– A pályázat fő célkitűzése egy új, technikai áttörést jelentő orvostechnikai eszköz és a csatlakozó diagnosztikai módszer kialakítása, fejlesztése, amellyel valós időben, nem invazív módon követhető a (gasztrointesztinális; GI – gyomor és bél) keringésben bekövetkező kóros változások folyamata, ezáltal megkönnyítve a korai diagnosztikát és segítve a megfelelően célzott, időbeli terápia megkezdését – fogalmazott Prof. Dr. Boros Mihály. A Szegedi Tudományegyetem Sebészeti Műtéttani Intézet intézetvezetőjétől, az Interdiszciplináris Kutatásfejlesztési és Innovációs Kiválósági Központ kutatójától megtudtuk: az SZTE-n több mint 25 éve foglalkoznak a metán különleges tulajdonságaival. Ez a rendkívül ősi molekula már az oxigén megjelenése előtt is jelen volt a Földön, az összes olyan evolúciós döntés, amely az egykori sejtben lejátszódott, a metán jelenlétében történt, oxigénhiányos légkörben. A kutatók feltételezték, hogy a metán képes „féken tartani” azokat a folyamatokat, amelyek oxigén jelenlétében túlzott égési reakciókat indítanának el a sejtekben.

A HU-rizont program támogatásával megvalósuló kutatás kapcsán Boros professzor rávilágított arra, hogy a szervezetben bekövetkező gyulladásos folyamatok oxigén és metán jelenlétében zajlanak. Míg az oxigén a gyulladást serkenti, a metán a csökkentésében játszik szerepet.

Ha a gyulladást csökkenteni lehet metán bevitellel, kíváncsiak voltak arra, mit lehet tenni, ha elkezdik emelni a metán szintjét addig, amíg teljesen biztonságos. Olyan modellekben, ahol a gyulladást egyértelműen mérni lehetett, metán hozzáadásával gyulladáscsökkenést tapasztaltak. Ez a felismerés különösen olyan kórképekben lehet fontos a gyógyulás szempontjából, mint a szepszis vagy a szervtranszplantációk során fellépő steril gyulladás.

A HU-rizont projektben neves partnerintézetekkel dolgoznak együtt a szegedi egyetem kutatói. A Heidelbergi Egyetem kutatócsoportja Frank Kepler vezetésével a szegediekkel párhuzamosan, de más irányból megközelítve a témát azt fedezte fel, hogy a metán, mint molekula nemcsak baktériumok és a szervetlen működés kapcsán képződik - például a vulkánok működése során - hanem az emberi, állati szervezetben és a növényekben is. A szabadgyökök által képzett metán mechanizmusát a Nature Magazinban és más magas rangú szaklapokban publikálták. Ez a felfedezés, vagyis hogy minden élőlény termel metánt, teljesen átformálta a kutatási terület hátterét.

A kérdés már csak az volt, hogy mennyi metán termelődik és hogy ezt hogyan lehet mérni? Tekintve, hogy nagyon kicsi mennyiségről van szó, a feladat nehéznek bizonyult. A megoldást a Bozóki Zoltán professzor és munkacsoportja által fejlesztett és működtetett fotoakusztikus lézer dióda rendszer jelentette, amely képes pontosan detektálni a metánt biológiai körülmények között is.

Szegedi kutatók metánnal kapcsolatos felfedezései, galéria

A tudományág fejlődésével a kutatóknak a metán biológiai termelődésének mérőrendszerét is ki kell dolgozniuk, amely lehetővé teszi a folyamat dinamikájának és kiindulópontjának pontos meghatározását. Ezen felül azt a kérdést is tisztázniuk kell, hogy a nitrogén gáz jelenléte hogyan függ össze a metán és a szén-dioxid jelenlétével.

A kutatás ugyanis egy szélesebb kontextusba is illeszkedik. Az utóbbi évtizedekben nagyon sok gázról kiderül, hogy hasznosítja a szervezet, amelyről korábban azt gondolták, hogy hulladék, vagy nem történik vele semmi az élő szervezetben. Ilyen a nitrogén-dioxid, a szén-monoxid vagy a kén-hidrogén is, amelyek esetében bebizonyosodott, hogy nem pusztán „felesleges” gáz, hanem az élő szervezet fontos szabályozó molekulája.

A bécsi Ludwig Boltzmann Intézet professzora a nitrogénvegyületek diagnosztikai vizsgálatain keresztül kapcsolódott a szegedi kutatáshoz, különösen a gasztrointesztinális, vagyis a gyomor- és bélrendszeri keringési zavarok területén. Gyakori probléma, hogy azért csökken le a bél keringése, mert az egész szervezet keringése megváltozik például egy gyulladás kapcsán. Ilyen esetekben ha átjárhatóvá válik a bél felülete akkor az ott található baktériumok nagy része átjut a szervezet más részeibe is és ott gyulladásos reakciót fog kiváltani. Tehát a nyálkahártya védelme elsőrangú diagnosztikai és terápiás feladat.

Az említett területet nagyon nehéz vizsgálni. Betegágy melletti lehetőségek egyelőre nem léteznek, ezért a kutatók ötlete nyomán fejlesztették ki azt a speciális műszert, amely a metán, a szén-dioxid, és a dinitrogén-oxid változását folyamatosan méri olyan állapotokban, amelyek esetleg befolyásolják a bél nyárkahártya keringését. A fotoakusztikus spektofotometriai műszert sertéseken tesztelik.

A módszer kifejezetten alkalmas lehet meglévő, vagy újonnan fejlesztett gyógyszerek GI keringésre gyakorolt hatásainak és esetleges mellékhatásainak feltérképezésére, felmérésére, kimutatására és további következmények vizsgálatára is. A tervben szereplő eredmények komoly lehetőségeket jelentenek új hatóanyagok kifejlesztésére, ami további tudományos és piaci értéket hordozhat a kutatásban résztvevők számára.

Fotó és szöveg: Bobkó Anna