Tudományos áttörések a diagnosztika és a terápia területén a BrainVisionCenterben

A közleményből megtudhatjuk, hogy agyműtét során először vált mérhetővé a folyamatosan mozgó agy idegsejtjeinek és sejtnyúlványainak elektromos aktivitá­sa a Dr. Roska Botond és Dr. Rózsa Balázs által alapított BrainVisionCenter (BVC) és a Femtonics Kft. együttműködésében ki­fejlesztett, háromdimenziós, valós idejű mozgáskorrekciós eljárás révén. Ennek köszönhetően lehetséges az agy elemi működési egységeinek – az idegsejteknek és idegsejtnyúlványaiknak, az úgynevezett dendriteknek – a mérése, a folyamatosan lüktető, pulzáló agyban az agyra jellemző rendkívül gyors időskálán. Az új eljárásról Rózsa professzort kérdeztük.

– Lépjünk vissza egyet az aktualitástól: hol tart ma az agykutatás?

– Az agykutatás – mint szinte minden tu­dományterület – óriási lépésekkel fejlődik. Ebben nagy szerepe van a különböző diag­nosztikus berendezéseknek, eszközöknek. A ma e területen általánosan használt CT és MR az agy bizonyos celláit tudja meg­mutatni. Egy-egy ilyen területen nagyság­rendben 80 ezer sejt helyezkedik el. A CT és az MR hátránya, hogy nem képesek részletesebb képet adni. Szintén hiányos­ságuk, hogy nem detektálják az agyban futó elektromos jeleket. A különböző neu­rológia betegségek megértéséhez viszont elengedhetetlen, hogy részletesebben, sejtszinten lássuk az agyat és működését. A BrainVisionCenterben kifejlesztettünk és megépítettünk egy 3D lézermikroszkópot, amely túllép a fenti korlátokon: sejtszinten mutatja az agyat és láttatja annak műkö­dését. Emellett a berendezés milliószor gyorsabb méréseket tesz lehetővé 3D-ben a klasszikus lézerpásztázó mikroszkópok­hoz képest. Vagyis a másodperc ezredrésze (milliszekundum), az agy működési sebes­ségével megegyező idő alatt térképez fel egy-egy agyi részletet. Alapítótársam, Roska Botond, a Bázeli Molekuláris és Kli­nikai Szemészeti Intézet tudományos igaz­gatója fő kutatási területe a látás-helyreállí­tás. Csoportjával forradalmi áttörést ért el e területen. A mi berendezésünk hozzájárul a munkájukhoz, és közös célunk, hogy további fejlesztéseink is hasznosuljanak a humán diagnosztikában és terápiában.

– Milyen szerepet tölt be ez a berendezés, és hol használják?

– Az ATLAS 3D lézerpásztázó mikroszkóp több mint 20 méréstechnikai világrekor­dot állított fel. Hosszú távú célunk, hogy megjelenjen az agysebészeti műtőkben. Természetesen ez nem „holnap” fog meg­valósulni. De már egyértelmű, hogy több neurológiai kórkép diagnosztikájában, te­rápiájában potenciális helye van. Egy epi­lepsziás betegben például sejtszinten meg tudjuk mutatni, honnan indul a roham.

A berendezésünket világszerte közel kétszáz egyetemen és kutatóintézetben használják. Az említett Bázeli Intézet mellett a nemzetközi tudományos élet olyan veze­tő helyein, mint az MIT, Yale, Columbia, Har­vard, Stanford, Oxford, Hongkongi Egyetem, Sanghaji Egyetem, Szingapúri Egyetem stb.

Fontos megemlítenem, hogy a BVC mellett másik cégünkben, a Femtonicsban mérnökeink, IT-szakembereink meg is épí­tik, termékesítik a mikroszkópokat, amelye­ket kollégáink működésbe hoznak, majd betanítják az ügyfeleket a használatára.

Az említett rangos egyetemeken és ku­tatóintézetekben az eszközeinkkel in vivo körülmények között, valós időben tudják vizsgálni az agy sejtszintű, térbeli műkö­dését. A korábbi egyfotonos módszerek az agy felszínét mutatták, nem tudtak az agykéreg mélyére hatolni, és csak egyetlen síkban mértek. Márpedig a térbeli mintá­zatokban rejlik a működés lényege. Ezt az általunk kifejlesztett háromdimenziós lézermikroszkópok garantálják. Ezenfelül aktiválni és deaktiválni is tudják a sejteket, feltérképezve a közöttük lévő kapcsolato­kat. Endoszkópokkal kombinálva pedig az agykéreg alatti területeket is képesek vagyunk vizsgálni. Ennek az a jelentősége, hogy több neurológiai kórképet – példá­ul a depressziót – irányító agysejtek a mé­lyebb régiókban találhatók.

A világhírű kutatóintézetekkel kiala­kított kapcsolatok kétirányúak: miközben ők használják a termékeinket, mi is megis­merjük a legújabb technológiákat, eljárá­sokat, tudományos áttöréseket. Nemzet­közi együttműködéseink lehetővé teszik, hogy a hazai tudományos élet szereplői valós időben hozzáférjenek a neurológia aktuális felfedezéseihez.

– Hol tartanak a kutatásaikban?

– Jelenleg egerekben zajlanak a kutatása­ink, nagyon kecsegtető eredményekkel. Az epilepsziára visszatérve: megjelöltük azokat a sejteket, amelyek beindítják az epilepsziás aktivitást. Ezt a területet az ál­talunk kidolgozott lézeres terápiával kezel­jük. Ennek révén egyetlen beavatkozással jelentősen csökkentjük az epilepsziás akti­vitást, és a teljes tünetmentesség elérhető közelségébe kerültünk. A módszer egyelő­re az agyfelszínhez közeli epilepsziás el­változások kezelésére képes, amelyekben több mint kétmillió ember érintett.

– Hogyan működik konkrétan ez a „szkennelés”?

– Az első lépésben feltérképezzük az agyat. Az így készített felvételeken megkeressük – számunkra egy adott kérdés szempontjá­ból – aktív sejteket azok koordinátáival. Ezt betápláljuk a mikroszkópba. A teljes mérési periódus csupán a másodperc törtrészéig tart. Ahogy említettem, nagyságrenddel jobb minőségű jeleket kapunk, mint más lézermikroszkópok. Tudjuk mérni az agyi idegsejtek nyúlványait, sőt azok egyes részleteinek aktivitását is. A kutatásaink­ban napi szinten használjuk a mestersé­ges intelligenciát az adatfeldolgozásban, a mérésekhez szükséges matematikai eljárásokban.

– Milyen időtávban, mely területeken jelenhetnek meg ezek a technikák az orvosi gyakorlatban?

– Az egyik fókuszunk a személyre szabott orvoslás. A technikánk segítségével a be­tegből vett biológiai mintán in vitro tesztel­jük egy-egy terápiás eljárás hatékonyságát. Ezáltal az orvos kiválaszthatja az adekvát kezelést. A közelmúlt egyik áttöréseként kutatóink felismerték, hogy a berendezé­seink az idegsejtek mellett a tumorsejtek aktivitását is vizsgálni tudják. Ez komoly előrelépést jelenthet az onkológiában, mert így a daganatos szövetmintákban sejtszinten képesek vagyunk megmon­dani, hogy kemoterápiára vagy egyéb ke­zelésre van szüksége a betegnek. Ha ele­gendő forrás állna rendelkezésünkre, akkor elkezdődhetnének a klinikai tesztek, ame­lyek végén számos emberéletet tudnánk megmenteni. Ez az eljárás más betegségek esetében is működik, a rákdiagnosztikától a jövőbeli genetikai terápiákig számos te­rületen alkalmazható lenne.

A távoli jövőben a műtétek során a mikroszkópjaink új diagnosztikai lehető­ségeket adhatnak az agysebészek kezébe. Például az epilepsziás betegeknél sokkal pontosabban fel lehet térképezni, honnan indulnak ki a rohamok, nagyságrendekkel csökkentve a roncsolt agyterület mére­tét. Dr. Roska Botonddal azon dolgozunk, hogy a technológiát látókéreg-helyreállí­tásban is alkalmazhassuk. Szintén fontos kutatási irányunk, hogy az eszközeinket miniatürizálva az agyba építhessük, „agyi pacemakerként”. Ezek a parányi eszkö­zök – a szívpacemakerhez hasonlóan – az agysejtek működésének befolyásolásával kiküszöbölhetik a legsúlyosabb neuroló­giai tüneteket.

– Melyek a nehézségei és előnyei an­nak, hogy Magyarországon tevékeny-kednek?

– Tapasztalatom, hogy a hazai szürke­állomány nagyon innovatív és sokrétű. A magyar szakemberek erőssége a mul­tidiszciplináris gondolkodás. A BVC-ben maximálisan kihasználjuk ezt az előnyt: kollégáink az orvostudomány, biológia, neurofotonika, optika, mérnöki és szoft­verterületeken napi szinten dolgoznak együtt. Sajnos itthonról nehezebb betörni a nemzetközi tudományos élvonalba, de élvezzük, hogy hatalmas értéket teremtet­tünk. Az általunk létrehozott szellemi tőke komoly vagyon az ország számára. Büszke vagyok rá, hogy nap mint nap hozzájáru­lunk a magyar tudomány fejlődéséhez és nemzetközi elismertségének növeléséhez.