Gózon Ákos írása a Mandiner hetilapban.

Az orvosi kutatásokban a hagyományos, kétdimenziós sejttenyészeteket felváltani hivatott háromdimenziós szövet- és szervmodelleket évek óta nagy szakmai érdeklődés övezi. E térbeli modellek ugyanis jobban tükrözik az élő szervezetben lejátszódó valós viszonyokat, a sejtek közötti kölcsönhatásokat és a mikrokörnyezeti hatások jelentőségét, mint a síkbeli eljárás. Pontosabban lehet általuk vizsgálni élettani vagy kórélettani folyamatokat. Az Eötvös Loránd Kutatási Hálózat Szegedi Biológiai Kutatóközpont Horváth Péter vezette Biomag kutatócsoportja is tagja annak a nemzetközi konzorciumnak, amelynek a munkája elősegíti az ilyen modellrendszerekre épülő, úgynevezett szferoidalapú kutatásokat. Eredményükről a Nature Methods folyóirat közölt tanulmányt.

A szferoidmodell olyan három­dimenziós sejtkultúrát jelent, amelyben a sejtek összetapadva gömbszerű szerkezetbe rendeződnek – ismerteti Diósdi Ákos, a kutatócsoport doktorandusz tagja. E modellben pontosan lehet követni a különböző terápiás kezelések esetében, hogy kívülről befelé hogyan változik a terápiás szerek, a tápanyagok, a növekedési faktorok vagy például az oxigén és a szén-dioxid koncentrációja. Precízen tanulmányozható a szferoidok belsejében a tápanyag- és oxigénhiány miatt kialakult – elhalt sejtekből álló – nekrotikus mag is.

A legtöbb szferoidmodellt kizárólag egy sejtvonalból állítják össze, de egyre többen kísérleteznek olyan szferoidkultúrákkal, ahol két sejtvonal felhasználásával hoznak létre össze­tettebb modelleket – magyarázza Diósdi Ákos.

Ma már gyakran alkalmaznak szferoidmodelleket a máj-, a vese-, a tüdő- és az immunműködés, valamint a daganatos betegségek kutatásában. Sőt, a várakozások szerint a 3D-s kísérletek idővel áttörést hozhatnak a modern, személyre szabott gyógyszeres terápiák kidolgozásában is. Egyelőre viszont számos nehézség és megoldásra váró feladat kapcsolódik a szferoidtechnológiához. Legfőképpen az okoz gondot a széles körű nemzetközi alkalmazásban, hogy a világ különböző kutatóközpontjaiban végzett, párhuzamosan folyó kísérletek még nem összehangolt irányelvekre épülnek. Márpedig a szferoidmodellek egységesítésének hiánya megnehezíti az ilyen kísérletes vizsgálatokból levont következtetések összehasonlítását.

A gyakorlatban a modellek egységesítésének hiánya a kísérleti paraméterektől függően jelentős eltéréseket eredményez egyazon szövet vagy szerv két vagy több szferoidmodellje között. Ha pedig a modellrendszer nem egységes, akkor az így végzett vizsgálatok eredményei is jelentősen különbözhetnek egymástól, ami nagymértékben nehezíti a levont következtetések értékelését, valamint a publikált vizsgálati eredmények összegzését. Erre a problémára kívánt megoldást találni az a nagyszabású nemzetközi kutatómunka, amely során a konzorcium tagjai több mint háromezer szakirodalmi közleményt tekintettek át e témakörben, és a kísérletek egy részét reprodukálva ellenőrizték az eredményeket.

Így jött létre egy új adatbázis, amelyből a feldolgozott kísérletek összes paramétere lekérdezhető. Ennek segítségével a jövőben pontosan és egységesen megtervezhetők lesznek az aktuálisan vizsgálandó tudományos kérdésekhez leginkább illeszkedő modellek. A tudásbázis emellett azt is elősegíti, hogy a legújabb kísérletes eredmények átláthatóan, egyazon alapelv szerint rendezve legyenek hozzáférhetők, előmozdítva ezzel az egyetemi-akadémiai intézetekben folyó, illetve az ipari szektorhoz kapcsolódó kutatómunkát.

A Biomag csoport tavaly mesterséges intelligencia által vezérelt, szferoid­transzportáló robotot fejlesztett ki, amely a kísérletekhez előkészített szferoidok közül kiválasztja azokat, amelyek egységes méretűek és alakúak, ezzel csökkentve a minták különbözősége miatti mérési hibákat és eltéréseket. Az így kiválogatott szferoidokon egyedi gyógyszervizsgálatok végezhetők, a rendszer kiválóan alkalmas például daganatos sejtkultúrák új generációs háromdimenziós vizsgálatára. A 3D-s modellszervezetek vizsgálataihoz kapcsolódó képalkotás és az így nyert képi információk informatikai feldolgozása terén is nagy előrelépéseket tett a szegedi kutatócsoport. Daganatos, karcinómaeredetű szferoidok esetében sikerült minden eddiginél mélyebb képi felbontást elérniük, ami a személyre szabott daganatterápiában elengedhetetlen a leghatékonyabb terápiás szer vagy szerek kiválasztásához.

„Az új generációs vizsgálatok alapfeltételét jelenti a hazánkban egyedülálló Leica TCS SP8 DLS mikroszkópunk. Ennek használatával képesek vagyunk nagy átmérőjű, emberikarcinóma-eredetű szferoidokról olyan felbontású képet alkotni, amely révén egy háromdimenziós minta esetében – mely akár több mint ezer sejtet is tartalmazhat – minden egyes sejt azonosítható, s meg tudjuk mondani, hogy a sejtek milyen osztódási stádiumban vannak” – részletezi Diósdi Ákos. Eredményeiket rangos nemzetközi publikációk fémjelzik, az általuk létrehozott 3D-s képi adatbázist, illetve a képeket értékelő algoritmust a csúcstechnológiás orvostechnikai eszközöket és mikroszkópokat gyártó Leica cég elérhetővé tette a felhasználóknak, felhívva ezzel a figyelmet a magyar kutatók által elért teljesítményre.

Nyitókép: Shutterstock. Illusztráció.