Az Európai Regionális Fejlesztési Alap támogatásával, a Pécsi Tudományegyetem vezetésével valósul meg az a projekt, melynek célja a világon egyedülálló nano-bioimaging mikroszkóprendszerek létrehozása és összehangolt működtetése. A kutatások új az eddiginél sokkal részletgazdagabb betekintést nyújtanak a molekulák világába, lehetővé téve az orvosbiológiai kutatásokban a molekuláris kölcsönhatások, sejtfunkciós és sejtmorfológiai paraméterek vizsgálatát egyedi molekula szinten akár élő szövetben is. A Szentágothai János Kutatóközpontban 100 %-os európai uniós támogatással megvalósuló kutatói program 2017. január 1-vel elindításra került. A projekt összeköltsége: 784 845 656 Ft

A Pécsi Tudományegyetem vezetésével, a Debreceni Egyetem és az MTA Szegedi Biológiai Kutatóközpont közreműködésével megkezdett pályázat célja egy, a világon egyedülálló „nano-bio-imaging” mikroszkóppark kialakítása és működtetése. Ezek az eszközök a biomolekuláris kölcsönhatások, sejtfunkciós és sejtmorfológiai paraméterek nagy pontosságú vizsgálatát teszik lehetővé egyedi molekula felbontású mérések segítségével akár élő sejteken is, mely új dimenziókat nyit a bio-medicinális kutatásokban. A kollaborációs vizsgálatok során a daganatképződésben, az immunológiai, a gyulladásos és a neurodegeneratív kórképekben szerepet játszó, a sejtmembrántól a citoplazmán át a sejtmagig érő jelátviteli útvonalak feltérképezését és terápiás célpontok pontos azonosítását végzik.

A műszeregyüttes az intézmények szolgáltató laboratóriumaiban „core facility”-ként fog üzemelni, így elérhetővé válik a hazai és a nemzetközi tudományos közösség számára, mindamellett a közvetlen népegészségügyi haszonnal járó kutatási területek új lendületet kaphatnak a projekt révén.

A projekt célja egy új generációs 3D tomográffal ellátott TEM (3D-TEM) beszerzése, ugyanis jelenleg a régióban nem elérhető, és hazánkban csak egy szöveti vizsgálatra alkalmas 3D-TEM működik Budapesten. Jelen pályázatban megfogalmazott fejlesztés hiánypótló újdonsággal bír nemcsak hazai, de nemzetközi viszonylatban is, és jelentős potenciált jelent a hazai és nemzetközi kollaborációk kiépítésében, hálózatokba való bekapcsolódásnál, közös pályázatoknál. Bi- és multilaterális együttműködések keretében lehetőséget biztosít magyar kutatók nagy európai centrumokban infrastruktúrájához való hozzáféréshez, és a publikációs aktivitás növelésére. Ezáltal az eszköz hozzájárul versenyképes kutatási eredmények eléréséhez, a kutatók szakterületen történő kiemelkedő tudományos kompetenciájának javításához, erősíti hazánk az természettudományokon belül eddig elért kiemelkedő és meghatározó pozícióját, és lehetőséget biztosít tehetségek megtartására. A műszerrel végzett kutatások eredményei hosszú távon az alkalmazott kutatási területeken (pl.: gyógyszerfejlesztés, anyagtudomány, a nanotechnológia és a bionika) lesz hasznosítható

A Pécsi Tudományegyetem 2017. márciusában elindította új infrastrukturális és eszközbeszerzési projektjét, amely a Széchenyi 2020 program keretében, az Európai Regionális Fejlesztési Alap támogatásával valósul meg 737 586 000 forint vissza nem térítendő európai uniós támogatással. A 100 %-os támogatással megvalósított projekt célja egy nemzetközi élvonalba tartozó specializált kutatási központ létrehozása a PTE-n.

Számos betegségben játszanak kritikus szerepet a károsodási folyamatban képződő, kis mennyiségben előforduló speciális sejtek, ezekre jó példát szolgáltatnak a rák ős-sejtek, vagy őssejthez hasonló sejtek, melyeknek meghatározó szerepe van a citosztatikus rezisztencia kialakulásában és a kezelés hatékonyságának lecsökkenésében. Ezen sejtek nagy hatással vannak a rákos betegek túlélési esélyeire, ezáltal stratégiai jelentősége van ezen kis számban előforduló sejtek vizsgálatának, mely azonban speciális eszközparkot igényel.

A projekt legfontosabb célja egy nemzetközi élvonalba tartozó specializált kutatási központ létrehozása a PTE-n, amely ezeknek a kis számban előforduló speciális sejteknek az elválasztását és ezt követően tulajdonságaik megismerését teszi lehetővé. A projektben kialakítják az ehhez szükséges infrastruktúrát, amely a következőkből tevődik össze: sejtanalitikai labor (sejtek izolálására és funkcionális analízisére), gén expresszió és mutációs analízis labor, kémiai laboratórium.

A projekt eredményeként a genomikai infrastruktúra tudományos, kutatási és oktatási célú felhasználásával nő a nemzetközi kutatási hálózatokban történő részvétel aránya, emelkedik az egyetemi kurzusok színvonala, és bővülnek az egyéni és közös kutatási lehetőségek, eredmények.

A speciális sejtek funkcionális és genomikai analízise központ kialakítása új lehetőséget jelent a rák őssejttel kapcsolatos területen a PTE kutatói számára, valamint megteremti hosszútávon a társadalmi, egészségügyi hasznosítás lehetőségét is.

2016 júliusában a Pécsi Tudományegyetem elindította új infrastrukturális és eszközbeszerzési projektjét. A projekt a Széchenyi 2020 program keretében valósul meg, 283,55 millió forint európai uniós támogatással. A projekt legfontosabb célja, hogy létrehozzon egy olyan komplex, Magyarországon és a közép-kelet európai régióban úttörők közé tartozó, képvezérelt műtét-előkészítést és műtéti végrehajtást támogató, optimalizáló neuronavigációs rendszert, valamint az ahhoz kapcsolódó folyamatok kialakítását, amely jelentősen csökkenti a beteget ért ionizáló sugárzást és alapját képezheti a minimálisan invazív technikáknak, elősegítve azok elterjedését.

Projektcélok:

• A neuronavigációs eszközökkel foglalkozó európai és amerikai orvosi egyetemekkel, klinikákkal, ipari partnerekkel való együttműködések megkezdése, illetve folytatása
• a műtői módszerek hatékonyságát kiemelkedően javító intraoperatív és implantációs technikák kidolgozása és a navigációs szoftverek fejlesztése
• komoly áttörést és innovációt jelentő kutatás-fejlesztési projektek elindulása.

A projekt eredményeként csökken a jelenlegi gyakorlatból adódó idegsebészeti műtéti beavatkozások során a beteget ért ionizáló sugárzás, illetve részben helyettesítésre kerülnek a rendkívül költséges intraoperatív képalkotó vizsgálatok.

A neuronavigációs infrastruktúránk tudományos, kutatási és oktatási célú felhasználásával nő az európai idegtudományi kutatásokban történő részvétel aránya, emelkedik az oktatás színvonala és bővülnek az egyéni kutatási lehetőségek. Ezen felül az egészségügyi eszközgyártó nagyvállalatok K+F tevékenysége során keletkezett innovációs megoldások klinikai kipróbálására, validálására nyílik lehetőség, illetve olyan konkrét hazai és európai egészségipari együttműködési kutatás-fejlesztési projektek is el tudnak indulni, melyek már terv szinten készen állnak. Ugyanakkor - az egészségturizmus jegyében - a Közép-Kelet Európai országok illetve régión kívüli területek betegeinek Magyarországra vonzása, egyedülálló, kiemelt szintű ellátása is megvalósítható lesz.

A neuronavigációs infrastruktúra fejlesztését követően a Pécsi Tudományegyetem Idegsebészeti Klinikája közép-kelet európai referencia központként működhet tovább, amely további kutatási, egészségügyi technológiai fejlesztésekre, továbbképzési együttműködésekre kínál kapacitást.

2016 júliusában a Pécsi Tudományegyetem a Szegedi Tudományegyetemmel konzorciumban elindította új infrastrukturális és eszközbeszerzési projektjét. A projekt a Széchenyi 2020 program keretében valósul meg, 959,31 millió forint európai uniós támogatással. A fejlesztésnek köszönhetően megerősödik a European Clinical Research Infrastructure Network (ECRIN) - Európai Klinikai Kutatási Infrastruktúra Hálózatban betöltött magyar pozíció, szélesebb lehetőség nyílik nemzetközi vizsgálatokban való részvételre, hazai kezdeményezések multinacionálissá tételére, és a H2020 és IMI2 által finanszírozott klinikai vizsgálatokkal kapcsolatos pályázatokban való részvételre. A beruházásnak köszönhetően 9 új kutatóhely jön létre.

A projekt által fejlesztett kutatási infrastruktúra meghatározó pozíciót eredményez mind a hazai, mind az európai gyógyszerpiacon, ezzel jelentősen hozzájárul a magyar gazdaság teljesítményéhez. Mindemellett a fejlesztés elősegíti, hogy kutatóink sikeresebben pályázzanak európai uniós és társfinanszírozott pályázatokon, potenciális kollaborációs partnerként csatlakozni tudjanak Horizont 2020 pályázatokhoz, megteremti más kutatóintézetekhez, európai szervezetekhez való kapcsolódás feltételeit. A projekt befejezésével hazánk sokkal nagyobb volumenben lesz képes nemzetközi szintű független gyógyszerkutatásokban részt venni, és saját jogon indítani ilyen kutatásokat, melyeket eddig a korlátozott infrastruktúra nehezített, hiszen eddig a kiváló szakmai felkészültségünk ellenére csupán más országok által kezdeményezett kutatásokhoz csatlakozhattunk. A nyugat európai országok részvétele a nemzetközi független gyógyszerkutatásokban sokszorosa a magyarnak, az eddigi hátrányunk ledolgozása tehetségeink megtartásában is komoly előrelépést jelent.

Az alkalmazott módszerek és kutatási témák olyan multidiszciplináris környezetet teremtenek, amelyek lehetővé teszik a szakdolgozatot és diplomamunkát készítő, Tudományos Diákköri Konferencián részt vevő orvos, gyógyszerész, fogorvos, kémikus, biológus és biotechnológus hallgatók képzését.

A kutatási infrastruktúra fejlesztése egyben potenciálisan új kutatói munkahelyek teremtését is jelenti. A munkahelyteremtés első szintjén a már meglévő kutatói bázis stabilizálása jelenik meg. Kooperációkkal segítjük a HECRIN hálózati tagoknál már futó, a jelenlegi pályázatból megvalósuló laboratóriumhoz kapcsolható kutatásokat, lehetőséget adunk azok minőségbeli emeléséhez, sikerességéhez. A másik szint az egyetemi posztgraduális képzésre támaszkodik, mely során a laboratóriumban folyó munkákban tevékenykedő, doktori fokozatot szerzett fiatal kutatók kerülnek alkalmazásra. A harmadik szinten a már komoly szakmai tapasztalattal bíró más egyetemen vagy külföldön dolgozó kutatók alkalmazása valósul meg.

2016 júliusában a Pécsi Tudományegyetem elindította új infrastrukturális és tudományos projektjét. A projekt a Széchenyi 2020 program keretében valósul meg, 120,21 millió forint európai uniós támogatással, célja a Pécsi Tudományegyetem kötelékén belül működő magas biológiai biztonsági szintű virológiai laboratórium infrastrukturális fejlesztése, és ezzel a laboratórium csatlakoztatása az európai BSL-4 laboratóriumi hálózatokhoz.

A pályázatban érintett laboratórium, mint az egyetlen egyetemi fenntartású biológiai biztonsági laboratórium egyedülálló lehetőséget nyit hazánkban is a fertőző betegségek leküzdésében vívott harcban. A pályázati fejlesztés hatására, a laboratórium nemcsak hazai, de nemzetközi szinten is egyedülálló kutatási facilitássá válhat, amely a nemzetközi hálózatba csatlakozással kellő súllyal tudja képviseltetni magát mind a pályázati, mind pedig a kutatás-fejlesztési együttműködések terén.

A projekt eredményeképpen hazánkban a Pécsi Tudományegyetem fog rendelkezni az egyetlen egyetemi BSL-4 kutatólaboratóriummal, amelyet tisztán kutatási és nem járványügyi feladatok elvégzésére hoztak létre. Ennek megfelelően az itt munkát végző fiatal kollégák az egyetemi prioritásoknak megfelelően a nemzetközileg elismert, kimagasló tudományos eredmények elérését tűzték ki célul. Mivel a laboratórium egyedülálló kutatási facilitás hazánkban, így a virológia ezen kimagasló, érdekes területén kutatni szándékozó kollégáknak sem kell külföldi laboratóriumban gyakorlatot, tapasztalatot szerezni, vagy akár aktív kutatást végezni, hiszen a fejlesztendő laboratórium kiváló lehetőség lenne e célok elérésére is.

A laboratórium nemcsak alap és alkalmazott kutatásokat folytat, de részt vesz a hazai védelmi- biztonsági szervek munkájában is. A beruházásnak köszönhetően 9 új kutatói munkahely jön létre, az európai hálózatba lépéssel párhuzamosan pedig a nemzetközi kollaborációk száma is növekedni fog, hiszen részeseivé válunk a BSL-4 laboratóriumokat egybefogó közösségnek, és így a közös pályázati aktivitásban és kutatási stratégiák kidolgozásában, lebonyolításában is fontos szerepet vállalhatunk, valamint aktív résztvevői lehetünk a hazai kutatóképzésnek, a kutatói utánpótlás nevelésnek.

A fejlesztés egy Közép-Európában egyedülálló műszerparkot hoz létre, amellyel a betegségek patomechanizmusát a molekuláktól az élő szervezetig vizsgálhatjuk, és így klinikai terápiák fejlesztésére nyílik mód. A műszerpark egyes egységei mind az élő szervezetek egy meghatározott mérettartományának vizsgálatára alkalmasak. Csak a műszerek együttes rendelkezésre állása biztosíthatja azt, hogy a molekuláris szinttől az intermolekuláris kapcsolatokon át (3D PALM mikroszkóp, téremissziós 3D scanning elektronmikroszkóp), a sejtorganellum- és sejtszintű információkon (differenciális polarizációs lézer pásztázó mikroszkóp, konfokális nagy áteresztőképességű automata mikroszkóp) és a szöveti szinten át (fénymikroszkópos komplex szövetanalizáló rendszer) az élő állatban a szerv- és szervrendszeri működésig (3D multimodális in vivo kisállat képalkotó rendszer) követhessük nyomon az élő szervezetben bekövetkezett változásokat.

A komplex műszerpark működtetéséhez szükséges diverz szaktudás igénye miatt, és a kísérletek koordinálásának érdekében a projekthez szakmai projektmenedzsment teamet állítunk fel. A team szakmai vezetőjének (Dr. Szöllősi János) feladata a kísérletek megtervezésének koordinálása és a műszerpark fenntartható működésének biztosítása. A core-facility vezető (Dr. Vámosi György) feladata, hogy biztosítsa az eszközökön végzett kísérletek összehangolását, lebonyolítását. A core-facility menedzser (Dr. Tóth Gábor) a műszerpark kihasználtságáért, kollaborációs együttműködések kialakításáért és fenntartásáért, a műszerpark ismertségének biztosításáért felel. A műszerek hibátlan működéséhez, a kísérletek, mérések gyakorlati kivitelezésében és az esetleg felmerülő problémák, meghibásodások kezelésére projektasszisztenst (műszerfelelős koordinátort) nevezünk ki (Mocsár Gábor). A projektmenedzsment team-et az adminisztratív és pénzügyi kérdésekben projektmenedzser segíti (Mézes László). A projekt során a műszerpark magas szintű működésének biztosításához a projektmenedzsment team tagjai szakértői szolgáltatásokat vehetnek igénybe.

A beszerezni tervezett műszerek leírása és innovációs tartalma:

Debreceni Egyetem
1. Téremissziós 3D scanning elektronmikroszkóp. Kelet-Közép-Európában nincs ilyen készülék. Biológiai minták ultra-high, molekuláris felbontású (x-y dimenzióban: 0,8 nm, z: 15 nm) 3D leképezése. A beépített ultramikrotómmal in situ felszeletelt mintát leképezi (tomográfia), majd előállítja a minta 3D rekonstrukcióját. Vizsgálható sejtorganellumok, sejtek közötti kapcsolódások finomszerkezete; sejtekbe pl. terápiás céllal bevitt nanorészecskék eloszlása. Korrelatív fény- és elektronmikroszkópos vizsgálatok végezhetők: lehetővé válik a fénymikroszkópban detektált, fluoreszcensen v. nanogold részecskékkel jelölt molekulák, struktúrák nanométer pontosságú lokalizációja.
2. 3D PALM/STORM mikroszkóp. A kelet-magyarországi régióban nincs ilyen készülék. Fluoreszcenciás képalkotás 25 nm laterális és 50 nm axiális szuperfelbontással „Photo-Activated Localization Microscopy” technikával sejtekben, szövetekben. Egyedi molekulák, molekulaklaszterek leképezése, kolokalizáció vizsgálata élő sejtekben több spektrális csatornában. A teljes belső visszaverődéses fluoreszcencia (TIRF) megvilágítás különösen alkalmassá teszi sejtmembrán nagyérzékenységű vizsgálatára. Fluoreszcencia korrelációs mikroszkópiával molekuláris mobilitás, kötődés, sztöchiometria térképezhető élő sejtekben.
3. 3D multimodális (biolumineszcens/fluoreszcens/CT) in vivo kisállat képalkotó rendszer: számos paraméter egyidejű mérésére alkalmas in vivo állatkísérletekben. Széles hullámhossz tartományú biolumineszcencia/fluoreszcencia jelek nagy feloldású (20 mikron) detektálásával funkcionális, a microCT-vel pedig szimultán anatómiai/szerkezeti vizsgálatok kisállat modellekben. Onkológiai, immunológiai, reumatológiai in vivo preklinikai kutatásokban részletgazdag információt ad gyulladások, daganatok lokalizációjáról, metasztázisképzéséről, a terápia hatékonyságáról. Alapkutatások klinikai transzlációjához nélkülözhetetlen, egyetemünkön régóta hiányzó eszköz
4. Konfokális nagy áteresztőképességű automata mikroszkóp. A High-Content Analízis egy hatékony mikroszkópos technika, mely lehetővé teszi fluoreszcensen jelölt sejtek, szöveti metszetek gyors, automatizált, részletes vizsgálatát és az elkészített képek automatizált kiértékelését a hatékony képanalizáló szoftverrel. Tipikus felhasználások: sejtciklus, sejthalál, fehérje kolokalizáció, expresszió, transzlokáció, endocitózis, neurit növekedés, sejtdifferenciáció, szferoidok vizsgálata élő mintán akár több napig.

Pécsi Tudományegyetem
5. Fénymikroszkópos komplex szövetanalizáló rendszer. Többszörösen fluoreszcensen jelölt minták kvantitatív elemzése. Neuro-immun kapcsolatrendszerek feltérképezése neurodegeneratív, autoimmun, gyulladásos, tumoros és fájdalom mechanizmusokban. Az állatkísérletekből nyert minták és humán műtéti, szövetbanki minták összehasonlítása az eredmények transzlációs értelmezését biztosítja.

Szegedi Biológiai Kutatóközpont
6. A differenciális polarizációs lézer pásztázó mikroszkóp (DP-LSM) egyesíti a konfokális fluoreszcens leképezés és a spektropolariméterek által biztosított szerkezeti információk együttes elérhetőségét, így más módszerrel nem elérhető információt kapunk a minta anizotróp molekuláris szerkezetéről és kölcsönhatásairól. (Fluoreszcencia-detektált) lineáris dikroizmus, kettőstörés, fluoreszcencia polarizáció leképezése 2D-ben ill. 3D-ben. Újgenerációs LSM-re alapuló, egyedi gyártású eszköz, számos szabadalmaztatott fejlesztést, innovatív megoldást tartalmaz, mely a biomedicina számos területén alkalmazható (pl. limfocita sejtmembránok szerkezeti flexibilitása, amiloid plakkok kialakulása, FRET mérések, protein aggregátumok, sejtmagok, kromoszómák anizotrópiás szerkezetváltozásai, egészséges és tumor sejtek mikroviszkozitása, doménszerkezetek kimutatása).

A meglévő képalkotó kapacitásokkal és a három intézmény szakértelmével kiegészülve egy Kelet-Közép-Európában egyedülállóan széles spektrumú és színvonalú mikroszkópos és in vivo képalkotó műszeregyüttes jön létre. A fejlesztések jelenleg is működő, komoly infrastruktúrával bíró Szolgáltató Laboratóriumokban valósulnak meg (Debreceni Egyetem Szolgáltató Laboratóriumai, Pécsi Tudományegyetem Szentágothai János Kutatóközpont, Szegedi Biológiai Kutatóközpont Központi Laboratóriumok). A speciális műszer-repertoár széles spektrumot fed le (konfokális mikroszkópok, fluoreszcencia korrelációs spektroszkóp, fluoreszcencia élettartammérő mikroszkóp, atomerő mikroszkóp, PCR, elektronmikroszkóp, áramlási citométerek, sejtanalizátor, stb), és élvonalbeli hiánypótló eszközökkel egészül ki a jelen pályázat segítségével. A képalkotó eljárások nemzetközileg elismert szakemberei és munkacsoportjaik (Szöllősi János, Antal Miklós, Ábrahám István, Helyes Zsuzsanna, Garab Győző, Bíró Tamás, Virág László, Kisvárday Zoltán és a Euro-BioImaging magyar koordinátora, Vámosi György) biztosítják a fejlesztés maximális hasznosulását. A hazai/nemzetközi felhasználók kiszolgálására alkalmas humán erőforrás rendelkezésre áll (7 fő), és további források felhasználásával fejleszteni kívánjuk (+2 fő). A tartós utánpótlást 5 doktori iskola is biztosítja. A Szolgáltató Laboratóriumokat fenntartó intézetekben dolgozó munkatársak tudománymetriai adatait az alábbiakban foglaljuk össze.

A pályázó intézmények Szolgáltató Laboratóriumaiban létrejövő új munkahelyek betöltői az Orvosi Képalkotó és Laboratóriumi Diagnosztika szakon végzett munkatársak, illetve PhD végzettségű, képalkotási módszerekben jártas kutatók lehetnek. A műszeregyüttes olyan új kutatási lehetőséget fog biztosítani több tudományágban (orvosbiológiai és anyagtudományok), ami szignifikánsan növeli a pályázati sikerességet, a vállalati szektorral, a hazai és külföldi kutatócsoportokkal való együttműködéseket, és ezáltal biztosítja a kutatásban alkalmazottak számának növekedését hosszú távon is.

Pályázat fontosabb kitűzött feladatai:
a) újszerű mikrofizikai modell alkalmazása a ködképződés tanulmányozására;
b) az időjárási feltételek számszerű dinamikus alapú leírása (két skálán elvégezve), eredményeképpen minden vizsgált esetre nagy tér és időbeli felbontású, komplex meteorológiai adatbázis;
c) hideglégpárnás helyzetek okozta légszennyező anyagok koncentráció növekedése mértékének meghatározása Magyarország nagyvárosaiban;
d) a hideglégpárnás helyzetekben fennálló nagy légnedvességnek, illetve ködnek a PM10 koncentráció szabványos mérésére gyakorolt hatásának vizsgálata.

Kutatás módszertana: laboratóriumi megfigyelés, légkörben végzett mérés és numerikus modellezés. A vizsgált folyamat komplexitása, mindhárom módszer alkalmazását megköveteli.

Elért eredmények:
(a) Saját fejlesztésű numerikus modell segítségével vizsgáltuk az aeroszol részecskék kémiai és fizikai jellemzőinek, valamint a légköri szennyező gázok szerepét a köd fizikai és kémia tulajdonságának alakításában (pl. látás távolság, ködöt alkotó vízcseppek kémhatása). Egy indiai együttműködés keretében összehasonlító számításokat végeztünk Budapesten és Delhiben kialakult köd jellemzőit tekintve. A két helyszínen jelentősen különböztek a környezeti feltételek. Delhiben jóval nagyobb volt a levegő szennyezettsége, közel egy nagyságrenddel nagyobb volt az aeroszol részecskék koncentrációja, továbbá a részecskék vízben való oldhatósága közel duplája a Bp-en mért értékeknek. A modelleredmények azt mutatják, hogy: (i) A ködcseppecskék és 0,1 µm–nél kisebb aeroszol részecskék közötti ütközés jelentősen csökkenti az aeroszol részecskék koncentrációját. (ii) A légköri szennyező gázok mennyisége jelentősen befolyásolja a ködcseppekben lejátszódó szulfát képződést. Ennek hatására jelentősen nő a köd cseppek elpárolgása után visszamarad aeroszol részecskék vízben való oldhatósága. Ez egyrészt lassítja a köd megszűnését, másrészt pedig elősegíti az újabb köd kialakulását.

(b) A köd kialakulásának operatív módon történő, megbízható előrejelzése napjainkban továbbra is nagy kihívás. Az OMSZ munkatársaival közösen új eljárást dolgoztunk ki a köd kialakulásának előrejelzésére. A fejlesztést beépítettük a világszerte elterjedten használt WRF mezoskálájú időjárás előrejelzés céljára alkalmazott modellbe. A fejlesztésnek köszönhetően sokkal pontosabban tudjuk előrejelezni a ködöt alkotó vízcseppek koncentrációját, és ennek köszönhetően köd fejlődését döntően befolyásoló sugárzási folyamatok hatását, valamint a látástávolságot. A köd kialakulását és fejlődését jelentősen meghatározzák a felszín és a légkör közötti kölcsönhatás valamint a sugárzási folyamatok. Ezért ezen folyamatok pontos modellezése meghatározó jelentőségű. Az elvégzett esettanulmányok alapján azt találtuk, hogy a turbulens kinetikus energián alapuló határréteg sémák és az RRTM (Rapid Radiative Transfer Model) sugárzási sémák együttes alkalmazása a legcélravezetőbb a ködös helyzetek előrejelzésére.

(c) A talajtextura szerepe a helyi ködképződési folyamatokra nézve fontos. A numerikus esettanulmányokra alapozott vizsgálatok azt mutatták, hogy a részletes, hazai (MTA Talajtani Kutatóintézet által készített) talajtextúra valamint az OMSZ által kifejlesztett un. Dunay féle iterációs talajnedvesség kezdeti értékként történő alkalmazása javítja a határréteg nedvesség előrejelzését. Az eredmények az operatív modellfuttatásoknál bevezetésre kerültek. A program keretében létrehozunk egy adatbázist, ami talajnedvességi és hőmérsékleti adatokat tartalmaz három különböző mélységben mérünk a talajban. A méréseket 2017-ben kezdtük, az adatok feldolgozását a projekt lezárását követően kezdjük meg.

A Stratégiai K+F műhelyek kiválósága c. pályázati felhívás keretében a Pécsi Tudományegyetem a Debreceni Egyetemmel konzorciumban sikeres pályázatot nyújtott be 2016. év végén. A Széchenyi 2020 program keretében 2017. január 2. és 2021. szeptember 28. között megvalósuló projekt összesen 1,3 milliárd Ft Európai Uniós támogatásban részesül.

A Pécsi Tudományegyetem és a Debreceni Egyetem „excellence” munkacsoportjai által létrehozott molekuláris és transzlációs medicina orientációjú Stratégiai Műhely célja annak feltárása, hogy a peptiderg szabályozás és szignalizáció hogyan vesz részt a homeosztázis fenntartásában, valamint nagy gyakoriságú szisztémás betegségek kialakulásában. E cél elérése érdekében a Műhely egy teljes mértékben eredeti szemléletet kíván meghonosítani, amely rendszerszinten, az élettani és kórélettani funkciókat meghatározó folyamatok (kommunikáció, protekció, nutríció, regeneráció) mátrix-szerű komplexitása mentén vizsgálja az endogén peptidek szerepét a betegségek patológiájában, diagnózisában, prevenciójában és személyre szabott terápiájában. A bemutatandó multidiszciplináris platform alkalmazásával a projekt így jelentős mértékben hozzájárul a hazai tudásbázisok K+F kapacitásának erősítéséhez és nemzetközileg is magas színvonalú kutatási eredmények létrejöttéhez.

A projekt megvalósulása során születendő eredmények várhatóan adatokat szolgáltatnak a peptiderg szignalizáció jellegzetességeiről, valamint feltárják különféle szisztémás megbetegedésekben a peptid-hálózatok megváltozásának kóroki jelentőségét. Ezen felfedező kutatási eredményeken túl a projekt kivitelezése egyértelmű transzlációs relevanciával is bír, hiszen az újonnan feltárt mechanizmusok és molekulák jó eséllyel szerepelhetnek a betegségek jövőbeli diagnosztikájában, prevenciójában, valamint a pre-klinikai eredményeiken alapuló klinikai kísérletek kedvező kimenetele esetén, azok terápiájában is. Amennyiben ez sikeresen megvalósul, úgy az eredmények nemcsak egyértelmű társadalmi jelentőséggel bírnak majd (emberek millióinak életminőségét javíthatják Magyarországon és a világon egyaránt), de kézzelfogható anyagi és gazdasági haszonnal/bevétellel kecsegtetnek.

A jelen pályázatban új mitokondriális terápiát tervezünk szívelégtelenségre és gyulladásos betegségekre – köztük szeptikus sokkra -, és a fenti betegségek gyógyítására új szintetikus kismolekulákat tervezünk és állítunk elő, melyekkel a fenti betegségek progressziója lassítható, vagy megállítható. Jelenleg a szívelégtelenség egy népbetegség, míg a szeptikus sokk halandósága elképesztően magas (30-40%). Ezért társadalmi szempontból is rendkívüli fontosságú e területeken terápiás lehetőségek kidolgozása.

A projekt megvalósítása során új mitokondriális terápiás módszer megalapozását tervezzük szívelégtelenségre és gyulladásos betegségekre – köztük szeptikus sokkra -, és a fenti betegségek gyógyítására új szintetikus kis-molekulákat tervezünk és állítunk elő, melyekkel a fenti betegségek progressziója lassítható, vagy megállítható. A kidolgozott terápiás módszer mind hazai, mind nemzetközi kitekintésben jelentős lépésnek minősül.

A projekt eredményeként olyan multidiszciplináris stratégiai műhely jöhet létre, amely hazai és nemzetközi pályázatokban sikeresen szerepelhet és lehetőséget biztosít nemzetközi kutatási hálózatokhoz történő csatlakozásra is.

A tervezett szintetikus kémiai alkalmazások számos újdonságot hozhatnak: a heterogenizált katalizátorok vagy az alternatív oldószerek használata jól illeszkedik a modern kémia elvárásaihoz, hiszen alkalmazásuk a klasszikus reakciókhoz képest kisebb környezetterheléssel jár. Ugyanebbe az irányba hat a nagy szelektivitású (azaz nagy kemo-, regio- és enantioszelektivitássa járó) reakciók fejlesztése, a céltermék minél kevesebb melléktermékkel kísért előállítása.

Mind a szintetikus kémiai, mind a biokémiai terület résztvevői több évtizedes tapasztalatokkal rendelkeznek a módszerek kifejlesztése és alkalmazása terén. A kutatócsoportok vezetői mögött megfelelő tudományos szakmai háttér áll; valamennyien akadémiai doktori fokozattal, vagy elkészült MTA doktora értekezéssel rendelkező szenior kutatók.

Összefoglaló a projekt megvalósításának 1. évéről

Kialakításra került egy olyan, tudományosan versenyképes kutatóműhely, amely a résztvevő kutatókat támogatja ismereteik bővítésében és tudományos céljaik elérésében. Vizsgálataink hozzájárulnak a mitokondrium károsodási folyamatok alaposabb megismeréséhez, melyek fontosak lehetnek a fent leírt modelleken kívül az öregedés – különösen a mitokondriális öregedés – folyamatainak jobb megismerésében. A vállalt biológiailag aktív kismolekulák szintézise olyan új lehetőségeket biztosít számunkra, melyek segítségével új típusú gyógyszer-jelölt vegyületek kifejlesztését célozhatjuk meg. Ezek a származékok a mitokondriális permeabilitás átmenet és a PARP-1 gátlásán, valamint a mitokondriális fúzió aktiválásán keresztül pozitív irányba változtatják meg az átprogramozást és elősegítik a regenerációs folyamatok aktiválását. A célvegyületek szintézise részben korábbi alapvázak új funkciós csoportjainak kialakítására, másrészt farmakológiai fontosságú alapvázak új szintetikus elképzelések mentén történő kialakítására irányul. Az elmúlt időszakban nagyhatékonyságú konvencionális és modern szintetikus módszerek (elsősorban átmenetifém-katalizált keresztkapcsolási és karbonilezési homogénkatalitikus reakciók) olyan kombinációit alkalmaztuk, amelyek lehetővé tették nemcsak a céltermékek szintézisét, de a zöldkémiai alapelvek előtérbe helyezését is. A kiváló hozamokkal és minimális melléktermék-képződéssel járó reakciók lehetőséget biztosítottak újszerű szintetikus építőelemek nagy változatosságú panelszerű beépítésére. A katalitikus reakciók megvalósításának előfeltétele a katalizátorként alkalmazott átmenetifém-komplexek elemi reakcióinak, a koordinációs szférában lejátszódó átalakulások feltérképezése. Jelentős előrelépést sikerült elérnünk új funkcionalizálási (elsősorban karbonilezési (amino- és alkoxikarbonilezési) reakciók modellvegyületeken történő megvalósítása terén. Az előállított vegyületcsaládok között találtunk ígéretes hatású PARP inhibitor vegyületet. A kurkumin származékok között azonban egyértelmű hatás-szerkezet összefüggést nem sikerült megállapítani a sejtproliferáció befolyásolására gyakorolt hatásuk alapján. Mivel a mitokondriumok fragmetációja számos olyan betegség kialakulásában és progressziójában játszik jelentős szerepet, mint a kardiovaszkuláris-, metabolikus- és gyulladásos betegségek és a tumorok. Ezért rendkívül fontos célunk olyan nem toxikus vegyületek kifejlesztése, melyek aktiválni tudják a mitokondrium fúziót. Kimutattuk, hogy egy amidoxim származék aktiválja az Opa1 GTP-ázt (ami felelős a belső membrán fissziójáért) és összességében a mitokondriális fúzió aktiválásáért, anélkül, hogy a mitokondriális légzési láncot negatívan befolyásolná. A fenti vegyület protektív hatásúnak bizonyult számos betegség modellen és humán vizsgálatokban. Ehhez a vegyülethez hasonló szerkezetű származékokkal rendelkezünk és elkezdtük ezek vizsgálatát is. Ez az amidoxim származék nemcsak mitokondriális fúzió aktivátor, de nagyon kedvező toxikológiai jellemzőkkel is bír. Kimutattuk továbbá, hogy a PARP gátlása megvédi a mitokondriális fragmentációt oxidatív stresszben és ez a folyamat részben az Akt, MKP-1 és PKCdelta aktiválásával történik. Azonosítottunk továbbá egy új retrográd útvonalat, melyen keresztül a PARP1 enzim gátlása védi a mitokondriumot: ez a PARP-1-ATF4-MKP-1-JNK/p38 MAPK-mitokondrium retrográd útvonal. In vivo vizsgálatainkban kimutattuk, hogy a doxycyclin (antibiotikum) védő hatást mutat krónikus szívkárosodás modellben és gátolja a mitokondriális fragmentációt, valamint az oxidatív stressz indukálta és a membrán potenciál összeomlást. Ez további vizsgálatainkat tekintve azt is jelenti, hogy létezhet más kémiai alapstruktúra a mitokondrium fragmentációval szembeni védelemben.

Összefoglaló a projekt megvalósításának 2. évéről

A projekt keretében - a 2. mérföldkő célkitűzéseivel összhangban - a következő részterületeken végeztünk kutatásokat. (A felsorolás nem teljes.)

• PARP-1, PARP-2, mPT inhibitor és Opa1 aktivátor kismolekulák szintézise Benzimidazolok (mint potenciális PARP inhibitor vegyület család) és paramágneses vinilhalogenidek Buchwald-Hartwig-keresztkapcsolási reakcióival új tetraciklusos vegyületeket, továbbá 4-karboxamidobenzimidazol származékokat, 5-karboxamido kinoxalinokat, liponsavamid-nitroxid konjugátumokat szintetizáltunk. Bbenzimidazol származékok, piridin-amidoximok, fahéjsav-amidoximok, valamint a BGP-15 szintézise során olyan palládium-katalizált szintetikus megközelítéseket alkalmaztunk, amelyek a korábbi szintézislépések számát lényegesen csökkentik, szelektivitásuk révén jobb hozamot tesznek lehetővé.

• Új, palládium- és ródium-katalizált homogénkatalitikus reakciók alkalmazása ismert kismolekulák előállítására irányuló szintézisekben. Mind az új katalizátorrendszerek (foszfakoronaéter típusú ligandumok, P-heterociklusos származékok átmenetifém-komplexei) kifejlesztése, mind a környezetbarát (zöldkémiai) megközelítések területén végeztünk kutatómunkát. Alternatív szén-monoxid források (paraformaldehid, hangyasav, dimetilformamid) és alternatív oldószerek (ionfolyadékok, gamma-valerolakton) sikeresen alkalmazhatók különböző karbonilezési reakciókban. Palládium-katalizált aminokarbonilezés mint kulcsreakció felhasználásával magvalósítottuk tiazolok és tiadiazolok aminokarbonilezését; oxazolinok szintézisét aminokarbonilezés/gyűrűzárás reakciósorral; aminotiazol és aminotiadiazol származékok mint nukleofilek alkalmazásával karbonsavamidok szintézisét.

• A katalizátorok elválasztásának és újra-felhasználásának vizsgálata ionfolyadék / szerves oldószer kétfázisú rendszerek vagy reverzibilis oldószerek felhasználásával. Vizsgáltuk benzimidazol származékok előállítását ionfolyadék oldószerben. Foszfónium-, pirdínium- és imidazóliumionokkal módosított hordozókat készítettünk, melyekre palládium-katalizátorokat rögzítettünk. A katalizátorok aktivitását és a megfelelő szelektivitás eléréséhez szükséges reakciókörülményeket modell-vegyületeken teszteltük. Magnetit tartalmú poli-ionfolyadék hordozóra rögzített Pd-katalizátorokat készítettünk, melyek a reakció végén egy mágnes segítségével távolíthatók el a reakcióelegyből. • PARP-inhibitorok gyulladásgátló hatásának vizsgálata; a mitokondriális permeabilitás gátlása új kismolekulákkal és ezek jelátviteli hatásainak analízise. Az újonnan szintetizált vegyületek PARP1 gátló hatását vizsgáltuk rekombináns PARP1-en. Töb vegyület nano-moláris koncentráció tartományban is gátló hatást fejtett ki. A PARP1 gátlók gátolják az oxidatív stressz indukálta sejthalált bizonyos körülmények között. A BGP-15 vegyülethez hasonló új amidoxim származékok hatását is vizsgáltuk a mitokondriális fragmentációra. In vitro assay rendszert fejlesztettünk ki Opa1-Opa1 interakciók vizsgálatára. Vizsgálataink mutatták, PARP gátlók képesek voltak csökkenteni a mitokondriális fragmentációt, valamint az apoptotikus és nekrotikus sejthalált is modell rendszerekben. Kimutattuk RAW makrofágokon, hogy az LPS indukálta mitokondriális permeabilizáció gátolható a mitokondriális ciklofilin D elnyomásával, és jelentősen lecsökkenthető az LPS-indukálta Citokin és Kemokin expresszió, mind sejtes modellen, mind LPS-indukálta élő állat modellen. Egy 4-quinazolinon származék (PARPI)-kavitand kölcsönhatást vizsgálva a mikroszolvatáció fontosságára hívtuk fel a figyelmet.

• Mitokondriális fragmentáció gátlásának vizsgálata cardiomiocitákon és pulmonáris epiteliális sejteken; mP.T gátlók vizsgálata hipertónia indukálta szívnagyobbodásra és a szöveti reprogramozásra. Az SHR állatokon végzett BGP-15 kezeléssel vizsgáltuk a következő fehérjéket:: TGF-beta/SMAD2; STAT-JAK. Neonatalkardiomyocitákon végzett szelektív alpha-1-actinin és MitoTrack-red jelölésekkel nyonon követtük a mitokondriális fragmentációt különböző stresszorok (h2o2, NMMG) és hatóanyagok (L2286, BGP15, Olaparib) jelenlétében. Az OPA TG genotípus hatását vizsgáltuk szívelégtelenség kialakulására. Elkészítettük 6 hónapos OPA1 TG és vad típusú egerek baselineechokardiográfiás felvételeit; létrehoztunk egy új szívelégtelenség modellt. Resveratrollal szívelégtelen betegpopuláción végzett humán klinikai vizsgálatból származó vér RNA minták integritás vizsgálatát végeztük el. A kutatócsoport tagjai részt vettek a 2018. második felében megérkezett 6 nagyműszer beszerzésében és beüzemelésében. A projekt számának feltüntetésével 2018. májusáig 40 közlemény (közülük 22 kiemelkedő hatású (Q1 kategóriájú)) jelent meg. A 2018 végéig megjelenő közleményeink száma várhatóan kb. 55 ( közülük kb. 30 Q1 kategóriájú).

Gyógyszerfejlesztés Pécsett és Veszprémben (1. rész)

2017-ben a Pécsi Tudományegyetem és konzorciumi partnere, a Pannon Egyetem GINOP pályázat keretében (GINOP-2.3.2-15-2016-00049) 1,275 Mrd Ft támogatást nyert el gyógyszerfejlesztési céllal. Az 'Új szintetikus kismolekulák tervezése szöveti reprogramozásra' című pályázat során a konzorcium munkájában részt vevő kutatók szívelégtelenségre és gyulladásos betegségekre alkalmazható új, mitokondriális módszer megalapozását tűzték ki célul. A szeptikus sokkra és a fenti betegségek gyógyítására új szintetikus kismolekulákat terveznek és állítanak elő, amelyekkel a betegségek progressziója jó eséllyel lassítható vagy megállítható. A kutatási projekt vezetője Kollár László, a PTE Természettudományi Karának professzora, társ-projektvezetője Sümegi Balázs, a PTE Általános Orvostudományi Karának professzora, a konzorciumi partner munkáját Skodáné Földes Rita, a Pannon Egyetem professzora irányítja. Az elvégzett kutatómunkáról a program vezetői nemcsak a támogató felé tartoznak beszámolási kötelezettséggel, hanem időről időre – a támogatási szerződés előírásaival összhangban, a szélesebb közvélemény tájékoztatására – sajtóközleményekkel is jelentkezniük kell. Jelen közleményben – a kutatómunka összetettsége miatt – csupán az új vegyületek előállítását célzó kémiai vizsgálatokról számolunk be röviden. Az elmúlt időszakban a szintetikus kémiai műhelyekben (a Pannon Egyetem Szerves Kémia Intézeti Tanszékén Skodáné Földes Rita, a PTE ÁOK Szerves és Gyógyszerkémiai Intézetében Kálai Tamás, a PTE TTK Kémiai Intézetében Kollár László vezetésével) folyó kutatásokból, a tervezett szintézisekhez kapcsolódó alapkutatási eredményeinkből számos közleményt jelentettünk meg vezető nemzetközi folyóiratokban. Kísérleteink részben korábbi alapvázak új funkciós csoportjainak kialakítására, másrészt farmakológiai fontosságú alapvázak új szintetikus elképzelések mentén történő felépítésére irányulnak. Ezek közül a legelőrehaladottabb fázisban a nitrogéntartalmú gyűrűs vegyületek (N-heterociklusos származékok), és különösképpen ezek stabilis nitroxidjainak kutatása áll. Utóbbiak nem-vitamin hatású antioxidánsoknak tekinthetők. A célvegyületek egy része megkívánja új, szintetikus megközelítések alkalmazását. A kiváló hozamú szerves kémiai alapreakciók mellett olyan nagy szelektivitású (azaz több lehetséges termék esetén egyetlen termék keletkezését preferáló) homogénkatalitikus reakciók is szerepet kapnak, ahol a reakció 'lelke' (kevésbé fennkölten a reakció végrehajtásának 'eszköze'), az átmenetifémeket tartalmazó ún. komplex vegyület. A tervezett vegyületek között előfordulnak olyanok, amelyek molekulái tükörképi párok formájában léteznek, és e párok eltérő biológiai aktivitással rendelkezhetnek. A modern szintetikus kémia eredményeinek, valamint saját kutatási eredményeink felhasználásával lehetőség nyílik csupán egyik tükörképi forma előállítására. Az előállított vegyületek között találtunk ígéretes hatású, potenciális farmakológiai alkalmazással kecsegtető származékokat. Ezen eredményeinkről szóló rövid közleménnyel várhatóan fél év múlva jelentkezünk.

Összefoglaló a projekt megvalósításának 3. évéről

A kutatócsoport tagjai részt vettek a 2019. második felében megérkezett további nagyműszerek (GC-MS, gázkromatográfok, ionkromatográf) beszerzésében és beüzemelésében. (Ily módon teljessé vált a projekt keretében beszerezni kívánt műszerpark.) A projekt számának feltüntetésével az elmúlt kutatási évben további 24 referált (SCI) közleményünk jelent meg – közülük 14 Q1 (SCIMAGO) kategóriájú. A projekt keretében - a 2020. január végi mérföldkő célkitűzéseivel összhangban - a következő területeken végeztünk kutatásokat az elmúlt esztendőben.

• A korábbi biokémiai vizsgálatokban sikeres származékok szerkezeti analogonjainak szintézise. Folytattuk a liponsavamid-nitroxid konjugátumok, illetve a bioaktív aminok-liponsavamid konjugátumok szintézisét. A biológus/biokémikus partnerrel együtt dolgozva arra jutottunk, hogy a pirrolin nitroxid-konjugátumok bizonyultak hatékonynak, mint új támadáspontú, kettős hatású liponamid reduktáz inhibítorok. A korábbi benzimidazol alapú PARP inhibítorok analógiájára, 1,4-diazin alapú vegyületeket (potenciális PARP inhibítorokat) állítottunk elő. Korábban kurkumin analóg, antiproliferatív 3,5-diarilidénpiperidon származékot szintetizáltunk. Az újabban szintetizált, aromás gyűrűn elektronszívó szubsztituenst tartalmazó származékok bizonyultak a leghatékonyabbnak. A korábban H-2545 névre hallgató, szívizomban akkumulálódó ftálimid alapú kardioprotektív szer analogonjainak előállításába kezdtünk, ahol a savamid funkciókat triazol izosztérekkel kívánjuk kiváltani, azid-acetilén kapcsolási reakció segítségével. A homogénkatalitikus reakciók nagy szelektivitását kihasználva mind a triazol-, mind a benzoxazol- és benzimidazol-vázas vegyületek körében nagy hatékonyságú szintéziseket (kapcsolási és karbonilezési reakciókat) valósítottunk meg

• Hordozóra rögzített katalizátorok kifejlesztése és ionfolyadék/szerves oldószer kétfázisú rendszerek alkalmazása oxidációs reakciókhoz. Ez elsősorban a Pannon Egyetem kutatóinak (konzorciumi partner) kutatási területe. Az ismert termékek környezetbarát módszerekkel végzett szintézise során alternatív oldószerek (ionfolyadékok, gamma-valerolakton) tesztelésével foglalkoztunk.

• Mfn1, Mfn2, rekombináns fehérjék előállítása. GTPáz aktivitásának aktiválása/gátlása kismolekulákkal. Az Mfn1 és Mfn2 rekombináns fehérjék előállítására prokarióta expressziós vektorba rekombináns technikával beillesztettük a fehérjéket kódoló DNS szekvenciákat a glutation S-transzferáz (GST) szerkezeti gén szekvenciája elé. A kompetens sejtekbe ranszformált vector így Mfn1-GST, illetve Mfn2-GST fúziós fehérjét fejezett ki, amelyeket GST affinitáskromatográfiás oszlopon tisztítottunk. A rekombináns Mfn1, illetve Mfn2 fehérjéket a GST-ről trombinnal hasítottuk le. Az eluátumot dializáltuk, majd fagyasztva szárítással a vizet eltávolítottuk. Az így kinyert rekombináns fehérjék GTPáz aktivitását meghatároztuk, és azt az irodalmi értékekkel összevethetőnek találtuk. A fehérjék GTPáz aktivitását befolyásoló kismolekulák tesztelése jelenleg folyik.

• Az Opa1 GTPáz szerepének vizsgálata a kriszta struktúra fenntartásában, illetve a mtDNA bioszintézisére A mtDNS bioszintézisét finoman reguláló eljárást egyelőre nem sikerült találnunk. A vizsgált vegyületek vagy teljesen megállították, vagy egyáltalán nem befolyásolták a mtDNS bioszintézisét. A használt referencia vegyületek tanulmányozása kapcsán azt találtuk, hogy a vinpocetine részlegesen gátolta a mitokondriumokból történő kalcium kiáramlást, valamint a szétkapcsoló szerrel kiváltott respirációt. A vegyület ugyancsak csökkentette a kalcium kiváltotta mitokondriális kálcium kiáramlást, valamint a kálcium indukálta mitokondriális duzzadást. Csökkentette továbbá a mitokondriális ATP szintézis sebességét, miközben növelte az ATPáz aktivitást. A mitokondriális reaktív oxidative spécieszek képződését a vinpocetine minden vizsgált esetben gátolta. A mtDNS téma egy másik aspektusaként, irodalmi adatok alapján felmerült, hogy a steril szeptikus sokkban a mitokondriumból esetlegesen kijutó mtDNS megváltoztathatja a génkifejeződést. Első lépésben azt vizsgáltuk, hogy jut-e ki ilyen körülmények között mtDNS a mitokondriumból.

• PARP-gátlók és mPT inhibitorok hatása Crohn-betegség modellre és ulceratív kólitisz modellre. PARP gátlók in vitro Chron-betegség és ulceratív kólitisz medelljeiben történő tanulmányozása során azt tapasztaltuk, hogy a határréteg integritása, ezáltal barrier funkciója jelentősen javult, csökkent a sejthalál, és mérséklődött a mitokondriális funkció károsodása. Egér-modelljeinkben a PARP gátlás csökkentette a kísérletes kólitisz súlyos tüneteit és az állatok súlyvesztése is mérséklődött.

• Az mPT gátlók szerepének vizsgálata steril szeptikus sokkban és gyulladásos reprogramozásban. Az mPT mint potenciális terápiás célpont meglehetősen összetett volta miatt számos előkísérletet kellett elvégeznünk. Ennek jegyében steril szeptikus sokk és autoimmun betegségek állatmodelljeiben vizsgáltuk a betegség indukálta génexpressziós profilt, beleértve az epigenetikai változásokat új generációs szekvenálás (NGS) módszerével. A kontroll és beteg állatokból származó RNS és DNS metilációs „nyers” NGS adatok a bioinformatika feldolgozás fázisában vannak. Az adatok feldolgozásának korai fázisában az már látható, hogy számos mitokondriális fehérjét kódoló gén kifejeződése változott meg, ami részben összefügg a promoterek DNS metilációs státuszának változásával. Az előkísérletek eredményeinek verifikációja folyamatban van. Az ismert mPT gátlószerek vizsgálatát, az általunk azonosított új terápiás célpontok egyértelmű azonosítása után kívánjuk elvégezni.

Sajtóközlemény
Gyógyszerfejlesztés Pécsett és Veszprémben (2. rész): stabilis nitroxid szabadgyökös irányvonal

A Pécsi Tudományegyetem a GINOP - 2.3.2-15 - Stratégiai K+F műhelyek kiválósága című konstrukció keretében több, mint 1 277 milliárd Ft európai uniós támogatást nyert el. A GINOP-2.3.2-15-2016-00049 pályázathoz kapcsolódva szeptikus sokkra, keringési rendszerre, gyulladásos folyamatokra ható kismolekulák módosítását tűztük ki célul. A stabilis nitroxid szabad gyökökkel módosított gyógyszermolekulák „hibrid molekulák” kettős hatással, azaz kettős vagy több támadásponttal rendelkeznek a reaktív szabad gyökök által serkentett patológiás folyamatok visszaszorításában, gátlásban. Ez az elgondolás jól illeszkedik az új gyógyszerkutatási irányzatokba. A szabad gyökök olyan, párosítatlan elektront tartalmazó atomok vagy atomcsoportok, amelyek más molekulákkal vagy atomokkal kölcsönhatásba lépve új kémiai kötést alakítanak ki. Talán ez a fokozott reaktivitás az oka annak a múlt század végéig elfogadott nézetnek, hogy a szabad gyökök mérgező, káros anyagok. Az 1980-as években vált elfogadottá, hogy szabad gyökök nélkül nem lenne élet és a szabad gyököknek rendkívül fontos szerepe van a különböző élettani folyamatokban is. Példaként a nitrogénmonoxidot vagy az oxigén természetes átalakulása (vízzé történő redukciója) során képződő hidroxil és szuperoxid gyököket említhetjük. A nitrogénmonoxidot az érfal sejtjei termelik, míg a szuperoxid gyök pl. a falósejtekben található meg és fontos szerepe van a kórokozók elpusztításában. Ugyanakkor a szabad gyököknek két arca van, a bennünk képződő szabad gyököket az antioxidáns élelmiszerek, vitaminok és az enzimjeink tartják kordában. Ha ez a természetes egyensúly megbillen (pl. öregedés, krónikus betegségek), akkor a reaktív szabad gyökök rendkívül sok kárt tehetnek a sejtjeinket felépítő fehérjékben, az örökítő anyagban (DNS-ben) és a sejthártyákat felépítő alkotókban. A fentiekben emlegetett gyökök rövid élettartamúak, a másodperc ezred vagy milliomod részéig léteznek, azonban vannak stabilis szabad gyökök is, amelyek napokig, évekig, vagy évtizedekig is stabilisak maradnak. Általában ezek olyan szerves vegyületek, ahol a párosítatlan elektront a molekula szerkezeti elemei képesek stabilizálni. Az ilyen típusú stabilis gyökök közé sorolhatók a stabilis nitroxid szabad gyökök, amelynek kutatása az 1970-es években kezdődött az akkori POTE-n. A stabilis nitroxid szabad gyököket vagy azok elővegyületeit számtalan területen alkalmazzák, pl. biofizikai kutatásokban, műanyagiparban, takarmányok tartósítására (pl. avasodás megakadályozására), kontraszt- anyagként diagnosztikai vizsgálatokban vagy éppen szerves alapú ferromágnesek készítésére is. A POTE-n, majd a PTE-n működő kutatócsoport azt tűzte ki célul, hogy a nem-vitaminhatású, antioxidáns stabilis nitroxid szabad gyököket a gyógyításban már bevált gyógyszermolekulákkal vagy új fejlesztésű molekulákkal kombinálja. Ennek az az értelme, hogy a stabilis nitroxid szabad gyökök vagy elővegyületeik képesek semlegesíteni az előzőekben említett rövid élet idejű, káros szabad gyököket, mintegy kibővítve az eredeti gyógyszermolekula terápiás profilját, azaz kettős hatású hibrid hatóanyagokat sikerült előállítani. Ennek az ötletnek a létjogosultságát számos hazai és külföldi kutatócsoporttal együttműködésben megvalósult szabadalmakban, közleményekben vagy éppen doktori (PhD) értekezések formájában megtestesült eredmények igazolták. A GINOP-2.3.2-15-2016-00049 pályázathoz kapcsolódva szeptikus sokkra, keringési rendszerre, gyulladásos folyamatokra ható kismolekulák módosítását tűztük ki célul, melynek keretében olyan molekula könyvtárakat kívánunk előállítani és optimalizálni további gyógyszerfejlesztésre, amelyekben a stabilis nitroxid szabad gyökök különböző szerkezeti elemeket hordoznak. Részben az eddig felgyűlt tapasztalat, részben a számításos módszerrel megtervezett molekulák szintéziséhez nagy szelektivitású és lehetőség szerint jó hozamú reakciókat kell alkalmaznunk. A munkamódszer fontos követelménye, hogy kellően tiszta és viszonylag nagy mennyiségű vegyületet állítsunk elő a biológiai vizsgálatok céljából. A kutatómunka jelenlegi állása szerint sikerült új PARP-gátló-nitroxid és liponsavamid-nitroxid hibrid molekulákat szintetizálnunk és vizsgálnunk, melyek között találtunk ígéretes hatású származékokat is. Vizsgálatainkat más hatásterületre is megpróbáljuk kiterjeszteni, az erről szóló rövid közleménnyel várhatóan fél év múlva jelentkezünk.

Sajtóközlemény
Gyógyszerfejlesztés Pécsett és Veszprémben (3. rész): a terápiás célpontválasztás fontossága 

A jelen pályázatban kifejlesztésre kerülő új gyógyszermolekulák a sejtek energiatermelő alegységét, a mitokondriumokat célozzák. A mitokondriumok védelme rendkívül fontos minden olyan betegségben, ahol a sejtet egy rövidebb ideig tartó rendkívül nagy (akut), vagy hosszú távú, évekig tartó alacsonyabb intenzitású (krónikus) károsodás éri. Ezen károsodások közül az akutra a szeptikus sokk, a krónikusra pedig a szívelégtelenség egy jól ismert példa. Mindkét betegség magas halálozással jár, a szívelégtelenség emellett egy népbetegség is, amely az utóbbi években egyre gyakoribbá vált. A szeptikus sokk esetén pedig az intenzív osztályra kerültek esetében kiemelkedően magas (30-40%-os) halálozás a jellemző. Éppen ezért rendkívül fontos e két kórkép esetén új, a korábbinál hatékonyabb terápiás lehetőségek keresése. Mindkét kórkép kialakulásában központi szerepet játszik a mitokondriumok károsodása, melynek következtében a sejtek funkciójának és struktúrájának fenntartásához szükséges energiatermelés jelentősen csökken, ráadásul a károsodott mitokondriumok a legfontosabb szabadgyök forrássá válnak. A szabad gyökök olyan atomok vagy molekulák, amelyek más vegyületekkel kölcsönhatásba lépve károsítják azokat. Károsítják a fehérjéket, a lipideket és a sejt örökítőanyagát (DNS) is. A mitokondriumok és ezáltal a sejt egészének védelme ezen igen rövid életidejű molekulák okozta károsodással szemben leghatékonyabban a mitokondriumban felhalmozódó gyógyszermolekulákkal lehetséges. A szabad gyökös károsodás elleni védelem két alapvető lehetősége ezen molekulák elkapása, eltakarítása („scavenging”), illetve az általuk okozott másodlagos káros következmények megakadályozása. A szabad gyökök csapdázásában bizonyos olyan speciális stabil szabad gyökök is alkalmazhatóak, amelyek a párosítatlan elektront a molekula szerkezeti elemeivel stabilizálják. Ilyen vegyületek többek között a nitroxid szabad gyököket tartalmazó heteroaromás származékok. A szabad gyökös károsodások másodlagos következményeinek kivédésére, így például a sejt energia tartalékainak (ATP, NADH) csökkentésével szemben az úgynevezett PARP-gátló molekulák - számos korábbi munkánk alapján - hatékonynak bizonyultak. Ezen molekulák hatékonyan csökkentik a sejtkárosodás mértékét mind kísérletes szívelégtelenség, mind szepszis modellekben. A PTE-n működő kutatócsoportunk azt tűzte ki célul, hogy az antioxidáns stabil nitroxid szabad gyököket ezen PARP-gátlókkal, illetve egyéb, a gyógyításban már bevált gyógyszermolekulákkal kombinálja. Ennek az az értelme, hogy a stabil nitroxid szabad gyökök vagy elővegyületeik képesek semlegesíteni az előzőekben említett rövid élet idejű, káros szabad gyököket, emelve a kiinduló molekula hatékonyságát, vagy kibővítve annak terápiás profilját. Ezen „hibrid molekulák” kettős támadásponttal rendelkezve a kiindulási molekulákhoz képest hatékonyabbak lehetnek a reaktív szabad gyökök által serkentett patológiás folyamatok visszaszorításában, gátlásban. Ez az elgondolás jól illeszkedik az új gyógyszerkutatási irányzatokhoz, elég itt a szívelégtelenség kezelés során újonnan bevezetett új, kettős hatású molekulára, az „ARNI”-ra gondolni. A projekt során kifejlesztett vegyületek vizsgálatát is megkezdtük már a PTE I. sz. Belgyógyászati Klinika Kísérletes Kardiológiai Kutatólaborjában, illetve a Biokémiai és Orvosi Kémiai Intézetben. A sejtkultúrás vizsgálatokat követően az ígéretes molekulák komplexebb modellekben (szervperfúzió, krónikus élőállatmodellek) is vizsgálatra kerülnek.

Lezárult a pécsi tudományegyetem vezetésével zajlott gyógyszerfejlesztési projekt
A mitokondrium károsodása az eredeti okoktól függetlenül beindíthat egy olyan folyamatot, mely a sejt elpusztulásához és a beteg halálához vezet. Kollár László professzor, a projekt szakmai vezetője elmondta: „Mivel jelenleg kevés gyógyszer áll rendelkezésre a mitokondriális betegségek gyógyítására, a molekuláris célpontok molekuláris biológia, genomika segítségével történő azonosítása után a szintetikus kémia nagyhatékonyságú eszközeinek felhasználásával új vegyületek születtek a kutatás eredményeként. A hosszú távú cél a legígéretesebb származékok preklinikai és humán klinikai vizsgálata. Az eddig elért eredmények alapján komoly esély mutatkozik arra, hogy az új származékok, valamint a természetes vegyületek széleskörű vizsgálatát követően olyan gyógyszerek fejlesztésre kerülhessen sor, melyek hatékonynak bizonyulnak az említett halálos betegségek ellen.” – hangsúlyozta a professzor. A kutatások eredményeként bővültek a szerves szintetikus reakciókra, valamint a mitokondriális támadáspontú betegségekre vonatkozó ismeretek, amelynek tudományos értéke elsősorban a született publikációk alapján mérhető. Emellett a kutatási tevékenység hozzájárult a tudományos utánpótlás neveléséhez, mivel lehetőséget biztosítottak számos PhD hallgató számára, hogy szakmailag fejlődjenek, és a fokozatukat megszerezzék. Ugyanakkor, a kutatási eredmények társadalmi hatása is jelentős lehet, hiszen nagy halálozási arányú, jelenleg gyakran gyógyíthatatlan betegségekre kerültek új célpontok azonosításra, kezdődtek meg új vegyület-családok kifejlesztése. Ez nemcsak az egészségbiztosítási rendszer anyagi terheinek csökkentése, vagy a munkaképesség megőrzése révén jelent hasznot a közösség számára, de jobb életminőség, illetve megmentett életek formájában pénzben nem kifejezhető eredményekkel is jár.