Új megoldásokat keres a járomspórás gombafertőzésekre Dr. Nagy Gábor, az SZTE Bolyai-ösztöndíjas kutatója

Dr. Nagy Gábor 2007-ben jött az SZTE Biológiai intézet Mikrobiológia Tanszékére szakdolgozni, és 2010-ben kezdte meg doktori képzését. Doktori disszertációját 2015-ben védte meg, ami után 2019-ben hároméves posztdoktori ösztöndíjat nyert a Magyar Tudományos Akadémiától és visszatért a Szegedi Tudományegyetemre, azóta az SZTE Biológiai intézet Mikrobiológia Tanszékének tudományos munkatársa. Számos hallgató témavezetője és aktív részese a nemzetközi hallgatók mentorálásának.

– A jelenlegi Bolyai János Kutatási ösztöndíj mennyi időre szól, mire lehet felhasználni?

– Az ösztöndíjat 3 évre nyertem el, mely során a fonalas gombák, azon belül a járomspórás gombák antifungális szerekkel szembeni rezisztenciájával foglalkozom. A célkitűzésünk az, hogy megértsük a rezisztencia molekuláris hátterét, ami igényli is ezt az időt. A korábbi eredményeink, amikre építettük a pályázatot, azt segítik elő, hogy további alternatív szterin bioszintézis útvonalakat találjunk és tárjunk fel. A gomba sejtmembránjának fő szterin komponense az ergoszterin, amely bioszintetikus útvonal számos leágazási lehetőséggel bír. Ezeket az útvonalat szeretnénk végig monitorozni a pályázat során. Azt viszont érdemes leszögeznem, hogy a pályázat teljes anyaga alapkutatás, de a későbbiekben, ha sikerül feltárnunk a szterin bioszintézis útvonalak és az antifungális rezisztencia kapcsolatát, akkor kooperációs partnerek segítségével el tudnánk indulni egy alkalmazott kutatás felé, mely során új gombaellenes szerek lehetséges célpontjait azonosíthatnánk. Ha találnánk egy olyan lehetséges célpontot, ami ígéretesnek tűnik, akkor a távlati célunk között szerepel akár egy vakcinafejlesztés vagy egy új antifungális szer kifejlesztése. A pályázat célkitűzésein túl egyúttal lehetőség nyílik fiatal tehetségek felkarolására, illetve BSc, MSc, és PhD-hallgatók bevonására is a kutatómunkába. A HUN-REN-SZTE Gombafertőzések Patomechanizmusai Kutatócsoportban jelenleg 11-en vagyunk, melynek vezetője Prof. Dr. Papp Tamás, 8 PhD hallgató, 1 posztdoktor és én, mint senior kutató veszek részt a csoport kutatómunkájában.

Dr. Nagy Gábor, az SZTE Bolyai-ösztöndíjas kutatója Fotó: Kovács-Jerney Ádám

– Mi a támogatott kutatás témája, célja?

– A jelenlegi kutatásom a fonalas gombák, azon belül a járomspórás gombák antifungális szerekkel szembeni rezisztenciájával foglalkozik. Ezek a gombák a környezetben mindenhol előfordulnak, és ritkán, de megbetegíthetik az embert. A pandémia alatt az ilyen gombafertőzések száma jelentősen megnőtt, különösen Indiában és Amerikában. A járomspórás gombák ellen jelenleg nem áll rendelkezésre hatékony antifungális szer. Az egyik leggyakrabban használt szer az amfotericin B, de ez a szer károsítja a veséket. A kutatásaim célja, hogy megértsem, hogyan alakul ki a járomspórás gombák antifungális szerekkel szembeni rezisztenciája. Ehhez a gomba sejtmembránjának bioszintézisét vizsgálom. A sejtmembrán a sejt határa, és nagyon fontos szerepet játszik a sejt védelmében. Az ergoszterin az egyik legfontosabb szterin összetevője a sejtmembránnak, és szerepet játszik a sejtmembrán stabilitásában, annak szerkezeti kialakításában.

A jelenlegi kutatásom a fonalas gombák, azon belül a járomspórás gombák antifungális szerekkel szembeni rezisztenciájával foglalkozik Fotó: Kovács-Jerney Ádám

– Mesélne arról, hogy mi is az a járomspórás gomba, és milyen fertőzéseket okozhat?

– A járomspórás gombák vagy másnéven fejespenészek a környezetünkben mindenhol előforduló fonalas gombák. Otthon is találkozhat vele az ember akár egy penészes gyümölcs révén vagy penészes kenyér héján. Úgy szoktam mondani a hallgatóknak, hogy ha olyan penésszel találkoznak otthon, melyet akár már „fésülni” is lehet, akkor az nagy valószínűséggel járomspórás gomba. Utalva arra, hogy elég hosszú spóratartókat képeznek. Nem veszélyesek, de képesek nagyon ritkán megbetegíteni az embert, akkor viszont nagy bajt tudnak okozni. Szerencsére ritka megbetegedésről beszélünk, aminek a neve mucormikózis. A pandémia alatt ezen gombafertőzések száma nagyon megugrott, leginkább Indiában és Amerikában több millió embert érintett. A mucormikózis halálozási rátája a szakirodalom alapján 60-90% közé tehető. A bőrfertőzések gyakran súlyos szövetelhalással járnak, ezért a betegség kezelése során gyakran amputációra is szükség van. A tüdőfertőzések légzési nehézségekhez és halálhoz vezethetnek. Az agyat érintő fertőzéssel pedig súlyos mentális károsodást, halált okozhatnak. Abban az esetben, ha a véráramba kerülnek és szisztémás fertőzés alakul ki, akkor a betegség halálozási rátája eléri a 95%-ot.

Úgy szoktam mondani a hallgatóknak, hogy ha olyan penésszel találkoznak otthon, melyet akár már "fésülni" lehet akkor az nagy valószínűséggel járomspórás gomba fotó: Kovács-Jerney Ádám

– Miért jó, ha sikerül megérteni, hogyan alakul ki a járomspórás gombák antifungális szerekkel szembeni rezisztencia?

– Kutatásaink során arra az eredményre jutottunk, hogy a járomspórás gombák képesek olyan alternatív szterin bioszintézis útvonalakat aktiválni, amelyeken keresztül nemcsak a sejtmembrán fő szterin összetevőjét, az ergoszterint, állítják elő, hanem más, a sejtmembránba stabilan beépülni képes szterin származékokat is. Az ergoszterin és annak a bioszintézis útvonala az egyik célpontja az antifungális szereknek, ezért a gombák által aktivált alternatív bioszintetikus útvonalak rezisztenciához vezethetnek. Az azolok (posaconazole) és allilaminok az ergoszterin bioszintézis enzimeit gátolják, míg a poliének (amfotericin B) az ergoszterinnel komplexet képezve megbontják a sejtmembrán szerkezetét. Ergoszterin nélkül a gombasejt elpusztul, mert nem képes stabil sejtmembránt kialakítani. Azonban az alternatív útvonalakon olyan szterin vegyületek képződnek/képződhetnek, melyek képesek beépülni a sejtmembránba és képesek kialakítani egy stabil szerkezetet. A jelenlegi kutatási projekt során ezen alternatív útvonalak működését kívánom megvizsgálni. Emellett számítógépes szimulációkat is alkalmazunk, hogy megértsük, hogyan hatnának az új antifungális szerek ezekre az útvonalakra. A munkám célja, hogy új lehetőségeket nyissak meg a járomspórás gombák által okozott fertőzések hatékonyabb kezelésére. Remélem, hogy a kutatásaim hozzájárulhatnak új antifungális szerek kifejlesztéséhez, amelyek hatékonyabbak és kevésbé toxikusak, mint a jelenlegi kezelések. A jövőben akár vakcinafejlesztéshez is felhasználhatók lehetnek az eredmények.

A kutatás során vizsgált járomspórás gombák Fotó: Kovács-Jerney Ádám

– Miért éppen ebben a témában kutat?

– Már középiskolában is emelt biológia szakra jártam. A szüleim orvosi pályára akartak küldeni, azonban úgy döntöttem, hogy biológiával szeretnék foglalkozni és molekuláris biológus szeretnék lenni. Lényegében ez össze is jött, mert molekuláris mikológiával foglalkozom, vagyis molekuláris szinten próbálom megérteni a fonalas gombák működését. Az egyetemi éveim alatt a mikrobiológia gyakorlatok során szerettem bele ebbe a szakirányba. A gyakorlatvezetőim teljes mértékben megszerettették velem a mikrobiológiát, és én ott eldöntöttem, hogy ezzel szeretnék foglalkozni. Takó Miklóssal, az akkori gyakorlati oktatómmal azóta is együtt dolgozom és már közös doktorandusz és BSc szakos hallgatónk is van. A gyakorlatoknak köszönhetően 2007-ben, másodéves koromban már megjelentem a tanszéken, hogy szakdolgozni szeretnék. Én még osztatlan képzésre jártam, így csak a 4. vagy 5. évben kellett volna szakdolgozatot írni, de én már harmadéves koromban elkezdtem ezzel foglalkozni, akkora hatással voltak rám az egyetemei oktatóim. Úgy gondolom, hogy már akkor nagy szerencsém volt, mert Prof. Dr. Papp Tamás laborjába kerültem be. Az ő témája kezdetben a gombák karotin bioszintézise volt, ami kicsit ipari alkalmazás. Így szakdolgozó koromban minden lényegi információt megkaptam, és a technikai háttér is biztosított volt. A doktori képzésem alatt is ezzel a témával foglalkoztam behatóbban, amikor a csoport profilja kezdett átalakulni a virulencia vizsgálatok irányába, én is ebbe az irányba léptem tovább. Számomra a gombák azért is érdekesek, mert nagyon jól alkalmazkodnak a környezetükhöz. Nagyon sokszínűek, fontos szerepet játszanak a természetben. A környezetünkben mindenhol előfordulnak, és fontos szerepet játszanak a bomlási folyamatok során. A gombákból különböző ipari termékeket is elő tudunk állítani, például antibiotikumokat, élelmiszereket és kozmetikumokat. Képesek túlélni olyan körülmények között is, amelyekben más élőlények nem. Ez a képességük lehetővé teszi számukra, hogy olyan betegségeket is okozzanak, amelyekre nem létezik hatékony kezelés.

Dr. Nagy Gábor gomba iránti elköteleződését még a pólóján is hordozza Fotó: Kovács-Jerney Ádám

– Mely korábbi kutatásaira, elismeréseire a legbüszkébb?

– Az egyetemi éveim alatt elnyertem a Köztársasági ösztöndíjat. A doktori képzésem alatt pedig az Apáczai Csere János Kutatói Ösztöndíjat kaptam meg, ez szintén egy kutatási díj, mint a Bolyai ösztöndíj. Volt szerencsém a Balassi Intézet Campus Hungary ösztöndíját is elnyerni, ezzel két hónapot töltöttem Spanyolországban. Ez nagy löket volt számomra, mert jó technikákat tanultam meg a spanyol kutatócsoportban. Az SZTE Talent ösztöndíját is kétszer elnyertem, egyszer bronz, egyszer arany fokozatot szereztem, amire büszke vagyok, és a Pro Laudanda Promotione díjat is átvehettem, valamint 2019-ben az MTA Prémium Posztdoktori Ösztöndíját is megkaptam, ami szintén hároméves pályázat volt, pont úgy, mint a Bolyai ösztöndíj.

Kovács-Jerney Ádám

Borítókép: Új megoldásokat keres a járomspórás gombafertőzésekre Dr. Nagy Gábor, az SZTE Bolyai-ösztöndíjas kutatója Fotó: Kovács-Jerney Ádám