Ha a mikroszkóp fénykép, a multifoton videó – vélik a különleges berendezésről.
Az élő szövetekben zajló kóros és egészséges folyamatokat mutatták be a Semmelweis Egyetemen, a nanoméretben vizsgáló multifoton-mikroszkóppal. A Biofizikai és Sugárbiológiai Intézet és az I. Sz. Gyermekklinika kutatói „élőben" vizsgálták a vese akut oxigénhiányos állapotát, azaz a transzplantáció alatti időszakot, és az immungyengítő gyógyszerek hosszútávú hatásait.
Dr. Kellermayer Miklós házigazda vezetésével lehetett kipróbálni a Biofizikai és Sugárbiológiai Intézet különleges mikroszkópjait, nanozene-hallgatással, sejtírással, majd dr. Prókai Ágnes mutatta be, hogyan zajlik gyakorlatban a vesekutatás - nanoméretben.
Akik kicsit is jártasak a diagnosztikában vagy láttak már tévében, interneten mikroszkópot, azok megszokhatták, hogy tárgylemezeket, metszeteket, kis üvegcsékben lévő szövettenyészeteket vizsgálnak ezzel az eszközzel. Ám van egy olyan mikroszkóp, amely segítségével élő szervezetet, jelenleg élő állatot is lehet vizsgálni: ez a kétfoton-mikroszóp vagy más néven multifoton-mikroszkóp.
Ez 100-120 millió forintos készülék nemrég érkezett a Semmelweis Egyetem Nanobiotechnológiai és In Vivo Képalkotó Központjába, ez alkalommal szerveztek exkluzív bemutatót, melyre a Weborvost is meghívták.
"A kétfoton-mikroszópos berendezés első látásra szokványosnak tűnő mikroszkóp, ám mégis különleges, mivel egy lézer segítségével bele tudunk világítani élő szervezetbe olyan mélyen, hogy éppen zajló élettani folyamatokat tudunk vele vizsgálni, tehát esetünkben egy kísérleti patkány veséjének szerkezetét látjuk" - mondta dr. Kellermayer Miklós, a Semmelweis Egyetem Biofizikai és Sugárbiológiai Intézetének igazgatója. Amit láttunk, az egy tudományos program része, melynek neve: "A molekuláktól az emberig".
A multifoton-mikroszkóp egy rezgésmentes, úgynevezett lebegő asztalon áll. Van benne egy különleges lézer, mely gyors és rövid impulzussorozatot tud előállítani, fentoszekundumos (10 a -15. másodperces) gyorsaságú impulzusokat. Ez olyan sebesség, amely alatt elektronok ugrándoznak egyik energiaszintről a másikra. Ilyen időskálát tudunk vizsgálni ezzel a berendezéssel úgy, hogy "meglökjük" a rendszert és arra késztetjük, hogy bennük különleges folyamatok induljanak el.
Nagyon gyorsan, egymás után következő impulzusokkal bombázzuk a molekulát, így a foton "csomagok" olyan sebességgel érkeznek, hogy egyszerre nyeli el őket az atom vagy molekula. Ezért összeadódik az energia, és ennek következtében úgy viselkedik a sejt, mintha más hullámhosszú fénnyel lépet volna kapcsolatba. Konkrétan infravörös (hosszú hullámhosszú) fotont küldenek bele a sejtbe, mivel az mélyen behatol a szövetekbe. Ám mivel több is belép egy időben ezekből a fotonokból a molekulába, ezért végül rövidebb hullámhosszú foton nyelődik el, és mindez fluoreszcens folyamatot indít el: leadja a fényt, ennek hatására az ott lévő különleges festékek (melyeket bejuttatnak az állatba) világítani kezdenek. Mindezt felnagyítva bámulatosan színes, mozgó képként jelenik meg a képernyőn a sejtben éppen zajló folyamat. Ráadásul úgy, hogy a mikroszkóp lencséje előtt egy élő állat fekszik.
| Bizonyos vegyületek nagyenergiájú (rövid hullámhosszú) fénnyel megvilágítva alacsonyabb frekvenciájú fényt bocsátanak ki: ez a fluoreszcenciának nevezik. Mivel a fluoreszcencia során kibocsátott fény hullámhossza (színe) eltér a megvilágító fényétől, a fluoreszcens mikroszkóppal alkotott kép általában csak a vizsgálni kívánt (megfestett) rész látható. |
Hozzá kell tenni, hogy a vizsgálathoz az állatot elaltatják, és oldalán metszést ejtenek, hogy a vese kerüljön a mikroszkóp lencséje elé: így tudják vizsgálni, hogy milyen élettani, sejtszintű folyamatok zajlanak le éppen abban a pillanatban az adott állatban.
"Magyarországon ez az első kétfoton-mikroszkóp, amelyet vesekutatásra használnak, és Európában is csak egy éve kezdték erre a célra használni, jelenleg ötnél kevesebb ilyen készüléket használnak vesekutatásra" - mondta Prókai Ágnes PhD hallgató, aki a készülékkel már hetek óta végez vizsgálatokat, miután az Egyesült Államokban tapasztalatot szerzett ezen a területen.
Azon túl, hogy az elmúlt 10 évben a vese patomechanizmusát vizsgálták, most új terápiás lehetőségeket keresnek. "Azt próbáljuk kideríteni, hogy van-e olyan gyógyszeres kezelés, beavatkozás, amelyet hogyha transzplantáció alatt megkap a kis beteg, akkor esetleg a vese túlélése jobb lesz" - ismertette kutatási területét Prókai Ágnes, és bemutatta azokat a felvételeket, amelyeken látszódnak a vese egyes szöveteinek élő folyamatai.
"Ebben a pályázati ciklusban az egyetemen belül összesen két kutatócsoport kapott MTA-támogatást: ebből az itt zajlóban a vese oxigénhiányos állapotát vizsgálják, ez a koraszülöttek és a transzplantációs folyamatok szempontjából fontos. A kétfoton-mikroszkóppal Európában is egyedülálló módon vizsgálhatjuk a vesét" - mondta Dr. Fekete Andrea PhD, klinikai orvos.
"A technológia rutin vizsgálati módszerként való alkalmazása nagyon sok időbe telhet, ám fontosabb, hogy olyan kórfolyamatokat tudunk élőben vizsgálni, amelyeket eddig nem tudtunk. Ha felfedezünk újabb patomechanizmusokat, akkor azok ellen lehet gyógyszert fejleszteni - ilyen módon kézzelfogható haszna lesz a kutatásainknak. Például saját kutatási eredményeink egyike, hogy vizsgálunk egy olyan gyógyszert, amelyet eredetileg más betegségcsoportra fejlesztettek ki, ám mi beadtuk a patkányoknak, és azt vettük észre, hogy használatával kevésbé károsodik a vese szövete, jobb a vérellátás, az állatok tovább élnek. Ennek eredménye az lehet, hogy majd humán kísérleteket is érdemes végezni ezzel a gyógyszerrel" - mondta a klinikai orvos.
"Rendkívül fontos számunkra a gyermekkori vesebetegség és a transzplantáció kutatása, mivel az elmúlt évtizedekben a vesék hosszú távú túlélése nem nőtt jelentős mértékben. Mi ennek okát próbáljuk vizsgálni, és ez ellen próbálnának új módszert kifejleszteni. Kutatóközpontunk különlegessége, hogy itt együtt van a klinikum és a kutatás" - indokolta a kutatócsoport sikerét dr. Fekete Andrea.
| Dr. Fekete Andrea PhD, klinikai orvos az MTA Lendület programjának részeként dolgozik ebben a programban, és önálló kutatócsoportot alakított, mellyel diabéteszes vesekárosodást vizsgál a kétfoton-mikroszkóppal. A Lendület program célja, hogy itthon tartsa azokat a kutatókat, akik tehetségesek egy adott szakterületen, és kutatásaikat külföldi helyszín helyett inkább itthon végeznék. Olyan támogatást ad az Akadémia, ami miatt már érdemes itthon maradni: a már tapasztalt kutatóknak 850 ezer forint bruttó fizetést ad, a kezdőknek (mint amilyen ebben az esetben dr. Fekete Andrea) havi 600 ezer forintos bruttó fizetés mellé több tízmillió forintos kutatási keretet is biztosít, hogy nyugat-európai színvonalon végezhessék kutatásaikat. |
(Fotó: Kollányi Péter - MTI (1,2), Kéky Kira(3,4))
Kövessen minket a Weborvos Facebook csatornáján is!