Sokkolt fehérjékkel - a cukorbetegség ellen
Selye János alapvető munkája, az Életünk és a stressz megjelenése óta a nagyközönség is tudja, hogy a stresszhatás komoly biológiai változásokat okoz a szervezetben. A Szegedi Egyetemen működő stresszbiológiai kutatócsoport azt vizsgálja, hogy a Debreceni Egyetem szakemberei által előállított vegyületek hogyan hatnak a stresszfehérjék képződésére.
Egyik legalattomosabb civilizációs betegségünk a cukorbetegség, amelynek 2-es típusú változatának létrehozásában maga az ember is tevékenyen részt vesz - mondhatnánk némi képzavarral, hiszen ebben a
betegségben éppen az aktív mozgás hiánya az egyik kóroki tényező. Az állapotot súlyosbítja a mértéktelen cukorfogyasztás, és ha még öröklött hajlam is csatlakozik ezekhez, szinte biztosra vehető a betegség kialakulása.
Gyógyítani egyelőre nem lehet, de kellemetlen és életveszélyes hatásait mérsékelni igen. A cukorbeteg szervezete csak külső segítséggel képes feldolgozni a cukrot, ezért az a vérében életveszélyes töménységre is felszaporodhat. A lebontásért felelős inzulin molekula elváltozása miatt képtelen a folyamatra: a vizsgálatok azt mutatták, hogy a cukorbetegekben az inzulin jó része megváltoztatta térbeli szerkezetét, összegubancolódott, és ezért "bénult meg". Ezt az elváltozást kell tehát megszüntetni.
A más területen tevékenykedő kutatók észrevették, hogy bizonyos vegyületek képesek a feladatra. A stressz kutatásának megindulása után felfedezték, hogy ha a szervezetet valamilyen stressz éri, benne speciális fehérjék szabadulnak fel. A bekövetkező hatások egyike lehet a magas hőmérséklet - amikor kórokozók támadják meg, az emberi szervezet hőhatással mozgósítja az immunrendszert -, úgyhogy ezeket a szerves vegyületeket hősokkfehérjéknek nevezték el. A fehérjék többek között alkalmasak arra, hogy a szervezetben összegubancolódott molekulákat, köztük az inzulinéit is kiegyenesítsék.
A szegedi kutatók többek között azokat az anyagokat vizsgálják, amelyek a hősokkfehérjék előállítását serkentik.
Egérkísérletekben is kipróbálták a molekulákat
Itt jönnek a képbe a debreceniek. Patonay Tamás, a Debreceni Egyetem szerves kémiai tanszékének vezetője elmondta, hogy az ott tevékenykedő kémikusok munkáik során nagyon sok molekulát állítottak
elő az elmúlt évtizedekben. Ezekből úgynevezett molekulabankot hoztak létre, amely ma már mintegy háromezer-ötszáz vegyületet tartalmaz. Mivel ezek általában biológiailag aktívak, kézenfekvő volt annak elemzése, hogyan működnek a szervezet sejtjei társaságában. Így került szóba annak kiderítése is, hogyan vehetnének részt a hősokkfehérjék előállításában.
Közös tervük megvalósítására a Debrecenben "gyártott" molekulákat a Vígh László vezette szegedi stresszbiológiai központban vették górcső alá ebből a szempontból. Azt elemezték, hogyan növekszik az illető molekula jelenlétében a képződött hősokkfehérjék termelése. Ezt a folyamatot nézték 37 és 42 Celsius-fokos hőmérsékleten, azaz durván az emberi szervezet alaphőmérsékletén, illetve igen magas lázat szimulálva.
Az együttműködés ideje alatt szemügyre vett 280 molekula többsége közömbös volt ebből a szempontból, de akadt hat vegyület, amelynek hatására jóval több hősokkfehérje termelődött 42 Celsius-fokon, mint öt fokkal lejjebb.
A szegediek sejttenyészetben végezték a kísérleteket, de harmadik együttműködő partnerként a debreceni farmakológusok egérkísérletekben is kipróbálták a hat aktívnak bizonyult molekulát. Azok, amelyek a sejtkultúrában is sikeresek voltak, az egerek esetében is azok voltak. Hatásukra jól mérhetően csökkent az egerek vércukorszintje, még akkor is, ha közben glükózzal, ezzel az egyszerű cukorral etették az állatokat.
Ezek után kerülhetett sor a két legsikeresebb molekula szabadalmaztatására.
Tizenöt év és egymilliárd dollár
Más megközelítésben is felvették a küzdelmet a debreceniek a cukorbetegség ellen. Somsák László szerveskémia-professzor vezetésével a glikogénnek a májban glükózzá történő lebontását, a
glikolízist vették célba. A lebontást a glikogén-foszforiláz (GP) enzim végzi, és a keletkezett glükóz a vérbe kerül - ezt a folyamatot kell meggátolni.
Az akadályozás egyik útja, hogy versenytárs molekulákat kapcsolnak az enzimnek ahhoz a részéhez, amely alapesetben a glükózhoz kapcsolódik. Így a glikogén-foszforiláz már nem tudja magához vonni, következésképpen nem is bonthatja le cukorrá a glikogént. Csökken tehát a vér cukorterhelése.
A helyettesítéshez olyan molekulákat lehet használni, amelyek jobban reagálnak a GP-vel, mint a glikogén. A térbeli szerkezetet megismerve elméletben is lehet ilyen molekulát tervezni, amit meg is
tettek a debreceni kutatók. Négyszáz ilyen molekulát hoztak létre, amelyek hatását sorra megvizsgálták.
Munkájukban több hazai és külföldi kutatócsoport is részt vesz. A Debreceni Egyetem Orvosi Vegytani Intézetében Gergely Pál irányításával végzik az enzimkinetikai elemzéseket, amelyek segítségével megállapítható, hogy mennyire jó a megtervezett molekulák gátlóhatása. A GP és a hozzá kapcsolódó gátló molekula szerkezetét egy Athénban tevékenykedő görög kutatócsoport határozza meg röntgenkrisztallográfiával. Egy pozsonyi kutatócsoport számítógépes szimulációval is felméri az enzimgátló hatást.
A molekulák előállításában a Lyoni Egyetem, állatkísérletes vizsgálatában pedig a Montpellier-i Egyetem kutatóival dolgoznak össze a debreceniek. A kutatások során több vegyületet találtak, amely képes megakadályozni a GP működését, azaz a májban folyó glükózelőállítást.
Hogy mit hoz a jövő, az már csak részben múlik a cukorbetegség elleni küzdelem fegyvereit létrehozó kutatókon. Mikor lesz gyógyszer az ígéretes molekulákból? Ez már pénz, azaz befektető kérdése is. Számokban kifejezve egy gyógyszer megszületését: egy molekula gyógyszerré válásához mintegy tizenöt év és egymilliárd dollár szükséges.
