Egy NIH pályázat első lépései

Polemizáljanak arról a hadtudományban szakértők, Raimondo Montecuccoli (1609-1680) hadtudósnak vagy hadvezérnek volt-e jobb, sokat idézett mondásának igazát saját bőrén tapasztalta. A háborúhoz pénz kell, méghozzá sok. A tudomány nagy harcterein is hasonló a helyzet. Vegyük csak a járványok elleni küzdelmet! Mennyivel egyszerűbb lenne győzelmet aratni, ha a pénz nem jelentene problémát! Hány ragyogó ötlet valósult volna meg hamarabb, ha lett volna rá pénz. A pénz tehát tagadhatatlanul fontos, de sosem a legfontosabb. Főképp akkor, ha bőven van belőle.
Gereben Balázsék és amerikai kollégáik egy NIH (National Institutes of Health, az Egyesült Államok Egészségügyi és Humán Szolgáltatási Minisztériumához tartozó nemzeti orvosi-egészségügyi kutatási szervezet) pályázatot nyertek el, ami egyáltalán nem mindennapos dolog, és már csak azért is érdemes beszélni róla, hogy más is kedvet kapjon a pályázáshoz.

- Először is szívből gratulálok a nagy sikerhez! Melyik kategóriában nyertetek?

- Egy NIH R01 kutatási pályázatot nyertünk. Ez nem egy külföldiekre kiírt speciális program, hanem az NIH standard kutatási pályázata, amin jellemzően amerikai kutatók indulnak.
Az elnyert pályázatban ketten vagyunk kutatásvezetők (PI: principal investigator) Antonio C Biancoval, aki a University of Chicago Orvoskarán dolgozik. Mindketten azonos jogokkal rendelkezünk, és azonos felelősséggel tartozunk a projekt megvalósításáért. Csoportjaink a direkt költségvetésen is fele-fele arányban osztoznak.

- Megkérdezem, hiszen Amerikában ez természetes, és már nálunk is az lett: mekkora az az összeg, amit elfelezhettek?

- A 4 éves futamidőre jóváhagyott teljes (direkt+indirekt) összeg 2,3 millió USD.

- Számomra az összeg fele és 4 évre beosztva sem tűnik csekély összegnek, de Te mihez viszonyítod?

- R01 pályázatban most először vagyok témavezető, de korábban nyertem már külföldieknek kiírt NIH Fogarty pályázatot. Összegét tekintve azonban az más dimenzió volt. A hazai kutatásfinanszírozási összegek örvendetesen növekedtek az elmúlt években és EU ERC konzorciális pályázataink is vannak évek óta, de ez a mostani pályázat ezeknél jelentősebb támogatást fog jelenteni.

- Úgy tudom, az NIH pályázatoknak jó, ha 10 százaléka nyer. Milyen érzés volt megtudni, nyertetek? Számítottak rá?

- Nagy öröm volt, hogy sikerült, hiszen igen élessé vált az NIH finanszírozásért folyó küzdelem. Az NIH-nál a döntési folyamat többlépcsős, így a bírálati fázis után már kiderül, hogy a pályázat hogyan rangsorolódott. A mi anyagunk a felső hét százalékba került, ami nagyon biztató volt, de csak a bizottsági döntés után mertem örülni.

- Intézetünkben a rendszeres csoportbeszámolóknak köszönhetően valamelyest ismerjük egymás kutatási témáját, így egyértelmű, hogy ennek a pályázatnak is köze van a pajzsmirigyhormonhoz!

- Igen, ez így van. A pajzsmirigyhormonok a sejtműködés, pl. az energiaháztartás és sejtosztódás alapvető szabályozói, hatásuk gyakorlatilag minden szervrendszerben tetten érhető. Csoportunk az idegrendszeri pajzsmirigyhormon jelátvitellel foglalkozik, és kiemelt célunk annak a celluláris és molekuláris szabályozó gépezetnek a jobb megértése, ami lehetővé teszi a pajzsmirigyhormon-függő folyamatok sejt-típus specifikus vezérlését, aminek mind élettani, mind kóros állapotokban nagy a jelentősége. Ennek a kérdéskörnek egy különösen izgalmas szegmense, hogy ezek a folyamatok hogyan hatnak a hipotalamuszban magára a centrális hipotalamusz-hipofízis-pajzsmirigy (HHP) neuroendokrin tengelynek a szabályozására.

- A tudományos kíváncsiság feltétlenül méltányolandó, és tudjuk, hogy szükség van a felfedezésekre, de esetleg van valami közelebbi cél is, amit egy nem kutató is megérthet?

- Egyetértek, az előbbi erőteljesen alaptudományi megközelítés volt, de a kérdésre másképp is tudok válaszolni. Néhány éve egy szimpóziumon láttam egy panelbeszélgetést, ahol hypothyreozissal kezelt betegek beszéltek állapotukról. Fontos megemlíteni, hogy ezek a pajzsmirigy alulműködéssel/hiánnyal élő betegek többszáz millióan vannak világszerte. Amióta megoldódott a pajzsmirigyhormon előhormonjának, a tiroxinnak a szintetikus előállítása, azóta standard kezelésük tiroxin monoterápián alapul. Ez pedig úgy lett elkönyvelve a köztudatban, hogy a hypothyreózis kezelése véglegesen és maradéktalanul megoldódott. Mellbevágó volt számomra azzal szembesülni, amit ezek a „papíron” rendben lévő, beállított, szupplementált, rendezett TSH hormonszintű betegek ott elmondtak! Normalizált paramétereik ellenére tünetesek maradtak, különös tekintettel ennek idegrendszeri vonatkozásaira, amit letargia, depresszív hangulat, memóriazavar fémjelez. De motoros problémák is jelentkezhetnek, amit gyakran lelassultság, hideg intolerancia és elhízás kísér. Emellett gyakran szorulnak antidepresszánsokra és koleszterin csökkentőkre.

- És eközben az, aki nem érintett, azt hiszi, ezt a betegséget, ha megelőzni még nem is, legalább kezelni-gyógyítani már tudjuk!

- Szerencsére sokan vannak, akiknél a tiroxin monoterápia jól működik, de mai ismereteink szerint az említett tünetcsoport, ha különböző mértékben is, az említett több száz milliós hatalmas betegcsoport mintegy 10-15%-át érinti. Jó okunk volt feltételezni, hogy ennek a hátterében a sejtspecifikus pajzsmirigyhormon háztartás szabályozásának a kezelés során előtérbe kerülő, ill. egyén-specifikus sajátosságai állhatnak. Ezek azonosítása és részletes feltárása ezért nagy jelentőséggel bír.

- És miért épp Antonio Biancóval pályáztatok?

- Tony Biancót még a Harvard Egyetemen töltött kutatói éveimből ismerem. Ő is pajzsmirigyhormon jelátvitellel foglalkozik, és a mi molekuláris neuroendokrinológiai megközelítéseink az ő fiziológiai és transzlációs hátterével jól kiegészítik egymást. Ezt a szinergiát nagyon hasznosnak éreztem ennek a problémakörnek komplex megközelítéséhez, ezért döntöttünk úgy, hogy közösen pályázunk.

- Megbeszéltétek, egyeztettetek és már neki is kezdtetek a pályázat megírásának?

- Szó sincs róla, a pályázathoz kiterjedt előkísérletek kellettek, amibe sok munkát fektettünk. Sokat nyomott a latban, hogy a közelmúltban Fekete Csabával és Mohácsik Petrával közösen kifejlesztettük a THAI transzgén egérvonalat. A munkát az első lépéstől az utolsóig az Intézetben végeztük, kezdve a modell lelkének számító szintetikus génkonstrukció kidolgozásától az állat-biotechnológiai fázisig. Ez utóbbiban az intézet Géntechnológiai Részlegének vezetői, Erdélyi Ferenc és Szabó Gábor kollégáink játszottak fontos szerepet. A THAI egér egyedülálló lehetőséget nyújt a pajzsmirigyhormon jelátvitel mérésére egyes agyterületeken ill. különböző szövetekben. Az állatmodellre a magyar és EU szabadalom után a közelmúltban megkaptuk az USA szabadalmi védettségét is. Ez egyébként nagy kihívás volt. Mi alapkutatók vagyunk, és az alaptudományi eredmények szabadalmaztatását segítő háttér rendszerszinten még mindig kialakulatlan hazánkban. Ennek az állatmodellnek a segítségével sikerült bizonyítanunk a pályázat alaphipotézisének helyességét.

- Vagyis?

- A lényege az, hogy a tiroxin monoterápia jelentette jelentős hormonszint hatására a pajzsmirigyhormon aktiváció másként szabályozódik a hipotalamuszban, mint más agyterületeken és szövetekben. Ez azt jelenti, hogy míg a hipotalamuszban jelentős rezisztenciát mutatva képes előállítani a szükséges mennyiségű aktív T3 hormont a HHP tengely működésének normalizációjához (emiatt látják a klinikumban a normalizált tengelyparamétereket), ezzel párhuzamosan viszont más szövetekben a pajzsmirigyhormon jelátvitel jelentősen lecsökken.

- Tehát van ugyan elég előhormon, de nem minden agyterületen, ill. szövetben képes úgy működni, ahogy kellene. Mit vállaltatok a pályázatban?

- Az előbb felvázolt folyamat celluláris és molekuláris mechanizmusainak részletes feltárására törekszünk. Ebben nagy szerepe lesz a pajzsmirigyhormont aktiváló szeléntartalmú fehérje, a kettes típusú dejodáz enzim gyors szabályozásának, amit mi írtunk le korábban, és az enzim szubsztrát indukálta ubikvitinációján alapul. A tiroxin ennek a mechanizmusnak révén képes gátolni a saját aktivációját a hipotalamuszon kívül. Ez normál körülmények között egy hasznos dolog, nagyon precíz szabályozást tesz lehetővé, de azt gondoljuk, hogy ez a mechanizmus a monoterápia során a kezeltek egy részében nemkívánt következményekhez vezet.

- A fehérjék lebontásának szabályozásában alapvető szerepet játszó ubikvitináció felfedezésért Aaron Ciechanoverrel és Irwin Rose-zal megosztva, a Karcagon született Herskó Ferenc Avram Hersko néven és izraeli állampolgárként 2004-ben Nobel-díjat (és karcagi díszpolgárságot) kapott. Egyszerű ezt a folyamatot vizsgálni?

- Korántsem. Az ubikvitináció szabályozása alapvetően fehérjék közti kölcsönhatásokon alapul, melynek vizsgálata metodikailag sokszor körülményesebb, mint a génkifejeződés szintjének mérése. Speciális sejtes rendszereket is kellett fejlesztenünk. Egy szövetspecifikus transzgén egérvonalat alakítottunk ki, amiből specifikusan azonosíthatóan tudunk tanicitákat tenyészteni. Ezek a hipotalamikus sejtek a harmadik agykamra falában ülnek, és különlegesen fontos szerepet játszanak a lokális pajzsmirigyhormon aktivációban és a HHP tengely szabályozásában. Kialakítottunk egy mikrofluid kamrás neuronális rendszert is, abból a célból, hogy az axonális és a szomális kompartment pajzsmirigyhomon jelátvitelét elkülönítve vizsgálhassuk, továbbá létrehoztunk egy pajzsmirigyhormon érzékeny rekombináns bioszenzor fehérjét, ami hormonkötésre konformáció változással válaszol, és ez élő sejtben a FRET elnevezésű, fluoreszcencián alapuló módszerrel detektálható.

- Az eddig részben megoldott feladatoknak a felsorolása is jelzi, hogy itt nem egy-két emberes munkáról van szó. Kik vesznek részt a kutatásban?

- A szerteágazó metodikát igénylő munkában különböző mértékben, de csoportunk minden jelenlegi tagja részt vesz. Juhász Andrea, Mácsai Lilla, Mohácsik Petra, Rada Kristóf és Sinkó Richárd mellett az intézet egy másik csoportjából Fekete Csaba is támogatja a munkát.

- A Covid19 nem csak a maszkviselésre, de az eddig megszokottól eltérő kommunikációra is rászoktatott minket. Gondolom, ennek most hasznát látjátok.

- Igen, a Zoom a járvány alatt beépült a mi gyakorlatunkba is, ezt jól ki tudjuk használni az amerikai csoporttal való kapcsolattartáshoz is.

- Hogyan foglalnád össze, mi egész kutatásotok, munkátok célja, mit akartok elérni, amihez jelentős segítséget, anyagi hátteret nyújt az elnyert NIH pályázat?

- Végső soron, célunk azoknak a celluláris és molekuláris mechanizmusoknak a feltárása, melyek szerepet játszanak az idegrendszeri pajzsmirigyhormon jelátvitel szabályozásában, és a hypothyreóta betegek sejt-típus specifikus pajzsmirigyhormon jelátviteli változásainak hátterében állhatnak.
Az alaptudományi jellegű eredmények mellett reményeink szerint hozzá tudunk járulni olyan megközelítések megalapozásához, melyekkel javítható lenne a tiroxin monoterápiára rosszul reagálók életminősége.