2019. július–augusztus: jegyzet, Nemzeti Agykutatási Program, agykutatás, portré, tudomány, biológia, disszemináció, öntészet, innováció, építés, geológia, környezetvédelem, zöldkörnyezet, urbanisztika, biztonságtechnika, it

Félidőben a Debreceni Egyetem NAP2 csoportjai

A Debreceni Egyetemen (DE) folyó klinikai és elméleti agy­kutatás a Nemzeti Agykutatási Program (NAP) kezdete óta hatalmas infra­strukturális fejlődésen ment keresztül. Az első NAP-program keretében olyan műszereket szereztek be, amelyek egyedül­álló lehetőséget biztosítanak az itt működő kutató­csoportok számára. A NAP1 program eredményeit figyelembe véve a NAP2 program indulása­kor hét, a korábbi munka­csoportokból átszervezett kutató­csoport kapott lehető­séget az elméleti és klinikai fókuszú kutatásra.


A DE Anatómiai, Szövet- és Fejlődéstani Intézeté­ben a fájdalomérzésért és a látásért felelős gerinc­velői és agyi idegsejtek kapcsolatait vizsgálják a NAP2 program keretében. A munka­csoport az intézet által korábban beszerzett 2-foton mikroszkópot például a NAP-program által biztosított keretből többszörös elektro­fiziológiai mérésekkel kombinált, kalcium­mérésekre alkalmas, opto­genetikai kísérletekben is használható műszer­együttessé alakította át (1. kép).

1. kép. Az elektrofiziológiai mérésekre és optogenetikai kísér­letekre alkalmassá tett 2-foton mikroszkóp a DE Anatómiai, Szövet- és Fejlődéstani Intézetében.

Dr. Kisvárday Zoltán munkatársaival egy új, a látókéreg mély rétegében elhelyezkedő serkentő idegsejtet fedezett fel, amely meglepő módon gátló sejttípusokra jellemző morfológiai jegyeket mutat (2. kép).

2. kép. A DE Anatómiai, Szövet- és Fejlődéstani Intézetében felfedezett, a látókéreg mély rétegében elhelyezkedő serkentő idegsejt, amely meglepő módon gátló sejttípusokra jellemző morfológiai sajátosságokat mutat. A jobb alsó sarokban ta­lálható fénykép kiemelt részén a sejt jellegzetes sima felszínű dendritjei láthatók (nyilak). A vonalrajzok a 3 dimenzióban rekonstruált sejt különböző síkokban való megjelenését mutatják.

Dr. Szücs Péter munkatársaival a korábban a gerincvelői fájdalominformáció feldolgozásáért felelős neuronháló­zatainak egyszerű kimeneteként számontartott felületes hátsó szarvi, úgynevezett projekciós sejtek általuk leírt lokális kapcso­latrendszerét vizsgálta. Vírusalapú transzgenikus jelölési technikákat alkalmaztak a projekciós sejt helyi kapcsolatait kialakító axon oldalágak szelektív feltüntetése és manipulálása céljából (3. kép). Eredményeik alapján a projekciós sejt kol­la­te­­ráli­sok optogenetikai ingerlésével egyes hátsó szarvi sejtek érző­bemeneteinek hatékonysága csökkenthető, valószínűsítve, hogy a projekciós sejtek aktívan bekapcsolódnak a hátsó szarvi lokális információ feldolgozásába.

3. kép. Piros fluoreszcens fehérjét (tdTomato) és fényérzékeny ioncsatornát (ChR2) tartalmazó, genetikailag módosított egerekbe történő vírusinjekciók után a vizsgálni kívánt projekciós sejtek axonjai és azok oldalágai szelektíven feltüntethetők és fénnyel aktiválhatók (felső sematikus ábrák). Vírusfertőzéssel feltüntetett projekciós neuron a gerincvelő I-es la­mi­ná­jában. A nyilak a sejtből történt mérés során biocytin jelölőanyaggal feltöltött axon oldalágaira mutatnak. A projekciós neuronok fénnyel való akti­válása csökkenti más gerincvelői idegsejtek testfelszínről érkező érző bemeneteinek hatékonyságát. Fekete vonallal a nyugalmi állapotban beérkező serkentő áramok átlaga látszik. A piros vonallal feltüntetett áramátlagok amplitúdója ugyanebből a sejtből a megvilágítással aktivált projekciós sejt axon oldalágak működése közben csökken.

A Neurológiai Tanszéken dr. Oláh László vezetésével működő Neurovasculáris Munkacsoport például az ereket belülről bélelő endotéliumra potenciálisan ható faktorok neuro­vasculáris kapcsolatra gyakorolt hatásának vizsgálatát tűzte ki célul. E kapcsolat működési elvének pontos ismerete elengedhetetlen annak megértéséhez, hogy miként befolyásolja az agy működése a véráramlást az idegrendszerben. A NAP2 keretében beszerzett transcranialis dopplerkészülékkel (4. kép) elsőként az alkohol hatását vizsgálták a neurovasculáris kapcsolatra. Azt találták, hogy az alkohol nemcsak hogy gátolja a neurovasculáris kapcsolat kialakulását, de általában negatív hatással van az agyi aktivitásra, és ezzel egyidejűleg a cerebro­vasculá­ris rezerv kapacitás csökkenését eredményezi. Meg­állapították továbbá, hogy az alkoholfogyasztás diagnosztikus nehézséget jelenthet a stroke felismerésében a tünetek hasonlósága miatt, ami a stroke felismerését és terápiáját megnehezítheti. A továbbiakban az endotéliumra ugyancsak ható hipertónia és hiperviszkozitás szindróma hatásait vizsgálják.

4. kép. A neurovasculáris kapcsolat vizsgálatához használt transcranialis dopplerkészülék a DE Neurológiai Tanszékén.

Az első NAP-program keretében megkezdett, de akkor még nem lezárt kísérletek tovább­vitelén és lezárásán is dolgozik a munkacsoport. Megállapították, hogy a direkt elektronikai eszközökből (iPad, tablet) származó fény, illetve a szórt fény (pl. könyvből olvasás) hasonló módon aktiválja a látó­kérget, azaz igazolódott, hogy a direkt fénnyel bíró eszközökről tör­ténő olvasás nem rontja a neuro­vasculáris kapcsolatot.

A Neuropatológiai Kutatócsoport kutatói, Bencze János és dr. Hortobágyi Tibor egy, a NAP1 program során látó­körük­be került fehérje, a lemur tirozin-kináz 2 (LMTK2) neu­ro­degeneratív kórképek kialakulásában betöltött szerepé­vel foglalkoznak a NAP2 program keretében. Korábbi leleteik és irodalmi adatok alapján az LMTK2 fehérjének esszenciális szerepe van az axonális transzport, apoptózis és tau fosz­fo­riláció szabályozásában; és feltételezhető az is, hogy az LMTK2 expresszió/aktivitás változása hozzájárulhat a leggyakoribb demencia, az Alzheimer-kór patogeneziséhez. Ed­dig azonban humán adatok ennek a feltételezésnek az igazolására nem állnak rendelkezésre. Kollaborációs partnerükkel (Mórotz Gábor és Christopher Miller, King’s College London) az első NAP-program során elsőként mutatták be immunhisztokémiai módszerekkel az LMTK2 mennyiségi változásait Alzheimer-kórban és Lewy-testes demenciában. Az ilyen típusú eredmények kiértékelése komoly nehézségekbe ütközik az általánosan elterjedt, szubjektivitástól sem mentes semi-kvantitatív „scoring” megközelítésekkel. Az ob­jektivitás növelése érdekében a NAP2 égisze alatt digitális képanalízisre tértek át a munkacsoport kutatói, a debreceni kötődésű Szarka Máté által kifejlesztett Pathronus online platformot felhasználva. Eredményeik alapján az LMTK2 szintje csökken az Alzheimer-kór legsúlyosabb neuropatológiai stádiumában (Braak VI.) a kontroll­csoporthoz viszonyítva, illetve össze­függés látszik kimutathatónak az Alzheimer-kórban karakteriszti­kus neuro­fibrilláris kötegek (NFT) eloszlása és az LMTK2 expresszió változása között, vagyis feltételezhető, hogy az LMTK2 expresszió regionális eloszlása összefügg az NFT-patológia súlyosságával.

Az Idegsebészeti Tanszék Neuro-onkológiai Laboratóriumában dr. Klekner Álmos korábbi, NAP1 program keretében végzett vizsgálatai a peritumorális invázióban szerepet játszó extracelluláris mátrix (ECM) molekulák differenciáldiagnosztikai és prognosztikai szerepét tisztázták különböző grádusú asztrocitómákban és áttéti agydaganatokban, létrehozva egy úgynevezett inváziós panelt. A NAP2 program keretében most ennek folytatásaként a grade II. és grade III. diffúz, infiltratív gliómákban vizsgálják tovább az inváziós panelt eltérő prognosztikai tumorcsoportokban és különböző kezelési protokollban részesült betegek tumormintáiban. Fontos fejlődés a laboratórium munkájában, hogy a NAP2 program keretében a laboratóriumhoz tartozó Agydaganat és Szövetbank egy ultramélyhűtőt szerezhetett be, így biztosítható a vizsgálatokhoz felhasznált, egyre bővülő, egyedülálló mintaállomány szakszerű tárolása.•

 
Innotéka