Az idei kémiai Nobel-díjat Carolyn R. Bertozzi amerikai, Morten Meldal dán és K. Barry Sharpless amerikai vegyész kapta a klikk-kémia és a bioortogonális kémia kifejlesztéséért. A rendkívül széles hatású felfedezés a szerves kémiát és az orvosbiológiát is előmozdította, eredményei beépültek az élettudományok szinte minden területére.
A klikk-kémia lényege, hogy gyorsan, szelektíven, melléktermék nélkül képes molekulák összekapcsolására, és a természetben lejátszódó reakciók egyszerűségét utánozva hoz létre kapcsolatokat ‒ magyarázta Kónya Zoltán vegyész, a Szegedi Tudományegyetem rektorhelyettese. Hozzátette, hogy ezáltal például a betegségek lefolyásának sejtszintű vizsgálatában akár egyetlen molekula mozgása is követhetővé válik festék- vagy izotópjelöléssel.
„A gyógyszerkutató vegyészek mindig azon fáradoznak, hogy kisebb, egyszerűbb elemekből komplexebb tulajdonságú, nagyobb molekulákat hozzanak létre. Egy ilyen nagy molekulának a szintézise ugyanakkor mostanáig nagyon költséges és hosszadalmas volt. A tudósok emiatt kerestek olyan reakciókat, amelyek lehetővé teszik az egyes alkotóelemek gyors, hatékony, akár tetszőleges sorrendben történő összekapcsolását vizes közegben, szobahőmérsékleten” ‒ ismertette a felfedezés előzményeit Kele Péter, az ELKH Természettudományi Kutatóközpont (TTK) tudományos főmunkatársa, aki szintén ezen a területen folytat kutatásokat. Sharpless 2000-ben megjelent közleményében foglalta össze az ilyen átalakításokra alkalmas reakciókat, amelyeknek a klikk-reakciók elnevezést adta. Nem sokkal később Sharpless, és vele egy időben, de tőle függetlenül Meldal leírta az azóta a legismertebb klikk-reakciónak számító, rézionok által katalizált, azidok és alkinok közti cikloaddíciós reakciót.
Bertozzi munkásságának köszönhetően pedig a klikk-reakciók biokompatibilissá tételével megszületett az élő szervezetekben is alkalmazható bioortogonális kémia. E biokompatibilis, szelektív reakciók megalapozták egy új tudományterület, a kémiai biológia kialakulását. A kutató magyarázata szerint a kémiai biológiai eljárások során a vizsgálni kívánt biológiai rendszerek – fehérjék, nukleinsavak, szénhidrátok – szintetikusan előállított kismolekulákkal módosíthatók, akár az élő sejtek működésének megzavarása nélkül. Ezáltal fel lehet térképezni az élő szervezetekben zajló biokémiai folyamatokat.
Kele Péter hozzátette, hogy az utóbbi években több ilyen biokompatibilis klikk-reakciót is azonosítottak, és a bioortogonális kémia ma már nemcsak a molekulák összekapcsolására, hanem például gyógyszerhatóanyagok elengedésre is használható. Ez azt jelenti, hogy segítségükkel szelektíven lehet felszabadítani egy hatóanyagot például a rákos sejtek közelében.
„A klikk-kémia egyre nélkülözhetetlenebb a biológiai kutatásban és diagnosztikában” ‒ emelte ki Kele Péter. A kutató a TTK-ban működő, általa vezetett Kémiai Biológia Kutatócsoporttal olyan olcsó és hatékony fluoreszcens jelzővegyületek kifejlesztésén dolgozik, amelyek a jövőben képalkotó eljárásokban, biológiai tesztekben, biokémiai folyamatok követésében vagy a korai rákdiagnosztikában lesznek alkalmazhatók. Emellett azt is kutatják, hogy a bioortogonális kémia és a fény kombinációjával miként lehet hatóanyagokat szelektíven felszabadítani. Az eljárás által például lehetővé válna a fénnyel szabályozott kemoterápia, így csökkenteni lehetne a kezelés mellékhatásait.