Sajtónyilvános eseményen, az újságírókkal közösen várta a fiziológiai és orvostudományi Nobel-díj bejelentését a Szegedi Tudományegyetem vezetősége 2023. október 2-án, az egyetem központi épületében. Az SZTE kutatóprofesszorát, Karikó Katalint évek óta az esélyesek között tartották számon, és idén meg is kapta a tudományos világ legjelentősebb elismerését. A Szegedi Tudományegyetem élőben kapcsolta az SZTE történetének második Nobel-díjasát, Amerikából.
Az SZTE Innovációs Napján Prof. Dr. Hunyadi Attila és Dr. Ducza Eszter úttörő felfedezése kapta a leginnovatívabb kutatás díját az élő természettudományok területén. A szakemberek olyan természetes anyagokat vizsgáltak, amelyek képesek csökkenteni az elhízás esélyét, ezáltal a hozzá kapcsolódó betegségek, mint például a cukorbetegség vagy a magas vérnyomás kialakulásának megelőzésében is nagy szerepet játszanak. A laboratóriumi vizsgálatok ígéretes eredményeket mutattak: a kutatóknak sikerült elérniük, hogy az állatkísérletek során a helytelen étrend ellenére is mérséklődjön a súlygyarapodás. Ez az áttörés pedig reményt adhat az emberek számára is az elhízás megelőzésében. A nemzetközi szinten is egyedülálló eredményről a Gyógyszerésztudományi Karon Prof. Dr. Hunyadi Attilával, a Farmakognóziai Intézet intézetvezetőjével és Dr. Ducza Eszterrel, a Gyógyszerhatástani és Biofarmáciai Intézet egyetemi docensével beszélgettünk.
Az SZTE Innovációs Napján Prof. Dr. Hunyadi Attila és Dr. Ducza Eszter kutatása érdemelte ki a Leginnovatívabb kutatómunka címet az élő természettudományok területén, az „Oxidált természetes ekdiszteroid léptéknövelt előállítása és alkalmazása táplálkozási eredetű metabolikus szindróma megelőzésére” című kutatási projektjükkel. A kutatás célja olyan természetes anyagok (ekdiszteroidok) előállítása volt, amelyek átalakítva segíthetnek megelőzni a helytelen táplálkozás okozta egészségügyi problémákat, például az elhízást és a cukorbetegség előszobájának számító prediabéteszt. Az állatkísérletek alapján ezek az anyagok csökkenthetik a súlygyarapodást és javíthatják az anyagcsere működését.
Az elhízás, a mozgásszegény életmód és az egészségtelen táplálkozás gyakoriságának növekedésével a metabolikus szindróma napjaink népbetegségének mondható, ami számos szövődménnyel járhat együtt. Növelheti a magas vérnyomás, a cukorbetegség, vagy a magas koleszterinszint kialakulásának kockázatát. Ezek a tünetek hosszútávon súlyos betegségekhez, például veseelégtelenséghez vagy szívproblémákhoz vezethetnek. A jelenlegi gyógyszerekkel ugyan szabályozható a vérnyomás, a koleszterinszint vagy a cukorbetegség, de ezek már csak a meglévő problémák kezelésére szolgálnak, és gyakran mellékhatásokkal járnak. „Kutatásunk célja, hogy már a kezdeti szakaszban, az elhízás megelőzésével megszakítsuk ezt a káros folyamatot. Az általunk vizsgált anyag a patkánykísérletek során sikeresen gátolta az elhízást, és reményeink szerint hasonlóan hatékony lehet embereknél is. Ezáltal lehetőséget nyújthatunk a metabolikus szindróma korai szakaszában történő beavatkozásra” – árulta el Dr. Ducza Eszter.
Prof. Dr. Hunyadi Attila és Dr. Ducza Eszter olyan természetes anyagokat vizsgáltak, amelyek képesek csökkenteni az elhízás esélyét. Fotó: Kovács-Jerney Ádám
A kutatási projekt középpontjában az úgynevezett ekdiszteroidok, egy természetes vegyületcsoport vizsgálata és alkalmazása áll. Ezek az anyagok elsősorban rovarokban és növényekben fordulnak elő. Prof. Dr. Hunyadi Attila elmondása szerint már hosszú ideje foglalkozik ezekkel a különleges anyagokkal, amelyek a természetben számos fontos szerepet töltenek be. Az egyik kiemelten vizsgált vegyület a 20-hidroxiekdizon, amely a rovarok vedlési hormonja. Ennek a vegyületnek növényekben több mint 500 természetes analógja ismert, amelyek kémiai szerkezetükben és hatásaikban kisebb-nagyobb eltéréseket mutatnak.
Ezeket az anyagokat a növények nagy mennyiségben termelik, hogy megvédjék magukat a rovarok támadásától. Ha egy rovar megrágja a növényt, és elfogyasztja ezeket a vegyületeket, az elpusztulhat tőlük. Vagyis ezek az anyagok rovarölő (insecticid) hatásúak. Érdekesség, hogy míg a rovarokra károsak, a gerincesekre, például az emlősökre, kifejezetten kedvező hatást gyakorolnak. A 20-hidroxiekdizonról ismert, hogy izomépítő hatása van, és bizonyítottan pozitív hatással van a cukorbetegségre. Ez a vegyület az egyik leggyakrabban használt összetevő az étrend-kiegészítőkben, ami nem véletlen, hiszen nagy mennyiségben áll rendelkezésre a növényekben. Ezzel szemben a többi, ritkább analóg csak kis mennyiségben található meg, ami megnehezíti azok kutatását és felhasználását.
Ezeket az anyagokat a növények nagy mennyiségben termelik, hogy megvédjék magukat a rovarok támadásától. Fotó: Kovács-Jerney Ádám
Látható, hogy mind kémiailag, mind farmakológiailag egy nagyon összetett anyagcsoportról van szó. A 20-hidroxiekdizon egy klinikai vizsgálat eredménye alapján például az életveszélyes állapotban lévő Covid-betegeknél életmentő szernek bizonyult a tüdő-protektív hatása miatt. A minor anyagokkal azonban érdemben ezidáig nem foglalkozott senki. „A gerincesekre vonatkozó farmakológiai ismereteink szinte kizárólag a 20-hidroxiekdizonra épülnek, mivel ez a vegyület áll rendelkezésre nagy mennyiségben, és ezt lehet könnyen állatkísérletes, vagy akár klinikai vizsgálatoknak alávetni. Ezzel szemben a hozzá hasonló, különleges kémiai szerkezetű rokonvegyületekről alig tudunk valamit. Pedig ezek száma már elérte az 580-at, és a lehetséges változataik száma valószínűleg meghaladja az ezret is” – részletezte Prof. Dr. Hunyadi Attila.
De miért is kerülhetett a figyelem középpontjába ez az új anyag, milyen előnyei lehetnek a 20-hidroxiekdizonnal szemben? A vizsgálatok kimutatták, hogy a 20-hidroxiekdizon biohasznosulása szájon át nagyon alacsony, rosszul szívódik fel, gyorsan kiürül, ezért nem ideális gyógyszervegyület. Az SZTE kutatóinak felfedezése ezzel szemben egy olyan szintén természetes szteroid, amely a természetben ritkán és kis mennyiségben fordul elő, de nagy mennyiségben előállítható. Kémiailag és metabolikusan stabilabb, valamint fizikai kémiai tulajdonságai is előnyösebbek, így hatékonyabban hasznosul a szervezetben. Ráadásul a hormonális egyensúly megőrzésében is jobban teljesít: míg a 20-hidroxiekdizon nem akadályozta meg a here atrófiát elhízott patkányoknál, az oxidált származékkal kezelt állatoknál ez a probléma nem jelentkezett és hormonális szempontból is megfelelő paramétereket figyeltek meg.
Prof. Dr. Hunyadi Attila. Fotó: Kovács-Jerney Ádám
Dr. Ducza Eszter arra is rávilágított, az, hogy egy anyag mekkora mennyiségben állítható elő, kulcsfontosságú tényező minden kísérlet vagy fejlesztés során: ha egy új anyagot ugyanis nem lehet elegendő mennyiségben előállítani, akkor már az alapvető vizsgálatok is meghiúsulhatnak. „Például, ha nincs elég anyag ahhoz, hogy állatkísérletekben használjuk, vagy ha az anyag olyan kémiai tulajdonságokkal rendelkezik, hogy nem oldódik fel semmiben, vagy csak olyan anyagokban, melyek az élettel össze nem egyeztethetők és elpusztul a kísérleti állat, akkor az egész projekt zsákutcába kerülhet. Sok kutatás már ezen a ponton elakad, hiába mutat az anyag in vitro vizsgálatokban jó eredményeket. Ezért különösen fontos, hogy az anyagot nagyobb mennyiségben, gazdaságosan és megfelelő formában lehessen előállítani, hogy tovább lehessen vizsgálni, és később akár humán felhasználásra is alkalmas legyen. Ez a szintetikus munka egyik legfontosabb lépése” – magyarázta el Dr. Ducza Eszter.
Dr. Ducza Eszter. Fotó: Kovács-Jerney Ádám
Mint Prof. Dr. Hunyadi Attila hozzátette, a kémiai kutatás során nagyobb mennyiségű 20-hidroxiekdizonnal dolgoztak, és elkezdték vizsgálni, hogyan lehetne a szerkezetét módosítani. Az oxidációs reakció volt a középpontban, amely ugyan egyszerűnek tűnt, de nagyon összetett keveréket eredményezett, amit nehéz volt feldolgozni és elemezni. A legnagyobb kihívást az jelentette, hogy stabil, megbízható eredményeket érjenek el, elkerülve a feldolgozás során keletkező melléktermékeket. Végül, az áttörést az hozta, amikor rájöttek, hogy a reprodukálhatatlan eredmények mögött feldolgozási problémák álltak. Alapos elemzéssel sikerült megérteni a reakció pontos működését, és felfedezték, hogy az oxidált származék közvetlen előanyaga akár 80 százalékos hozammal is előállítható, ami jelentős előrelépés volt.
Ha pedig az oxidált származék előállítása ilyen hatékony, akkor nagy mennyiségben is előállítható, így megnyílt az út az ipari alkalmazás lehetősége előtt, egy magyar partner, a RotaChrom Technológiai Zrt. bevonásával. „Sikerült kidolgoznunk egy hatékony folyadék-folyadék kromatográfiás tisztítási és feldolgozási módszert, amellyel az alapvegyület reakcióelegyéből akár több kilogrammos mennyiségben is előállíthatjuk ezt a ritka, nehezen hozzáférhető vegyületet. Az eljárás különlegessége, hogy egy olcsó, könnyen beszerezhető alapanyagból indul ki, amely tonnás nagyságrendben is elérhető. Ha az anyag valóban olyan ígéretes, mint amilyennek most tűnik, az ellátás biztosított lesz, mivel a gyártás költséghatékony, fenntartható és környezetbarát módon valósítható meg” – mondta el a professzor.
Sikerült nagy mennyiségben előállítani ezt az anyagot, így lehetővé vált, hogy egyszerre több állaton is teszteljék. Fotó: Kovács-Jerney Ádám
Mint Dr. Ducza Eszter folytatta, miután Prof. Dr. Hunyadi Attilának sikerült nagy mennyiségben előállítani ezt az anyagot, lehetővé vált, hogy egyszerre több állaton is teszteljék. Így ő is be tudott kapcsolódni a kutatásokba az állatkísérletek elvégzésével. Mint részletezte, a kutatás során a patkányokat már fiatal koruktól olyan étrenddel - magas cukor- és zsírtartalmú táppal -, etették, amely az emberek rossz minőségű táplálkozásához hasonló problémákat, például elhízást és prediabéteszt idézett elő. Így a kutatók tanulmányozhatták, hogyan hatnak ezek az állapotok az anyagcserére, és hogy az ekdiszteroidok képesek-e javítani ezeken a folyamatokon.
„A vizsgálat során számos tényezőt elemeztünk, például a biokémiai változásokat, és azt, hogy az anyagok hogyan befolyásolták az elhízást és a cukoranyagcserét. A legfontosabb eredmény az volt, hogy azok a patkányok, akik kapták a kezelést, nem híztak el jelentősen. Még azoknál is, akik valamivel nehezebbek voltak a kontrollcsoporthoz képest, a súlygyarapodás sokkal mérsékeltebb maradt, mint azoknál, akik nem kapták az anyagot. Ez tehát azt mutatja, hogy a kezelésnek fontos szerepe lehet az elhízás megelőzésében. Tulajdonképpen a patkányok esetében sikerült megelőznünk az elhízást, és az elhízás okozta metabolikus szindrómát” – közölte a kutatónő.
A patkányok esetében sikerült megelőzniük az elhízást. Fotó: Kovács-Jerney Ádám
Mint folytatta, a kutatás során nemcsak a nőkre, hanem a férfiakra is kiemelt figyelmet fordítottak, és ennek megfelelően tovább vizsgálták az anyag hatásait. Például a testépítők által használt izomtömegnövelő hatású szerek gyakran kellemetlen hormonális mellékhatásokat is okoznak. „Ezzel szemben a mi anyagunk esetében ezek a mellékhatások nem jelentkeztek, miközben bizonyos esetekben még izomtömeg-növekedést is elértünk” – magyarázta Dr. Ducza Eszter. Emellett az anyag hatékonyan megelőzte az elhízás okozta hormonális egyensúlytalanságokat is, például az ösztrogéntúlsúly kialakulását, ami súlyos elhízás esetén gyakori probléma a férfiaknál. A patkánykísérletek azt mutatták, hogy az anyag nemcsak az elhízás és a metabolikus szindróma kezelésében bizonyult hatékonynak, hanem segített elkerülni olyan súlyos mellékhatásokat is, mint például a hereatrófia (herék sorvadása).
Prof. Dr. Hunyadi Attila hozzátette, hogy bár az anyag szteroid alapvázzal rendelkezik, a hatásmechanizmusa eltér az emberi szexuális hormonokétól, így nem okoz hormonális mellékhatásokat. Ez az egyedülálló tulajdonsága teszi vonzóvá a testépítők körében, és emiatt került a Nemzetközi Doppingellenes Ügynökség figyelmének középpontjába, amely a lehetséges visszaéléseket vizsgálja.
Dr. Ducza Eszter. Fotó: Kovács-Jerney Ádám
A kutatás, mint megtudtuk, egy benyújtott szabadalom részét képezi, ami több irányban is ígéretes lehetőségeket rejt. Egyrészt az alapvegyület, maga a 20-hidroxiekdizon már klinikai vizsgálatokon is átesett, és jól teljesített, sőt étrend-kiegészítők formájában meg is jelent a piacon. Az SZTE kutatói jelenleg egy nemzetközi projekt keretében dolgoznak egy új étrend-kiegészítő fejlesztésén a szegedi Goodwill Pharma Nyrt. gyógyszeripari vállalattal közösen, egy olyan növény felhasználásával, melyben nagy mennyiségben találhatóak ilyen típusú anyagok. Ez már most is előrevetíti a kutatás gyakorlati hasznosíthatóságát. „Másrészt az új anyag, amely talán az eddigi legnagyobb eredményünk, még hosszú út előtt áll. Ehhez számos további vizsgálatra lesz szükség, hogy tiszta formában emberek számára is biztonságosan alkalmazható legyen. Ez egy hosszútávú gyógyszerfejlesztési projekt, amely további állatkísérleteket, hosszabb távú teszteket, toxikológiai vizsgálatokat és biztonsági elemzéseket foglal magában. Ezek a lépések elengedhetetlenek ahhoz, hogy az anyag akár egészséges, akár beteg embereknél alkalmazható legyen. Nagyon bízunk benne, hogy ezek az akadályok sikeresen leküzdhetők, és a fejlesztés eljuthat a következő szintre” – mondta el a professzor.
Prof. Dr. Hunyadi Attila. Fotó: Kovács-Jerney Ádám
A kutatók kiemelték, hogy bár az ekdiszteroidokat világszerte sok kutatócsoport tanulmányozza, a legtöbb kutatás csak a 20-hidroxiekdizonra fókuszál. Az ő munkájuk hazánkban egyedülálló, hiszen kizárólag Szegeden foglalkoznak ezekkel az anyagokkal kémiai és farmakológiai szempontból. Nemzetközi szinten is különleges, hogy egy ritka, kis mennyiségben előforduló természetes ekdiszteroidot ilyen mélységben vizsgálnak, beleértve annak hatásait, toxikológiai jellemzőit és esetleges veszélyeit. Ráadásul az, hogy ezt a vegyületet nagy mennyiségben, gazdaságosan elő tudják állítani, és átfogó állatkísérleteket végeznek vele, világszinten is példa nélküli eredmény.
Fülöp Tímea
Borítóképen: Prof. Dr. Hunyadi Attila és Dr. Ducza Eszter. Fotó: Kovács-Jerney Ádám
