Hol tart a tudomány 2020-ban?

Ahogy egyre több genetikai kockázati tényezőt azonosítanak, úgy növekszik majd az érdeklődés az embriószelekciós lehetőségek iránt. A gyógyszerfejlesztés tovább globalizálódik, és senki sem fog meglepődni egy kínai tulajdonban lévő nagy, multinacionális gyógyszergyár felbukkanásán. Az új gyógyszerek egy része egészen komplex rendszer lesz: például érzékelik a közelben lévő tumort, ahová befúrják magukat és kibocsátják hatóanyagaikat. Nagy előrelépés várható a bennünk élő, az egészségünket alapvetően befolyásoló baktériumközösség kutatásában is. A Nature összeállítása a következő tíz év tudományos tendenciáiról.

Új gyógyszerek felfedezése

Az új gyógyszerek felfedezéséről Gary P. Pisano, a Harvard Üzleti Iskolájának professzora nyilatkozott a Nature-nek.

Pisano szerint a következő évtizedben tovább nő majd a gyógyszeriparban már most is tapasztalható felbolydulás, hiszen mind az új gyógyszerek kifejlesztésében, mind a jelenlegi üzleti modellekben komoly változások zajlanak. Sok nagy gyógyszergyár nem is lesz képes az átalakulásra, néhányan pedig már el is tűntek az utóbbi évek vállalatfelvásárlásai során.

A gyógyszeripar Pisano jóslata szerint kettéválik majd: lesznek olyan cégek, amelyek hosszú távra kötelezik el magukat az új típusú gyógyszerek kifejlesztése mellett, mások pedig inkább a marketingre fognak koncentrálni. Az utóbbi rövid távon sikeresebb lehet, hosszabb távon azonban csak a hatékony és még nem elérhető gyógyszerek kifejlesztése a valóban járható út - véli Pisano.
Mivel sok komoly betegségre jelenleg még nem nagyon léteznek a megfelelő kezelési lehetőségek, más gyógyszerek pedig csak közepes hatékonysággal rendelkeznek, igen komolyak a jövőbeli lehetőségek. Az új szerek felfedezése is rejt ugyan kockázatokat, annak azonban nagyobb a veszélye, ha egy gyógyszergyár nem próbálja meg kihasználni ezeket a lehetőségeket. "Világszinten néhány nagy játékosra számítok majd, amelyek komoly kutatói bázissal rendelkeznek, mellettük pedig sok kisebb, de erősen specializált cég lehet majd jelen. A gyógyszerfejlesztés tovább globalizálódik, és senki sem fog meglepődni egy kínai tulajdonban lévő nagy, multinacionális gyógyszergyár felbukkanásán" - mondja Pisano.

Mentális egészség

A mentális betegségek kutatásáról Daniel R. Weinberger, az amerikai Nemzeti Egészség Intézetek (NIH) kutatója beszélt a Nature-nek.

Az elmúlt évtizedben elsősorban a pszichiátriai betegségek hátterében álló génváltozatokra irányultak a kutatások, amiből kiderült, hogy nem egy-egy specifikus ok által kiváltott, különálló kórképekről van szó. Ehelyett a betegségek az egyes kockázati tényezők kölcsönhatásának eredményeként jelennek meg, amelyek együttesen befolyásolják az agy fejlődését. A mentális problémák számos okból kialakulhatnak, a tünetek pedig sokkal inkább kapcsolatban állnak egymással, mint azt korábban gondolták: "2020-ra az eddigi szemlélet egyértelműen át fog alakulni" - írja Weinberger.

Ma már tehát puszta vágyálom, hogy néhány meghatározott génváltozatot fogunk azonosítani a mentális betegségek hátterében. A következő években ehelyett olyan géneket keresünk majd, amelyek az idegsejtek alapvető élettani folyamatait vagy az agy funkcióit szabályozzák. Ezek befolyásolják ugyanis azt, hogy miként reagálunk a minket körülvevő környezetre, és ezek a tényezők állnak össze egy olyan egésszé, amely a mentális problémák kialakulása szempontjából fokozott kockázatnak teheti ki az egyént.

Egy-egy agyi betegség esetében sok száz génváltozatról van tehát szó, a hibásan működő funkciók pedig gyakran teljesen függetlenek a jól körülírt pszichiátriai kategóriáktól. Az agyfejlődés a másik olyan terület, amelyet intenzívebben fognak kutatni a következő évtizedben.
A mentális betegségek diagnózisa és kezelése a fentieknek köszönhetően a mögöttes biológiai folyamatok megértésén alapul majd, és nem a kívülről is látható tünetek elemzésén - jósolja Weinberger.

Az ember eredete

A Nature Leslie C. Aiello antropológust, az Antropológiai Kutatások Wenner-Gren Alapítványának elnökét kérdezte.

Az emberelődökkel kapcsolatos őslénytani kutatások jelenleg Afrikára és Európára összpontosulnak. Az Indonéziában talált kis hominina, a Homo floresiensis fölfedezése 2004-ben arra figyelmeztetett: naiv gondolat, ha feltételezzük, hogy egy vázlatos képnél többet tudunk az ember evolúciós történetéről. Amennyiben a H. floresiensis valóban egy olyan korai Homo túlélő képviselője, amely 2 millió éve vándorolt ki Afrikából, akkor el kell vetnünk azt a régóta fennálló elméletet, hogy a Homo erectus volt az első afrikai kivándorló. (A H. florensis emberi evolúcióban betöltött szerepével kapcsolatban jelentős kétségek merültek fel a közelmúltban - lásd: Újabb vita a grapefruitfejűek körül - a szerk.) El kell vetnünk a kivándorlás alapfeltételeivel kapcsolatos számos más hipotézist is, amilyen a viszonylag nagy agyméret, nagy testméret és az emberszerű végtagarányok. Ami még fontosabb, szembe kell néznünk azzal, hogy aránylag milyen keveset tudunk az ember Európán és Afrikán kívül lejátszódott evolúciójáról.

A mai ember és a hobbit (Homo floresiensis) méretaránya

A következő évtized egyik legnagyobb kihívása lesz, hogy kitöltsük az ember ázsiai evolúciójával kapcsolatos tudásunkban tátongó réseket. Szoros és kreatív nemzetközi együttműködésre van szükség, amely szilárd pénzügyi, intézményi és kormányzati támogatást tudhat maga mögött, hogy el lehessen végezni a szükséges kutatásokat és azok kiértékelését. A területnek nagy, irányított támogatásra van szüksége Ázsiában, ahhoz hasonlóra, amilyet a kelet-afrikai kutatásnak ad a New York-i Turkana-medence Intézet, a lipcsei Max Planck Evolúciós Antropológiai Intézet és a Heidelbergi Tudományos Akadémia, valamint "A kultúra szerepe az emberek korai terjeszkedésében" című program. A fosszíliavadászat nagyon kockázatos vállalkozás, és az expedíciók talán nem mindig mutatják fel a kívánt eredményt. A közelmúltban Afrikában és Európában fölfedezett számos új hominina faj azonban arra utal, hogy a hasonló erőfeszítéseket Ázsiában is siker koronázná.

2020-ra remélhetőleg már sokkal több darabunk lesz az emberi evolúció nagy kirakós játékához, amely azokra a kérdésekre keresi a választ, hogyan és miért evolválódtak és szóródtak szét világszerte a homininák egy nagyjából 6 millió éves időszak alatt. Előrelépések várhatók olyan területeken, amilyen a genetika, az izotópanalízis és az ősklíma-kutatás, akárcsak az ősmaradványok fölfedezése terén. Nem tudjuk megválaszolni az emberi evolúció kulcskérdéseit anélkül, hogy földrajzilag teljesebb fosszíliagyűjteményt igyekeznénk összeállítani.

Mikrobiom: a bennünk élő baktériumok

Az emberi mikrobiommal kapcsolatos kutatások várható helyzetét David A. Relman, a Stanford Egyetem és a Palo Alto Health Care System fertőző betegségekkel foglalkozó kutatója mutatta be a Nature számára.

Az emberi mikrobiom a szervezetünkben élő mikroorganizmusok összességét és ezek genetikai állományát (genom), illetve a mikrobák szűkebb vagy tágabb környezetével történő összes kölcsönhatását foglalja magában. Az emberi test Relman szerint az egyik legfontosabb terepnek bizonyulhat majd az ökológiai kutatásokban, hiszen egészen a legutóbbi időkig viszonylag kevés figyelem irányult a szervezetünkben élő mikrobiális közösségek működésére.

Az emberek meglepően sok mindenben függenek a szervezetüket benépesítő mikroorganizmusoktól: a bélben élő mikróbák segítenek kivonni a táplálékkal bevitt energiát, másoknak fontos szerep jut az immunrendszer megfelelő működtetésében (védekező rendszerünk sokszor tőlük "tanul"), számos esetben pedig a külső kórokozók ellen védenek minket. Az emberi szervezetben számos mikrobiális élőhely található, de a kutatások eddig főként a nagyobb anatómiai egységek - bőr, szájüreg, bélrendszer vagy a vagina - alapján folytak. A következő években ezt kisebb egységekre fogják bontani, hiszen a legfontosabb biológiai folyamatok gyakran két mikrobiális élőhely határán vagy valamely szervünk egy meghatározott területén mennek végbe - véli Relman. A kutató szerint a következő tíz évben felfedeznek jó néhány ritka fajt is, és többféle térbeli skálán is meg fogják határozni, hogy testünk egyes pontjain mekkora a fajok sokfélesége.

A mikroorganizmusok szervezetünkben történő eloszlása nem véletlenszerű, egyelőre azonban nem ismert, hogy a fajok milyen szabályok szerint terjednek szét a testünkben. Mennyire meghatározó, ha egyes mikroorganizmusokkal életünk korai szakaszában kerülünk kapcsolatba, és mennyire fontosak a fajok közötti kölcsönhatások? Van-e természetes kiválasztódás a mikrobák társulásainak szintjén is? És a legfontosabb kérdés: hogyan szabályozza szerveztünk a mikroorganizmusok közösségeinek összetételét? Ha ismertek lesznek ezek a válaszok - például a fogaink felszínének vagy a bél nyálkahártyájának esetében - megvizsgálhatjuk azt is, hogy a mikrobák pontosan milyen szerepet töltenek be az említett szervek egészsége szempontjából.

Számos további, hasonlóan fontos kérdés is felmerül. Mennyire stabilak az egyes mikrobiális közösségek és mennyire képesek ellenállni a különféle zavaró hatásoknak, például az antibiotikumoknak? Mennyi idő elteltével képesek visszanyerni korábbi stabil állapotukat, ha valami megzavarta őket? Ezen állapotok közül mi tekinthető egészséges állapotnak? Hogyan mérhető a mikrobaközösségek rugalmassága?

A fenti néhány kérdés megválaszolásához már a mikrobióta funkcionális tulajdonságait is ismernünk kell - mondja Relman. Ehhez olyan vizsgálatokra lesz szükség, amelyekben a mikrobiális DNS bázissorrendjének meghatározását összekötik azokkal a vizsgálatokkal, amelyekben a mikrobák által termelt fehérjék és RNS-ek mennyiségét közvetlenül is megmérik. Az egyes mikrobiális DNS-szakaszokat ezt követően lehet csak pontosan hozzárendelni az általuk kódolt fehérje- és RNS-termékekhez. A folyamatnak mindössze a kezdetét jelentik azok a nemzetközi vizsgálatok, amelyekben már megkezdték az emberi mikrobiom feltérképezését.

Kapcsolódó cikkek:

Fertőző zuhanyozás - kórokozókkal permetezzük tele magunkat minden tusoláskor

Bélrendszerünk első kolonizálói: csecsemők bélflórájának kialakulását vizsgálták

Mikrobák és New York: a levegő genetikai vizsgálata