A gyakran és indokolatlanul alkalmazott antibiotikumok komoly kihívás elé állítják az egészségügyet. Olyan, többféle antibiotikummal szemben ellenálló, multirezisztens baktériumok terjedtek el, amelyeket a médiában gyakran csak „szuperbaktériumok”-ként emlegetnek, és számos halálesetért felelősek világszerte. A bakteriális fertőzések kialakulásának gócpontjai a kórházak és az egészségügyi intézmények, ezekben jelentős az antibiotikum-használat, és a betegek között is könnyen képesek terjedni a kórokozók. A kialakult helyzetben égető szükség van új, hatékony antibiotikumok fejlesztésére, ezért az ELKH Szegedi Biológiai Kutatóközpont (SZBK) Biokémiai Intézetén belül működő Szintetikus és Rendszerbiológiai Egység kutatócsoportja Pál Csaba vezetésével olyan antibiotikum-molekulák fejlesztésébe kezdett, amelyek hatékonyak lehetnek a szuperbaktériumok ellen. A szakmai publikáció a rangos Plos Biology hasábjain jelent meg: https://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.3000819

Szuperbaktériumok kémcsőben

Az Európai Betegségmegelőzési és Járványvédelmi Központ felmérése alapján 2017-ben Európában a multirezisztens kórokozók az intenzív osztályokra kerülő betegek 8,3%-ánál okoztak tüdőgyulladást, illetve véráram- vagy húgyúti fertőzéseket. A kezelés elhúzódása miatti többletköltségeken túl ezek a fertőzések nagyon gyakran a betegek halálával végződnek – a WHO 2019-es adatai szerint ez évente 700 000 halálesetet jelent. Becslések szerint ez a szám a jövőben olyan mértékben növekedhet, hogy 2050-re a rákos megbetegedéseknél is több halálos áldozatot követelhetnek a rezisztens fertőzések. A rezisztencia problémája természetesen Magyarországot is érinti. A hazai kórházakban a leggyakoribb az Acinetobacter baumannii, a Klebsiella pneumoniae, a Pseudomonas aeruginosa, valamint az MRSA általi fertőzés, amely a rezisztens szuperbaktériumok közismert példája.

 

Új antibiotikumokra van szükség

A kialakult súlyos krízishelyzetben – a globális szemléletváltás mellett – égető szükség lenne új, hatékony antibiotikumok fejlesztésére, ez a folyamat azonban az elmúlt években jelentősen lelassult. Mivel a baktériumok rendkívül gyorsan képesek ellenállóvá válni, az új antibiotikumok a piacra kerülést követően rövid időn belül, vagy gyakran már a tesztelési folyamat során hatástalannak bizonyulnak. Mivel a fejlesztési folyamatba fektetett rengeteg idő és pénz nem térül meg, a gyógyszergyárak egyre kevésbé érdekeltek az antibiotikum-fejlesztésben, és néhány vállalat – pl. a Novartis és a Sanofi – már teljesen fel is hagyott az ilyen irányú kutatásokkal. Ha a fejlesztési folyamat legelejét körültekintőbben végeznénk, nagyobb eséllyel találhatnánk olyan szereket, amelyek hosszabb ideig hatékonyak maradnak. Ehhez a molekulák újszerű, racionális tervezésére van szükség. A tervezés és a szerkezet módosítása által létrehozhatók olyan specifikus molekulák, amelyekkel szemben a rezisztencia kialakítása nehézkesebb lehet a baktériumok számára.

Laboratóriumi robotok segítik a kutatók munkáját

Egy veszélyes kórokozó: az MRSA

Pál Csaba kutatócsoportjának célja az, hogy olyan antibiotikum-molekulákat fejlesszenek, melyek hatékonyak az MRSA-fertőzéssel szemben, amelyet a methicillin-rezisztens Staphylococcus aureus baktérium, röviden MRSA okoz. Az MRSA az egyik legveszélyesebb kórokozó Európában, így Magyarországon is. Vannak országok, ahol több fertőzést, illetve gyakran halálos kimenetelű megbetegedést okoz, mint bármely más fertőző betegség együttvéve. Egyes becslések szerint a kapcsolódó globális egészségügyi költségek elérik az évi 5 milliárd dollárt. A jelenlegi piacon lévő és fejlesztés alatt álló antibiotikumok nem kínálnak kielégítő megoldást, mivel az MRSA rendkívül gyorsan alkalmazkodik az új antibiotikumokhoz.

Lucija Peterlinnel (Ljubljanai Egyetem) szoros szakmai együttműködésben két, minőségileg új antibiotikum-jelöltet hoztak létre a kutatók, melyeket ULD1-nek és ULD2-nek kereszteltek el. E molekulák különlegessége, hogy több célpontjuk is van a bakteriális sejten belül, ezért az ellenálló képesség kialakulása minimális. Az előzetes, egereken végzett kísérletek azt mutatják, hogy az ULD1 és az ULD2 az MRSA-bőrfertőzésekkel szemben különösen hatékonyak, ugyanakkor az emberi sejtekre sincsenek károsító hatással. Pál Csaba, Nyerges Ákos és munkatársaik igazolták, hogy a piacon lévő, vagy jelenleg is fejlesztés alatt álló antibiotikumok az MRSA számos genetikai változatával szemben nem hatékonyak. Ezzel szöges ellentétben az ULD1 és az ULD2 laboratóriumi körülmények között hatékonyan irtotta az összes vizsgált MRDA-változatot. Ezért e molekulacsalád nemzetközi szabadalmaztatási eljárása elkezdődött.

A közeljövőben induló Nemzeti Biotechnológiai Laboratórium támogatása révén lehető vált újabb, még hatékonyabb antibiotikum-jelöltek fejlesztése, az ígéretes molekulák további tesztelése. A végső cél, hogy a molekulák értékesíthetők legyenek a nemzetközileg is jelentős gyógyszerfejlesztő cégek számára.

 

Pál Csabáról

Doktori diplomáját 2002-ben szerezte meg az ELTE-n, majd ösztöndíjjal több évet külföldön töltött, kutatott Oxfordban és Heidelbergben. 2008 óta az Eötvös Loránd Kutatási Hálózat Szegedi Biológiai Kutatóközpont kutatója, a Biokémiai Intézet tudományos főmunkatársa, a Szintetikus és Rendszerbiológiai Egység egyik vezetője. Szakterülete az antibiotikum-rezisztencia és a genommérnökség. Munkája során elnyerte az Európai Kutatási Tanács Starting (2008–2013), Consolidator (2015–2020), valamint Proof of Concept (2019–) pályázatait, amelyek keretén belül kutatócsoportja 3,5 millió euró közvetlen támogatáshoz jutott. Több mint 50 tudományos munkát publikált, köztük olyan rangos folyóiratok hasábjain, mint a Nature, a Nature Microbiology, a Nature Genetics, a Science és a PNAS. Kutatómunkáját több díjjal is jutalmazták. 2009-ben elnyerte az Osztrák Tudományos Akadémia Ignaz L. Lieben díját, 2014-ben Szent-Györgyi Talentum-díjjal, 2015-ben pedig Bolyai János alkotói díjjal tüntették ki. 2016-tól az Academia Europaea, 2017-től az Európai Molekuláris Biológiai Szervezet (EMBO), 2018-tól pedig a Federation of European Microbiological Societies tagja. A Molecular Biology and Evolution, a Plos Biology és a Biology Direct szerkesztőbizottságának is tagja.

Fiatal tehetségek Pál Csaba laborban 2018-ban

 

További részletek:

http://group.szbk.u-szeged.hu/sysbiol/pal-csaba-lab-in-the-press.html

https://hu.wikipedia.org/wiki/P%C3%A1l_Csaba_(biol%C3%B3gus)

https://hu.wikipedia.org/wiki/P%C3%A1l_Csaba_(biol%C3%B3gus)