Farmako-metabolomika

A Semmelweis Egyetem Gyógyszerészi Kémiai Intézetében található az ország első, máig legnagyobb (600 MHz; 15 Tesla) mágneses magrezonancia spektrométere (NMR, nuclear magnetic resonance). Bohus Eszter, aki Noszál Béla, a Gyógyszerésztudományi Kar dékánja kutatócsoportjának a tagja, Falus András genomikai előadássorozatában számolt be a metabolomika (avagy metabonomika) nevű új tudományágról, illetve ennek eszközeiről: az NMR spektroszkópia és a tömegspektroszkópia (MS, mass spectrometry) felhasználásáról az in vitro molekulaszerkezet-meghatározásban, a gyógyszermolekulák fizikai-kémiai jellemzőinek meghatározásában, illetve a biológiai eredetű, ex vivo folyadékok analízise során. Ez a két eszköz a kémia számára olyan informatív, mint a biológus számára a mikroszkóp – mondta el Bohus Eszter.
Az orvoslás területén alkalmazott rendszerbiológia célja az egyénre szabott terápia kidolgozása és a népbetegségek megelőzési és kezelési lehetőségeinek feltárása. Jelenleg a különböző omikák összekapcsolása zajlik, ennek során a DNS, az arról átírásra kerülő fehérjék, és a szervezet folyadéktereiben jelenlévő kismolekulájú anyagok (ez utóbbiak összességét nevezzük metabolomnak) közötti összefüggések feltárása a cél.
Az angolszász terminológia szerinti metabolitok lehetnek kiindulási, intermedier (köztes) vagy végtermékek egyaránt, általában tíz szénatomosnál kisebb molekulák, például aminosavak, nukleinsavak, egyszerű cukrok – határozta meg a metabolomika tárgyát Bohus Eszter. A nagy áteresztőképességű (high throughput) módszerrel megállapítható a vizsgálati folyadékban vagy sejtben lévő metabolitok koncentrációja, és megtalálható, melyik 10–15 konkrét molekula lehet fontos az adott vizsgálat, például gyógyszertoxicitási kísérlet szempontjából, és a metabolitok időbeli fluktuációja is mérhető, megtudható, melyek koncentrációja változott együtt, azaz melyek tartoznak közös biokémiai vagy patológiai folyamathoz. Az is elképzelhető, hogy egy metabolomikai vizsgálat önmagában nem ad eredményt, de ötletet ad arra, milyen molekulát érdemes vizsgálni, esetleg új hipotézist generál.
Az NMR használatának a kezdete a metabolitok mennyiségi és minőségi analízisében az 1980-as évekre nyúlik vissza, jelenleg százon felül van az ilyen témájú publikációk száma. A metabolomics, illetve metabonomics szó 1999-ben jelent meg először, az érdeklődőknek érdemes mindkét kifejezésre rákeresni a neten. A kifejezés a rendszerbiológiai szemléletű kismolekula-mérést jelenti, amelynek során egységben kezelhető a vizsgálati anyag, nem csak egy pár molekula koncentrációjának változásáról lehet beszámolni, hanem az is megmondható, mi nem változott; néhány száz, illetve több ezer metabolit sorsa is nyomon követhető. A matematikailag nagyon zajos eredményekből speciális szoftverek segítségével végzik az adatbányászatot.
A metabolomika felhasználása a gyógyszerkutatásban forradalmi eredményeket hozhat, felgyorsíthatja, hatékonyabbá és olcsóbbá teheti az új gyógyszerek kifejlesztésének folyamatát. Az eddigi legjelentősebb ilyen vizsgálatsorozatot 2001 és 2003 között végezték (COMET, Consortium for Metabonomic Toxicology, az Imperial College és 6 nagy gyógyszergyár vállalkozása). Az eredmény: a korábbiaknál jóval pontosabb állatkísérletes modellrendszer létrehozása, az állatkísérletes eredmények emberre való extrapolálásának pontosabb keretrendszere, a toxinok hatásmechanizmusának megismerése és olyan mennyiségű adat létrehozása, amelyből évi 40–45 publikáció születik azóta is. 
A metabonomika a betegségek diagnosztikáját is forradalmasíthatja, nemcsak vér- és vizeletminta, de agy-gerincvelői folyadék, ízületi folyadék, hemodializátum, szemcsarnokvíz is vizsgálható általa, és egy-egy betegség kimutathatóvá válhat jóval a klinikai tünetek megjelenése előtt – zárta előadását Bohus Eszter.

Kazai Anita