Nyomon követhetővé teszi a baktériumokat a magyar kutatók új módszere
Új módszert fejlesztettek ki magyar kutatók, amellyel kimutatható, hogyan jutnak be a baktériumok az emberi sejtekbe, milyen károsodást okoznak, és hogyan változik a viselkedésük más baktériumok vagy gyógyszerek jelenlétében. Az eredmény a jövőben veszélyes baktériumtörzsek felismeréséhez, gyógyszerjelöltek vizsgálatához és új probiotikus megközelítések fejlesztéséhez is használható lehet.
A hagyományos átlagoló mérések jellemzően a szervezetben jelenlévő összes baktérium mennyiségét mutatják csak ki, így a fertőzéssel kapcsolatban sok részlet rejtve maradhat. Ugyanakkora mennyiségű baktérium ugyanis számos különböző fertőzési mintázathoz vezethet: bizonyos esetekben sok sejtbe kevés baktérium jut, de olyan is előfordul, hogy csak néhány sejt fertőződik, azokban viszont nagy mennyiség halmozódik fel.
A magyar kutatók által létrehozott, MALVINA nevű rendszer fluoreszcensen megjelölt baktériumokat azonosít az emberi sejtekben, majd gépi tanulással elemzi a mikroszkópos képeket, így láthatóvá teszi ezeket a különbségeket.
„A módszer egyik ereje, hogy sejtről sejtre látjuk a fertőzés részleteit. Meg tudjuk különböztetni, hogy sok sejtbe jut be kevés baktérium, vagy néhány sejtben halmozódik fel nagy mennyiség, és közben azt is látjuk, milyen károsodást okoznak” – idézi a Szegedi Biológiai Kutatóközpont közleménye Bognár Bencét, a MALVINA-ról szóló tanulmány egyik első szerzőjét.
A módszer nagy előnye az is, hogy ugyanabban a sejtben lehet vele mérni a baktériumok jelenlétét és a gazdasejt károsodását, így pontosabb kép rajzolódik ki a fertőzés következményeiről. Ráadásul azt is képes feltárni, hogy különböző baktériumok milyen hatással vannak egymásra, ha egyszerre kerülnek kapcsolatba az emberi sejtekkel. A kutatás eredményei alapján bizonyos kórokozók elősegíthetik más baktériumok sejtekbe jutását, ugyanakkor versengés is kialakulhat köztük, és gátolhatják egymás bejutását a sejtekbe.
Óriási gyógyászati jelentősége lehet az új magyar módszernek
A kutatók antibiotikumokat és más vegyületeket is teszteltek. Az egyik legérdekesebb megállapításuk az volt, hogy a baktériumok számának jelentős csökkenése nem feltétlenül jelent kisebb fertőzési kockázatot. Egyes kezelések után ugyanis hiába maradt kevesebb baktérium életben, a túlélők több emberi sejtet fertőztek meg.
Ebből az következik, hogy egy gyógyszernél nemcsak azt érdemes vizsgálni, hány baktériumot pusztít el, hanem azt is, hogyan változtatja meg a túlélők viselkedését. A MALVINA képes feltárni, hogy egy baktérium jelenléte fokozza-e egy vegyület emberi sejtekre gyakorolt toxicitását, illetve hogy egy kezelés a baktériumok elpusztítása mellett a károkozó képességüket is csökkenti-e.
A rendszer nagy számú egyedi sejt automatizált elemzésére képes, így akár sejtek millióinak viselkedése is összehasonlítható különböző baktériumtörzsek és kezelések esetén. Ennek köszönhetően számos területen lehet majd a jövőben hasznos.
A MALVINA abban hoz újat, hogy a sejtről sejtre történő elemzést nagy áteresztőképességű vizsgálatokkal kapcsolja össze. Ez a jövőben segíthet a különösen veszélyes baktériumtörzsek korai felismerésében, gyógyszerjelöltek gyors szűrésében, illetve olyan probiotikus baktériumok azonosításában, amelyek képesek csökkenteni egy kórokozó virulenciáját.
„Vagyis nemcsak azt kérdezhetjük, hogy mi pusztítja el a baktériumot, hanem azt is, hogy mitől válhat kevésbé veszélyessé” – fogalmazott Lázár Viktória, a tanulmány egyik társszerzője.
A MALVINA jelenleg szabadalmi eljárás alatt áll, a kifejlesztéséről és képességeiről készült tanulmány a világ egyik legrangosabb tudományos folyóiratában, a Nature-ben jelent meg.
