesen a glicin kötőhelyen modulátor szerepet játszó, a glicin szintet szabályozó glicintranszporter-1 (GlyT-1) gátló hatású vegyületek vizsgálatait. A GlyT-1 inhibitorok az NMDA receptor komplex működésének módosításával hatékony terápiás eszközök lehetnek a depresszió és a skizofrénia gyógyításában. Az elmúlt időszakban a projekt keretében az előbbiekben említett GlyT-1 inhibitorok a részletes farmakológiai karakterizáláshoz szükséges vizsgálatokat végeztük (glicin release mérése, mikrodialízis). Ezt követően a különböző központi idegrendszeri stimulánsok (PCP-fenciklidin, MK-801, amphetamin, stb.) által kiváltott speciális viselkedésformák (hipermotilitás, sztereotipia) gátlásán alapuló méréseket folytattunk. A karakterizálás befejező részében ismert betegségmodellek felhasználásával teszteltük a vegyületek potenciális terápiás aktivitását az adott célterületen (skizofrénia, depresszió) Az elmúlt évben 5 vegyületcsaládban összesen 100 db új vegyület szintézise történt meg. A vegyületek biológiai hatékonyságát a fentiek értelmében a projektben elfogadott screen rend szerint vizsgáltuk. Spreading depression mérése izolált csirke retinán: a teszten 35 vegyületet vizsgáltunk meg. Glicinfelvétel gátlás szinaptoszóma preparátumon, + szelektivitás: 100 vegyület mérését végeztük el. Glicin felszabadulás mérése agyszeletből: 35 vegyület mérését végeztük el. Glicin és glutamátszintek mérése mikrodialízis technikával éber patkányban: 11 vegyület mérését végeztük el. PCP és MK-801 hipermotilitás gátlására a referensek mellett 15 vegyületet vizsgáltunk meg, jelentősebb hatást 4 vegyület esetében találtunk. Potenciális mellékhatás - légzési paraméterek vizsgálata: 3 vegyülettel végeztük el. Egyéb magatartás-farmakológiai vizsgálatot 13 vegyülettel végeztünk. Kimutattuk, hogy az urocortin 2 (UCN2) és az urocortin 3 (UCN3) antidepresszív hatással rendelkezik, míg az UCN1 hatástalan. Az UCN3 hatásában különböző transzmitterek vesznek részt. Alfa-adrenerg gátlás az UCN3 immobilitásra kifejtett hatását kivédi. A yohimbin kivédte mind az immobilitásra, mind a mászásra és az úszásra kifejtett hatást, míg a methysergid csak az immobilitásra és a mászásra volt hatással. A vizsgálatok arra mutatnak, hogy az UNC3 antidepressziv hatásában alfa-adrenerg és serotonergiás mediáció vesz részt. Az urocortinok antidepresszív hatásában a C-terminális tripeptid a molekula hatáscentruma. Ezen alapon elindult olyan analógok szintézise és tesztelése, amelyek peptidmimmetikumnak tekinthetők, és mint antidepresszivumok terápiásan és érdekesek lehetnek. Az urocortinok (UCN1, 2 és 3) hipertermiát okoznak. Ebben a hatásban az UCN1 hipertermiás hatása a CRF1 receptoron keresztül érvényesül, míg az UCN2 és UCN3 hatásában a CRF2 receptor érintett. 16

17 További lépések Legfontosabb feladatunk az urocortin-3 antidepresszív hatást mutató peptidfragmenseiből új, antidepresszáns hatású gyógyszerjelölt vegyületek kifejlesztése (peptidomimetikumok racionális molekulatervezése, lead optimalizáció, ADME vizsgálatok, előzetes toxicitásvizsgálatok). 5. Klaszter: Opioid agonisták és antagonisták. Projektvezető: Dr. Borsodi Anna Munkacsoportvezetők: Dr. Benyhe Sándor, Dr. Tóth Géza, Dr. Szűcs Mária, Dr. Szabó Gyula Elvégzett tevékenység (fontosabb eredmények) Új, proteolitikus enzimekkel szemben ellenálló hatékony endomorfin analógokat szintetizáltunk. Az endomorfin szekvenciában a prolint helyettesítettük aliciklikus β-aminosavakkal (2-amino-ciklopentán 1- karbonsav (Acpc) és 2-aminociklohexán-1-karbonsav (Achc)). Az említett aminosavak két királis szénatomja miatt a szisztematikus tervezés 16 új peptidet eredményezett. Az új analógok biológiai vizsgálatát patkány agy membrán preparatumban radioreceptor kötési vizsgálatokkal és ligand stimulálta 35S-GTPγS kötési vizsgálatokkal végeztük el. Ezek alapján a leghatékonyabb analógok (1S, 2R) Acpc vagy (1S, 2R) Achc aminosav izomereket tartalmaztak mind az endomorfin-1, mind az endomorfin-2 esetében. Ezek az analógok agonistaként viselkedtek a fukcionális 35 S-GTPγS kötési vizsgálatokban és proteolitikus enzimekkel szemben ellenállók (> 12 óra a féléletidő, patkány agy homogenizátumban való inkubálásnál). Molekula dinamikai számítások és 1 H NMR vizsgálatok megerősítették, hogy a peptidek kompakt konformációja valószínűbb, mint a nyújtott konformáció. Az (1S,2R)Acpc 2 -endomorfin-2 és Ahpc 2 1S,2R -endomorfin-2 peptideket tríciummal jelzett formában is előállítottuk. Prekurzorként kettőskötést tartalmazó aliciklusos β-aminosavakat tartalmazó endomorfin-2 származékokat alkalmaztunk és trícium gázzal való telítéssel történt a jelölés. Ezek az aminosavak nem kereskedelmi termékek. A két nagy fajlagos aktivitású radioligandum karakterizálását patkány agy membránpreparátumon végeztük. A direkt radioreceptor kötési vizsgálatok bizonyították a radioligandumok nagy affinitását és szelektivitását μ opioid receptorokon. A két radioligandumot kereskedelmi termékké is fejlesztettük 2008-ban, ezeket az Izotóp Kutató Intézet Kft forgalmazza. Két új nociceptin receptor ligandumot állítottunk elő tríciummal jelzett formában. A Nphe 1,4-3 H-Phe 4, Arg 14 Lys 15 - nociceptin-nh 2 ( 3 H-UFP-101) az első trícium jelzett nociceptin peptid antagonista. Az Ac-Arg-Tyr-Tyr-Arg-Ile-Lys-ol jelölését a két tirozinban végeztük el. A prekurzort a peptid jódozásával kaptuk, majd dehalogéneztük tricium gázzal Pd katalizátor jelenlétében. Fajlagos aktivitása: 94 Ci/mmol. Az utóbbi radioligandot kereskedelmi termékké is fejlesztettük. Elsőként vizsgáltuk triciált endomorfinok (endomorfin 1 és 2) kötődését patkányok és egerek központi idegrendszerében autoradiográfia segítségével. Megállapítottuk, hogy az endomorfin-1 nemcsak az ismert opioid-receptor területeken kötődik az agyban, hanem számos más egyéb kötőhellyel is rendelkezik. Egy új endomorfin-2 tetrapeptid analógot állítottunk elő (Dmt-Tic-(2R,3S)betaMe-Phe-Phe-OH), ez az analgézia tesztben az endomorfin-2-vel azonos hatású, de a hatás elhúzódó. Egy delta-receptor szelektív opioid agonistáról (UFP-S12) megállapítottuk, hogy in vivo akut kezelésben alkalmazva antidepresszáns hatású. Krónikus adagolásánál sem figyelhető meg tolerancia kialakulása. Biokémiailag jellemeztük a munkacsoport által szintetizált endomorfin peptidomimetikumokat (Aba-Gly és spiro- Aba-Gly származékok). A konformációsan gátolt szerkezetek egyike, a Tyr-spiro-R-Aba-Gly-Phe-NH 2 tetrapeptid a természetes endomorfinokhoz közelítő affinitást és szelektivitást mutatott (hatásmegőrzés), másodlagos szerkezetében a β-turn konformáció dominált. Receptor-receptor kölcsönhatások in vitro vizsgálataival kimutattuk, hogy a vanilloid (TRPV1) receptor agonista kapszaicin indirekt módon gátolja az opioid agonista peptidek kötődését és G-fehérje aktivációját. A kapszaicin gátló hatása a mű-opioid receptorok (MOR) természetes agonistáira, az endomorfinokra volt a legkifejezettebb. Igazoltuk, hogy az endokannabinoid noladin éter, valamint a CB2 kannabisz-receptor agonista SR gátolják a műopioid receptor (MOR) szignál transzdukcióját vad típusú és CB1 receptor-hiányos transzgenikus egértörzsekben. 17

18 Receptor-kötési és G-fehérje aktivációs in vitro kísérletekben jellemeztünk két, az emlősökben ismeretlen új enkefalin származékot, az Ile-enkefalint és a Phe-enkefalint. Bioinformatikai adatok alapján az Ile-enkefalin több halfajban és a Xenopus laevis békában, míg a Phe-enkefalin az afrikai tüdőshalban fordul elő. A gerinces neuropeptidek összehasonlító vizsgálata hatástani és evolúciós szempontokból is indokolt. Eredményeink alapján olyan módosított szerkezetű delta-agonista peptideket lehet előállítani, amelyek hatásosan befolyásolják a μ-agonisták farmakológiai hatását és késleltetik a tolerancia kialakulását. További lépések Elméleti alapkutatások az opioid peptidek és receptoraik kölcsönhatásának megértésére. 6. Klaszter: Az enterális idegrendszer, a brain-gut axis vizsgálata. Projektvezető: Dr. Lonovics János Munkacsoportvezető: Dr. Izbéki Ferenc Elvégzett tevékenység (fontosabb eredmények) Megállapítottuk, hogy asztmás betegekben a nyelőcső savérzékenysége fokozott, és gyakoribb a magasra terjedő kóros savas reflux, amely az esophago-bronchiális reflex révén alapvetően hozzájárul az asztmás tünetekhez. Meghatároztuk asztmás betegeinkben magasra terjedő kóros savas reflux gyakoriságát és a kétcsatornás nyelőcső phmetria diagnosztikus értékét. Ezek az eredmények hozzájárultak a proton pumpa gátlók légúti szövődménnyel járó reflux-betegségben történő hazai gasztroenterológiai-pulmonológiai terápiás konszenzus megfogalmazásához. A nyelőcsőben igazoltuk azt a diszfunkciót, amelynek következtében a tartós savas és epés regurgitáció hámátalakulást, daganatmegelőző állapotot (Barrett-nyelőcső) okoz. A metapláziás hám malignus transzformációjában COX-2 szerepe ismert. Jelen vizsgálatainkkal a metapláziás hám heterogenitását mutattuk ki és a Barrett-metaplázia COX-2 pozitivitásának mértéke korrelált az éjszakai epés és savas reflux súlyosságával. Jelenleg folynak azok a klinikai kutatásaink, amelyek vizsgálják az aszpirinnel kiegészített intenzív savgátló kezelés preventív hatását a Barrett-nyelőcsöves betegeinkben. Korábbi vizsgálatok a Barrett-nyelőcsöves betegekben súlyosabb nyelőcső diszmotilitást közöltek, mint a refluxbetegség nem szövődményes formáiban. Barrett-metapláziás betegeinkben az epehólyag diszmotilitását, és ennek funkcionális következményeként az epekövesség gyakoribb előfordulását mutattuk ki. Eredményeink alapján az epekövesség megelőzésének és/vagy kezelésének kérdése eddig nem ismert speciális terápiás szempontként merül fel a Barrett-nyelőcsöves betegcsoportban. Korábbi munkánkban az autonóm idegrendszeri szövődménnyel társuló 1-es típusú cukorbetegekben a gasztrointesztinális diszmotilitás jelentős regionális különbségét mutattuk ki. Ebből kiindulva streptozotocin indukált diabéteszes állatmodellben kimutattuk, hogy a diabeteszes motilitás zavarok kialakulásában a nitrerg neuronok károsodása jelentős regionális különbséget mutat, valamint, hogy ez a neuron vesztés korai inzulinkezeléssel csak a vastagbélben védhető ki. Az eredmények arra utalnak, hogy a diabeteszes vékonybél motilitás zavarok patogenezisében nem csak az inzulin hiány játszik szerepet; a mechanizmus és a kezelés lehetőségeinek tisztázása további, jelenleg folyamatban lévő kutatásaink tárgya. A hasmenéssel járó irritábilis bélbetegségben (IBS-D) kimutattuk a luminális PAR-2 aktiváló faktorok patogenetikai szerepét. További izotópos klinikai vizsgálatainkkal korrelációt találtunk az IBS-D betegeink fokozott bélpermeábilitása és a tünetek között. Ezekből az eredményekből kiindulva jelenleg folynak azok a további experimentális és klinikai vizsgálatok, amelyek célja az IBS-D betegek kezelésében a proteáz inhibitorok és probiotikumok terápiás hasznának tisztázása. 18

19 3. ALPROGRAM Neurodegeneratív kórképek patomechanizmusa: neuroprotektív hatású farmakonok fejlesztése. Projektvezető: Dr. Vécsei László Résztvevők: Szegedi Tudományegyetem, MTA-SZBK, Lipidart Kft. Az alprogram célja Nem minden neurodegeneratív betegség vezethető vissza kóros fehérjeaggregációra. Ilyen pl. a migrén. Magyarországon közel 1 millió migrénes beteg van, ezek egy részében MRI segítségével jól észlelhető az agy neurodegeneratív elváltozása. A neurodegenerációs folyamatok elindításában döntő szerepet játszik az agyi erek állapota, a központi idegrendszer sejtjeinek oxigén- és glükózellátása. Oxigénhiány esetén nagy mennyiségű reaktív oxigén szabad gyök (ROS) és peroxinitrit keletkezik, ez ellen védekezni kell. A sejtet ért stresszhatások és a fehérjék denaturációja ellen hosszú időn át jó védelmet nyújtanak a hősokk-fehérjék v. chaperonok (HSP), ezek szelektív induktorai hatásos gyógyszerek lehetnek a neurodegeneráció ellen. A szervezetben vannak saját termelődésű kismolekulájú neuroprotektív anyagok (pl. kinurénsav) is, amelyek vér-agy gáton áthaladó származékai általánosan elfogadott gyógyszerjelölt vegyületek. Az alprogram fő célja a neurodegeneratív kórképek patomechanizmusának felderítése és új típusú (hősokkfehérje-induktor, ill. kinurénsav-származék) neuroprotektív farmakonok kifejlesztése. 7. Klaszter: Kinurénsav származékok mint gyógyszerek. Neuroprotekció a reduktív stressz befolyásolásával Projektvezető: Dr. Vécsei László Munkacsoportvezetők: Dr. Fülöp Ferenc, Dr. Toldi József, Dr. Boros Mihály Elvégzett tevékenység (fontosabb eredmények) Az előző munkaszakaszokban szintetizált kinurénsav molekulába többlépéses szintézissel tercier nitrogén atomot tartalmazó oldalláncot építettünk be. Az így nyert kinurénsav-amidok hidroklorid sói jó vízoldékonyságúak. A kidolgozott szintézisút alkalmazásával több kinurénsav-származékot (SZR/72: SZR/81, SZR/91) szintetizáltunk és küldtünk farmakológiai vizsgálatra, ezeket a vegyületeket szabadalmaztattuk. Bebizonyítottuk, hogy a kinurénsav kis dózisban ( nm) facilitáló, nagyobb dózisban (mikromoláris tartomány) gátló hatású a hippocampus aktivitásra. A kinurenin perifériás adása csökkentette kísérletes ischemiás modellben patkányok hippocampusában a patológiás hisztológiai és elektrofiziológiai eltéréseket. Patkány agykérgében a kinurenin az ischemia kiváltását követően is protektív hatást fejtett ki. Ez az első hisztológiai bizonyíték arra, hogy az L-kinurenin neuroprotektív hatású a globális ischemiás modellben a ischemiát követő adás esetén is. A pentiléntetrazol-indukálta hippocampális aktivitás gátolható az L-kinurenin kinurénsavvá történő metabolizmusával in vitro rendszerben. A kinurénsav analóg SZR-72 gátolta a nitroglicerin-indukálta c-fos immunreaktivitás növekedést (migrén modell). A migrénben hatékony farmakon fejlesztésének irányába kell elindulnunk, ezt az anyagot használva vezérmolekulaként. A kinurénsav kísérletes colon obstrukciós modellben gátolta az intestinális hipermotilitást és xanthin-oxidáz aktivitást. Ez felveti ilyen irányú farmakon fejlesztési program gondolatát. További lépések Három különböző irányú gyógyszerjelölt-vegyület fejlesztést kezdünk el: 1, Folytatjuk a szabadalmilag védett SZR-72 vegyületünk neuroprotektív hatásának vizsgálatát a Huntingtonkór transzgén egérmodelljében és az amiotróf laterális szklerózis két SOD1 mutáns transzgén egérmodelljén. Az említett két neurodegeneratív betegségnek jelenleg egyáltalán nincs gyógyszere és ez nagyon jó gyógyszerfejlesztési lehetőségeket ígér. 19

20 2, Mivel a szabadalmazott SZR-72 vegyület gátolja a nitroglicerin-indukálta c-fos immunreaktivitás növekedést, elkezdjük egy új, a migrénben hatékony gyógyszerjelölt vegyület fejlesztését. 3, A kinurénsav gátolja a kísérletes vastagbél obstrukciós modellben a hipermotilitást és a xantin-oxidáz aktivitást. Ez a felismerés is új gyógyszerjelölt-fejlesztést ígér. 8. Klaszter: Szelektív stresszfehérje-indukáló gyógyszerhatású vegyületek. Projektvezető: Dr. Vígh László Munkacsoportvezető: Dr. Sántha Miklós Elvégzett tevékenység (fontosabb eredmények) Folytattuk a neurodegeneratív betegségek modellezésére általánosan elfogadott poliq35 fehérjét expresszáló C. elegans vonalon az előző évben hatékonynak bizonyult vegyület hatásvizsgálatát. Meghatároztuk az aktív vegyület optimális kezelési dózisát és validált HPLC-MS-MS módszerrel bizonyítottuk, hogy a molekula tényleges szöveti koncentrációja az alsó mikromoláris tartományba esik. Ez megfelel egy potenciális gyógyszervegyülettel szemben támasztott követelménynek. A paralízis mértékét jelző motilitási index jelentős javulását tapasztaltuk felnőtt nematódákon még fiatal felnőttkorban megkezdett kezelés esetén is, a fluoreszcens mikroszkópiás mérések pedig a betegség kialakulásáért felelős aggregátumok számának csökkenését mutatták. Hősokkfehérje-indukciós kísérletekben a kiválasztott vegyület - hősokkal együtt alkalmazva - egy olyan kis mólsúlyú hősokkfehérje jelentős koindukcióját eredményezte, amelynek C. elegansban bizonyított szerepe van az élettartam szabályozásában. Ultraszenzitív fluoreszcencia mikroszkópiával kimutattuk, hogy a kiválasztott vegyületek HSP indukciós hatása jól korrelál a molekulák raft stabilizáló hatásával. A nagy áteresztő képességű, legkorszerűbb tömespektrometriára épülő lipidomikai módszer hazai fejlesztése során kidolgoztunk egy nagy érzékenységű szfingolipidomikai eszköztárat, valamint tovább bővítettük hiperszenzitív GCMS módszerünket. A fentiekben ismertetett C. elegans eredményeken túl több új stressz szignál útvonalat azonosítottunk, így a szfingolipid ceramid rendszer mikrodoméneken kifejtett hatását, valamint egy új foszfolipáz C-ből induló diacilglicerol monoacilglicerol arachidonsav kaszkádot. A fenti alapvető eredményeink által lehetővé vált az általunk fejleszett gyógyszerjelölt molekulák specifikus membránhatásainak biokémiai-biofizikai elemzése ben megalakult egy új spin-off vállalkozásunk, a LipidArt Kft. A vállalkozás célja olyan új típusú gyógyszerjelölt vegyületek kifejlesztése, amelyek finomhangolják a membránok mikrodomén szerkezetét és szelektív módon modulálják a sejtnek a stresszre adott válaszát, elkezdtük egy saját fejlesztésű, elsősorban neuroprotektív hatásúnak tervezett vegyületcsoport első tagjainak (LA 101, LA 1011) preklinikai vizsgálatát. Az említett vegyületek szelektív stresszfehérje-induktorok, már igen kis koncentrációban hatásosak, in vitro tesztben neuroprotektív hatásúak és nem toxikusak. Az LA 1011 vegyületet 6 hónapon át 10 mg/ttkg dózisban adtuk APPxPS1 kettős mutáns transzgén egérnek (Alzheimer-kór modell). A neuroprotektív hatás értékelése (Morris-vízlabirintus kísérletek a tanulás és memóriarögzítés mérésére, hisztológiai vizsgálatok) most folyik. Állatkísérletekkel sikerült bizonyítani, hogy a Hsp27 fehérje neuroprotektív hatású. A humán Hsp27 fehérje neuroprotektív hatását olyan transzgenikus egereken vizsgáltuk, amelyek a Hsp27 fehérjét túltermelték. Elsőként az akut alkohol adagolás káros hatását vizsgáltuk. A transzgenikus, illetve vad típusú egerek 2 g/ttkg etanol injekciót kaptak intraperitoneálisan. Az alkohol neuronokra kifejtett károsító hatását viselkedési tesztekkel vizsgáltuk. Ötféle mozgáskoordinációs tesztet végeztünk (swimming-test, staircase test, inverted screen, footprint analysis and raised-beam task), ezek közül háromban tapasztaltunk szignifikáns különbséget a transzgenikus és vad típusú egerek teljesítménye között. Az inverted screen (fordított rács) tesztben a vad típusú egerek közel 100% nem tudott visszafordulni csüngő helyzetből, a transzgenikus csoportban viszont ez az arány 50% volt (p=0,00029). A beam-walking teszt során a vad típusú egerek mintegy 80%-a leesett a rúdról alkohol adagolás után, a Hsp27 transzgenikus egereknek csak az 50%-a (p=0,03139). A footprint analízisben ugyancsak szignifikáns különbséget találtunk a lépések hosszúságában a transzgenikus és a vad típusú csoportok között (p=0,00224 az elülső lábak távolságában, és p=0, a hátulsó lábak távolságában). Az etanol hosszú távú idegsejtkárosító hatásának vizsgálatához az egerek 4 napig 10%-os, újabb 4 napig 15%-os, majd 5 héten keresztül 20%-os etanolt kaptak víz helyett. Az elhalt idegsejteket agymetszetek Fluoro-Jade festésével tettük láthatóvá. Azt találtuk, hogy a Hsp27 fehérjét túltermelő transzgenikus egyedek mintáiban szignifikánsan kevesebb idegsejt károsodott az etanol hatására, mint a vad típusú egyedekben. 20