Molekuláris és info-bionikai kutatások a medicinában

Átírás

1 Molekuláris és info-bionikai kutatások a medicinában RET 05 / 2004 Éves Jelentés 2008

2 Tartalom Küldetésnyilatkozat 2 Vezetıi összefoglaló 3 Kiemelkedı eredmények 4 Szervezeti felépítés 5 Tudományos és Technológiai Tanács tagjai 6 A Project Tanács tagjai 7 A konzorcium tagjai 8 Együttmőködı partnerek 10 A Tudásközpont eddigi mőködésének rövid áttekintése 11 Központi programok 12 Bázislaborok Kutatási program: Központi idegrendszerre ható molekulák kiválasztására irányuló targetek kutatása genomikai és molekuláris patológiai módszerekkel Kutatási program: Predictiv és preventív immungenomikai kutatások Kutatási program: Megváltozott szöveti proliferáció: közös molekuláris targetek a Népbetegségekben Kutatási program: Alap és alkalmazott idegtudományi kutatások új típusú neuroprotektiv hatású vegyületek felhasználására idegrendszeri kórképekben Kutatási program: Info-bionika a medicinában 42 Együttmőködés az ipari partnerekkel 48 Oktatási és képzési program 49 Számszerő eredmények 50 Szabadalmak 51 Tudományos fokozatok 52 Publikációk 54 Kongresszusi részvételek 59 Média megjelenések 63 A konzorciumban dolgozók 64 Finanszírozás, összesített pénzügyi mutatók 67 Rövidítések 69 Elérhetıségek 70 1

3 Küldetésnyilatkozat A Szentágothai János Regionális Egyetemi Tudásközpont célja az információs technológia és a molekuláris medicina ötvözése a hatékony kutatás-fejlesztés érdekében. A Tudásközpont rövidtávon szemléletváltást kíván elérni az egyetemi szférában, annak érdekében, hogy az értékes alapkutatásbeli tevékenység piacképes termékek létrehozásához vezessen. Versenyképes munkahelyek teremtésével hozzájárul az agyelszívás megfordításához és olyan kritikus innovatív tömeget hoz létre, ami a régióban meghatározó piaci szerephez juthat. Középtavon, a támogatástól független befektetıi kör felkutatásával inkubátorházat hoz létre, amelyben elhelyezi a Tudásközpont bázislaborjait és a fejlesztési eredményeket hasznosító újonnan alakuló vállalkozásokat. 2

4 Vezetıi összefoglaló A Szentágothai János Tudásközpont a Nemzeti Kutatási és Technológiai Hivatal (NKTH) évben meghirdetett pályázatának támogatásával jött létre. A konzorciumot alkotó 4 nagy partner 4 kis és középvállalkozással egészültek ki, és a konzorcium 4 éves mőködését mintegy 270 tevékenységben rögzítette. A kutatási programok mellett a Tudásközpont kiemelt feladatának tekinti az egyetemi szférában az innovációs szemléletváltás és a hatékony technológiai transzfer serkentését. Ennek érdekében 15 új posztdoktori állást hozott létre versenyképes fizetéssel, és ezeket a helyeket döntıen külföldrıl hazatérı kutatókkal töltötte fel. A központi oktatási programok keretében 3 PhD kurzus indult a szemléletváltást segítve (Iparjogvédelem kutatóknak, Hazai és európai pályázati rendszerek, Science és projekt management). Jelenleg közel 600 regisztrált hallgatónk van. Nagy értékő mőszerekbıl immár 9 bázislabort hoztunk létre. A hatékony és transzparens technológiai transzfer érdekében létrehoztuk a szellemi tulajdon kezelési szabályzatát és a Technológiai Transzfer Irodát, amely már jelentıs önálló költségvetéssel bíró, az Egyetem keretein túlmutató projekteket szervezı tényezı. A tudásközpont elsı 4 éves mőködésének eredményei várakozásainkat felülmúlják. Különösen örvendetes, hogy az innováció leglényegesebb mutatóiban (szabadalom, prototípus, új technológia, spin-off vállalkozás) a kutatócsoportok vállalásaikhoz képest sokkal többet teljesítettek. Érdekes volt tapasztalnunk, hogy a második és a negyedik év volt ebben meghatározó. Ugyanakkor az utolsó szakmai beszámolók jelzik, hogy még számos innovatív ötlet rejlik a kutatókban. Az elsı támogatási periódus utolsó évében független szakértıkkel portofolió felmérést végeztettünk, ami kirajzolja a körvanalait azon projekteknek, amelyek egy reményeink szerinti második periódusban támogatásra érdemesek. A kutatási programok sok támogató partnert vontak be munkájukba, jelentıs külsı anyagi forrásokat tudtak felmutatni. A Szentágothai János Regionális Egyetemi Tudásközpont elsı négy éve szemléletformáló hatással bír a Semmelweis Egyetem történetében. Tulassay Tivadar 3

5 Kiemelkedı eredmények, db szabadalom 5 db prototípus 3 új technológia 3 új biológiailag hatásos gyógyszerjelölt molekula 2 új vállalkozás 51 publikáció 7 PhD tézis 4 kongresszus szervezése 65 millió forint árbevétel 4

6 Szervezeti felépítés 5

7 A Tudásközpont egyetlen döntéshozó testülete a Tudományos és Technológiai Tanács, melynek tagjai Dr. Ádám Veronika Az MTA rendes tagja Az 1. sz. kutatási program vezetıje Bogsch Erik A Richter Gedeon Rt. vezérigazgatója Dr. Falus András Az MTA rendes tagja A 2. sz. kutatási program vezetıje Dr. Freund Tamás Az MTA rendes tagja Az MTA KOKI igazgatója Dr. Kopper László Az MTA doktora A 3. sz. kutatási program vezetıje Bártfai Gusztáv A kisvállalkozások képviselıje Roska Tamás Az MTA rendes tagja A Pázmány Péter Katolikus Egyetem Információs Technológiai Karának dékánja Az 5. sz. kutatási program vezetıje Sperlágh Beáta Az MTA doktora A 4. sz. kutatási program vezetıje Tulassay Tivadar Az MTA rendes tagja A Semmelweis Egyetem rektora 6

8 A Project Tanács Tagjai Héjj Tibor (elnök) stratégiai feladatok Molnár Béla a KKV-k képviselıje Oberfrank Ferenc a KOKI képviselıje Pörzse Gábor pályázati szakértı Tóth Miklós tematikus témák Dr. Török Ferenc szabadalmi ügyek Vácziné dr. Takács Zita Projectmanagemet Vajda Katalin a Richter Gedeon Rt. Képviselıje Vetı István a PPKE ITK képviselıje A Project Tanács állandó szakértıi: Dr. Matuz János jogi tanácsadó Schwarczné Dóra gazdasági tanácsadó Hegedős Eszter PR tanácsadó 7

9 A Konzorcium tagjai Semmelweis Egyetem Az ország legnagyobb orvosi egyeteme, ahol mintegy 1400 kutató dolgozik. Az egyetem 5 karán magyar, angol és német nyelven folyik graduális és postgraduális képzés. Pázmány Péter Katolikus Egyetem Információs Technológiai Kar Az ország elsı olyan intézménye, ahol a biomedicinális és információs technológiai képzés egyszerre valósul meg. Magyar Tudományos Akadémia Kísérleti Orvostudományi Kutató Intézet Az idegtudományokban világviszonylatban is vezetı intézmény, amely elnyerte a nemzetközi Centre of excellence címet Richter Gedeon Rt. A hazai gyógyszergyártás vezetı intézménye, amely mintegy 80 országba exportálja termékeit. 8

10 KPS Biotechnológiai és Egészségügyi Szolgáltató Kft. (KPS) A fiatal egyetemi kutatókból alakult cég fejlesztı tevékenységét ez egyetemtıl bérelt laborokban folytatja. 3DHistech Kft. A cég által kifejlesztett 3 dimenziós szövettani képeket generáló eljárás ben Innovációs Nagydíjban részesült. Analogic Kft. A kisvállalkozás egyedi hardware és software fejlesztéssel foglalkozik. MorphoLogic Kft A cég orvosi diagnosztikai célú szövegelemzı eljárásokat fejleszt. 9

11 Együttmőködı partnerek IBM Magyarország Kft. Cím:1117 Bp., Infopark Neumann J. u. 1. Philips Magyarország Kft. Igazgató: Dr. Erıss György Cím: 1119 Bp., Fehérvári út 84/a. PMC Kft. Igazgató: Héjj Tibor Cím: 2040 Budaörs, Zombori u. 29. Szinergia Tanácsadó Kft. Igazgató: Havrancsik István Cím: 1025 Bp., Törökvész út Experimetria Kft. Igazgató: Grósz Tamás Cím: 1062 Bp., Podmaniczky u. 87. Országos Idegsebészeti Tudományos Intézet Cím:1145 Bp., Amerikai út 57. Magyar Tudományos Akadémia Pszichológiai Kutatóintézete Igazgató: Dr. Czigler István Cím: 1132 Bp., Victor H. u Lascor GmbH Kiss Kft. Igazgató: Kiss István Cím: 5462 Cibakháza, Madaras part 1. Gödölle, Kékes, Mészáros & Szabó Szabadalmi és Védjegy Iroda Igazgató: Dr. Gödölle István Cím: 1024 Budapest, Keleti Károly u. 13/B. Danubia Szabadalmi és Védjegy Iroda Igazgató: Lantos Mihály Cím: 1051 Budapest, Bajcsy-Zsilinszky út 16. Seroscience Kft. Igazgató: Dr. Szebeni János Cím: 1124 Budapest, Lejtı út 1. 10

12 A Tudásközpont eddigi mőködésének rövid áttekintése A Szentágothai János Tudásközpont mőködésének elsı 4 évében 8 konzorciumi tag, 14 kutatócsoport, 12 támogató partner és közel 20 külföldi együttmőködı vett részt. A Tudásközpontban dolgozó kutatók mintegy 250 kutatói évet valósítottak meg. A 4 év során az 1.6 milliárdos támogatási összeghez közel 800 millió külsı forrást tudtunk rendelni, pályázatok útján, szolgáltatásaink, termékeink árbevételébıl, és együttmőködı partnereink hozzájárulásából. A tudásközpont jelenleg 16 szabadalmat jegyez. A kutatócsoportok 10 új technológiát dolgoztak ki, 9 prototípust hoztak létre, amelyek egy része már az újonnan létesített 8 db spin-off vállalkozásban hasznosult. A tudományos eredmények 150 publikációban kerültek bemutatásra és részben a Tudásközpont által szervezett 16 kongresszuson is megjelentek. Munkatársaink közül 19-en szereztek PhD fokozatot, 2-en pedig MTA doktora fokozatot. Nagyértékő mőszerek beszerzésével 9 bázislabort hoztunk létre, amelyek mőködése túlmutat a konzorcium keretein és immár regionális jelentıségő. A kutatási támogatások pályázása, a pályázatok menedzselése, és az iparjogvédelem területén 3 PhD kurzust indítottunk, amelyeket összesen 33 alkalommal rendeztünk meg. Ezeken a képzéseken összesen 513 hallgató vett részt. A Tudásközpont aktív szerepet vállalt az egyetemi innovációmenedzsment elindításában, ezt a területet immár az önálló Technológiai Transzfer Iroda végzi, nagy sikerrel. Úgy gondoljuk, hogy az elsı 4 év eredményei jelentısen meghaladják vállalásainkat és a munkacsoportokban folyó kutatások innovatív tartalma indokolja a program folytatását. Ennek érdekében az utolsó évben független szakértık végeztek portfóliófelmérést és javaslatot tettek arra, hogy egy következı pályázati periódusban mely programok képezzék a Tudásközpont tartópilléreit. Összességében elmondható, hogy a Tudásközpont 4 éves mőködése a Semmelweis Egyetemen az innovatív szemléletváltás egyik jelentıs tényezıje. Ugyanakkor a közös munka jelentısen közelítette egymáshoz a gesztor egyetem és a többi partner, különösen az ipari partnerek szemléletét és számos közös új projectet eredményezett. 11

13 KÖZPONTI PROGRAMOK BÁZISLABOROK Semmelweis Egyetem Microarray Core Facility A Semmelweis Egyetem Genetika, Sejt- és Immunbiológiai Intézetében (1089 Budapest, Nagyvárad tér 4. VI. em.) kialakított Microarray Core Facility a Semmelweis Egyetem kutatócsoportjai, illetve külsı non-profit és profitorientált kutatóhelyek részére kívánja biztosítani a microarray mérési szolgáltatást, csúcstechnológiai berendezései és szakképzett munkatársai segítségével. A laboratórium kialakítása, felszerelése saját erıforrások, GVOP pályázati támogatás és a Kromat Kft. beruházásának keretén belül valósult meg. Jelenleg az egy- illetve kétszínő expressziós microarray, valamint a mirns mérésekben vállalunk teljes körő szolgáltatást (full service), mely magában foglalja az RNS minıségi vizsgálatától kezdve az adatnormalizálásig valamennyi lépést. A microarray adatok bioinformatikai elemzése nem része a teljes körő szolgáltatásnak. Az eredmények kiértékelését egyedi megállapodás alapján, a laboratórium szabad kapacitásának terhére tudjuk vállalni. A laboratórium a következı szolgáltatásokat biztosítja: 1. Elıkészítı mőveletek: kísérlettervezési konzultáció (minták, kontrollok, dual vs. single color, stb.)-nukleinsav izolálási tanácsadás, néhány próbaminta minıségének ellenırzése, segítség a nukleinsav-izolálás beállításában 2. Expressziós Core Facility mőveletek: 2.1. RNS integritás és tisztaság minıségellenırzése 2.2 Expressziós microarray vizsgálat: lineáris amplifikáció + jelölés + hibridizáció + leolvasás 2.3. Képpontelemzés (Feature Extraction Software): a mérési adatok normalizálása 3. mirns microarray: teljes körő szolgáltatás, a minták minıségellenırzésétıl az adatok elınormalizálásáig 4. A mérési eredmények bioinformatikai elemzése a felhasználó feladata. A core facility bioinformatikai szolgáltatása GeneSpring szoftverrel egyedi megállapodás alapján, a core facility szabad kapacitása terhére lehetséges. A Semmelweis Microarray Core Facility rendszerén beállított alkalmazások: -Dual Color Expression Array -Mono Color Expression Array -mirna Array 12

14 Genomiális SNP Core Facility Labor 2008-as tevékenysége 2008-ban 3 projektben végeztünk méréseket. Az asztma genomikai hátterében 3 jelölt génben 12 SNPt mértünk egy plate-n (egy plate-n 384 minta van). Az asztma parciális genomszőrésében a 11q13 és a 14q22-es genomterületeken 156 SNP-t genotipizáltunk, összesen 5 db 48-as plate-n. Az akut limfoid leukémia farmakogenomikai témában a II-es Gyermekklinikával együttmőködve a Vincristine anyagcseréjében szerepet játszó 10 génben összesen 48 SNP-t mértünk le 1 plate-n. Az OBEKON projectben a Richter Gedeon Gyógyszergyárral együttmőködve az obezitás genetikai hátterét vizsgáljuk. Itt jelölt génekben 120 SNP-re terveztünk primereket és lemértünk 2 db 48-as és 2 db 12-es plate-t ban a Genomiális SNP Core Facility Labor összesen genotipizálást végzett. Ezekkel a mérésekkel óriási adatmennyiség keletkezik, amelyeket hagyományos módszerekkel nem, vagy csak felületesen lehet kiértékelni. A BME informatikus munkatársaival olyan módszereket fejlesztünk ki, amelyek képesek az ilyen típusú eredmények rendszerszintő kiértékelését. Bioinformatikusokkal együttmőködve egy döntéstámogató program fejlesztésében is részt vettünk, mely a Beckman SNPstream készülékhez a különbözı adatbázisokból lehetıség van az adott célnak megfelelı legoptimálisabb SNP-k automatizált kiválogatására. Az asztma genomikai hátterének Bayes hálós elemzése 13

15 MR Kutató Központ Kutatási eredmények Az MR Központban folyó kutatások eredményei hazai és nemzetközi konferencián kerültek bemutatásra és számos elıkészületben lévı és közlésre benyújtott folyóirat közlemény alapját szolgálták. Alapkutatások Az emóciók neurális feldolgozása. Kimutattuk, hogy az arcokon kódolt emocionális információ rövid távú memóriában történı eltárolása rendkívül hatékony, a tárolás nem eredményez információvesztést. Továbbá fmri módszer segítségével azonosítottuk az emocionális információ feldolgozásáért és tárolásáért felelıs neurális hálózatot. Eredményeink alapját képezhetik olyan tesztrendszerek kidolgozásának, melyekkel hatékonyan lehet vizsgálni az emocionális információ feldolgozásának zavarait különbözı betegségekben (pl skizophrenia, depresszió) fmri biomarker a fájdalomérzet mérésére. Kimutattuk, hogy a kapszaicin kezelés által kiváltott másodlagos hyperalgesia mely a krónikus fájdalom egyik legelterjedtebb modellje esetén a szubjektív fájdalom intenzitás valamint az agyi fájdalom matrixban kapott fmri válaszok erıteljesen modulálódnak a figyelem által. A figyelmi moduláció mértéke nagyon hasonló másodlagos hyperalgesia és kontroll, kapszaicin kezelés nélküli állapotban. Eredményeink hozzájárulnak a másodlagos hyperalgesia modell hatékonyságának és megbízhatóságának fokozásához. Neurális plaszticitás. fmri kísérletsorozatunkkal vizsgáltuk a beszédhangok kategorizációjáért felelıs neurális hálózatot és annak plaszticitását kategorizációs tanulás során. Eredményeink fontos új ismeretekkel szolgáltak az adaptív és hatékony beszédfeldolgozás folyamatainak megértéshez. Klinikai kutatások DTI hımérsékletmérés. Elvégeztük a korábban kifejlesztett hımérsékletmérési metódus in-vivo validációját, ennek során megállapítottuk, hogy a módszer alkalmas az agykamrai folyadékterek hımérsékletének nagy pontosságú mérésére felnıttekben. A validáció során sikerült az agyvíz áramlásáról szerzett ismeretek felhasználásával a módszer mintavételezési idejét jelentısen csökkenteni. Az eljárás újszülötteken való alkalmazásához a mintavételi szekvenciák továbbfejlesztését tervezzük. Mőtét elıtti tervezés fmri-vel. A korábbiakban kidolgozott térképezési paradigmák validációját elvégeztük egészséges önkénteseken, mely során megállapítottuk a gyakorlatban optimális adatrögzítési idıtartamot, valamint az optimális feldolgozási paramétereket. Megállapítottuk, hogy az általunk alkalmazott négy különbözı nyelvi paradigma kombinációja már 6 blokk ismétlése esetén alkalmas a nyelvi lateralizáció megállapítására, továbbá a Broca terület funkcionális alegységeinek szétválasztására. Az egyes paradigmák kereszt-validációja válogatott betegcsoportokon folyamatban van. MR-alapú térfogatmérési módszerek. Az irodalmi adatok alapján elkezdtük a különféle agyi képletek egységes rendszerben történı térfogati és alaktani elemzésére alkalmas metodika kidolgozását. 14

16 1. H-MR SPEKTROSZKÓPIA SZEREPE A HÜTİTT ASPHYXIÁS ÚJSZÜLÖTTEK AGYI METABOLIZMUSÁNAK VIZSGÁLATÁBAN Háttér: Az asphyxia az érett újszülöttek leggyakoribb (inc. 0,2-0,4%) és legsúlyosabb (mortalitás 15-20%) betegsége. Az asphyxia egy inhomogén betegségcsoport az inzultus idıpontjára (intrauterin, ill. intrapartum) és súlyosságára nézve. Terápiája nem megoldott, bár az un. hőtés (testhımérséklet C 72 órán keresztül) a kimenetelt kb. 30%-kal javítja. Jelenleg minden asphyxián átesett újszülött ezt a terápiát kapja egységesen. Cél: 1. Vizsgálni, hogy van-e metaboliás változás az agyban a hőtés ellenére; 2. A különféle súlyosságú esetekben milyen fokú és idıtartamú ez az anyagcserezavar; 3. Milyen az MRSnek a diagnosztikus értéke; 4. el lehet-e különíteni az intrauterin asphyxiát az intrapartumtól? 5. Vizsgálni, melyik TE idı a legalkalmasabb a kóros eltérések diagnosztizálására? Eddigi eredmények: 1. A hőtés ellenére van metaboliás zavar, mely a súlyosság fokának megfelelıen mélyül és az inzultus után még napokon át romlik. Ez alátámasztja az un. Secunder Brain Injury elméletét. 2. Az MRS minden más módszernél érzékenyebben jelzi az asphyxiát. 3. Jelenleg még nem lehet egyértelmően elkülöníteni az iu. asphyxiát az intrapartumtól. 5. A TE 288 ms a leginformatívabb mérés. 2. A CYTOTOXIKUS OEDÉMA VIZSGÁLATA DWI ÉS DTI MÓDSZEREKKEL HÜTİTT, ASPHYXIÁS ÚJSZÜLÖTTEKEN Háttér: Az asphyxia az érett újszülöttek leggyakoribb (inc. 0,2-0,4%) és legsúlyosabb (mortalitás 15-20%) betegsége. Az asphyxia egy inhomogén betegségcsoport az inzultus idıpontjára (intrauterin, ill. intrapartum) és súlyosságára nézve. Terápiája nem megoldott, bár az un. hőtés (testhımérséklet C 72 órán keresztül) a kimenetelt kb. 30%-kal javítja. Jelenleg minden asphyxián átesett újszülött ezt a terápiát kapja egységesen. Cél: 1. Vizsgálni, hogy milyen cytotoxikus változások vannak asphyxia után; 2. Mikor jelennek ezek meg; 3. stacioner vagy progressív elváltozások-e ezek; 4. Milyen a DWI és a DTI senzitivitása, specificitása; 5. Milyen a tractografia minısége, jelentısége? Edigi eredmények: 1. A cytotoxikus oedema az érett újszülötteknél gyakran nem jelentkezik az inzultus utáni, ill. az elsı életórákban! Más mechanizmus, mint a felnıtteknél? Nem segít a terápiás ablakon belüli diagnosztikában. Ha kiterjedt cytotoxicus oedema van ez már a therápiás ablakon túli idıszak jele?; 2. Az elváltozások progresszívek és a thalamus felıl a cortex irányába való terjedést jeleznek; 3. A dinamikus jelleg magyarázza a korábbi közlemények látszólagos ellentmondásosságát: azt, hogy különbözı területek érintettségét írták le egyszeri és általában más-más idıpontbeli vizsgálatok kapcsán. 4. A DWI senzitivebbnek és specifikusabbnak tőnik, így sz.e. mindkét mérést el kell végezni. Project: TDKPSY06 A project alapvetı célkitőzése a Semmelweis Egyetem Pszichiátriai és Pszichoterápiás Klinikáján folyó Tudományos Diákköri emóció kutatás támogatása. A kutatás fmri komponesének támogatására részben az Öveges József grant-pályázaton támogatást nyert TDKPSY06 project keretében, részben pedig intézeti támogatás keretében került sor. A vizsgálat során az eddigiekben 15 egészséges kontroll személy és 11 transz-szexuális személy saját és idegen arckifejezésekre adott fmri és neuropszichológiai válaszreakciónak rögzítése történt az ingereket kisérı emócionális válaszok agyi és neurokognitív mechanizmusainak vizsgálata céljából. A vizsgálat fmri adatgyőjtési fázisának befejezésére várhatóan 2008 november végére kerül sor. Klinikai eredmények: Az elmúlt évben kb vizsgálatot végeztünk, köztük kb. 600 MR Spektroszkópiát és 40 klinikai, preoperatív fmr-t. 15

17 Bio-info-nano-medicinális Számitástechnikai Központ Az elmúlt idıszakban kialakítottunk egy olyan számítástechnikai környezetet, amelyben igen különbözı típusú celluláris array processzorokat vizsgálunk. A cél annak felderítése, hogy az inherensen paralell mőködı architektúrák mely feladatosztályokra a leghatékonyabbak futási idı, disszipált teljesitmény és szilicium felület szempontjából. Így beszereztünk Storm-1 SP16-G160 Stream processzort, amely egy 80 MAC (szorzó-összeadó) DSP rendszerbıl és egy 32 bites vezérlı processzorból áll. IBM Cell BE rendszert, amely két QS21 kártyát tartalmaz kártyánként 2 cell processzor chipet tartalmaz, a rendszer számítási teljesitménye 1 Tflops. Virtex V SX 50T FPGA (288 MAC egységgel) egy ML 506 kártyán, Q-Eye 176*144 szenzor és analóg processzor array az Eye-RIS rendszerben Az utolsó három konfiguráción már különbözı komplex problémákat sikerült megoldanunk. 16

18 MTA-KOKI Vírustechnológiai Laboratórium Dr Sümegi Máté, Dr Nusser Zoltán Mőszaki fejlesztések: Az 2007 októberétıl 2008 októberéig tartó idıszakban befejezıdtek a víruslabor konstrukciós munkálatai, illetve az erısáramú rendszer bıvítése, így az injektáló helységek beüzemelhetıvé váltak. A szövettenyésztı laboratórium teljes funkcionalitását a júliusában beszerzett ultracentrifuga üzembehelyezésével érte el. Mőködési feltételek megteremtése: A vírustechnológiai bázislabor biztonságos mőködtetésének érdekében a KOKI Igazgatósága életre hívott egy Vírus Biztonsági Bizottságot (VBB). A bizottság megalkotta és elfogadta a labor biztonságos mőködtetését és használati rendjét részletesen szabályozó Mőködési és Biztonsági Szabályzatot, amit a KOKI Igazgatósága novemberében ellenjegyzett. Ezek után a VBB elfogadott két Projektengedélyt, lehetıvé téve Dr. Borhegyi Zsolt és Dr. Sümegi Máté számára, hogy elkezdjék a kísérletes munkákat. A genetikailag módosított vírusok elvesztették fertızıképességüket és reprodukálóképességüket. Kísérletes eredmények: Dr. Borhegyi Zsolt az egyik injektáló helységben adenovirális GFP konstrukciókkal kezdett pályajelöléses kísérleteket, külsı forrásból származó vírusokkal. Az ultracentrifuga beüzemelése után, Dr. Sümegi Máté a szövetlaboratóriumban sikeresen elkezdte több lentivirális konstrukció termeltetését, melyeket in vitro és in vivo kísérletekben is sikeresen használtak fel HEK és idegsejtek transfektálására. Felhasználó bázis bıvítése: A SOTE intézetébıl egy, míg a KOKI-ból három potenciális felhasználó jelentkezett olyan igénnyel, hogy a közeljövıben használni kívánja a labor kapacitásait. Projektengedély benyújtása után a VBB rövid határidıvel azt elbírálja és pozitív bírálat esetén a labort használhatják kísérleteikre. 17

19 1. KUTATÁSI PROGRAM Központi idegrendszerre ható molekulák kiválasztására irányuló targetek kutatása genomikai és molekuláris patológiai módszerekkel (programvezetı: Dr. Ádám Veronika) Résztvevık: Semmelweis Egyetem Richter Gedeon Rt. A program célja: A programban a központi idegrendszert érintı megbetegedések új terápiás útjait kutatják. Az alkalmazott stratégia a sejtmőködés szempontjából olyan általános jelentıséggel birő célpontokat vizsgál, mint a mitokondriumok vagy az endoplazmás retikulum. A program másik célja gasztroprotekció és a szemikarbazid szenzitiv amin-oxidáz enzim vizsgálata. 18

20 1.1. Metabolikus és mitokondriális célpontok a neurodegenerációban (témavezetı: Dr. Ádám Veronika) Kutatásaink során a patológiás folyamatokban (neurodegeneráció, stroke) szerepet játszó, gyógyszerfejlesztés szempontjából célpontnak tekinthetı mitokondriális struktúrákat és mechanizmusokat vizsgáltunk. Az elmúlt évben vizsgálataink három fı területre koncentrálódtak. Vizsgáltuk a kalcium toxicitás mitokondriális patomechanizmusát, a citrát-köri alfaketoglutarát dehidrogenáz (α-kgdh) enzim gyökképzését és modelleztük a mitokondriális ATP/ADP cseretranszporter (ANT) szerepét a sejt energetikai krízishelyzetében 1. A mitokondriumok által termelt reaktív oxigén származékok (ROS) nagymértékben hozzájárulnak a neuronális sejtkárosodáshoz akut (iszkémia-reperfúzió) ill. egyes krónikus (pl. Parkinson-kór) neurodegeneraív betegségekben. Ezekben a kórképekben a neurodegeneráció folyamatában kritikus jelenség az intracelluláris Ca 2+ felhalmozódás. Kísérleteinkben tengerimalac agyi mitokondriumain vizsgáltuk a kalcium hatását a mitokondriális ROS termelésre. A mitokondriumokat különbözı légzési szubsztrátokkal energetizáltuk ATP, ADP valamint komplex gátlók jelenlétében. A ROS termelésben bekövetkezı változásokkal párhuzamosan mértük a mitokondriális NADH szintet, a membránpotenciált, a mitokondriumok duzzadását és a mitokondriumok permeabilitásának változását. Morfológiai vizsgálatokban elektronmikroszkópot alkalmaztunk. Eredményeink azt mutatták, hogy adenin nukleotidok és komplex gátlók hiányában 10 µm Ca 2+ az I-es komplexen ható szubsztrátok esetén 21,8±1,6%-kal, szukcinát (a II komplex szubsztrátja) alkalmazásakor 86,5±1,8%-kal csökkentette a mitokondriális ROS képzést. Ugyanilyen koncentrációjú Ca 2+ a mitokondriumok duzzadását okozta ill. a permeabilitási tranzíciós pórus nyitását indukálta, melyet a mitokondriumok depolarizációja is követett. A Ca 2+ fenti hatásait ADP kivédte. Feltételezzük, hogy a Ca 2+ hatására bekövetkezı csökkent H 2 O 2 képzés oka a permeabilitási tranzíció miatt bekövetkezı depolarizáció és NAD(P)H vesztés. 2. Korábbi munkánkban kimutattuk, hogy a citromsav ciklus egyik enzime, az α-kgdh ROS képzését tudja katalizálni. A ROS képzést a Ca 2+ aktiválja, a NAD gátolja, a NADH/NAD arány emelkedése pedig jelentısen fokozza. Az elmúlt évben végzett vizsgálatainkban az α- KGDH enzimen történı gyökképzés mechanizmusát vizsgáltuk. Megállapítottuk, hogy a gyökképzıdés az enzim harmadik alegységén, az úgynevezett E3 alegységen történik. Mind az enzim normál katalítikus aktivitása, mind az alfa-ketoglutaráttal (α-kg) kiváltott ROS képzés (az úgynevezett anterográd gyökképzésképzés) nagymértékben gátolható volt liponsavval. A liponsav az emelkedett NADH/NAD arány által kiváltott, patológiás szempontból jelentıs ROS képzést is képes volt gátolni. Eredményeink hozzájárulhatnak az iszkémia-reperfúzióban észlelt fokozott szabadgyöktermelés patomechanizmusának megértéséhez és befolyásolásához. Legutóbb a humán E3 enzim alegységet expresszáltuk. 19

21 3. Laboratóriumunkban az ADP és ATP különbözı Mg 2+- kötıképességét kihasználva egy olyan újszerő technikát fejlesztettünk ki, mellyel mérni tudjuk az ADP-ATP kicserélıdési hányadosát a mitokondriumban és így az adenin-nukleotid transzporter (ANT) aktivitást. Ezzel a technikával kimutattuk, hogy a mitokondriumok mátrixában a succinyl-coa-szintetáz enzim mőködése által termelıdı ATP mennyiség felerısíti az ANT ATP-t kifelé pumpáló aktivitását. Azt is kimutattuk továbbá, hogy a mitokondriális légzési lánc blokkolásakor a szubsztrát-szintő foszforiláció terhére az ATP-szintáz mőködése megfordul és ATP-t kezd bontani a mitokondriális membránpotenciál olyan tartományban tartására, ami megelızi az ANT mőködésének megfordulását. A mitokondrium mátrixban zajló szubsztrát-szintő foszforiláció elejét veszi annak, hogy a mitokondrium csak egy soha ki nem merülı ATPforrás legyen a citoszol számára, megakadályozva így egy teljes energetikai krízist a sejtben. Eredményeink rámutattak a succinyl-coa-szintetáz enzim azon egyedülálló képességére, amellyel nagy sebességő szubsztrát-szintő foszforilációt tud fenntartani a mitokondriális mátrixban. Ezen project keretében olyan alapvetı mitokondriális mechanizmusokat vizsgáltunk és írtunk le, melyekbıl fontos következtetéseket vonhatunk le számos, a populációban nagy gyakorisággal elıforduló megbetegedésre vonatkozóan, melyekben mitokondriális mőködészavart írtak le, pl. stroke és egyéb neurodegeneratív megbetegedések esetében. Az általunk kifejlesztett új metodikát szabadalmi eljárás alá vontuk (PCT, július 24.). Új módszert fejlesztettünk ki és közöltünk az in situ, a sejten belül elhelyezkedı mitokondriumok duzzadásának vizsgálatára. 20

22 1.2. Az endoplazmatikus retikulum stressz, a neuroprotekció molekuláris célpontja (témavezetı: Dr. Mandl József) Neurogén gyulladás és fájdalom gátlása szomatosztatin-analógokkal A szomatosztatin peptidhormon számos egyéb hatása mellett egér és patkány modellekben gátolja a neurogén gyulladásos reakciókat és fájdalomérzékelést, amelyben feltehetıleg a szomatosztatin 1-es és/vagy 4-es típusú receptorain zajló transzmissziónak van szerepe. A sokrétő biológiai hatás és a rendkívül rövid plazma-féléletidı alkalmatlanná teszi a hormont a neurogén gyullaás és fájdalom gyógyszeres kezelésére, ezért munkacsoportunk mesterséges szomatosztatin-analóg ciklikus peptideket állított elı, és ezek hatékonyságát tanulmányozta in vitro és in vivo kísérleti rendszerekben. Az in vitro mérések eredményei azt mutatták, hogy három vizsgált analóg (500 nm koncentrációban) rendkívül hatékonyan gátolja a neurogén gyulladás egyik fı mediátorának ( calcitonin gene-related peptide ; CGRP) kiáramlását a stimulált idegsejtekbıl. A gátlás mértéke a leghatékonyabb oligopeptid esetében elérte a 70%-ot. Ezzel összhangban az in vitro kísérletek is alátámasztották, hogy a szomatosztatin-analóg molekulák jelentısen csökkentik az akut neurogén plazmafehérje-extravazációt, mint a neurogén gyulladás fontos indikátorát. A leghatékonyabb vegyülettel (100 µg/kg intraperitoneális dózisban alkalmazva) ebben a rendszerben 40% körüli gátló hatást értünk el. Sikerült tehát létrehoznunk egy új típusú hatóanyagcsoportot, amely az eddigiektıl eltérı mechanizmussal csökkenti a gyulladás és a fájdalom kialakulását, valamint egyedülállóan hatékony a neurogén gyulladás ellen. A hatóanyagok, illetve a hatás szabadalmi bejegyzése folyamatban van. Neuron-sejthalál gátlása ATP-mimetikumokkal A neurodegeneratív betegségekben a fehérjeaggregátumok képzıdése és az ubikvitinproteaszóma rendszer gátlása egymást erısítı folyamatok, melyek végül autonóm sejtelhalási folyamatokat aktiválnak. A proteaszóma-gátló bortezomibbal (PS-341, Velcade) kiváltott neuroblasztóma (SH-SY5Y) sejthalál tehát a neurodegeneratív betegségek patomechanizmusának tanulmányozására alkalmas kísérleti modell rendszer. Kimutattuk, hogy a kaszpázok mellett a c-jun N-terminális kináz (JNK) is szerepet játszik az így indukált sejthalálban, ezért feltételeztük, hogy az érintett foszforilációs jelpálya gátlásával a sejtelhalás csökkenthetı, és ezáltal potenciálisan neuroprotektív hatóanyagok azonosítására nyílik lehetıség. A Vichem Kft. által kifejlesztett 156 ATP-mimetikus vegyület közül (10 µm koncenrációban alkalmazva) 14 mutatott jelentısebb protektív hatást a bortezomib által indukált sejthalállal szemben. További vizsgálataink azt mutatták, hogy a hatékony vegyületek többsége valóban JNK-gátló hatású, de a p38 MAPK gátlószerei szintén hasonló mértékő sejtvédı hatást fejtenek ki a bortezomibbal kezelt neuroblaszómákon. Sikerült tehát olyan új hatóanyagokat azonosítanunk, amelyek in vitro modellrendszerünkben foszforilációs jelpályák gátlása révén fejtik ki neuroprotektív hatásukat, és ezért várhatóan a neurodegeneratív betegségek kezelésére alkalmas gyógyszerek fejlesztéséhez szolgálhatnak kiinduló vegyületekként. A szabadalmi bejegyzéshez szükséges további vizsgálatok jelenleg folyamatban vannak. A szabadalmat decemberben, még a pályázati idın belül benyújtjuk. 21

23 1.3. Centrális alfa-2b adrenoceptorokon ható vegyületek (témavezetı: Dr. Mátyus Péter) Résztvevık: 1. Semmelweis Egyetem, Szerves Vegytani Intézet (gyógyszerkémia, modellezés) teamvezetı: Prof. Mátyus Péter 2. Semmelweis Egyetem, Farmakológiai és Farmakoterápiás Intézet teamvezetı: Prof. Gyires Klára Eredmények 2.1. Gyógyszerkémia Szintetikus eredmények 15 új vegyületet állítottunk elı (l. Függelék, 1. táblázat), valamennyi vegyület szerkezetét és tisztaságát igazoltuk analitikai módszerekkel. E vegyületeket biológiai vizsgálatra bocsátottuk: Prof. Bylund, Prof. Bousquet (receptorvizsgálatok), Prof. Gyires (in vivo vizsgálatok). Az Intézetben a projekt keretében létrehoztuk a Szerves Vegytani Intézeti Molekulabankot, számítógépes nyilvántartás, vonalkódos azonosítás, légkondicionált, önálló helyiségben, hőtött körülmények közötti mintatárolás, a vegyületek értékesítésébıl az Intézetnek 5,9 millió forint bevétele származott Molekula modellezés Mindhárom α 2 adrenoceptor altípusnak a homológia modellezését és a modellekhez való liganddokkolást elvégeztük (Függelékben megadjuk a módszerleírást angol nyelven, mivel tervezett publikációnk részét képezi), és ez alapján lehetıség nyílt az altípusszelektivitás in silico vizsgálatára, különösen az α 2C altípus esetében van remény e receptortípusra vonatkozó szelektivitást elérni Biológia Az in vitro vizsgálatokat a zárójelentésben fogjuk ismertetni, megjegyezzük, hogy az elızetes adatok alapján több vegyület is jelentıs affinitást mutat az α 2 receptorokhoz. Az alábbi in vivo vizsgálatok történtek: - Carrageenan oedéma teszt patkányon - Randall-Selitto teszt patkányo A beszámolási idıszakban különösen az alábbi eredményeket tekintjük jelentısnek: I. Az α 2A -adrenoceptor modell után elkészítettük és validáltuk az α 2B - és α 2C -adrenoceptor homológia modelljét is. Az α 2A, α 2B és α 2C adrenoceptor modellünket felhasználva kvantitatívan is becsülni tudjuk agonista ligandumok α 2A, B, C -affinitását, megfelelı pontossággal. II. A biológiai eredmények különösen figyelemre méltóak egy új, szabadalomképes kombinációra vonatkozóan. Hamarosan találmányi bejelentést kívánunk tenni. III. Szerves Vegytani Intézet Molekulabank létrehozása, 2008 folyamán az eddigi bevétel 5,9 millió forint. 22

24 1.4. Szemikarbazid-szenzitív amin-oxidáz inhibitor gyógyszerjelölt vegyület (témavezetı: Dr. Mátyus Péter) A jelentésben ismertetett munkában az alábbi szervezeti egységek vettek részt: 1. Semmelweis Egyetem, Szerves Vegytani Intézet teamvezetı: Prof. Mátyus Péter 2. Universität Wien, Institut für Pharmazeutische Chemie teamvezetı: Prof. Norbert Haider 3. Semmelweis Egyetem, Gyógyszerhatástani Intézet teamvezetı: Prof. Magyar Kálmán 4. Biotie Therapies Corp., Finnország teamvezetı: Dr. Pihlavisto Marjo 5. Semmelweis Egyetem, Farmakológiai és Farmakoterápiás Intézet teamvezetı: Prof. Gyires Klára 6. MTA, Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet, Molekuláris Farmakológia Kutatócsoport teamvezetı: Dr. Sperlágh Beáta 7. University Cagliari, Istituto Farmaceutico Chimico teamvezetı: Prof. Anna Fadda 8. Semmelweis Egyetem, Szemészeti Klinika teamvezetı: Dr. Németh János 9. Semmelweis Egyetem, II. Sz. Belgyógyászati Klinika teamvezetı: Dr. Somogyi Anikó Eredmények 2.1. Gyógyszerkémia E jelentési szakaszban mintegy 120 potenciális SSAO inhibitor, valamint mintegy 10 potenciális SSAO szubsztrátum vegyületet bocsátottunk biológiai vizsgálatra. Emellett MAO- B vizsgálatra 15 vegyületet adtunk át (az SZV-számokat a Függelékben adjuk meg). Valamennyi vegyület szerkezetét és tisztaságát igazoltuk analitikai módszerekkel. Az Intézetben a projekt keretében létrehoztuk a Szerves Vegytani Intézeti Molekulabankot, számítógépes nyilvántartás, vonalkódos azonosítás, légkondicionált, önálló helyiségben, hőtött körülmények közötti mintatárolás, a vegyületek értékesítésébıl az Intézetnek 5,9 millió forint bevétele származott Biológia SSAO gátlás Az Intézetbıl átadott vegyületek vizsgálata még folyamatban van. Részletes in vitro és in vivo vizsgálatok történtek egy gyógyszerként forgalomban levı vegyülettel új indikációra történı alkalmazhatóság céljából. Kedvezı eredményeink alapján kezdeményeztük a vegyület humán vizsgálatát. A hatósági engedély birtokában a klinikai vizsgálat meg is kezdıdött. Az új vegyületekre, illetve a második indikációra vonatkozóan is 1-1 találmányi bejelentést nyújtottunk be. Egyik új vegyületünkkel igen kedvezı biológiai hatása alapján krónikus gyulladásos modellen folytatódtak a részletes in vivo vizsgálatok SSAO szubsztrátszerő hatás Az SZV-486, SZV-1963, SZV-1979 jelő vegyületek patkány, humán, valamint egér adipocitákon kedvezı hatást mutattak. 23

25 MAO B gátlás Még nem fejezıdtek be az enzimgátló hatásra vonatkozó vizsgálatok. Az in vivo eredményekrıl Dr. Sperlágh Beáta számol be jelentésükben. Az SZV-558 vegyülettel figyelemre méltó és továbbfejlesztésre alkalmas eredményt kaptunk. 3. Összefoglalás Jelentıs, továbbfejlesztésre érdemes eredmények születtek e munka-ciklusban: I. SSAO-gátlók körében két találmányi bejelentést nyújtottunk be. II. Elindítottunk egy nagy fontosságú klinikai vizsgálatot. III. SSAO szubsztrátumok körében nemzetközi kooperációban jelentıs hatást figyeltek meg három vegyület esetében. További vizsgálatok folyamatban vannak. IV. MAO B gátlás és neuroprotekció szempontjából: a lead-vegyület SZV-558 MAO B gátló, neuroprotektív és nem toxikus az elıbbi hatásokhoz szükséges dózisokhoz képest. Parkinson betegség modelljének tekinthetı állatkísérletben is igazolódott jelentıs hatása. További származékok elıállítása (szintézis optimalizálással) folyamatban van. E csoportra vonatkozóan is találmányi bejelentést tervezünk. Iparjogvédelmi okokból e területrıl publikációt egyelıre nem nyújthatunk be. V. Szerves Vegytani Intézet Molekulabank létrehozása, 2008 folyamán az eddigi bevétel 5,9 millió forint. 24

26 2. KUTATÁSI PROGRAM Prediktív és preventív immungenomikai kutatások (programvezetı: Dr. Falus András) Résztvevık: Semmelweis Egyetem, Richter Gedeon Rt., Pázmány Péter Katolikus Egyetem Információs Technológiai Kar A program célja: A humán genom felderitésével megnyilt az út a betegségek genetikai hátterének tanulmányozásához. A program célja az immunrendszer olyan genomikai szinten tetten érhetı eltéréseinek azonositása, amelyek kapcsolatba hozhatáak a betegségek kialakulásával. 25

27 2.1. A hisztamin H4 receptorának genetikai, farmakogenomikai és bioinformatikai vizsgálata új vakcinálási eljárás kifejlesztésében (témavezetı: Dr. Falus András) A hh4r homológiamodelljén elvégzett virtuális szőrés során több mint 8.7 millió molekulából 255 vegyületet választottunk ki, amelyek H4 affinitását in vitro radioligandum kötıdési tesztekkel próbáltuk igazolni. Ezek közül az elızetes mérések alapján 26 mintánál tapasztaltunk szignifikáns H4 affinitást. Ezeket a mintákat késıbb HPLC-MS módszerrel vizsgáltuk és 16 esetben egyértelmően igazoltuk, hogy a vizsgált minta megfelel a beszállító cég által megadott szerkezeti képletnek. Megfelelı számú párhuzamos mérések elvégzésével pontosítottuk a 16 vegyület hisztamin leszorítási értékét (1. ábra), és a 60 % feletti leszorítást mutatók esetében, a kötıdési állandót (K i ) is meghatároztuk (2. ábra). A legérdekesebb molekulák kötıdési módját is tanulmányoztuk. A dokkolás során kialakult receptor-ligandum komplexek felhasználhatók a 16 vegyület továbbfejlesztésére. Ezt követıen az általunk azonosított H4 aktivitással rendelkezı molekulák szerkezetébıl kiindulva további 41 vegyületet rendeltünk meg a National Cancer Institute-ból (NCI). Ezek közül sikerült azonosítanunk egy újabb aktív vegyületcsaládot. A kutatócsoportunk által azonosított új H4 ligandumokat szabadalmaztattuk (bejelentés hivatali száma: P , a bejelentés napja: ). Terveink szerint a szabadalomban szereplı vegyületeket együttmőködı partner bevonásával fejlesztenénk tovább. 1. ábra. Az in vitro találatok leszorítási százalékainak eloszlása. 26

28 2. ábra. A [ 3 H]hisztamin kötıdése a hh4r-ral stabilan transzfektált SK-N-MC sejtekhez a virtuális szőrés találatainak jelenlétében. Az in vitro találatok K i értékei: találat1, 1.48 µm ± 0.11; találat2, 1.24 µm ± 0.33; találat3, 897 nm ± 77; találat8, 85 nm ± 34; találat9, 219 nm ± ábra. A találat10 kötıkonformációja a hh4r homológiamodelljének kötıhelyén. A Glu182 (5.46) aminosavval kialakított ionos kölcsönhatást sárga szaggatott vonallal jelöltük. 27

29 2.2. A középkorú egyének korai halálozásáért felelıs immungenetikai tényezık kimutatása (témavezetı: Dr. Füst György) A téma keretében vállalt négy feladat közül kettı (a.) Új a C4A és C4B gének abszolút számának meghatározására alkalmas, rövid idın belül sok minta vizsgálatára használható metodikák kidolgozása (2005) és b) A 21-hydroxiláz gén kódoló és egy promóter régiójának szekvenálása C4B*Q0 genotípust hordozó és nem hordozó egyén DNS-ében (2006) már sikeresen befejezıdött, az eredmények is már közlésre kerültek, ill. közlés alatt állnak ra a 2007-re vállalt és már ebben az évben sok lényeges megfigyelést eredményezı és részben már lejelentett (c) A C4 géneket magában foglaló RCCX modul egyéb fehérjéinek vizsgálata a C4B*Q0-t hordozó és nem hordozó egyénekben c. altéma befejezése és a 2008-ra vállalt d) Az eredmények szintetizálása, a cardiovascularis betegségek morbiditásával és mortalitásával kapcsolatos genotípus funkcionális jellemezése c. feladat teljesítése volt a cél, A C4 géneket magában foglaló RCCX modul vizsgálata 2008-ban ennek az altémának a keretében két fontos, már közlésre került új eredményt értünk el: a) Nemzetközi kollaboráció keretében kimutattuk, hogy az RCCX modul egy változatát (C4A*Q0) hordozó, a HLA-B8-at és DR3-at magában foglaló un. 8.1 haplotípus felépítése jelentısen különbözik egyrészt a kaukázusinak megfelelı magyar, másrészt pedig az indiai populációban. A legjelentısebb eltérés az RCCX modulon belül jelentkezik: míg a kaukázusi 8.1. haplotípus C4A gént nem tartalmaz, addig az indiai variáns mindkét C4 génból (C4A, C4B) egy-egy kópiát foglal magában. Különbségeket találtunk egyéb a centrális MHC régióban talált allélakban (HSP A>G, TNFalpha -308G>A) is. A jelentıs különbségek ellenére mindkét változat hordozása magas kockázatot jelent mindkét populációban a szisztémás lupus erythematodessel (SLE) szemben. b) A második vizsgálat eredményei azt mutatták, hogy az RCCX modul közelében az MHC centrális régiójában kódolt -308G>A TNFalpha promoter polimorfizmus ritka alléljének hordozása védı hatású a myeloma multiplexszel szemben: A 94 beteg és 141 életkorban és nemben illesztett kontroll egyén vizsgálata során azt találtuk, hogy szignifikánsan kevesebb myelomás beteg, mint kontroll hordozta a TNF -308A allélt (p=0.018) és a TNF-308A-LTA 252G haplotipust (p=0.025). Ez a különbség azonban csak a nık és az aránylag fiatalabbak (<69 éves) állt fenn. Az eredmények szintetizálása, a cardiovascularis betegségek morbiditásával és mortalitásával kapcsolatos genotípus funkcionális jellemezése Ennek a feladatnak a teljesítését nagymértékben megkönnyítette az a megtisztelı felkérés, amelyet ez év januárjában kaptunk. A Cytogenetics and Genome Research c. folyóirat elhatározta, hogy egy tematikus különszámot jelentet meg a kópia szám variációk és mutációk (Copy Number Variation and Mutation) tárgykörbıl. Ezt a megjelenést a mellett, hogy ilyen különszám még sohasem jelent meg az indokolja, hogy a Science 2007 decermber 21.-i számában megjelent összeállítás szerint a kópia szám polimorfizmusok klinikai jelentıségének leírása egyik tudományos áttörésének tekinthetı. Tekintve, hogy az általunk vizsgált C4A/C4B gének a kópia szám polimorfizmusok egyik legrégebben ismert példáját képezik, a mi csoportunkat is felkérték arra, hogy írjunk egy összefoglaló cikket kutatásainkról. 28

30 2.3. Farmakogenomika: Dokumentációs és biobank központ kialakítása a bırön is jelentkezı súlyos gyógyszer-mellékhatások regisztrálására, a prevenció kidolgozása céljából (témavezetı: Dr. Kárpáti Sarolta) A SE Bır-, Nemikórtani és Bıronkológiai Klinika és a Szentágothai János Egyetemi Tudásközpont Farmakogenomika munkacsoportja 2007 végére-2008 elejére létrehozta a projekt során a Farmakogenomikai Adatbázist és Biobankot. Kapcsolatokat alakítottunk ki a Pázmány Péter Tudományegyetem Informatikai Karával, az Állatorvosi Egyetem és az MTA közös Kutatóintézetével, a Semmelweis Egyetem Igazságügyi Orvostani Intézet Toxiokológiai Laboratóriumával, valamint az Rt. Europe Kht. kutatásban érdekelt KKV-val. Közös erıvel valamint a Roche Diagnosztikai Diviziójának segítségével közösen egy farmakogenomikai célú szolgáltatói diagnosztikai de egyben kutatási célú - egység kialakítását körvonalaztuk. Együttmőködéseinket 2008-ban is bıvítettük: a SE Neurológiai Klinika ill. a Pszichiátriai Klinika kutatócsoportjaival körvonalaztunk projekteket. Az új multicentrikus laboratóriumi vizsgálatrendszerünk célja a farmakogenomikai genotipizálás és fenotipizálás közös kivitelezésével az egyéni metabolizációs faktorok meghatározása esetleges krónikus gyógyszerelés, vagy az ún. veszélyes gyakran súlyos adverz reakciókat is provokáló gyógyszerek felírása és a terápia megkezdése elıtt, különösen antiepiletipkumok ill. más tudatmódosító szerek esetében. Ezen tevékenység a Közép-Magyarországi, ill. Budapesti régióban egyedi és hiánypótló, fenti tevékenységet komplex módon végzı laboratórium-együttes kialakításának célját, az ez irányban végzett kutatást és diagnosztikai tevékenységet nemzetközi elemzésekben és értékelésekben is kiemelkedı fontosságúnak, a munkacsoport és a vezetı személyének felkészültségét kiválóan alkalmasnak minısítették. Az egyéni faktorok ismeretében így a betegnél az életet veszélyeztetı mellékhatások fellépésének rizikója nagyban csökken, amely mind a beteg, mind a terápiás döntést hozó orvos, mind pedig az egészségbiztosító számra hosszú távon elınyös. A vizsgálatok metodikáját tekintve elfogadott diagnosztikai rendszereken történnek, részint a SE Bırklinikájának Genetika Laboratóriumában Roche LightCycler 480 és Roche-Affymetrix Diagnosztikai Array rendszereken, amelyekre a kidolgozott rendszerek mind Európában (CE), mind Amerikában (FDA) diagnosztikai minısítéssel rendelkeznek. A fenotipizálás a Toxikológiai Laboratórium rutin diagnosztikára is alkalmas HPLC rendszerein történik. A vizsgálati rendszer kialakítása folyamatban van, a genotipizálás rendszerének kialakítása ill. a HPLC rendszerek beállítása 2007-tel kezdıdött és 2008 végére teljesen lezajlik. Az etikai és orvos-szakmai engedélyek beszerzése zajlik, jelenleg az országos hatáskörő ETT-TUKEB elé terjesztettük fel engedélykérésre a projektet, melynek döntésére a projekt komplexitását tekintve - hosszabb ideje várunk. Az engedélyeztetés sikeres lezárásával a laboratóriumok diagnosztikai és kutatási célú munkája is megindulhat. Diagnosztikai céllal a CYP2D6, CYP2C8/9 és CYP2C18/19 génrendszerek valamint a NAT1/NAT2 gének által befolyásolt metabolizációs sebességet határozzuk meg. Ennek kiegészítéseként tervezzük a fenti rendszerekre számos további gén és géntermék (pl. CYP3A4/5, valamint az UTG1A4 enzimek) analízését is elvégezni, melyek kidolgozásában a Roche ill. a Rt. Europe Kht. lesz segítségünkre. Így önálló, egyedi termékek kidolgozására is lehetıségünk nyílik. Lehetıség lesz továbbá a Roche-Affymetrix AmpliChip Diagnosztikai rendszer szolgáltatásszerő használatára is.. 29

31 A projekt aktív szakaszának megindulását követıen szakértık bevonásával igyekszünk meghatározni az optimális mőködési formát. Elızetes vizsgálataink, kereslet- és igényfelméréseink alapján a projekt által kínált lehetıségek kedvezı fogadtatást nyertek a betegek, ill. a terápiát meghatározó kezelıorvosok körében egyaránt. A vizsgálatok költségesek, azonban a jelenlegi kedvezı OEP finanszírozás lévén a projekt folyamatos fenntarthatósága biztosítható. A kurrens egészségpolitikai szemléletébe, amely a megelızést és a racionalizáláson alapuló költség-csökkentést fontosnak tartja a projekt célkitőzései beilleszthetıek. Az esetleges adverz gyógyszerreakciók okozta hospitalizációs költségek nagyban meghaladják a vizsgálat költségeit, így minden szempontból kedvezı lehet a projekt fogadtatása. A laboratóriumi vizsgálatok által kiadott eredmények pozitív hatással lesznek az egészségbiztosító, esetlegesen kialakuló magánpénztárak valamint a már létezı kiegészítı egészségpénztárak költségvetésére, így külön szerzıdések alapján is nyújtható klientúrájuknak a megvalósítandó szolgáltatás. 30

32 3. KUTATÁSI PROGRAM Megváltozott szöveti proliferáció: közös molekuláris targetek a népbetegségekben (programvezetı: Dr. Kopper László) Résztvevık: Semmelweis Egyetem, KPS Biotechnológiai Kft., 3DHistech Kft., Experimetria Kft., LasCor Kft. A program célja: Számos népbetegség hátterében a kórós szöveti proliferáció áll. Így a daganatos betegségekben a szív és érrendszeri betegségekben de az osteoporozisban is elképzelhetı, hogy hasonló molekuláris célpontok azonosíthatóak, amelyeknek terápiás jelentısége lehet. A program célja ilyen targetek azonosítása. 31

33 3.1. Proteaszóma és NF-κB jelrendszer, mint terápiás célpont a daganatgátlásban (témavezetı: Dr. Kopper László) Korábbi kísérleteinkben kimutattuk, hogy PS341 hatására a vastagbélrák sejtekben nem változik az NFkB által szabályozott apoptózis gátló fehérjék (Bcl-2, IAP, XIAP) expressziójának szintje, azonban ennek ellenére rendkívüli módon nıtt a sejtek érzékenysége TRAIL (TNF-related apoptosis inducing ligand) iránt. Kísérleti eredményeink arra utaltak, hogy az érzékenyítés hátterében a TRAIL/proteaszóma gátlószer kombinált kezelés során a Smac/Diablo fehérje citoplazmába történı kiáramlása áll. A projekt második a szakaszában sirna technológiával validáltuk a Smac/Diablo-t mint terápiás célpontot. A Smac/Diablo a XIAP antiapoptotikus fehérje gátlásán keresztül fejti ki a hatását. A harmadik kutatási periódusban elkezdtük egy sirna alapú génterápiás eljárás kidolgozását, aminek segítségével a XIAP expressziója csökkenthetı, ezáltal a proteaszóma gátlóknál specifikusabb hatásmechanizmusú kezelési eljárást alakíthatunk ki. Ezzel párhuzamosan tovább dolgoztunk a vállalt prediktív diagnosztikai eljárások kifejlesztésén is. Hat vastagbéltumor sejtvonalon vizsgálatuk a proteaszóma gátlók hatását és megfigyeltük hogy a proteaszóma gátlók iránti érzékenység és az apoptózis indukciójának dinamikája is összefüggést mutat a sejtvonalak p53 statusával. A TRAIL érzékenység azonban nem p53 függı, sıt a HT29 p53 mutáns sejteken bizonyítottuk, hogy a TRAIL és a bortezomib közötti szinregizmus sem függ a p53 statusztól és ennek a hatásmechanizmusa is megfelel a korábbi megfigyeléseinknek, mivel p53 mutáns sejtekben is kimutattuk a kombinált kezelés hatására létrejövı XIAP degradációt. Ezek az eredmények arra utalnak, hogy a p53 mutáns vastagbélráksejtek relatív rezisztenciájára lehet számítani proteaszóma gátló monoterápiákkal szemben. Azonban a TRAIL és a proteaszóma gátlók kombinációja a p53 mutáns daganatokban is hatékony lehet. Az utolsó szakaszban megerısítettük azt a feltételezésünket, hogy a bortezomib érzékenység függ a sejtek p53 státuszától ugyanakkor a bortezomib és a TRAIL kombinált alkalmazásának sikeressége ettıl független. Kimutattuk, hogy az anti-apoptotikus IAP fehérjének, a XIAP-nak szerepe lehet a TRAIL-monoterápiával szembeni rezisztenciában ugyanakkor a magas XIAP expresszió fokozott bortezomib érzékenységgel párosult. Összefoglalva az eredményeket: sikerült kifejlesztenünk egy farmakodiagnosztikai eljárást, amely a TRAIL és bortezomib individualizált alkalmazását teszi lehetıvé vastagbélrákokban. A diagnosztikus eljárás iránt már érdeklıdést mutatott egy TRAIL-agonista terápiát fejlesztı japán gyógyszergyár és a bortezomibot forgalmazó nemzetközi gyógyszergyár is. A TRAIL prediktív diagnosztikájának vizsgálatát elvégeztük tüdırák sejtvonalakon is. Itt a vastagbélrákoktól eltérıen más gének molekuláris genetikai eltéréseihez köthetı a hatékonyság. Mivel ezeket az eredményeinket még nem publikáltuk és nem prezentáltuk semmilyen fórumon, lehetıség van a diagnosztikai eljárás szabadalmaztatására is, amelyet a Semmelweis Egyetem és a KPS kft. közösen fog benyújtani. Ezzel sikerült elérnünk a projekt elején tett legfontosabb vállalásunkat, a két diagnosztikus teszt kifejlesztését. Új vállalkozás indításáról azonban csak a szabadalmaztatási eljárás után, gazdasági racionalitás alapján foguk dönteni. 32