Autoimmun betegségek hatékonyabb diagnózisát segítheti egy új magyar fejlesztés

Az immunológia világnapja alkalmából Dr. Prechl Józseffel, az MTA TKI Immunológiai Kutatócsoportjának kutatójával beszélgettünk egy teljesen új, a munkacsoport által kifejlesztett módszerről, amely a jövőben az alapkutatások mellett súlyos autoimmun kórfolyamatok és fertőzéses megbetegedések klinikai diagnózisát teheti lehetővé.

Mi a pontos neve a diagnosztikai eszköznek?
Mi az ABC-array nevet adtuk neki, mert egyrészt ellenanyagot mérünk vele, amelynek rövidítése az angol antibody elnevezésből eredően AB; illetve nézzük a komplementműködést, amit C-vel jelölnek. Egyébként a technológia leíró neve fehérjechip, mert fehérjék közötti kapcsolatokat vizsgálunk egy pici felszínen. De nevezhetjük antigén-arraynek, mert antigénként működő fehérjék vannak sorozatban feltéve egy felszínre, amelyen vizsgáljuk az ellenanyagok kötődését.

Hogyan működik maga a chip? Melyek a rendszer működésének molekuláris mechanizmusai?
Adott egy néhány négyzetcentiméternyi felszín, amelyre tűsorral fel lehet vinni apró, néhány száz mikrométernyi pöttyöket. Ezek egy-egy meghatározott antigént tartalmaznak. Ezután ezt összehozzuk a vizsgálandó mintával. Mi elsősorban szérum-mintákkal dolgozunk. Az abban található ellenanyagok, ha megfelelő erősséggel képesek kötődni a megfelelő antigénekhez, a chip felszínén ragadnak. A szérummal való kezelést követően, ha megmossuk a chipeket, akkor a nem megfelelő erősséggel vagy az egyáltalán nem kötődött fehérjék, ellenanyagok eltávolíthatóak, míg a megfelelő erősséggel kapcsolódott antitestek továbbra is a chip felszínén maradnak. Ez egy újabb, fluoreszcensen jelölt ellenanyag-reagens segítségével láthatóvá tehető. Ez a hagyományos antigén-array technológia. Mi ezt úgy módosítottuk, hogy az ellenanyagok működését, komplement-aktiváló képességét is mérni tudjuk. Ehhez kicsit megváltoztattuk a szérummal történő kezelés körülményeit, illetve az antigéneket kiegészítettük olyan referencia-anyagokkal, amelyek lehetővé teszik, hogy a komplement aktiváló képességet mérni tudjuk. Tehát, az ellenanyag-kikötődés mellett mi azt is megnézzük, hogy az antigénekhez kötődött ellenanyagok aktiválták -e vagy sem a komplementrendszert.

Mire használható mindez?
A technológiával, mivel ilyen formában még nem mért soha senki antigénkötődést és komplementaktivitást, elsősorban alapkutatási kérdésekre tudunk válaszolni. Meg tudjuk nézni például, hogy a különböző ellenanyag-profilok (hányféle és milyen jellegű ellenanyag van a szérumban) hogyan aktiválják a komplementet. Ennek a haszna természetesen abban jelentkezne, ha ez betegségek diagnózisát erősítené meg, illetve kicsit korábban lehetne vele a betegségeket, azok stádiumait kimutatni. Ez a diagnosztikai kutatási irány. Jelenleg elsősorban autoimmun betegségeket nézünk, de fertőzéses állapotokat, oltás utáni állapotokat, az oltás hatékonyságát is szeretnénk majd megvizsgálni vele.

Maga a chip mivel kell hogy kiegészüljön majd ahhoz, hogy rutinvizsgálatokat lehessen végezni vele?
Elsősorban lézeres chipleolvasó készülékkel kell kiegészülnie. Ezek még egyelőre ritkák, nem terjedtek el, de mire kidolgozzuk a technológiát, addigra biztosan el fognak terjedni. A DNS-chip technológia ugyanis egyre nagyobb teret nyer a diagnosztikai kutatásban is, és ugyanezt a műszerezettséget igénylik a fehérjechipek is.

Sokféle autoimmun folyamatot lehet majd diagnosztizálni a chipek segítségével?
Azt gondolom, hogy több autoimmun betegségnél hasznosabb lesz az alkalmazása az eddigi módszerekhez képest, mivel az array technológia segítségével egyszerre nagyon-nagyon sok célpontot vizsgálhatunk. Tehát olyan betegségek jönnek szóba, ahol tényleg sok célpont van. Jelenleg a szisztémás lupus erythematosust vizsgáljuk, mert erről tudjuk, hogy nagyon változatos antitestképet ad. De egyéb autoimmun folyamatok diagnózisa is elképzelhető.

Mennyiben hatékonyabb az új tehnológia a jelenleg a szisztémás lupus erythematosus diagnosztizálására használt módszereknél?
Azért nehéz erre a kérdésre válaszolni, mert elméletben már tudjuk: annyival jobb, hogy az ellenanyagoknak nem csak a jelenlétét, hanem a működését is ki tudjuk mutatni. A működés révén egy adott ponthoz sokféle ellenanyag kötődik ki. Az eddigi technológiák ebből esetleg kettőt-hármat tudnak kimutatni, a miénk integrálja ezeket, emellett az ellenanyagok komplementaktiváló képessége is kimutatható. Azt viszont egyelőre nem tudom megmondani, hogy a technológia mennyivel hamarabb ad diagnózist, vagy mennyivel pontosabb diagnózist ad a korábbi módszereknél. Ezt csak a következő években fogjuk meglátni. Tehát: azt tudjuk, hogy a komplementrendszernek fontos szerepe van az autoimmun folyamatokban és a fertőzésekben is, de azokat a finomságokat, hogy a diagnózisban ez milyen pluszt nyújthat, most fogjuk csak megvizsgálni.

Hogyan zajlottak eddig a kutatások, hogyan teszteltétek idáig a technikát?
Legelőször az alapjelenséget írtuk le, tehát hogy valóban lehet komplementaktivációt mérni ilyen nagy denzitású chipeken. Ennek elméleti alapjait állatkísérletekkel bizonyítottuk: hogy a komplementaktiváció mérése révén az eltérő jellegű immunválasz, azaz a gyulladásos hajlamot növelő ellenanyagok megjelenése, illetve inkább a tolerancia felé ható ellenanyagok jelenléte szépen elkülöníthető a technológiával. Az elmúlt egy évben továbbá nagyon sok szérumot teszteltünk. Felmértük azt is, hogy egyáltalán adhat e valamilyen plusz információt a módszer az eddigiekhez képest, és az eddigi méréseink alapján úgy tűnik, hogy adhat. Most azt szeretnénk tisztázni, hogy ez a plusz hol jelent igazán pluszt.

Miből finanszíroztátok a kutatást?
Pályázatokból. Eddig volt egy Nemzeti Kutatási és Fejlesztési Program pályázatunk, amely jelenleg Jedlik Ányos néven fut, illetve egy Gazdasági Versenyképesség Operatív Program pályázatunk is. Ezek állami finanszírozásúak voltak. Jelenleg két forrásunk van. Egyrészt mint akadémiai munkacsoport működünk, és az MTA elfogadta és támogatja ezt a chipfejlesztési programot; illetve a Regionális Egyetemi Tudásközpont pályázat, amelyben az ELTE-n néhány konzorcionális taggal - például a Diagnosztikum Rt-vel - közösen fejlesztjük ezt a technológiát.

Milyen fázisban van a kutatás, mi hiányzik még ahhoz, hogy be lehessen vezetni a technológiát a klinikai gyakorlatba?
Jelenleg azt vizsgáljuk, hogy a módszernek pontosan milyen klinikai értéke van a diagnosztikában. A célunk az, hogy klinikailag, az orvos által nagyon jól jellemzett betegségcsoportokból származó szérum-mintákat nézzünk meg a chipeken. A jövő évre tervezzük azt a fázist, amikor elkezdjük majd a különböző fertőzésekben szenvedő betegek esetén történő felhasználhatóságot mérni. Megint csak legalább egy-két évbe telik majd annak feltárása, hogy melyek egyáltalán azok a betegség csoportok, ahol érdemes array-technológiát használni, azon belül hol és milyen pluszt nyújthat. Tehát azt mondanám, hogy az alapokat lefektettük, de most jön egy nagyon idő-, munka-, és precizitás igényes fázis, ami alatt meg tudnánk határozni, hogy a módszer hol adhatja a legtöbb pluszt az eddigi technikákhoz képest.

* * *

Antigén: mindazon molekulák halmaza, amelyeket az immunrendszer felismer. Felismerheti idegenként, akkor immunválasz alakul ki; és sajátként, ami toleranciát vált ki.

Ellenanyag (antitest): az immunrendszer sejtjei által termelt fehérje, amely felismeri és fajlagosan köti az adott antigént. (Ellenanyagot, tehát olyan molekulát, amely fajlagosan képes kötődni egy másik molekulához, bármely fehérjéhez lehet készíteni. Ez teszi lehetővé, hogy például egy fluoreszcens jelöléssel ellátott ellenanyag segítségével kimutatható két molekula kapcsolódása.)

Szérum: alvadt vérből kipréselt vérplazma (nem tartalmaz fibrinogént)

Komplementrendszer: enzimaktivitású, kis méretű fehérjékből áll. Az antigén, illetve az ellenanyag képes a rendszert aktív állapotba hozni, amelynek működése révén apró lyukak keletkeznek a vírusok vagy baktériumok felszínén, s ez a kórokozó oldódás útján történő elpusztításához vezet.

Autoimmun kórfolyamat: az immunrendszer ilyenkor bizonyos saját molekulákat idegenként ismer fel, és immunválasz alakul ki ellene. A szervezet védekező rendszere tehát tulajdonképpen önmaga ellen fordul.

Szisztémás lupus erythematosus (SLE): a betegség során számos, úgynevezett autoantitest termelődik, amely sejten belüli sejtalkotók ellen irányulnak. Ezek az autoantitestek aztán immunkomplexek (antigén+ellenanyag) formájában lerakódnak a szövetekben, elsősorban a hajszálerek falában, ahol súlyos károsodást idéznek elő. A diagnózis megállapításához rengeteg kritériumnak kell teljesülnie, amelyek klinikai tünetek és laboratóriumi eltérések formájában jelennek meg. A jellegzetes immunológiai laboratóriumi eltérések a keringő autoantitestek kimutatásán alapulnak. A diagnosztika során nagyon fontos az SLE elkülönítése más autoimmun megbetegedésektől, fertőző betegségektől, daganatoktól.