Antal, Anett2021. június 13., vasárnap
Tudomány

Különös módon derült fény a kötőszöveti meszesedés ellenszerére

2017.08.01.Erdélyi Ilona
National Geographic Magyarország

Évtizedek óta igaznak hitt állítást cáfolt meg az MTA Természettudományi Kutatóközpont Enzimológiai Intézet Váradi András által vezetett kutatócsoportja.

Meszesedés az érfalon
Illusztráció: Profimedia

Felfedezésük nyomán új, nagyon egyszerű és alacsony költségű terápiával lehet megelőzni a kötőszöveti meszesedést. A módszerrel kezelhetők lehetnek azok is, akik különben 40-50 éves korukban elveszítenék a látásukat.

A gerincesekben az evolúció során kialakult az a szabályozó mechanizmus, amely a kalciumból és a foszfátból álló komplex szerkezetű kristályos biominerált a szervezetben csak a szükséges helyeken, időben és pontos formában engedi kialakulni. Ez az, amit hétköznapi nyelven csont- és fogképződésnek nevezünk. A kalcium-foszfát-alapú hidroxiapatit a kollagénvázakon alakul ki. Kollagén azonban az egész szervezetünkben jelen van, a kötőszöveti mátrix legfontosabb eleme. Finom szabályozási mechanizmusok gondoskodnak arról, hogy a meszesedés, a hidroxi-apatit-képződés a puha szövetekben ne indulhasson meg.

Azonban számos olyan patológiás állapot, betegség ismeretes, amelyet a kötőszövetek meszesedése jellemez: ez érintheti a bőrt, a vesét, sőt a szemet is. Legsúlyosabb következményként az artériák középső rétegét képező simaizom-rostok alkotta struktúrában keletkezik hidroxi-apatit-lerakódás, amelynek következtében az érfal elveszíti rugalmasságát, és nagyon súlyos keringési betegségek alakulnak ki. A patológiás jelenséget genetikai és környezeti okok válthatják ki, de az öregedés természetes következményei is szerepet játszhatnak a folyamatban.

Mit okoz a pirofoszfát-termelődés zavara?
A puhaszöveti meszesedés egyik fontos inhibitora (gátlója) a pirofoszfát, egy természetes metabolit, amely a keringésben körülbelül 1-2 mikromólos koncentrációban van jelen. A vérben megjelenő pirofoszfát jó részének a máj a forrása. Két olyan monogénes öröklődő betegség ismert – ezeket a patológiás meszesedés genetikai modelljeinek tekintik a szakemberek –, amely a pirofoszfát-termelődés zavarával függ össze.

A kevésbé súlyos kór a pseudoxanthoma elasticum (PXE). A betegek várható élettartama nem csökken, életminőségük azonban idővel jelentősen romlik, mert a szemben kialakult meszesedés miatt 40-50 éves koruk körül elveszítik látásukat. A másik kórkép, a csecsemőkori általános artériameszesedés (generalized arterial calcification in infancy, GACI) sokkal súlyosabb: az érrendszerben manifesztálódó tünetek miatt az újszülöttek egy része nem éri meg a harmadik hónapot. 2015-ben vált ismertté, hogy mindkét betegségre a vér alacsony pirofoszfát-szintje jellemző. Sajnos a legegyszerűbb, szubsztitúcós terápia nem jöhetett szóba, mert általánosan elfogadott volt az a nézet, hogy a szájon át bejuttatott pirofoszfát az emésztőrendszerben lebomlik, és nem jut el a véráramba.

Az MTA Természettudományi Kutatóközpont Enzimológiai Intézet (MTA TTK EI) kutatói ezt az állítást cáfolták meg. Kimutatták, hogy a pirofoszfát egyaránt felszívódik egérben és az emberi szervezetben, és sikeresen akadályozták meg a PXE és a GACI egérmodelljében a jellegzetes meszesedés kialakulását az ivóvízhez adott pirofoszfát adagolásával.

Felfedezésük egy új, nagyon egyszerű és alacsony költségű terápiás alkalmazás előtt nyitja meg az utat. Közleményüket a European Molecular Biology Organization tudományos szervezet EMBO Molecular Medicine című folyóirata közölte.

„Régóta érdekel minket a pseudoxanthoma elasticum – mondta Váradi András, a kutatócsoport vezetője. – Öröklődő meszesedési betegségről van szó, amelyet egy transzporter fehérjét kódoló génben bekövetkező mutáció okoz.” A kutatócsoport korábban olyan terápiás megoldásokon dolgozott, amelyek során a mutáns fehérje konformációját „korrigálták”, így működőképessé tették. Ezekhez a kutatásokhoz a betegség egérmodelljét használták, amelyben a kötőszöveti meszesedés tünetei a beteg emberhez hasonló módon jelentkeznek.

Amikor holland kutatók vizsgálatai nyomán kiderült, hogy ebben a betegségben is a pirofoszfát alacsony szintje a valószínű funkcionális ok, a magyar kutatócsoportban is azonnal szóba került: kár, hogy nem lehet ezt az egyszerű vegyületet szájon át adott gyógyszerként alkalmazni. Általánosan elfogadott volt ugyanis az az álláspont, hogy ez a vegyület biológiailag nem hasznosul. (A pirofoszfát szerepének azonosításában az MTA TTK EI kutatóinak is szerepük volt, egy kritikus fontosságú kísérletet ők végeztek el.)

„Az okokat is ismertük. Az emésztőrendszerünkben nagyon sok olyan enzim működik – ezeket részben saját sejtjeink, részben pedig a bélflóra baktériumai termelik –, amelyek igen hatékonyan bontják a pirofoszfátot. Mindez már-már dogmaként szerepelt minden idevágó tudományos közleményben jó pár évtizedre visszamenőleg. Én azonban kíváncsi voltam, milyen kísérletek alapján vonták le ezt az egyébként logikus állítást. A legnagyobb meglepetésemre azonban az eredeti kísérleteket nem sikerült a publikációkban megtalálnom, pedig már ötven évvel ezelőtti folyóiratszámokban is kerestem” – mondta el Váradi András.

Váradi András végül úgy döntött, ellenőrzi a fenti állítást. A meszesedő PXE-állatmodellegereknek pirofoszfát-oldatot adtak, és nagy meglepetésükre a szájon át az ivóvízzel bejuttatott pirofoszfát meggátolta a meszesedés kialakulását. Ezután a másik, súlyosabb genetikai betegség, a csecsemőkori általános artériameszesedés egérmodelljének ivóvizébe is pirofoszfát-oldatot adagoltak, ami szintén megakadályozta a tünetek kialakulását. Azt is kimutatták, hogy a szer megjelenik az állatok keringésében, tehát legalább egy része felszívódik, mielőtt lebomlana.

A következő lépés az volt, hogy megfelelő engedély birtokában önkénteseken – saját magukon és kollégáikon – is kipróbálták, hogy a szájon át bejuttatott pirofoszfát észlelhető-e a véráramban. A laboratóriumban rendelkezésre álltak a megfelelő analitikai módszerek. Úgy találták, hogy emberben is felszívódik a vegyület, és könnyen elérhető az a dózis, amelyik a betegekben már helyreállítaná a normális pirofoszfát-szintet a vérplazmában.

„Munkánk nyomán előtérbe került egy nagyon egyszerű, nagyon olcsó terápiás megoldás, hiszen ez az anyag nem mérgező. Az élelmiszeripar nagy mennyiségben használja állományjavítóként, még néhány bébiételben is engedélyezett. Mindez itt volt az orrunk előtt, csak bedőltünk a dogmának. A legérdekesebb eredményünk az, hogy rájöttünk, a súlyosabb betegség, a GACI egereiben a szer csak akkor hatásos az utódokra, ha azt az anya a terhesség idején kapja. Tehát a meszesedés kezdeti tüneteit kell megakadályozni, amelyek az utódokban már a magzati korban kialakulnak. Ez egybevág azzal, hogy az emberi betegség is veleszületett, az artériák és az ízületek meszesedése már az újszülöttekben kimutatható” – mondta Váradi András.

Hozzászólások

Pislogó óriást figyeltek meg az űrben

Pislogó óriást figyeltek meg az űrben

A szakértők úgy vélik, hogy egy új típusú kettős óriáscsillagot fedezhettek fel.

Óriás részecskegyorsító a Holdon?

Óriás részecskegyorsító a Holdon?

Érdekes elképzelés a Holdon építendő részecskegyorsító és ütköztető, amelyet a jövő század részecskefizikusai használhatnának.

Kiszámolták, mennyi a SARS-COV-2 vírusok össztömege bolygónkon

Kiszámolták, mennyi a SARS-COV-2 vírusok össztömege bolygónkon

Az életünket második éve befolyásoló járványt meglepően kis össztömegű vírus hozza létre.

420 millió éves növényi maradványokat találtak

420 millió éves növényi maradványokat találtak

A felfedezés segíthet jobban megérteni, hogy miként hódították meg a növények a szárazföldeket.

Csökkent a talajközeli ózon mennyisége

Csökkent a talajközeli ózon mennyisége

A talajközeli ózon káros hatású, a csökkentése kívánatos cél.

National Geographic 2021. júniusi címlap

Előfizetés

A nyomtatott magazinra,
12 hónapra

10 560 Ft

Korábbi számok

National Geographic 2010. januári címlapNational Geographic 2010. februári címlapNational Geographic 2010. márciusi címlapNational Geographic 2010. áprilisi címlapNational Geographic 2010. májusi címlapNational Geographic 2010. júniusi címlapNational Geographic 2010. júliusi címlapNational Geographic 2010. augusztusi címlapNational Geographic 2010. szeptemberi címlapNational Geographic 2010. októberi címlapNational Geographic 2010. novemberi címlapNational Geographic 2010. decemberi címlapNational Geographic 2011. januári címlapNational Geographic 2011. februári címlapNational Geographic 2011. márciusi címlapNational Geographic 2011. áprilisi címlapNational Geographic 2011. májusi címlapNational Geographic 2011. júniusi címlapNational Geographic 2011. júliusi címlapNational Geographic 2011. augusztusi címlapNational Geographic 2011. szeptemberi címlapNational Geographic 2011. októberi címlapNational Geographic 2011. novemberi címlapNational Geographic 2011. decemberi címlapNational Geographic 2012. januári címlapNational Geographic 2012. februári címlapNational Geographic 2012. márciusi címlapNational Geographic 2012. áprilisi címlapNational Geographic 2012. májusi címlapNational Geographic 2012. júniusi címlapNational Geographic 2012. júliusi címlapNational Geographic 2012. augusztusi címlapNational Geographic 2012. szeptemberi címlapNational Geographic 2012. októberi címlapNational Geographic 2012. novemberi címlapNational Geographic 2012. decemberi címlapNational Geographic 2013. januári címlapNational Geographic 2013. februári címlapNational Geographic 2013. márciusi címlapNational Geographic 2013. áprilisi címlapNational Geographic 2013. májusi címlapNational Geographic 2013. júniusi címlapNational Geographic 2013. júliusi címlapNational Geographic 2013. augusztusi címlapNational Geographic 2013. szeptemberi címlapNational Geographic 2013. októberi címlapNational Geographic 2013. novemberi címlapNational Geographic 2013. decemberi címlapNational Geographic 2014. januári címlapNational Geographic 2014. februári címlapNational Geographic 2014. márciusi címlapNational Geographic 2014. áprilisi címlapNational Geographic 2014. májusi címlapNational Geographic 2014. júniusi címlapNational Geographic 2014. júliusi címlapNational Geographic 2014. augusztusi címlapNational Geographic 2014. szeptemberi címlapNational Geographic 2014. októberi címlapNational Geographic 2014. novemberi címlapNational Geographic 2014. decemberi címlapNational Geographic 2015. januári címlapNational Geographic 2015. februári címlapNational Geographic 2015. márciusi címlapNational Geographic 2015. áprilisi címlapNational Geographic 2015. májusi címlapNational Geographic 2015. júniusi címlapNational Geographic 2015. júliusi címlapNational Geographic 2015. augusztusi címlapNational Geographic 2015. szeptemberi címlapNational Geographic 2015. októberi címlapNational Geographic 2015. novemberi címlapNational Geographic 2015. decemberi címlapNational Geographic 2016. januári címlapNational Geographic 2016. februári címlapNational Geographic 2016. márciusi címlapNational Geographic 2016. áprilisi címlapNational Geographic 2016. májusi címlapNational Geographic 2016. júniusi címlapNational Geographic 2016. júliusi címlapNational Geographic 2016. augusztusi címlapNational Geographic 2016. szeptemberi címlapNational Geographic 2016. októberi címlapNational Geographic 2016. novemberi címlapNational Geographic 2016. decemberi címlapNational Geographic 2017. januári címlapNational Geographic 2017. februári címlapNational Geographic 2017. márciusi címlapNational Geographic 2017. áprilisi címlapNational Geographic 2017. májusi címlapNational Geographic 2017. júniusi címlapNational Geographic 2017. júliusi címlapNational Geographic 2017. augusztusi címlapNational Geographic 2017. szeptemberi címlapNational Geographic 2017. októberi címlapNational Geographic 2017. novemberi címlapNational Geographic 2017. decemberi címlapNational Geographic 2018. januári címlapNational Geographic 2018. februári címlapNational Geographic 2018. márciusi címlapNational Geographic 2018. áprilisi címlapNational Geographic 2018. májusi címlapNational Geographic 2018. júniusi címlapNational Geographic 2018. júliusi címlapNational Geographic 2018. augusztusi címlapNational Geographic 2018. szeptemberi címlapNational Geographic 2018. októberi címlapNational Geographic 2018. novemberi címlapNational Geographic 2018. decemberi címlapNational Geographic 2019. januári címlapNational Geographic 2019. februári címlapNational Geographic 2019. márciusi címlapNational Geographic 2019. áprilisi címlapNational Geographic 2019. májusi címlapNational Geographic 2019. júniusi címlapNational Geographic 2019. júliusi címlapNational Geographic 2019. augusztusi címlapNational Geographic 2019. szeptemberi címlapNational Geographic 2019. októberi címlapNational Geographic 2019. novemberi címlapNational Geographic 2019. decemberi címlapNational Geographic 2020. januári címlapNational Geographic 2020. februári címlapNational Geographic 2020. márciusi címlapNational Geographic 2020. áprilisi címlapNational Geographic 2020. májusi címlapNational Geographic 2020. júniusi címlapNational Geographic 2020. júliusi címlapNational Geographic 2020. augusztusi címlapNational Geographic 2020. szeptemberi címlapNational Geographic 2020. októberi címlapNational Geographic 2020. novemberi címlapNational Geographic 2020. decemberi címlapNational Geographic 2021. januári címlapNational Geographic 2021. februári címlapNational Geographic 2021. márciusi címlapNational Geographic 2021. áprilisi címlapNational Geographic 2021. májusi címlapNational Geographic 2021. júniusi címlap

Hírlevél feliratkozás

Kérjük, erősítsd meg a feliratkozásod az e-mailben kapott linkre kattintva!

Kövess minket