Többféle molekuláris mechanizmus – ugyanaz a betegség
A daganatos betegségek kezelése, észlelése terén rohamléptekben halad a tudomány. Ma már molekuláris szinten vizsgálják a kutatók a betegség kialakulását, mintegy térképet rajzolva az egymást követő lépésekről, amelyek végső soron kóros működésre vesznek rá egy sejtet. Ehhez azonban monumentális mennyiségű adatot kell feldolgozni, hiszen több mint tízezerféle hírvivő molekula összjátékáról van szó. A HCEMM kutatói gépi tanulás segítségével dolgoznak ott, ahol az emberi elemző képesség önmagában kevés.
Minden hatodik ember a világon daganatos betegségben hal meg. Mivel a daganatos betegségek szorosan kötődnek a genetikai kódban felhalmozódó hibákhoz, és ezekből idővel egyre több lesz, az idősek kockázata a betegség kialakulásának szempontjából nagyobb. Ez különösen annak fényében fontos, hogy ma már a világ országainak nagy része Magyarországhoz hasonlóan öregedő társadalom. Az idősek aránya nő, és az időseket érintő problémák egyre inkább az egész társadalom problémái. Az Európai Onkológiai Társaság becslése szerint 2020 és 2050 között a világ több mint 25 billió dollárt fog daganatos betegek kezelésére költeni.
A daganatok kezelése az elmúlt évtizedekben természetesen rengeteget fejlődött. A 70-es években például a prosztatarák 5 éves túlélési esélye 25% körül volt – tehát négyből csak egy ember volt még életben öt évvel a diagnózis után. Ma ez az arány meghaladja a 95%-ot. Az utóbbi évtizedek vívmányai lehetővé tették, hogy a társadalom, ha lassan is, de leszámoljon azzal a mélyen gyökerező beidegződéssel, hogy a rosszindulatú daganatos betegség minden formája halálos ítélet.
Még mindig vannak azonban olyan területek, ahol nagy szükség van az előrelépésre. A szegedi székhelyű HCEMM kutatóintézetben dr. Pankotai Tibor és csapata, a Genom Integritás és DNS Hibajavítás kutatócsoport egy Szegedet, Kolozsvárt és Oxfordot is felölelő együttműködésben azon dolgozik, hogy a bioinformatika által nyújtott lehetőségeket kiaknázva új eszközöket adjon az orvosok kezébe. A kolorektális (vastagbél-végbél) és emlődaganatok korai észlelése terén elért sikereik után érdeklődésük homlokterében most a rendkívül rosszul kezelhető glioblasztóma és a melanóma áll. Az előbbi az idegsejteket támogató idegrendszeri sejtek daganata, az utóbbi pedig a pigmentképző sejteké a bőrben. Bár a melanóma viszonylag jól kezelhető korai stádiumban, nevezetes arról, hogy nagyon gyorsan képes terjedni a szervezetben.
Minden új terápiás vagy diagnosztikai eljárás sarokköve az, hogy megismerjük a betegség kialakulásának mechanizmusát. Az régóta ismert, hogy a daganatok kialakulásában bizonyos hibáknak, például a DNS-t javító mechanizmusok károsodásának kulcsfontosságú szerepe van. Az már frissebb fejlemény, az utóbbi húsz év felfedezése, hogy mennyire jelentős a génekben kódolt információt meg nem változtató, de azt szabályozó, ki- és bekapcsoló hatások, az epigenetikai szabályozás szerepe is.
Két különböző mechanizmus – ugyanaz a betegség?
A kutatók munkája azonban rávilágít, hogyha átfogóan akarjuk érteni a daganatok működését, a két területet nem lehet külön-külön, elszigetelten vizsgálni. Mint munkájuk rámutat, ez ahhoz vezethet, hogy a betegség hátterében álló, eltérő mechanizmusok mintegy „elbújtatják” egymást. Ha ugyanis a DNS károsodása miatt egy gén meghibásodik, és a gén alapján a sejt hibás, használhatatlan termékeket gyárt, azt, ha csak a végeredményt, a sejt megváltozott, káros működését tekintjük, nemigen lehet megkülönböztetni attól, mintha az epigenetikai szabályozás hatására az adott gén kikapcsolt, „elcsendesült” volna.
De csak első pillantásra. A kutatók ugyanis molekuláris biológiai eszközökkel szemügyre vették a mintául szolgáló, daganatokból származó sejtek transzkriptomját. Ez a genetikai kód alapján készült, a sejtek „gyárai” számára információt szolgáltató hírvivő molekulák összessége. Elárulja, hogy a genetikai kód mely részei vannak használatban éppen, és milyen mértékben. Ezzel párhuzamosan megvizsgálták, a károsodás jelei után kutatva, magát a DNS-t is.
Mindez külön-külön is hatalmas mennyiségű adat feldolgozását jelenti. Bonyolítja a helyzetet, hogy a gének és epigenetikai elemek egymás működését is befolyásolhatják. Szerencsére ami az embernek átláthatatlan komplexitás, annak a felderítésében remekelnek a gépi tanuláson alapuló osztályozó algoritmusok. Ezek éppen abban jók, amire a kutatóknak szükségük van – meglátják a hatalmas adattömegben megbújó összefüggéseket, és rá tudnak mutatni, hogy a mintában a genetikai hibák és epigenetikai hatások mely összjátéka vezérli a daganat fejlődését.
Ha a klinikai gyakorlatba ültethetőnek bizonyul, akkor a módszer eszközt adhat a daganatterápiát tervező onko-teamek kezébe, hogy a kezelendő daganat molekuláris kölcsönhatásainak hálózatát figyelembe véve választhassák ki azt a pontot, amely a rendelkezésükre álló eszközökkel a leghatékonyabban támadható – így a molekuláris alapjai, nem pedig az okozott eredményei felől közelítve a betegséget.
A Magyar Molekuláris Medicina Kiválósági Központ (Hungarian Centre of Excellence for Molecular Medicine – HCEMM) egy több létesítményben működő intézet, amelynek kutatói úttörő eljárások és terápiás módszerek fejlesztésével járulnak hozzá az egészségesebb öregedéshez. A HCEMM Program jelenleg többek között a H2020 Teaming Projekt támogatásával működik, melynek keretei között a Semmelweis Egyetem, a Szegedi Tudományegyetem és a HUN-REN Szegedi Biológiai Kutatóközpont a heidelbergi székhelyű EMBL-lel, mint partnerintézménnyel dolgozik együtt. A magyar kormány támogatása szintén elengedhetetlen a HCEMM működéséhez, ez jelenleg a Tématerületi Kiválósági Program és a Nemzeti Laboratóriumok Program projektjein keresztül valósul meg. A HCEMM célja, hogy az akadémiai és ipari területek között közvetítve, a molekuláris orvostudomány legújabb eszközein keresztül hozzájáruljon az öregedő magyar népesség életminőségének javításához, és az egészségügyi ellátás költségeinek csökkentéséhez. A szervezet sokrétű munkáját a szegedi székhelyű HCEMM Nonprofit Kft. irányítja.
