Egy nap az őssejtbiológia minden szemszögéből
Idén első alkalommal került megrendezésre az V. kerület szívében található Közép-Európai Egyetemen (CEU) egy igen érdekfeszítő és mélyen elgondolkodtató szakmai nap, az Unistem Day 2017. Az ismeretterjesztő előadások és a kutatásokhoz kapcsolódó panelbeszélgetések során számos jogi, etikai aspektus is felmerült az előadók és a közönség részéről.
Egy átlag ember talán nem is gondolná, hogy egy természet- és orvostudományi alapkutatásnak számtalan humán jogi és etikai aspektusa lehet. A gyógyszerészeti kutatásoknál ez már valahol magától értetődő, ugyanis egyes szereknek a nem rendeltetésszerű használata vagy a nagy port kavaró média botrányok a közemberek számára ismeretesek. 2017. március 17-én, pénteken viszont sikerült olyan, egymásra épülő témákat kiválogatni és a nagyérdemű hallgatóság elé tárni, amivel lehetőség szerint kibővült a jelenlévő emberek látóköre a témát illetően. A széles spektrum központi témáját a beszédes cím nem rejtette véka alá. A Remények és kétségek az őssejt-kutatásban címet viselte a Közép-Európai Egyetem első, alapvetően középiskolásoknak és egyetemi hallgatók számára megrendezett tudományos ismeretterjesztő napja. A rendezvényre előzetes regisztráció ellenében lehetett hivatalos formában eljutni. S maga a kialakított eseményprotokoll is nagyon tudatosan és kifinomultan volt összehangolva, amelyet az alábbiakban ismertetek is. Előzetesen tudniillik, hogy én még sosem jártam a CEU-ban azelőtt, így a hely atmoszférája egyből magával ragadott és teljesen beszippantott. A becsekkolást követően volt még egy kis idő szétnézni az épületben, így gyorsan felfedeztem magamnak a rendkívül hangulatos, padokkal ellátott közösségi tereket és végső soron a cél helyszínt is, a Quantum termet, amely előtt egy méretes digitális kijelző szolgáltatott információt a teremfoglaltsági adatokról és a benne zajló eseményekről, mint egyfajta digitális órarend. A terem belülről is megtartotta a maga futurisztikus és esztétikus mivoltát, ugyanis a nagy ablaküvegen keresztül látni lehetett a távolban a Dunát. A táblát kettő hatalmas érintőképernyő alkotta, amelyen interaktív ikonok és a napi program jelent meg alternálva. 09.15-kor, mikor már a hallgatóság teltházig feltöltötte az akkor már kicsinek látszó termet egy ünnepélyes megnyitóval kezdődött el a szakmai nap.
A megnyitót Dr. Varju Márton jogász, kutató, valamint az egyetemen működő CELAB (Center for Ethics and Law in Biomedicine) tudományos munkatársa tartotta és mesélt arról, hogy ennek a napnak a koncepciójáról először 2016 őszén hallottak, amikor egy őssejt jogi szabályozási konferencián vettek részt. Ezt követően röviden felvázolta a napi programot, majd átadta a szót kolléganőjének, Dr. Sándor Juditnak, aki szintén jogász, valamint a CELAB alapítója és igazgatója. A professzorasszony nagyon körültekintően elmondta, hogy hogyan is kapcsolódik egy alapvetően bölcsészet- és társadalomtudomány-orientált felsőoktatási intézmény a természettudományos kutatásokhoz. A kapcsolatot, a hidat a különböző diszciplínák között a CELAB hivatott létrehozni és megőrizni, ugyanis a szervezet küldetése, hogy az adott természet- és orvostudományi kutatásoknak a jogi és etikai aspektusait vizsgálja, elemzi és támogatja minél szélesebb körben. Kihangsúlyozta, hogy a legfontosabb szempont egy esetleges párbeszéd létrejötte a tudóstársadalmak között, ugyanis így érteni fogják egymás (szakmai) nyelvét az emberek és kicsit talán sikerül is egymás fejével gondolkodni. Ez nem csak egy érdekes intellektuális fejlődés lenne, hanem akár tragédiák megelőzéséhez is vezetne. Ennek a gondolatnak hatalmas relevanciája van és a nap során gyakorta visszatérő elem volt. A történeti visszatekintések során rendkívül fontos volt megjegyezni és kihangsúlyozni azt, hogy az adott kor(ok)ban nagyon súlyos következményekkel járt az, ha az épp elfogadott (és meg nem kérdőjelezett) tudományos irányzat szempontjából nem volt semmilyen kritikai reflexió. Ebben lehet szellemi haszon is, de tévutakra is vezethet – mindkettőre akadtak példák bőségesen. Erről bővebben az úgynevezett eugen(et)ika tudománya értekezik. Ez alapvetően egy olyan társadalomfilozófiai irányzat, amely az átörökíthető testi és szellemi tulajdonságok javítása érdekében végzett beavatkozásokat preferálja. Az előadó ár esettanulmányon keresztül demonstrálta számunkra, hogy ez mennyire jelentős tud lenni. A sok fontos üzenet (take home message) közül szerintem, ami a legtöbbek számára megmaradt az, hogy ha a legnagyobb tudós, a legnagyobb szaktekintély mond valamit, akkor is kell kérdéseket feltennünk. Az nagyon jó és gyümölcsöző tud lenni, ha van egy tudományos vita és ne gondolja azt senki sem, hogy ő maga ahhoz a témához nem ért semmilyen módon és ezáltal nem teheti fel a kérdéseit, mert nem azzal a szűk szakterülettel foglalkozik. Emellett egy fontos pro érv, hogy azért történhetnek tudományos tévedések és ebből adódó etikai problémák, mert a szűk szakterületen működők nem fogadják el egy másik szakterületnek a kritikáját. A rossz felfogás alapja, hogy csak az alkothat ilyen jellegű véleményt, aki a szó szoros értelmében a szakterülethez tartozik. Ha ezt az eszmefuttatást kicsit kiterjesztjük és egy úgynevezett multidiszciplinális közegben vitatjuk meg ugyanezen kérdéseket, akkor azonnal átfogóbb képet kapnánk. Ezeknek a mélyenszántó gondolatoknak az alapjai többek között egy, a XIX. és a XX. század váltópontján élő Egyesült Államokbeli bíró (Oliver Wendell Holmes Jr.) és egy brit közgazdász (Harold Joseph Laski) levelezéséből születtek meg. A megnyitó zárszava és szintén fontos üzenete, hogy az ember a kedvenc tudományos területe, pályája mellett továbbra is tartsa fent a párbeszédet más foglalkozású és hátterű emberekkel, mert abból nagyon jövedelmező kapcsolatok és tudományos eredmények születhetnek, arról nem is beszélve, hogy kibővül a kutatók látóköre. Ez egy kölcsönös tanulást tesz lehetővé. Az elgondolkodtató szavak után kezdődtek a témába vágó előadások.
Szakmai előadások
Az első előadó Király Szilvia volt, a Városmajori Gimnázium végzős diákja, a 2015-ös Országos Ifjúsági Tudományos és Innovációs Verseny 1. helyezettje, a Nők a Tudományban Egyesület nagykövete (2016) és számos díj büszke birtokosa. Érdeklődési és kutatási területe az őssejt-alapú erek építése. Bevezető előadásában az őssejtek világába kalauzolt minket, s tettünk egy rövid sétát a kezdetektől a legfontosabb mérföldköveken át a terápiás alkalmazásokig. Szilviát gyerekkora óta foglalkoztatja, hogy a szervezet alapegységeit jelentő sejtek sokasága, maga a szervezet hogyan képes kialakulni egyetlen sejtből, a megtermékenyített petesejtből (zygota). Őssejtbiológiai szempontból ez a sejt egy úgynevezett totipotens sejt, amely bármivé képes differenciálódni. A fejlődés ezen háttérfolyamatainak a kutatása már bő 100 évre is visszaterjed, s még a mai napig vannak megválaszolatlan kérdések. 1963-ban sikerült először a Torontoi Egyetemen két kanadai kutatónak, Ernest Armstrong McCulloch sejtbiológusnak és James Edgar Till biofizikusnak bebizonyítani az őssejtek létezését. Kísérletük során egér vörös csontvelőben izolálták a multipotens osztódási képességgel rendelkező vérképző őssejteket (hematopoietic stem cell, HSC). A sejttel való kísérletezések során írták le annak nagyfokú differenciálódási képességét. Időben késleltetve, de párhuzamosan megkezdődtek a terápiás alkalmazások is, ami az 1960-as években a kemoterápiával kezeltek esetében a csontvelő átültetést (transzplantáció) jelentette. Az őssejtek két alapvető tulajdonságához tartozik az úgynevezett aszimmetrikus osztódás, illetve a differenciációs potenciál, a jelenség, amikor elköteleződik egy adott sejtvonal irányába a sejt és szövetet hoz létre. A Kanadában született, vérképző őssejteket leíró, kísérletben felismerték a kutatók a korlátozott osztódási (multipotens) karaktereket, ugyanis a HSC csak a vér alakos elemeivé tudott differenciálódni. 1983-ban sikerült először köldökzsinór vért alkalmazni a terápiás kezelések során. A HSC-nél nagyobb osztódási potenciállal rendelkező pluripotens őssejtekről (PSC) a későbbiekben esett szó. Ami viszont még említésre került, azok az unipotens sejtek, amelyek a kifejlett, érett sejtek előalakjai (prekurzorai). A fejlődési sorban ez a sejtkészlet (pool) rendelkezik a legkisebb osztódási potenciállal, így már csak az adott szövettípus sejtjeivé képesek differenciálódni. Ismeretes még az úgynevezett oligopotens (progenitor) őssejt is, amely az előbb említett típusnál nagyobb potenciállal képes kialakítani az elődsejteket (szerk.). Az őssejtkutatás következő mérföldköve 1981-ben következett be az Egyesült Királyságban, amikor is Sir Martin John Evans biológus és Matthew H. Kaufman embriológus egér embrionális őssejteket (ESC) izoláltak és készítettek belőlük sejtkultúrát. További kísérleteik pedig rámutattak arra, hogy ezeket a sejteket in vitro lehet módosítani és az 5-6 napos hólyagcsírába (blastocysta) vissza lehet ültetni. Ily módon jöttek létre az első genetikailag módosított (Knock Out, K.O.) egerek. Ezeket az állatokat azóta is számos betegség kutatásában használták fel modellállatként. Sir Martin John Evans két kollégájával, Mario Ramberg Capecch olasz származású molekuláris genetikussal és a nemrégiben elhunyt Oliver Smithies brit-amerikai genetikussal 2007-ben megosztva kapta meg az orvosi Nobel-díjat a specifikus génmódosítások bemutatásának felfedezéséért az egér embrionális őssejteken. Még az 1960-as években Sir John B. Gurdon kísérletes eredményei megdöntötték azt az elképzelést, miszerint differenciált sejtek megrekednek a differenciáltsági fokukon. Ezt a cáfolatot úgy sikerült elérnie, hogy békák petesejtjének (oocyta) sejtmagját eltávolította (ablatio), majd egy felnőtt béka szomatikus (testi) sejtjének magját ültette be (implantálta) az üres plazmába, amiből végső soron egy teljesen ép béka tudott kifejlődni. Ezt a klónozási technológiát alkalmazták később Dolly báránynál is. Ennek a kísérletnek és bizonyításnak az alapgondolata jelentette az őssejtbiológia történetében a következő rendkívül fontos mérföldkövet. Az eredmények hatására Shinya Yamanaka és egy MSc hallgatója által leírt (leszűkített) 4 transzkripciós faktort (Klf4, Sox2, Oct4 és c-myc), amelyekkel bármilyen magvas sejtet vissza lehet programozni az embrionális állapotig. Ezek eredményezték az úgynevezett indukált Pluripotens őssejteket (iPSC). Ezért a felfedezésért a laboratóriumot vezető kutatót és Sir John B. Gurdont 2012-ben orvosi Nobel-díjjal jutalmazták. Ezzel a kutatással egy út és perspektíva nyílt a sejtek visszaprogramozhatóságának, azaz a redifferenciációs folyamatok szabályozása felé. Ez egy rendkívül nehéz és komplex folyamat, ugyanis számos külső és belső környezeti tényező képes hatalmas befolyást gyakorolni a sejt fejlődési dinamikájára. Az őssejtek intracelluláris karaktereik alapján nagyon sokban hasonlítanak a testi sejtekhez, ezért számos gyógyszergyár tud in vitro farmakológiai és toxikológiai vizsgálatokat végezni a tenyészetekkel. Ez persze nem váltja fel (ki) az in vivo állatkísérleteket, de megfelelő mértékben kiegészíti a kutatás emberrel analóg komponenseit. Az őssejteknél még nagyon fontos molekuláris sejtbiológiai tényező a sejtfelszíni mintázatuk, azaz a plazmamembránban elhelyezkedő különböző fehérjék szerkezete, eredete, önálló mennyisége és a különböző fehérjék egymáshoz viszonyított aránya. Az emberi példáknál maradva egy kifejlett, felnőtt szervezetben is találhatok még különböző (leginkább) alacsony osztódási potenciállal rendelkező őssejtek. Ezeknek a száma adott, helyük pedig leginkább a szövet azon részén található, ami nagyobb fokú védettséggel rendelkezik a kórokozó mikrobák, vírusok és a mutagén ágensekkel szemben. Azt a sejtcsoportot, amely jelen van valamennyi szövetben és egy meghatározott jel hatására képes differenciálódni, mesenchymalis őssejteknek (MSC) nevezik. Magyarországon (is) a kardiológiai jellegű kutatásokban már alkalmaznak ilyen MSC-alapú terápiákat, ahol például szívinfarktus hatására elhalt sejteket pótolnak differenciáltatott sejtekkel.