A szívelégtelenség okait kutatják az SE intézetben

A kardiomiopátia és a titin nevű óriásfehérje mutációi közötti összefüggéseket térképezik fel a Semmelweis Egyetem Biofizikai és Sugárbiológiai Intézetében. Dr. Kellermayer Miklós az Általános Orvostudományi Kar (ÁOK) dékánja, az intézet igazgatója elmondta, a vizsgálatokra azért van szükség, mert a közelmúltban vált ismertté, hogy a szívizom összehúzódás szabályozásában is jelentős szerepet játszó titin mutációinak szerepe lehet a szívelégtelenséghez vezető kardiomiopátiában. A kutatócsoport által végzett többszintű biofizikai méréseket többek között egy újonnan kifejlesztett és üzembe helyezett lézercsipesz berendezés segítségével végezik.

A népbetegségnek számító szívizom-elváltozások minél hatékonyabb diagnosztizálása és kezelése érdekében szükség van a szívműködés mechanizmusainak megértésére mind a molekulák, az izomszövet, a szerv és a szervezet szintjein – fogalmazott dr. Kellermayer Miklós. Az ÁOK dékánja elmondta, jelenleg olyan eljárások kidolgozását végzik, amelyek alkalmasak a szívizom működéséért felelős fehérjemolekulák és sejtek közvetlen mechanikai manipulációjára, illetve a szív- és érrendszer mozgásából és áramlástani tulajdonságaiból adódó elváltozások kimutatására.

Az intézetigazgató kifejtette: a szívizommal kapcsolatos kutatások régóta a Biofizikai és Sugárbiológiai Intézet centrumában foglalnak helyet, a közelmúltban vált ugyanakkor ismertté, hogy a szívizom ritmikus összehúzódásában és annak szabályozásában is jelentős szerepet játszó titin mutációinak szerepe lehet a szívelégtelenséghez vezető kardiomiopátiában is, így az elsődleges cél most ennek a kapcsolatnak a feltérképezése.

Egyedi molekulák szintjén a szívizom rugalmasságát meghatározó legfontosabb fehérje, a titin tulajdonságait vizsgáljuk a Városmajori Szív- és Érgyógyászati Klinika explantált szív szövetbankjából származó minták felhasznűlásával – fogalmazott a dékán. A többszintű biofizikai méréseket egy holland kutatók által nemrégiben kifejlesztett lézercsipesz berendezés segítségével végezik, melyet a Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Hivatal (NKFIH) által támogatott Nemzeti Szívprogram keretei között vásároltak meg.

A lézercsipesz vagy optikai csipesz lényege, hogy segítségével akár egyetlen molekula megfogható és megnyújtható; ezáltal vizsgálható a molekula mechanikája, megmérhető a rugalmassága, vagy éppen az, hogy molekulák közötti kölcsönhatásokban milyen erők lépnek fel. A műszer összetett szerkezet, amely számos technológiát ötvöz az optikán, elektronikán, piezoelektromos motorokon át a mikrofluidikáig és számítástechnikáig. A kutató joystick vagy egy egérhez hasonló szerkezet segítségével irányítja a mérési folyamatot, mely a képernyőn követhető. A vizsgálni kívánt molekulát különböző eljárásokkal két-három mikrométer átmérőjű polimer gyöngyhöz kapcsolják, ami fogantyúként működve segít a molekula megragadásában.

A felfedezés biológiai alkalmazásával kapcsolatos munka a ’90-es évek elején kezdődött el, amelyben dr. Kellermayer Miklósnak is aktív szerepe volt a Washington State University posztdoktori ösztöndíjasaként. 1995-ben itt építette az első lézercsipeszét, és kutatócsoportjával az elsők között volt, aki a lézernyaláb segítségével meg tudott fogni és kigombolyítani egyetlen fehérjemolekulát, nevezetesen a titint, megvizsgálva rugalmasságát.

A lézercsipeszben a titinmolekula végeihez ragasztott mikrométer átmérőjű gyöngyök segítségével ragadjuk meg és nyújtjuk meg a molekulát, illetve mérjük meg rugalmasságát és szerkezetváltozásait – ismertette a vizsgálat lépéseit a professzor. A kutatócsoport munkatársai a normál illetve kórós (kardiomiopátiás) szövetből izolált titinmolekulák mechanikai tulajdonságait összehasonlítva következtetnek arra, hogy a titin szerkezeti változásai milyen lépéseken keresztül vezethetnek el a kóros állapothoz. A kutatócsoport munkája a jövőben gyógyszerhatás teszteléséhez, és így gyógyszer-fejlesztésekhez is hozzájárulhat.