Fémvegyületek a gyógyulásért

A fémvegyületek kémiai sajátságait és biológiai szerepét több tudományág szemszögéből is tanulmányozzák a Szegedi Tudományegyetem kutatói. A daganatos betegségek, továbbá az idős kori elbutulással járó biológiai leépülés, illetve a genetikai rendellenességek gyógyításában a fémionok alkalmazásának hatásosságát javítja, módszereit fejleszti az SZTE által irányított projekt, amelyet a Széchenyi 2020 program több mint 878 millió 900 ezer forinttal támogat. 

Vegyészek, biológusok, gyógyszerészek és kutatóorvosok a Szegedi Tudományegyetemen olyan interdiszciplináris műhelyt alakítanak ki, ahol a daganatos betegségek, az Alzheimer-kór és a genetikai rendellenességek kezelésben a fémionok és fémkomplexek szerepére fókuszálnak. A GINOP - 2.3.2-15-2016-00038 számú „Intelligens fémvegyületek” című projektbe 7 SZTE és SZTE-MTA kutatócsoport kapcsolódik be. A mintegy 30 kutató együttműködésében rejlő lehetőségeket kiaknázó projekt célja, hogy egyrészt fémiont tartalmazó gyógyhatású vegyületeket fejlesszenek, másrészt az emberi szervezet fémion háztartásával, és annak felborulásával kapcsolatos vizsgálatokat végezzenek. A felfedező kutatás stádiumában lévő program része a gyógyszerjelölt molekulák hatékonyabb célba juttatása, a klinikumban még nem alkalmazott új módszerek kidolgozása is.

A rákos betegségek kezelésére néhány fémion – például a platina, a ruténium, a ródium, a gallium, a réz – jól alkalmazható. Ezek közül például a platina, már harminc éve használatos a gyógyításban. Ezek a fémionok azzal képesek a tumoros betegséget gyógyítani, hogy a rákos sejtek szaporodását gátolják, ám veszélyeztetik az ép szöveteket is. E negatív hatásokat – például a kemoterápiát kísérő rossz közérzetet, hajhullást – úgy szeretnék mérsékelni a szegedi egyetem kutatói, hogy fémionok vegyületeit állítják elő. A fémion hasznos hatását mintegy „becsomagolják” azzal, hogy szerves vegyületekhez kapcsolják. E szerves vegyületek önmagukban is lehetnek rákellenesek, és e gyógyhatásukra „ráerősít” a hozzájuk kapcsolt fémion.

A fémionok káros mellékhatása azzal is csökkenthető, ha a gyógyszerjelölt fémvegyületeket sikerülne csakis a rákos szövetekbe juttatni. A rákos szövetek speciális tulajdonságait kihasználva – többek között – azt tervezik, hogy a majdani gyógyszernek olyan változatát juttatják be a szervezetbe, amely nem károsítja az ép sejteket, ám ez az anyag az oxigénhiányos rákos sejtek környezetében átalakulna, és abból felszabadulna a valódi, a sejtburjánzást gátló gyógyszer.

Betegséghez vezethet, ha az élő szervezet számára létfontosságú, tíznél is több fémionnak a különböző sejteken, szöveteken belül szabályozott koncentrációja felborul. Ez, vagyis a fémionok homeosztázisának felborulása jellemzi az Alzheimer-kórban szenvedőket. Az Alzheimer-kóros betegek agyszövetében megjelenő fémiont, többek között a rezet nagy koncentrációban tartalmazó amyloid plakkokat vizsgálják. Ha ezek a fehérjékből álló plakkok sok rezet tartalmaznak, a réz káros hatása érvényesül, az agy oxidatív stressznek van kitéve, azaz a fémion segítségével reaktív oxigén részecskék képződnek, amelyek visszafordíthatatlan agykárosodást okoznak. Az eredeti fémion háztartás visszaállítása az SZTE kutatóinak célja: e plakkokból a fölösleges rezet visszajuttatnák a sejtekbe, hogy helyreálljon az eredeti egyensúly. Ez a módszer új lehetőséget jelentene az Alzheimer-kór kezelésében.

A fémionok szöveteken belüli mennyiségének a követésére alkalmas vegyületek köre ismert a kutatók körében, de a szegediek a jelenlegieknél jobb jelző molekulákat szeretnék kifejleszteni.

A Duchenne-szindróma, a gyermekkori izomelhalás kapcsán további genetikai eredetű betegségek gyógyításának az eszközét is keresik az SZTE kutatói. Azt tervezik, hogy a szervezet saját védekezési mechanizmusának figyelmét valamiféle „felkiáltójellel” a DNS-hibára irányítják, így rákényszerítik a javító mechanizmus beindítását. Egy fémtartalmú enzim az, amely elhasítja ezt a DNS-t. E nukleázok közül Szegeden a cinktartalmú enzimet építik tovább úgy, hogy az rendkívül szelektív módon legyen képes a DNS-láncra hatni, vagyis az egyetlen hibás ponthoz tegyen „felkiáltójelet”. Ebben a komplex és többlépcsős szabályozásban szerepet kapnak a fémionok, de e módszert még nem alkalmazzák a klinikumban.

Ezek az innovatív megoldások új lehetőségeket tárhatnak fel a gyógyszerjelölt fémvegyületek kifejlesztésében. A projekt újdonsága az is, hogy összetett módon vizsgálja a gyógyszerjelölt kismolekulák biológiai rendszerekkel való kölcsönhatását, s ezzel a hatékonyabb racionális gyógyszerfejlesztést segíti. A GINOP - 2.3.2-15-2016-00038 számú „Intelligens fémvegyületek” című projektet a Széchenyi 2020 program közel 878 millió 900 ezer forinttal segíti. A támogatási összeg három, közel azonos nagyságú része műszerekre, vegyszerekre és a humánerőforrásokra költhető. A kutatók a következő 7 évben 80 kiemelkedő jelentőségű publikációban ismertetik eredményeiket, de új szabadalmak születésében is bíznak. A programon dolgozó nagyszámú PhD-hallgató, posztdoktor és kutató révén új tudásbázis erősödik meg a Szegedi Tudományegyetemen.