Új értéket teremtenek a kiberorvoslás különböző területein

Kiberorvosi Szakmai Napot rendezett az Óbudai Egyetem Kiberorvosi Kompetencia Központjának (továbbiakban: KIKOK) nyertes pályázatát megvalósító szervezeti egység, valamint konzorciumi partnerei (3DHISTECH Fejlesztő Kft., ELKH Természettudományi Kutatóközpont). A 2019-1-3-1-KK-2019-00007 azonosítószámú „Innovációs szolgáltató bázis létrehozása diagnosztikai, terápiás és kutató célú kiberorvosi rendszerek fejlesztésére” című projekt célkitűzéseit és eddigi eredményeit mutatták be - számoltak be róla a szervezők.

A rendezvényt az Óbudai Egyetem rektora, Prof. Dr. Kovács Levente nyitotta meg kiemelve az Egyetem kibermedicina kutatások területén betöltött szerepét hazai és nemzetközi kontextusban. Ennek egyik alappillére volt az Európai Kutatási Tanács (ERC) által támogatott, 2021 októverében lezárt kutatási projekt, mely az Európai Unió egyik legnagyobb presztízsű, tudományos kiválósági programjának keretében került kiválasztásra. A projektet az Óbudai Egyetemen az Élettani Szabályozások Kutatóközpontja (PhysCon) valósította meg, Prof. Dr. Kovács Levente vezetésével. Az ERC kizárólag olyan projekteket támogat, amelyek nagy hatást gyakorolhatnak az egészségügyre, az iparra, vagy az alaptudományokra. Az egyetem első ERC pályázata a „Tamed Cancer” nevet kapta, fókuszterülete a tumormodellezés és személyre szabott terápiaoptimalizálás volt. A kutatás keretében létrejött tudásanyag, mint a tumornövekedés matematikai modellje és terápiaoptimalizáló algoritmusok, az Egészség 4.0. irányelvnek megfelelően a kibermedicina alapvető módszertani elemei lehetnek. „Állatkísérleteken teszteltük a kifejlesztett modelleket és algoritmusokat, amelyek ígéretes eredményeket mutattak, és egy olyan jövő képét vázolják elénk, amiben a rákos betegek személyre szabottan, kevesebb mellékhatással és nagyobb sikeraránnyal kezelhetők.” – mondta Prof. Dr. Kovács Levente.

A sikeres ERC pályázat folyományaként, az Egyetem Kiberorvosi Kompetencia Központja (KIKOK) 2020. márciusában kezdte meg működését azzal a céllal, hogy a vállalati innováció és az egyetemi kutató-fejlesztő képesség szinergiáit kihasználva teremtsen új értéket a kiberorvoslás különböző területein, elsősorban a daganatterápiák és a cukorbetegség tekintetében. A KIKOK konzorcium, a 3D HISTECH Kft. és az ELKH TTK részvételével a daganatterápiák, a digitális patológia és a cukorbetegek életét segítő technológiák körében végez egyedülálló fejlesztéseket. A KIKOK üzemeltetése és fenntartása az Óbudai Egyetemen stratégiai cél, a konzorciális partnerekkel szorosan együttműködve, kiemelve az Egyetem egészégügyi informatikai és mérnöki fókuszterületét – hangsúlyozta Dr. Galambos Péter, a KIKOK igazgatója.

Az Egyetem mindhárom fókuszterületen végez kutatásokat a projekt keretében. Az ERC kutatási program tematikáját követve a daganatok viselkedésének matematikai modellezése és a „smart terápiás” algoritmusok kidolgozása az egyik fő terület, amelyben a PhysCon csoport kutatói vesznek részt. A másik kiemelt vállalás a cukorbetegséggel kapcsolatos döntéstámogató technológiák fejlesztése. Ez a kutatási vonal kiterjed egyebek mellett az okoseszközök érzékelőiben rejlő lehetőségek kiaknázására, így például a fizikai aktivitás vércukorszintre gyakorolt hatásának becslésére, illetve olyan felhő alapú technológiák létrehozására, amelyek hatékonyan támogatják az okostelefon alkalmazások mögött dolgozó MI algoritmusok fejlesztését és működtetését. A digitális patológiai kutatásokban igazán látványos feladatokat végeznek az Egyetem kutatói: A virtuális valóság és a robotika eszközeivel támogatják a patológiai leletek minél hatékonyabb feldolgozását.

A KIKOK konzorciális partnerének nevében, a 3DHISTECH Fejlesztő Kft. részéről Dr. Molnár Béla, belgyógyász, gasztroenterológus szakorvos, a Semmelweis Egyetem Sejtanalitikai Laboratóriumának vezetője, a vállalat alapítója és cégvezetője foglalta össze a legfontosabb eredményeket. A szakember elmondta, hogy vállalata a világ első teljes patológiai metszet előkészítő és kiértékelő automata rendszerét fejleszti ki. A projekt részeként egy rutin tárgylemez festő-fedő automatát egy 3DHISTECH tárgylemez scannerrel kötnek össze. Az automatizációt egy robotkar biztosítja. A robothoz egy kamerával ellátott tárgylemez manipulátort és vezérlőszoftvert fejlesztettek. A rendszerek összehangolt működését egy a 3DHISTECH Kft. által fejlesztett program végzi el. A fejlesztés elérte az engedélyezés szintjét, piaci bemutatása megtörtént. Az Óbudai Egyetem robotikai fejlesztő csoportjával együttműködésben egy olyan tárgylemez manipulációs rendszer is készül, amely a patológiai archívumok digitalizálását támogatja.

A 3DHISTECH támogatja egy teljes sejtek izolálására és molekuláris elemzésére szolgáló laser microdissector-manipulátor-optikai szkenner rendszer fejlesztését is. A fejlesztés részeként szabadalmat nyújtottak be egy különleges, egy-sejtes felvevő és lerakó rendszerre. A rendszer három optikai és fizikai fejlesztést integrál: inverz optikai tárgylemez digitalizáló rendszer, laser microdissector és egy saját fejlesztésű egyes sejtes felvevő lerakó optikai rendszer. A rendszer fejlesztés, prototipizálás és protokoll fejlesztés stádiumában van. A fejlesztés felhasználói a patológia laborok lesznek a tumor heterogenitás molekuláris eltéréseinek a meghatározására, tumor terápia optimalizálására.

A KIKOK másik konzorciális partnerének képviseletében – az ELKH Természettudományi Kutatóközpont Enzimológiai Intézet Gyógyszerrezisztencia kutatócsoportjának tudományos munkatársa számolt be a kemoterápiás kezelések optimalizálásának lehetőségéről. Dr. Füredi András elmondta: a rosszindulatú daganatok sikeres terápiája a modern orvostudomány egyik legnagyobb kihívása. A kezelés egyik alapköve még mindig a kemoterápia, amit a becslések szerint a betegek közel kétharmada kap a betegsége során. A kemoterápia annak ellenére nélkülözhetetlen eszköz, hogy még napjainkban is az „egy méret jó mindenkire” -elv alapján alkalmazzák, vagyis az azonos típusú rákkal diagnosztizált betegek azonos protokoll szerint, azonos gyógyszerekkel lesznek kezelve, figyelmen kívül hagyva a jelentős egyéni különbségeket, amik befolyásolhatják a terápia hatékonyságát. A betegek szuboptimális kezelése nem megfelelő terápiás válaszhoz, gyógyszerrezisztencia és komoly mellékhatások kialakulásához vezethet, jelenségekhez, amik miatt a terápiák a leggyakrabban sikertelenek.

„A Kiberorvosi Kompetencia Központ egyik fő célkitűzése éppen a kemoterápiás kezelések egyénre szabása számítógép-asszisztált terápiaoptimalizálással és preklinikai állatkísérletekkel. Munkánk során olyan génmódosított egér emlő tumor modelleket használunk, melyek nagyban hasonlítanak az emberekben azonosított örökletes mellrákhoz: ugyanannak a génhibának (Brca1) eredményeként alakulnak ki, kezdetben ugyanolyan jól reagálnak a kemoterápiás kezelésekre, azonban rövid idő alatt pont ugyanazokkal a mechanizmusokkal válnak érzéketlenné azokra. Ezekben az egerekben a hagyományos kemoterápiás protokollok ugyanúgy elbuknak egy idő után, mint a betegekben, így a cél olyan egyedre szabott kezelési tervek elkészítése, amelyek lehetőleg meghosszabbítják az állatok életét vagy akár meg is gyógyítják őket. Ehhez folyamatosan, napról napra adatokat gyűjtünk a kísérleti egerekből (daganat mérete, egér testtömege, a kezelés hatása, a gyógyszerek mennyisége a vérben stb.), amiket felhasználunk az algoritmus-alapú terápiageneráláshoz.” fogalmazott Dr. Füredi András, majd hozzátette: az eddigi eredmények alapján ez az újszerű megközelítés sikeres lehet, ha a fontos biológiai paramétereket megfelelően tudják mérni. Kimutatták, hogy az egyedre szabott kezelések átlagosan 70%-kal hosszabbítják meg a túlélést a hagyományos terápiával szemben.

Dr. Galambos Péter igazgató kiemelte, hogy a KIKOK nem csak a támogatási időszakra vonatozó K+F célok megvalósításán dolgozik, hanem konzorciumon kívüli vállalatok igényei mentén is végez fejlesztéseket. Piaci K+F szolgáltatói minőségében az Óbudai Egyetem részt vesz többek között levegőtisztaság vizsgáló műszer fejlesztésében, és egy robottal támogatott gerincsebészeti rendszer kifejlesztésében is.

„A KIKOK fenntartható működésének érdekében az eredmények piaci hasznosítását is szem előtt tartjuk. A megvalósult fejlesztések egy részét hasznosító vállalkozásokon, „spin-off” cégeken keresztül visszük a piacra, amely modell a hazai egyetemi világban csak az utóbbi időben kezdett kifejlődni. A kiberorvosi területen, az Óbudai Egyetem vezető szerepet játszik a jó gyakorlatok kialakításában.” hangsúlyozta a központ vezetője.