Nobel-díjas kutató méltatta a szegedi egyetemről indult Nemzeti Tudósképző Akadémiát

A Nemzeti Orvosbiológiai Alapítvány meghívására érkezett hazánkba Bruce Alan Beutler, Nobel-díjas amerikai immunológus és genetikus. A chicagói kutató bekapcsolódott az alapítvány támogatásával működő Nemzeti Tudósképző Akadémia (NTA) országos program-sorozatába: Szombathelyre, Budapestre, majd Szegedre és Hódmezővásárhelyre látogatott, találkozott középiskolásokkal, egyetemistákkal és doktoranduszokkal, a tehetséggondozással foglalkozó pedagógusokkal és egyetemi oktatókkal. Több mint ötszázan vettek részt az NTA 2023. március 26-28. közötti programjain.

Iskolai laboratóriumi gyakorlatokon is részt vett Bruce Alan Beutler. A Nemzeti Tudósképző Akadémia szegedi programjaira az ország szinte minden egyetemi városából és megyeszékhelyéről Szegedre sereglettek a tehetséges diákok. Fotó: Károlyi István

Utazás az immunológiába

„A journey in immunology by way of genetics” címmel mutatta be kutatói pályáját és eredményeit Bruce Alan Beutler. A Nobel-díjas kutató nagy hatású előadást tartott 2023. március 27-én délelőtt a Szegedi Tudományegyetem (SZTE) József Attila Tanulmányi és Információs Központ (TIK) kongresszusi termében, a Nemzeti Tudósképző Akadémia konferenciáján.

Bruce Beutler telt ház előtt tartotta meg díszelőadását az SZTE József Attila Tanulmányi és Információs Központ konferenciatermében. Fotó: Károlyi István

Az előadásból olyan kutató képe bontakozott ki, aki középiskolás korától céltudatosan készült a biokémiai és orvostudományi kutatásra, tudományos sejtéseiben pedig egész pályája során kitartóan hitt. Neves hematológus kutató édesapja laboratóriumában már a középiskolában kezdett ismerkedni a kísérleti biológia technikáival, megtanulta a vörösvértestek enzimvizsgálatát, és elsajátította a fehérjeizolálás módszereit.

Chicagói gyerekkorának emlékeit is fölidézte a Nobel-díjas kutató az SZTE TIK-ben tartott előadásán.

Későbbi Nobel-díjas kutatásainak alaptudását is ebben az időszakban szerezte meg: a San Diegói Kaliforniai Egyetem hallgatójaként Dan Lindsley laboratóriumában dolgozott, aki Drosophila-genetikusként a gyümölcslegyek öröklődő fenotípusaival foglalkozott, Abraham Braude pedig az endotoxin biológiájának szakértője volt, az ő laboratóriumában Bruce Beutler a bakteriális lipopoliszachariddal (LPS) találkozott; Susumu Ohno genetikus laboratóriumában pedig megismerkedett az immunológiával és az egerek genetikai vizsgálatával. Édesapja tanácsára 19 évesen a Chicagói Egyetem orvosi szakán folytatta tanulmányait, majd diplomájával két évig Dallasban dolgozott orvos rezidensként.

1983-tól a New York-i Rockefeller Egyetem posztdoktori ösztöndíjasaként, majd adjunktusaként Bruce Beutler a veleszületett immunvédekezés témáján kezdett dolgozni. Itt sikerült az egerek makrofágjaiból izolálnia a kachektin nevű anyagot, amelyet e fehérvértestek a vérbe került baktériumok endotoxinjának hatására választanak ki. Beutler kimutatta a kachektin szerepét és sikeresen termelt ellenanyagot is hozzá, valamint felismerte, hogy a kachektin hatása azonos az emberben már korábban kimutatott tumor nekrózis faktor alfa (TNF-α) nevű gyulladást serkentő jelzőmolekuláéval.

Mitől gyulladás a gyulladás? Erre a kérdésre is keresi a választ Bruce Alan Beutler. Fotó: Károlyi István

Kutatásának további kérdése az volt, hogy mi lehet a gyulladások – az összes gyulladás – elindítója. 1986-ban a dallasi Texasi Egyetem Howard Hughes Orvostudományi Intézetében létrehozott egy hibrid fehérjét, amellyel a TNF-α hatását blokkolni tudta a gyulladásos folyamatokban. Ezt a molekulát ma is gyógyszerként használják rheumatoid arthritis, a pikkelysömör és hasonló krónikus gyulladásos betegségek kezelésére.

Még a lépcsőkön is ültek: óriási érdeklődés kísérte a Nobel-díjas Bruce Alan Beutler előadását, aki a Nemzeti Tudósképző Akadémia programjaira érkezett a Szegedi Tudományegyetemre. Fotó: Károlyi István

Az amerikai kutató legismertebb eredménye az úgynevezett LPS-receptor felfedezése volt, amelyre 2011-ben megkapta a fiziológiai és orvosi Nobel-díjat. Beutler már korábbi kutatásai során is foglalkozott azzal a kérdéssel, hogy az LPS nevű bakteriális toxin (endotoxin) miért okoz gyulladásos reakciót, valamint az emlősök immunrendszere milyen receptor segítségével ismeri fel a baktériumok LPS-eit, és milyen mechanizmus révén aktiválja védekezésre az immunsejteket.

Ezt a receptort az 1990-es években széles körben kutatták sikertelenül. Beutler maga is több eljárást kipróbált, míg arra jutott, hogy két olyan egértörzset fog vizsgálni, amelyeknek szervezetében spontán mutáció akadályozza az LPS-válaszokat. Úgy gondolta, ebből kiindulva a hibás gént kell megkeresnie. 1993-ban kezdett kutatási projektjében több mint 2000 sejtosztódás elemzésével az LPS-receptort kódoló gént a genomnak egy körülbelül 5,8 millió bázispárt tartalmazó DNS-régiójára tudták szűkíteni. A korabeli manuális szekvenálási módszerek miatt Beutler szerint ez a munka monoton volt, de minden nap a sikert ígérte. A kutatás azonban öt évig tartott. Eközben a Nobel-díjas kutató elmondása szerint folyamatosan fennált a veszélye annak, hogy a laboratóriumban valaki tévedett egy vizsgálatnál, és már túlhaladtak a keresett génen. Előadása után egy hallgatói kérdésre Bruce Beutler megerősítette, hogy fel sem merült benne, hogy ekkor feladja a kutatást, inkább csak bosszús és frusztrált volt, hogy ennyi befektetett munka után valamelyik versenytárs találhatja meg a receptort.

A kutatói kudarcokról és a sikerekről is példákat szőtt előadásába Bruce Alan Beutler. Fotó: Károlyi István

1998. szeptember 5-én végül Bruce Beutler megtalálta a mutációt és azonosította a Toll-szerű receptor (TLR) -4 nevű sejtfelszíni receptort, amely az immunsejt-aktiváció előfeltétele. Ez arra utalt, hogy más TLR-ek az emlősök fertőzésének szenzoraként is működhetnek, ami annál inkább volt fontos felfedezés, mert e receptorok közül tízet már emberben is ismertek.

Beutler 2000-től a kaliforniai Scripps Kutatóintézetben dolgozott tovább a veleszületett immunrendszer génjeinek azonosításán. Ebben a projektben véletlenszerű eljárással az immunfunkciót módosító mutációkat hoztak létre tenyésztett egerekben. A 2000-es években mintegy 200 ilyen fenotípust tártak fel (ezek közül a legfurcsább az az egér volt, amely a kézi megragadás és visszahelyezés után percekre abban a pozícióban maradt megbénulva), és számos, a veleszületett immunválaszhoz szükséges jelátviteli molekulát találtak. Az előrehaladást azonban túlságosan lassúnak ítélték, annál inkább, mert új fenotípusnak csak nagy esetszámú jelenséget jegyezhettek fel.

Bruce Beutler ekkor kidolgozott egy módszert a fenotípusokat okozó mutációk gyors azonosítására, amelyet automatizált meiotikus térképezésnek (AMM) nevezett el. Ennek során a rendelkezésre álló génszekvenciás adatokat és a fenotípusadatokat együttesen dolgozták fel szoftveres statisztikai számításokkal; így 200-szorosára tudták gyorsítani a mutációk keresését. Bruce Beutler egy kérdésre később elmondta: ő maga is megtanulta a perl programozási nyelvet, de nem volt elég tehetséges az informatikához; alkalmazott inkább három kiváló programozót, akiknek viszont a genetikát kellett megismerniük.

Beutler 2011-től ismét Dallasban dolgozott, a Center for the Genetics of Host Defense élén folytatta immungenetikai vizsgálatait. Itt érte a hír, hogy az LPS-receptor felfedezéséért megkapta a fiziológiai és orvosi Nobel-díjat a francia Jules Hoffmann-nal és a kanadai Ralph Steinmannal megosztva.

A Nobel-díjas kutató előadása hozzászólásra és kérdésekre inspirálta Kondorosi Évát, az MTA tagját, az Academia Europaea Élettudományi Osztály elnökét is. Fotó: Károlyi István

2013-tól gépi tanulású szoftverrel olyan módszert kezdtek alkalmazni, amely azonnal felismerte a mutációt és nem volt szükséges a mutáns egerek törzsben való tenyésztése. A mesterséges intelligenciát is alkalmazó módszerrel azóta 260.104 helyi mutációt vizsgáltak meg (29.247.536 null hipotézis tesztet végeztek el), ezekből 31.359 fenotípust deklaráltak és több mint 5887 mutációt nyilvánítottak fenotípusok okozójának az egerek körülbelül 2500 génjében. Ebből 3501 mutáció az immunrendszert és gyulladást érintő fenotípus volt 1501 génben. Bruce Beutler szerint e nagyszámú vizsgálat elvégzése a régi módszerrel 1700 évbe telt volna.

Előadásában a neves tudós a kutatás olyan új, megvalósítást ígérő alkalmazásaira is felhívta a figyelmet, amelyek genetikailag komplex betegségekkel kapcsolatosak, ezek között említve a magas vérnyomást, az autoimmun betegségeket, az elhízást. Egerek esetében például lehetségesnek vélte, a komplex betegségeket elnyomó gének megtalálását, példaként a NOD törzs egereiben vizsgált 1-es típusú cukorbetegséget mutatta be. Bruce Beutler kutatásaiból az is kitűnt, hogy 58.882 helyi mutáció tesztelése után 11 gén 11 mutációját találták meg, amelyek az egerekben ellenállóképességet váltottak ki daganatos betegségek ellen. A Nobel-díjas kutató előadása végén ismertetett két mutációt is (icebreaker, citation), amelyek az egereknél kimutathatóan akadályozzák a tumor kialakulását, valamint olyan molekulákról is beszélt (ilyen a glue nevű sejtciklus regulátor) amelyek elnyomják az egerekben genetikusan öröklött rákos hajlamot. Bruce Beutler elmondta, hogy a jövőben idegrendszeri degeneratív betegségek, anyagcsere és fejlődési betegségek, sőt a hosszú élettartam vizsgálatát is kitűzték egereken.

 Az SZTE professzorai, akadémikusok, nemzetközi rangú kutatók ugyanúgy érdeklődtek Bruce A. Beutler tudományos eredményei iránt, mint az NTA tehetséges diákjai és mentorai. Fotó: Károlyi István

Célokról a „Torony alatt”

A Nemzeti Orvosbiológiai Alapítvány „legfőbb célja az orvosbiológiai kutatások iránt érdeklődő tehetséges fiatalok felkarolása már középiskolás kortól, tudományos munkájuk támogatása, a tudós életpálya modell vonzóvá tétele, és hosszabb távon az ifjú kiválóságok Magyarországon tartása”.

– A Szegedi Tudományegyetemen 2012-ben, Szent-Györgyi Albert Nobel-díja 75. évfordulója alkalmából szervezett konferencia hatására született meg alapítványunk ötlete – emlékeztetett Varró András professzor, a Nemzeti Tudósképző Akadémiát támogató Nemzeti Orvosbiológiai Alapítvány kuratóriumi elnöke. A 2023. március 27-én délután a szegedi Városházán, a „Torony alatt” tartott sajtótájékoztatón kiemelte: programjaik sikere Magyarország kormánya és Szeged város példaszerű összefogásának köszönhető. Közös célként jelölte meg, hogy Magyarországnak és a világnak új Nobel-díjas tudóst, az élettudományok iránt elkötelezett kutatókat neveljenek. Ennek a célnak az eléréséhez – szerinte szerencse is kell, és – hosszú út vezet.

Az NTA eredményeiről, a 20. Nobel-díjas kutatók és tehetséges diákok találkozójáról is szó esett a szegedi Városházán tartott sajtótájékoztatón. Az újságírókat informálta (balról jobbra): Hegyi Péter, az NTA programigazgatója; a Nobel-díjas Bruce Alan Beutler; Nagy Sándor szegedi alpolgármester és Varró András, a Nemzeti Orvosbiológiai Alapítvány kuratóriumi elnöke. Fotó: Károlyi István

Kiváló emberek kiváló képzést adnak a legkiválóbb diákoknak. Így jellemezte a Nemzeti Tudósképző Akadémia programjait Nagy Sándor, Szeged városfejlesztési alpolgármestere. A 20. alkalommal életre hívott Nobel-díjasok és tehetséges diákok találkozójáról beszámoló sajtótájékoztatón kiemelte: egy-egy ilyen élmény inspirációt, ihletet, támogatást, bátorítást jelent a kutatói pályára készülők számára.

– Szeged városa hisz a tehetségekben. Köszönettel tartozunk az NTA vezetőinek, hogy továbbra is a városunkat tekintik a projektjeik bázisának – fogalmazott az alpolgármester.

A sajtótájékoztatón Szeged önkormányzati vezetője átvette a Nemzeti Orvosbiológiai Alapítvány támogatását köszönő oklevelét a kuratórium elnökétől.

Középpontban a transzláció

Másodszor érkezett Magyarországra, Szegeden először járt Bruce Alan Beutler, aki 2011-ben – Jules Hoffmann-nal és Ralph Steinmannal megosztva – kapta meg a fiziológiai Nobel-díjat.

Bruce Alan Beutler a sajtótájékoztatón is elmondta: élvezettel vett részt az NTA programjain, beszélgetett az NTA támogatását élvező tehetséges diákokkal. Fotó: Károlyi István

– A siker minden eleme adott a Nemzeti Tudósképző Akadémián – mondta a chicagói kutató magyarországi tartózkodása 3. napján, amikor indokolta: miért érzi jól magát az NTA programjain. – E siker egyik oka az a tudományos kultúra, amely Magyarországon kialakult, amelynek a gyökerei messzire vezetnek az időben. A siker további okai a tehetséges diákok, egyetemisták és orvosok, akikkel nekem is szerencsém volt találkozni, s tapasztalhattam, milyen nagy tisztelettel viseltetnek a tudomány iránt. Ez az elkötelezettség kiváló jövőképet vetít a város és az ország elé. További ok, hogy az NTA vezetői rendkívül elkötelezettek, s önzetlenül rengeteg energiát és szeretettel végzett munkát fektettek a programok és részelemeik megszervezésébe. Az NTA sikerességéhez az is hozzájárul, hogy a különböző szintű döntéshozók anyagi támogatását is elnyerte a projekt. Mindezeknek köszönhetően a Nemzeti Tudósképző Akadémia új magokat ültet el, új lehetőségeket teremt a jövő generációi számára.

A laboratóriumi kutatómunka és a betegágy melletti folyamatok, a felfedezések eredményei és a gyógyításban alkalmazható módszerek összekötését, a transzlációt az NTA-programok komoly előnyének nevezte Bruce Alan Beutler. Az orvosi tapasztalatokkal is rendelkező kutató szerint ily módon lehet megtalálni a jövő gyógyszereit. Elmondta: pályafutása során előnyére váltak ezek a többirányú tapasztalatok. Szerinte nagy szükség van az olyan tudósokra, akik az orvoslás után vagy mellett kutatóként dolgoznak, mert az ilyen tudósok támogatása vezethet innovatív élettudományi megoldásokhoz.

A felfedezések eredményei és a gyógyításban alkalmazható módszerek összekötését az NTA-programok komoly előnyének nevezte Bruce Alan Beutler. Fotó: Károlyi István

– Sokat utaztam a Covid-19 pandémia előtt, számos iskolai és egyéb tudománynépszerűsítő programon vettem részt – mesélte a Nobel-díjas kutató, mielőtt hangsúlyozta: az általa ismert tehetséggondozó projektek közül az NTA a leginspirálóbb.

Szegedtől az országhatárig

A NTA programjait szervező teamnek köszönetet mondott Hegyi Péter professzor. A Nemzeti Tudósképző Akadémia programigazgatója kiemelte: a Nobel-díjasok és tehetséges diákok 20. találkozóján is elmondható, hogy motiváltak a szervezők.

Bruce Alan Beutler a 12. Nobel-díjas kutató, akivel kerekasztal-beszélgetéseken is kapcsolatba kerülhettek az NTA fiatal mentoráltjai. Fotó: Károlyi István

– Jó döntésnek bizonyult, hogy 2021-ben kibővült a program – hangsúlyozta. Az egyetemi városokon és iskoláikon, valamint az orvosképző intézményeken kívül egyre több megyeszékhely és annak rangos középiskolája csatlakozik a projekthez. Olyan tudós műhelyek, mint például a Szegedi Biológiai Kutatóközpont ugyancsak támogatják az NTA kivételes tehetséggondozó programját. – Mérföldkő, hogy Bruce Alan Beutler személyében a 12. Nobel-díjas kutató támogatja a fiatalok különleges iskolarendszerét, a Nemzeti Tudósképző Akadémiát.

A „Torony alatti” sajtótájékoztató után Nagy Sándor alpolgármester és Varró András kuratóriumi elnök történetmeséléssel mutatta be Szeged és Magyarország történelmi fordulópontjait és az azokban szerepet játszó személyiségeket. A múltba mutató sztorikat érdeklődéssel hallgatta az amerikai kutatóorvos, meg-megállva a szegedi városházi díszteremben és a környező termekben elhelyezett festmények előtt.

Az NTA hagyománya, hogy a magyar kultúrára fókuszáló gálaműsorral köszöntik a programok résztvevőit, a mentorokat, a támogatókat. A Szegedi Nemzeti Színház királyi páholyából a Nobel-díjas díszvendég, Bruce Alan Beutler társaságában Széll Márta, a Szegedi Tudományegyetem stratégiai rektorhelyettese és Fendler Judit, az SZTE kancellárja nézte meg az NTA gálaműsorát. Fotó: Károlyi István

A Szegedi Nemzeti Színházban 2023. március 27-én este rendezték meg az NTA-gálát. Ott adták át a 2023. évi „Talentum-díjakat” is.

A kivételes rendezvény, a Nemzeti Tudósképző Akadémia 20. gálaműsorának legjelesebb résztvevőiről csoportkép készült. Fotó: Károlyi István

A kivételes tehetséggondozó műhely, a Nemzeti Tudósképző Akadémia programjait záró ünnepi rendezvényt – a Nobel-díjas Bruce Alan Beutler és az NTA vezetői mellett – kitüntette jelenlétével – többek között – Sierd Cloetingh, aki nemrég töltötte be az Academia Europaea elnöki pozícióját; Kondorosi Éva, az Academia Europaea Élettudományi Osztály elnöke; továbbá az MTA akadémikusai közül Szabó Gábor, a Szegedi Tudományegyetemért Alapítvány kuratóriumi elnöke, illetve Vígh László, az SZBK kutató professzora; továbbá az SZTE kancellárja, Fendler Judit, valamint több professzor, köztük például Széll Márta stratégiai rektorhelyettes, valamint Dux László, a Gál Ferenc Egyetem rektora.

Szent-Györgyi Hallgatók és Diákok Nobel-díjas kutatóval beszélgethettek a tudományról. Fotó: Károlyi István

A „Talentum-díjas” kutatók előadásával, majd a Szent-Györgyi Hallgatók és Diákok kerekasztal-beszélgetéseivel 2023. március 28-án, az SZTE TIK-ben zárult a Nemzeti Tudós Akadémia program-sora.

Panek Sándor, Újszászi Ilona

Fotók: Károlyi István

További információk:

A Nemzeti Tudósképző Akadémia Sajtóközleménye a Nemzeti Orvosbiológiai Alapítvány 20.Nobel-díjasok és tehetséges diákok találkozójáról itt olvasható.

Az NTA programfüzete a Nobel-díjasok és tehetséges diákok XX. találkozójáról itt elérhető.