Az NKFIH 2022. évi Élvonal – Kutatási Kiválósági Programja keretében 320 millió forint támogatást nyert Beke-Somfai Tamás, az ELKH Természettudományi Kutatóközpont (TTK) Anyag- és Környezetkémiai Intézetében működő Biomolekuláris Önrendeződés Kutatócsoport vezetője. A Szupramolekuláris peptidrendszerek funkcionális kontrollja című ötéves projekt célja a hagyományos antibiotikumoknak ellenálló mikroorganizmusokkal szembeni természetes immunvédelemben részt vevő antimikrobiális peptidek (AMP) vizsgálata.
A hagyományos antibiotikumoknak ellenálló kórokozó baktériumok és gombák megjelenése és terjedése napjaink egyik legfenyegetőbb egészségügyi kihívása. Hatékony kismolekulás szerek hiányában a szuperellenálló mikroorganizmusok okozta fertőzések a WHO szerint 2050-re vezető halálokká válhatnak.
Az úgynevezett antimikrobiális peptidek (AMP-k) a mikroorganizmusok elleni természetes immunvédelemben vesznek részt. Ezekkel a 15-40 aminosavból álló peptidláncokkal szemben a kutatók nem tapasztaltak jelentős rezisztenciát. Az utóbbi évtizedek kutatásai révén ismert, hogy az AMP-k tipikusan rövid, erősen pozitív töltetű peptidszekvenciák, amelyek gyakran a kórokozókat határoló, lipidekből felépülő, negatív töltésű sejtmembránt támadják. Az AMP-k hatásmechanizmusával kapcsolatban ugyanakkor még számos kérdés felderítésre vár. Nem tárták még fel, hogy milyen kölcsönhatásokat képesek kialakítani a humán szervezet vagy a kórokozók által termelt természetesen jelen lévő kismolekulákkal, valamint az sem ismert, hogy milyen magasabb rendszerű asszociátumokat tudnak kialakítani ezekkel.
Mostani projektjük keretében Beke-Somfai Tamás és kutatótársai a szupramolekuláris AMP-asszociátumok két fontos területére összpontosítanak.
Számos humán- és bakteriális eredetű kismolekula létezik, amelyek közvetlen kölcsönhatásuk során modulálhatják az AMP-k aktivitását. A kutatók célja ezért a kulcsfontosságú komponensek részletes vizsgálata, valamint a lehetséges kölcsönhatások in vitro feltérképezése. A humán- és bakteriális eredetű kismolekulák és AMP-k által alkotott szupramolekuláris asszociátumok mellett a szisztematikus áttekintés érdekében endogén és az amerikai Élelmiszer- és Gyógyszer-engedélyeztetési Hivatal (Food and Drug Administration – FDA) által jóváhagyott molekulákat is vizsgálnak. A közelmúltban végzett úttörő kutatásaik révén kimutatták, hogy az AMP-asszociátumok kialakítását gyógyszermolekulák, ételszínezékek, jelvivő biomolekulák is indukálhatják.
A kutatók célja emellett az AMP-k és olyan peptidasszociátumok kölcsönhatásának vizsgálata, amelyek új lehetőséget kínálhatnak a szabályozott szállításukra. A nanohordozók csökkenthetik az AMP-k nemkívánatos tulajdonságait, így például a lebontóenzimekkel szembeni érzékenységet és citosztatikus, neurotoxikus aktivitásukat, ami alapvető a terápiás célra való alkalmazhatóság szempontjából. Beke-Somfai Tamás és munkatársai a közelmúltban természetes és nem természetes aminosavakból felépülő peptidasszociátumokat fejlesztettek, amelyek a célnak megfelelően tovább módosíthatók. A mostani projekt keretében a kutatók olyan nem természetes szekvenciarészeket tartalmazó peptid-AMP komplexek és szupramolekuláris rendeződések létrehozását tervezik, amelyek alkalmasak lehetnek az AMP-k hatásának szabályozására vagy szabályozott szállításukra.
Az Élvonal – Kutatási Kiválósági Program lehetőséget teremt arra, hogy a tehetséges kutatók a következő öt évben olyan világszínvonalú eredményeket ígérő kutatási projekten dolgozzanak Magyarországon, amely hozzásegíti őket, hogy később sikeresen vegyenek részt az Európai Kutatási Tanács (ERC) által meghirdetett kutatási pályázatokon.
Az ELKH kutatóinak 2022. évi nyertes Élvonal projektjeiről szóló korábbi hírünk itt olvasható.