Vérminták tesztelése lézerrel

Biológiai minták változásait észlelő új vizsgálati módszerről adott hírt a Nature. A cikk szerzői között van Krausz Ferenc, a németországi Garchingban található Max Planck Kvantumoptikai Intézet vezetője és a Müncheni Tudományegyetem professzora mellett a budapesti Molekuláris-ujjlenyomat Kutató Közhasznú Nonprofit Kft. munkatársa, Mihaela Žigman.

Nagy érzékenységgel mérhetők a sejtek, vékony szövetek összetétele, azok változásai Forrás: MUK

Két évtizede kutatja az ultrarövid impulzusú lézertechnológia felhasználási lehetőségeit Krausz Ferenc. A fizikus az elmúlt időszakban olyan új lézerforrásokat és mérési technikákat fejlesztett ki társaival, amelyek lehetővé teszik a molekuláris ujjlenyomat felismerését. A kifejezés nem nyomozásra utal, hanem arra a tudományos feltételezésre, amely szerint az emberi vér molekuláris összetétele az ember egyedi, nemre, egészségi állapotra jellemző képét mutatja. A világ vezető tudományos lapjában, a Nature-ben megjelent tanulmány szerzői ugyancsak lézer segítségével vizsgáltak nagyon kis koncentrációban jelen lévő molekulákat, molekularendszereket. Állításuk szerint módszerükkel nagy érzékenységgel mérhetők biológiai minták, például folyadékok, sejtek, vékony szöveti metszetek molekuláris összetételének elváltozásai. Egyszerűnek hangzik, miközben olyan apróságnak tűnő problémára kellett megoldást találni, hogy a besugárzott jelnél milliószorosan gyengébb a vizsgált minta által kisugárzott jel.

– Kutatócsoportok évtizedek óta próbálják világszerte infravörös fénnyel bio­lógia rendszerek molekuláris összetételét, illetve annak elváltozásait detektálni, az ebből nyert információt betegségek (lehetőség szerint korai) észlelésére felhasználni. Számos biztató kísérlet ellenére a mai napig nem sikerült áttörést elérni. Ennek legfőbb oka, hogy a hagyományos fényforrásokkal gerjesztett molekulák által kisugárzott jelek gyengék és nehezen választhatók el különféle zajforrásoktól. Ezzel kapcsolatosan jött az ötlet, hogy rövid lézervillanásokkal történő gerjesztés, illetve a molekuláris jelek mérése jelentősen növelheti a módszer érzékenységét. Ezt a feltételezést sikerült a közelmúltban kísérletekkel bizonyítani – tájékoztatott Krausz Ferenc.

A módszer alapjául szolgáló lézer, illetve lézeres méréstechnika kifejlesztése hat éve kezdődött, a fent említett kísérletek pedig 2018–2019-ben zajlottak. Ezek eredményei rendkívül biztatók, számos orvosi és biológiai alkalmazás lehetőségét vetítik előre. A budapesti Molekuláris-ujjlenyomat Kutató Közhasznú Nonprofit Kft. (a kft. mind­össze jogi forma, valójában az alapkutatás és az alkalmazott kutatás határmezsgyéjén működő intézményről, nem pedig üzleti cégről van szó) azzal az elsődleges céllal jött létre, hogy az új eljárás folyadékbiopszián alapuló diagnosztikai alkalmazási lehetőségeit felkutassa.

Nagy érzékenységgel mérhetők a sejtek, vékony szövetek összetétele, azok változásai
Fotó: MUK

A vérben lévő több tízezernyi különféle molekula döntő része (kis ingadozási tartományon belül) meghatározott koncentrációban van jelen az egészségesen működő szervezetben. Ezen molekuláris összetétel jelentős változása kialakulófélben lévő betegség következménye vagy előjele. – Módszerünk ezt az elváltozást detektálja minden eddiginél érzékenyebben, költségkímélőbben és megbízhatóbban. Víziónk, hogy egy napon minden embernek évente legalább egyszer megmérjük a véralapú molekuláris ujjlenyomatát. Ennek nyomon követése lehetővé teheti súlyos betegségek olyan korai stádiumban való felismerését, amikor még jó eséllyel gyógyíthatók vagy legalábbis súlyosbodásuk megállítható – reméli Krausz Ferenc. Ahhoz, hogy az elképzelés valóra válhasson, hogy a módszer egyre hatékonyabb és érzékenyebb legyen, sok tízezernyi vérminta tesztjére lesz szükség. Az erre vonatkozó klinikai kutatási programot hamarosan közzéteszik weboldalukon (mukkozpont.hu).

– Nem egyetlen molekula, hanem molekularendszerek meghatározására lehet alkalmas ez a vizsgálati módszer. Egyes vegyületek szerkezete, egymáshoz viszonyított aránya ugyanis eltér normál, illetve kóros körülmények között. A változás mértékéről a szakembernek hasznos következtetések vonhatók le – tájékoztatott Bódis József orvosprofesszor, államtitkár, a Pécsi Tudományegyetem korábbi rektora.

A szülész-nőgyógyász a szakterületén is hasznosíthatónak tartja a lézeres molekulameghatározást. Pécsen egy évtizede kutatják a mesterséges megtermékenyítéssel létrejött embriókat körülvevő tápoldatban található molekulákat. Elképzelhető, hogy Krausz Ferenc új módszerével minden korábbinál pontosabban meghatározhatják az ott található vegyületek mennyiségét, egymáshoz viszonyított arányát. Ezen információk elemzéséből kiderülhet, hogy melyik molekularendszerben fejlődő embrió beültetése vezet a legnagyobb eséllyel sikeres terhességhez.