Világviszonylatban új rákkutatási eljárást dolgoztak ki

Forrás: ELKH
Az ELKH Szegedi Biológiai Kutatóközpont (SZBK) dr. Horváth Péter által vezetett kutatócsoportja egy nemzetközi együttműködés keretében világviszonylatban is újdonságnak számító, mesterséges intelligenciára épülő egysejt-proteomikai mikroszkópos képfeldolgozásos eljárást dolgozott ki.

A módszer lényege abban rejlik, hogy a sejteken belüli rendellenes fehérjeváltozásokat is képes rendkívüli pontossággal leírni, ezáltal hozzájárulhat többek között a daganatos betegségek korai diagnosztikájához és a célzott kezelés továbbfejlesztéséhez. Az eredményeket bemutató tanulmány a vezető Nature Biotechnology folyóiratban jelent meg.

A mesterséges intelligencia vezérelte mikroszkópos képelemzésben rejlő sejtanalitikai lehetőségeknek vitathatatlan az orvosbiológiai jelentősége. Ennek az eljárásnak az egyes sejtek funkcionalitását meghatározó fehérjék elemzésének szintjéig történő fejlesztésével felbecsülhetetlen információ nyerhető ki diagnosztikai és terápiás célokra. Az SZBK-ban dr. Horváth Péter, a Biokémiai Intézet igazgatója és kutatócsoportja hosszú évek óta világviszonylatban is kiemelkedő eredményeket ér el a mesterséges intelligenciát alkalmazó mikroszkópos képfeldolgozásban. Ma már a témában együttműködő legjelentősebb partnerek is nagyban építenek a szegedi kutatók szaktudására. A dél-alföldi laborban immár rutineljárásnak számít a szöveteket felépítő egyedi sejtek precíz jellemzésére alkalmas egysejt-analízis, amely a mintabeli kóros sejtek kinyerését is lehetővé tevő módszertan révén jelentős hozzáadott értéket képvisel a rendszerbiológiai és az orvostudományi kutatásokban.

A kutatók az egyedi sejtek felismerésére képes képfeldolgozó és sejtkinyerő módszert most olyan szuperérzékeny egysejt-proteomikai eljárással kombinálták, amely a kóros sejtek morfológiai eltérésein túl a sejteken belüli rendellenes fehérjeváltozásokat is képes rendkívüli pontossággal leírni. A sejt teljes fehérjetartalmának elemzése kulcsfontosságú információkkal szolgál az élettani és a kóros sejtműködések jobb megértéséhez, így kiemelkedő a szerepe többek között a daganatos kórfolyamatok részletes jellemzésében, ezáltal pedig a korai diagnosztika és a célzott kezelés továbbfejlesztésében – mutatnak rá az új eredmények gyakorlati hasznosítási lehetőségeire a Nature Biotechnology című folyóirat honlapján frissen megjelent közlemény szerzői.

Az új módszer működési elve: keres, kimetsz, elemez

A szegedi kutatók által kialakított különleges mikroszkóprendszer működési elve látszólag egyszerű, ám a módszer nem mindennapi funkciókra képes. A mesterséges intelligencia egy új ágát, az úgynevezett mélytanulást alkalmazó sejtfelismerő algoritmusok – amelyekben a világon egyedülálló módon egy mesterséges intelligencia tanít egy másik mesterséges intelligenciát – az emberi szemnél milliószor gyorsabban és azonos vagy nagyobb precizitással ismerik fel a szövetmintákról készült digitális felvételeken megjelenő rendellenes sejteket. Ezt a folyamatot fenotipizálásnak nevezzük, amely során az emberi szövetek egyedi sejtjeinek szétválogatása történik külső jegyek alapján. Legyen bármilyen komplex is a minta, az algoritmus a legkisebb, sejtszintű eltérésen sem siklik át.

Az így azonosított kóros sejteket egy úgynevezett lézer-mikrodisszekciós mikroszkóp egy mikrométeres pontossággal kimetszi a mintából, amit a kinyert egysejtek molekuláris elemzése követ. A sejtkimetszést végző mikroszkóp pontosságát jól szemlélteti, hogy a sejt körvonalait követő vágás lehetséges hibája kisebb, mint egy hajszál vastagságának századrésze. Másként fogalmazva: ez a mikroszkóp alkalmas lenne arra, hogy egy száz mikrométer vastagságú hajszálba belegravírozza bárkinek a családfáját.

A kimetszett egyedi sejtek molekuláris analízise mostanáig alapvetően a sejt DNS-állományának leírására – tehát például a daganatos mutációk feltárására – irányult, ami bár hatalmas előrelépés a személyre szabott terápiában, mégis csak korlátozott információt ad a kóros sejtek tényleges funkcionalitásáról, amit a sejtekben termelődő fehérjék határoznak meg.

Kiválósági kollaborációk keretében fejlesztik az új módszereket

Dr. Horváth Péter és kutatócsoportja nagyjából két éve kezdett közös kutatási projektbe a proteomika atyjának tekintett Matthias Mann-nal és a Human Protein Atlas egyik megálmodójaként is ismert Emma Lundberggel. Matthias Mann Európa legtöbbet idézett kutatója, a müncheni Max Planck Institute Biokémiai Intézetének vezetője és a Koppenhágai Egyetem professzora, Emma Lundberg a Stanford Egyetem és a svéd KTH Royal Institute of Technology professzora, a proteomika és a sejtbiológia területének egyik legidézettebb fiatal kutatója. Az Európai Unió és a Zuckerberg Alapítvány (Chan Zuckerberg Initiative) támogatását is elnyerő nagyszabású projekt keretében egy olyan molekuláris módszert sikerült kifejleszteniük, amely egyetlen sejt szintjére miniatürizálta a fehérjék tömegspektrometriás elemzését. Az analízis érzékenységét mintegy százszorosára növelve lehetővé vált, hogy egyetlen mintában több ezer fehérje mennyiségét meghatározzák, és ezáltal precíz képet kapjanak a sejt fehérjekészletéről. A munka azonban nem áll meg ennél a fázisnál, a kutatók a kóros sejtekben egyedinek mutatkozó fehérjék biológiai szerepét is vizsgálják a Stanford Egyetemen, ami alapján új terápiás célpontok azonosítása is várható a közeljövőben.

Az innovatív technológiafejlesztés szorosan kapcsolódik a Chan Zuckerberg Initiative által szintén támogatott Human Cell Atlas projekthez, amely jelenleg a világ egyik legnagyobb volumenű biológiai kutatása. Célja, hogy az emberi szervezet minden egyes sejtféleségét a lehető legpontosabban jellemezze, és ezáltal a legapróbb részletekig feltérképezze a különböző sejttípusok egymáshoz való viszonyát, a szöveteket felépítő sejtek kapcsolatait, a szervek és szervrendszerek egymásra hatását, végeredményben pedig azt, hogy a háromdimenziós térkép változásai hogyan befolyásolják az egyes szervek és a szervezet egészének egészségi állapotát.

Új perspektívák a rákdiagnosztika és rákgyógyítás terén

A szervezet sok milliárd sejtje között akár már egyetlen egy kóros működése is elég ahhoz, hogy visszafordíthatatlan folyamatok induljanak el – gondoljunk például a leukémiákra, amelyeket egy csontvelői őssejt mutációja indít el. Az ilyen kiindulási kóros sejtek megtalálása a rákprevenció és a korai rákgyógyítás kulcsfontosságú eszköze lehet. Tekintve, hogy a modern onkológiai gyógyszerek jellemzően valamilyen kóros fehérjeműködés célzott befolyásolásával hatnak, a rendellenes sejtekben feltárt fehérjeváltozások feltérképezése újabb lendületet adhat az onkoterápiák fejlődésének.

Dr. Horváth Péter szerint a mesterséges intelligencián alapuló egysejt-proteomika akár már az elkövetkező két évben bekerülhet a klinikai gyakorlatba, és áttörést hozhat a személyre szabott onkoterápiában. E távlati cél megvalósítását támogatja az a jelenleg Szegeden épülő Tématerületi Kiválósági Központ is, amely a tervek szerint a világ legmodernebb egysejt-kinyerő és egysejt-analitikai központja lesz.

Ajánlataink

Nurofen Rapid Forte 400 mg lágy kapszula 20x
Nurofen Rapid Forte 400 mg lágy kapszula 20x
3099 Ft
Béres C-vitamin 1000 mg csipkebogyó kivonattal + 2000 NE D3-vitamin retard filmtabletta 90x
Béres C-vitamin 1000 mg csipkebogyó kivonattal + 2000 NE D3-vitamin retard filmtabletta 90x
4299 Ft
Rhinospray Plus orrspray 10ml
Rhinospray Plus orrspray 10ml
2999 Ft
Normaflore belsőleges szuszpenzió 20x5ml
Normaflore belsőleges szuszpenzió 20x5ml
3849 Ft
Actival Extra filmtabletta 120x
Actival Extra filmtabletta 120x
6899 Ft
Ambroxol-TEVA 30 mg tabletta 15x
Ambroxol-TEVA 30 mg tabletta 15x
1329 Ft
Báno fokhagyma-galagonya-fagyöngy kapszula 100x
Báno fokhagyma-galagonya-fagyöngy kapszula 100x
5399 Ft
Béres Csepp Extra belsőleges oldatos cseppek 4x30ml
Béres Csepp Extra belsőleges oldatos cseppek 4x30ml
5799 Ft
Rubophen 500 mg tabletta 20x
Rubophen 500 mg tabletta 20x
1749 Ft
Flamborin 500 mg tabletta 20x
Flamborin 500 mg tabletta 20x
1419 Ft
Hepacontur étrend-kiegészítő tabletta 30x
Hepacontur étrend-kiegészítő tabletta 30x
2149 Ft
Gengigel gél 20ml
Gengigel gél 20ml
5149 Ft
Imodium 2 mg kemény kapszula 20x
Imodium 2 mg kemény kapszula 20x
1749 Ft
Béres Magnézium 250mg+B6 filmtabletta 120x
Béres Magnézium 250mg+B6 filmtabletta 120x
3399 Ft
Valeriana Relax Gyógynövénykivonat kapszula 60x
Valeriana Relax Gyógynövénykivonat kapszula 60x
3849 Ft
Voltaren Emulgél FORTE 20mg/g gél 100g
Voltaren Emulgél FORTE 20mg/g gél 100g
4649 Ft
Kaloba 20 mg filmtabletta 21x
Kaloba 20 mg filmtabletta 21x
3879 Ft
BioCo Ginkgo Biloba kivonat 120 mg tabletta 90x
BioCo Ginkgo Biloba kivonat 120 mg tabletta 90x
3549 Ft
Blend-a-dent műfogsorrögzítő krém extra erős (Mild mint) 47g
Blend-a-dent műfogsorrögzítő krém extra erős (Mild mint) 47g
1849 Ft
Centrum A-tól-Z-ig Nőknek 50+ filmtabletta 30x
Centrum A-tól-Z-ig Nőknek 50+ filmtabletta 30x
3799 Ft
Centrum A-tól-Z-ig Férfiaknak 50+ filmtabletta 30x
Centrum A-tól-Z-ig Férfiaknak 50+ filmtabletta 30x
3799 Ft
Dentinox fogínygél gyermekeknek 1x10g
Dentinox fogínygél gyermekeknek 1x10g
2599 Ft
CalciTrio Naturel filmtabletta 50x
CalciTrio Naturel filmtabletta 50x
3199 Ft
Szent-Györgyi Albert Immunkomplex Cedezin Forte + Szelén tabletta 60x
Szent-Györgyi Albert Immunkomplex Cedezin Forte + Szelén tabletta 60x
4249 Ft
Patikárium D3-vitamin tabletta 60x
Patikárium D3-vitamin tabletta 60x
1279 Ft
Venoruton Forte 500 mg tabletta 60x
Venoruton Forte 500 mg tabletta 60x
5799 Ft
Enterol Forte 500 mg belsőleges por 10 tasak
Enterol Forte 500 mg belsőleges por 10 tasak
4149 Ft
Angimed mentol szopogató tabletta 24 db
Angimed mentol szopogató tabletta 24 db
2699 Ft
Advil Ultra Forte lágy kapszula 30 db
Advil Ultra Forte lágy kapszula 30 db
4249 Ft
Ambroxol-EGIS 3 mg/ml szirup (Halixol) 100ml
Ambroxol-EGIS 3 mg/ml szirup (Halixol) 100ml
1999 Ft
Amonmed Covid-19 Antigén nyál gyorsteszt 1x
Amonmed Covid-19 Antigén nyál gyorsteszt 1x
2099 Ft

Olvasna még a témában?

Nyereményjátékok

Megfejtő

Kalandozzon velünk, legyen Ön is Megfejtő!

Facebook játék

Egy könnyű kérdés – egy fantasztikus nyeremény

A nyitólapról ajánljuk

Friss cikkeink

Hírlevél

Feliratkozom a Szimpatika hírlevelekre, ezzel elfogadom az Adatkezelési Tájékoztatóban olvasható feltételeket, és hozzájárulok, hogy a szimpatika.hu a megadott e-mail címemre hírlevelet küldjön, valamint saját és partnerei üzleti ajánlataival felkeressen.

Az űrlap kitöltése, az adatok megadása önkéntes.

A hírlevélküldő szolgáltatás nem támogatja a freemail.hu-s és citromail.hu-s címeket, ilyen címek megadása esetén hibák léphetnek fel!
Kérjük, használjon más e-mail szolgáltatót (pl: gmail.com)!