Magyar Tudomány Ünnepe Messze látó tudomány: Felelős válaszok a jövőnek
„Én egyedül alakot adtam a közsejtésnek, egyedül szavakat a sokakban élő gondolatnak.” (Széchenyi István, Kelet Népe, 1841)
A Magyar Tudományos Akadémia Természettudományi Kutatóközpontjának (MTA TTK) rendezvényei
Helyszín MTA TTK konferenciaterem, 1117 Budapest, Magyar tudósok körútja 2. Időpont 2014. november 10-18. A kutatóközponti programok szakmai irányítója Csépe Valéria akadémikus A rendezvények jellege Sajtónyilvános, ingyenes, szabadon megtekinthetőek előzetes regisztrációt követően. Regisztráció és kapcsolat Email:
[email protected] Telefon: 1/382 6681 Honlap: www.ttk.mta.hu
Rendezvények nov. 10. (H) 10:30-11:30
Ringató foglakozás Kisgyermekkori zenei nevelés a kodályi elvek alapján Gróh Ilona vezetésével, a program
nov. 10. (H) 16:30-18:00
Zenés beszélgetés a tudományról A TTK vendégei: Vásáry Tamás, Gyulai József, Hámori József. Közreműködik: Ábrahám Mariann.
nov. 11. (K) 9:00-12:50
megálmodójával. Közreműködik: Gáll Viktória Emese.
Előadások Témakör: NANO MA ÉS HOLNAP Levezető elnök: Biró László Péter Előadók: Vancsó J. Gyula, Tapasztó Levente, Bóta Attila, Fürjes Péter, Szegedi Ágnes, Deák András, Németh Péter
nov. 12. (Sz) 9:30-12:10
Témakör: AGYKÖZELBEN I.
nov. 12. (Sz) 16:00-18:00
Témakör: AGYKÖZELBEN II.
nov. 13. (Cs) 10:00-12:15
Témakör: A JÖVŐ GYÓGYSZEREI I.
nov. 13. (Cs) 13:00-17:00
Témakör: A JÖVŐ GYÓGYSZEREI II.
nov. 14. (P) 9:00-12:00
Témakör: A ROSSZINDULATÚ DAGANATOS BETEGSÉGEK KEZELÉSÉNEK JELENE ÉS JÖVŐJE Levezető elnök: Szakács Gergely Előadók: Szüts Dávid, Győrffy Balázs, Szakács Gergely, Peták István, Meskó Bertalan
nov. 17. (H) 14:00-17:30
MTA TTK TÁRT KAPUK I. A Kognitív Idegtudományi és Pszichológiai Intézet előadásai Levezető elnök: Fülöp Márta Előadók: Fülöp Márta, Borgos Anna, Fülöp Éva, Ehmann Bea, Balázs László, Gaál Zsófia Anna
nov. 18 (K) 15:00-18:00
MTA TTK TÁRT KAPUK II. Szerves kémiai demonstrációs előadások Levezető elnök: Varga Szilárd Előadók: Varga Szilárd, Fegyverneki Dániel, Daru János, Herner András
Levezető elnök: Vidnyánszky Zoltán Előadók: Ulbert István, Vidnyánszky Zoltán, Honbolygó Ferenc, Héja László
Levezető elnök: Vidnyánszky Zoltán Előadók: Kéri Szabolcs, Acsády László
Levezető elnök: Soós Tibor Előadók: Kele Péter, Soós Tibor Oláh György Nobel-díjas kémikus a tudomány jövőjéről (videó-interjú)
Levezető elnök: Soós Tibor Előadók: Ferenczy György, Kotschy András, Greiner István, Baloghné Kardos Zsuzsanna, Vajda Ervin
2
Mi is az a Ringató? „Egy zenei nevelési módszer, amelyet sok évvel indítottam útjára kisgyermekeknek és szüleiknek szóló énekes-játékos foglalkozás formájában. A Ringató mára már bejárta az országot, sőt a Kárpát-medencét is. Amit megvalósít, az pedig jóval túlmutat egy zenei nevelési módszeren. Énekelni, játszani tanít, és örülni a szépnek. Segít egymásra találni, felismerni az összetartozás csodálatos érzését, divatos kifejezéssel élve: közösséget épít. A foglalkozásokon számunkra a legfontosabb az élménynyújtás az egész család számára. Miközben énekelünk és játszunk, a legkisebb gyerekek ízlelgetik a magyar nyelv és a zenei anyanyelv szépségeit, találkoznak a magyar kultúrával. Az értékes zene a teljes személyiséget formálja. A hagyományos dalok, mondókák, ölbéli játékok a világra nyitnak ablakot, s a lélekbe jutva élni segítenek, sőt ha kell, gyógyítanak. Ezért fordulunk a művészethez tanítványaimmal: hogy eszközként használjuk a neveléshez. Szeretnénk a családoknak egy lehetséges utat mutatni a boldogulás felé. Nem az egyetlent, nem a legjobbat, hanem egyet a sok közül – egy biztos jót.” (Gróh Ilona alapító, a Ringató módszer kidolgozója) Kapcsolat www.ringato.hu www.facebook.com/ringato Gróh Ilona
[email protected] 30/600 8755 Gáll Viktória Emese
[email protected] 30/544 8366
„Vedd ölbe, ringasd, énekelj!”
3
A Magyar Tudományos Akadémia Természettudományi Kutatóközpontja (MTA TTK) tisztelettel meghívja Önt a Magyar Tudomány Ünnepe kutatóközponti rendezvényeit megnyitó
Zenés beszélgetés a tudományról programra
Köszöntők Csépe Valéria, az MTA levelező tagja Keserű György Miklós, az MTA TTK főigazgatója Zenés beszélgetés a tudományról ♪ Vásáry Tamás, Kossuth- és Liszt Ferenc- díjas zongoraművész és karmester ♪ Gyulai József, az MTA rendes tagja ♪ Hámori József, az MTA rendes tagja Közreműködik: Ábrahám Mariann zongoraművész
Időpont: 2014. november 10. (hétfő) – 16 :30 Helyszín: MTA TTK konferenciaterem, 1117 Budapest, Magyar tudósok körútja 2. Részvételi szándékukat, kérjük, az alábbi elérhetőségen jelezzék: MTA TTK, telefon: +36 1 382 6681, email:
[email protected] 4
Előadások 2014. november 11. NANO MA ÉS HOLNAP Levezető elnök: Biró László Péter 9:00-9:30 Vancsó J. Gyula: Sejtek es szövetek műanyag hordozókon: Frankenstein életre kel 9:30-10:00 Tapasztó Levente: 2D anyagok nanomegmunkálása 10:00-10:30 Bóta Attila: A CREDO berendezés kivételes előnyei a gyógyászati felhasználású nanorészecskék szerkezeti jellemzésében 10:30-10:50 Szünet 10:50-11:20 Fürjes Péter: Pontosan formált szilárdtest nanopórusok molekula-felismerési célra 11:20-11:50 Szegedi Ágnes: Nanopórusos szilikátok katalitikus és biológiai alkalmazása 11:50-12:20 Deák András: Kolloidkémia és nanooptika: plazmonikus nanorészecskék önszerveződése 12:20-12:50 Németh Péter: Ultranagyfelbontású elektronmikroszkópia szerepe a nanogyémántok szerkezetének vizsgálatában 2014. november 12. AGYKÖZELBEN I. 9:30-10:10 Ulbert István: Bionika az agykutatás szolgálatában
Levezető elnök: Vidnyánszky Zoltán
10:10-10:50 Vidnyánszky Zoltán: Élőképek az emberi agyról 10:50-11:30 Honbolygó Ferenc: Hogyan befolyásolja a zene az agy működését? 11:30-12:10 Héja László: A neurális aktivitás vizsgálata képalkotással: új modellek és eszközök
2014. november 12. AGYKÖZELBEN II. Levezető elnök: Vidnyánszky Zoltán 16:00-17:00 Kéri Szabolcs: Forradalmasítják-e az agyi képalkotó eljárások a pszichiátriát? 17:00-18:00 Acsády László: Új utak az egészséges és kóros idegi működés alapjainak megértéséhez 5
2014. november 13. A JÖVŐ GYÓGYSZEREI I. 10:00-11:00 Kele Péter: Színes megoldások a biológiai folyamatok követésére
Levezető elnök: Soós Tibor
10:00-12:00 Soós Tibor: Vámpéterek, fomák és az intuíció szerepe a szerves kémiában 12:00-12:15 Oláh György Nobel-díjas kémikus a tudomány jövőjéről (videó-interjú)
2014. november 13. A JÖVŐ GYÓGYSZEREI II. 13:00-14:00 Ferenczy György: Számítógéppel segített gyógyszerkutatás
Levezető elnök: Soós Tibor
14:00-15:00 Kotschy András: Fehérje-fehérje kölcsönhatás gátlása, avagy nagymolekulák a rákterápiában 15:00-16:00 Greiner István: Biológiai gyógyszerkészítmények, a jövő gyógyszerei? 16:00-17:00 Baloghné Kardos Zsuzsanna és Vajda Ervin: Hungarikum a CHINOIN-ban: Prosztaglandinok 2014. november 14.
A ROSSZINDULATÚ DAGANATOS BETEGSÉGEK KEZELÉSÉNEK JELENE ÉS JÖVŐJE
Levezető elnök: Szakács Gergely
9:00-10:00 Előadások a rák gyógyításáról, prognózisáról és molekuláris alapjairól Szüts Dávid: A tumorok létrejöttének molekuláris alapjai Győrffy Balázs: A terápiás válasz és a várható prognózis előrejelzése Szakács Gergely: A kemoterápiával szemben fellépő rezisztencia molekuláris alapjai 10:00-11:00 Peták István: Elvezethet-e a genomika a rák gyógyításához? 11:00-12:00 Meskó Bertalan: Útmutató a jövő orvoslásához
6
Magyar Tudomány Ünnepe: Messze látó tudomány: Felelős válaszok a jövőnek Kutatóhelyek tárt kapukkal A Magyar Tudományos Akadémia Természettudományi Kutatóközpontjának előadásai 2014. november 17. TÁRT KAPUK I. Levezető elnök: Fülöp Márta 14:00-14:30 Fülöp Márta: Szeret-e mindenki győzni és letaglóz-e mindenkit a vesztés? 14:30-15:00 Borgos Anna: Szexuális kisebbségek a pszichológiai és társadalmi diskurzusban 15:00-15:30 Fülöp Éva: A történelmi sérelmek és a kisebbségi csoportokkal szembeni intolerancia összefüggései 15:30-16:00 Szünet 16:00-16:30 Ehmann Bea: Izolált kiscsoportok pszichodinamikájának tartalomelemzéses vizsgálata földi űranalóg szimulációkban 16:30-17:00 Balázs László: Idegtudományi kísérletek a Nemzetközi Űrállomáson 17:00-17:30 Gaál Zsófia Anna: A megismerési folyamatok változása és változtathatósága időskorban
2014. november 18. TÁRT KAPUK II. Levezető elnök: Varga Szilárd Szerves kémiai demonstrációs előadások 15:00-16:00 Varga Szilárd: Molekulák, amelyek megváltoztatták a világot - érdekes szerves molekulák a múltban és a jelenben 16:00-17:00 Fegyverneki Dániel: Fény a lombikban?! Mire használjuk a fényt a szerves kémiában, elő tudjuk-e állítani? 17:00-18:00 Varga Szilárd, Fegyveneki Dániel, Daru János, Herner András: Demonstrációs kísérletek 7
2014. november 10. Vásáry Tamás Hámori József (akadémikus) Gyulai József (akadémikus) Ábrahám Mariann (DLA) Gróh Ilona, Gáll Viktória Emese
A résztvevők névsora
2014. november 11. Vancsó J. Gyula (MTA külső tag) Tapasztó Levente (PhD) Bóta Attila (DSc) Fürjes Péter (PhD) Szegedi Ágnes (PhD) Deák András (PhD) Németh Péter (PhD) 2014. november 12. Ulbert István (DSc) Vidnyánszky Zoltán (DSc) Honbolygó Ferenc (PhD) Héja László (PhD) Kéri Szabolcs (DSc) Acsády László (DSc) 2014. november 13. Kele Péter (PhD) Soós Tibor (PhD) Ferenczy György (PhD) Kotschy András (DSc) Greiner István (PhD; CSc) Baloghné Kardos Zsuzsanna (PhD; CSc) Vajda Ervin 2014. november 14. Szüts Dávid (PhD) Győrffy Balázs (PhD) Szakács Gergely (MD-PhD) Peták István (PhD) Meskó Bertalan (PhD) 2014. november 17. Fülöp Márta (PhD) Borgos Anna (PhD) Fülöp Éva (PhD) Ehmann Bea (PhD) Balázs László (PhD) Gaál Zsófia Anna (PhD) 2014. november 18. Varga Szilárd (PhD) Fegyverneki Dániel Daru János, Herner András 8
Az előadók elérhetőségei Név Vancsó J. Gyula
Email
[email protected]
Munkahely Twente Egyetem, MESA+ Nanotechnológiai Kutató Intézet
Tapasztó Levente
[email protected]
MTA TTK MFA
Bóta Attila
[email protected]
MTA TTK AKI
Fürjes Péter
[email protected]
MTA TTK MFA
Szegedi Ágnes
[email protected]
MTA TTK AKI
Deák András
[email protected]
MTA TTK MFA
Németh Péter
[email protected]
MTA TTK AKI
9
Név Ulbert István
Email
[email protected]
Munkahely MTA TTK KPI
Vidnyánszky Zoltán
[email protected]
MTA TTK AKK
Honbolygó Ferenc
[email protected]
MTA TTK AKK
Héja László
[email protected]
MTA TTK KPI
Kéri Szabolcs
[email protected]
BME TTK
Acsády László
[email protected]
MTA KOKI
10
Név Kele Péter
Email
[email protected]
Munkahely MTA TTK SZKI
Soós Tibor
[email protected]
MTA TTK SZKI
Ferenczy György
[email protected]
MTA TTK SZKI
Kotschy András
[email protected]
Servier Kutatóintézet Zrt.
Greiner István
[email protected]
Richter Gedeon Nyrt.
Baloghné Kardos Zsuzsanna
[email protected]
PG Üzletág, CHINOIN, a Sanofi vállalatcsoport tagja
Vajda Ervin
[email protected]
PG Üzletág, CHINOIN, a Sanofi vállalatcsoport tagja
11
Név Szüts Dávid
Email
[email protected]
Munkahely MTA TTK EI
Győrffy Balázs
[email protected]
MTA TTK EI
Szakács Gergely
[email protected]
MTA TTK EI
Peták István
[email protected]
KPS Orvosi Biotechnológiai és Egészségügyi Szolgáltató Kft.
Meskó Bertalan
[email protected]
Orvosi jövőkutató
Fülöp Márta
[email protected]
MTA TTK KPI
12
Név Borgos Anna
Email
[email protected]
Munkahely MTA TTK KPI
Fülöp Éva
[email protected]
MTA TTK KPI
Ehmann Bea
[email protected]
MTA TTK KPI
Balázs László
[email protected]
MTA TTK KPI
Gaál Zsófia Anna
[email protected]
MTA TTK KPI
Varga Szilárd
[email protected]
MTA TTK SZKI
Fegyverneki Dániel
[email protected]
MTA TTK SZKI
13
Vancsó J. Gyula
Előadás-kivonatok
Sejtek és szövetek műanyag hordozókon: Frankenstein életre kel A regeneratív egészségtudomány egyik fő célja sérült, vagy beteg szövetek, testrészek, szervek pótlása szövetmérnöki módszerekkel. Egy tipikus regenerációs folyamat során például különböző előre gyártott polimer hordozó szerkezeteket mesenchymalis őssejtekkel kezelnek. Amennyiben a hordozó felülete megfelelő tulajdonságokkal rendelkezik, erre az őssejtek rátapadnak, növekedésnek indulnak, boldogan osztódnak, és speciális fehérjék (ún. növekedési faktorok) hatására szövetspecifikus sejtekké differenciálódnak. A folyamat kiindulópontja a megfelelő (betegspecifikus) mikrostruktúrált hordozók kifejlesztése és előállítása. Előadásunkban egy anyagkémikus perspektívájából szemlélve bemutatjuk azokat az anyagtudományi és felület fiziko-kémiai lépéseket, amelyek speciális “ízület” implantátum kifejlesztését célozzák meg. A “műízület” kiindulási szerkezete egy háromdimenziós, mikrostrukturált műanyag hordozó. Ennek a hordozónak a megfelelő felületmódosítását felületinicializált ojtásos polimerizációval, a hordozón egy kémiai gradiens kialakításával, és a növekedési faktoroknak az így kapott gradiens “makromolekuláris kefék” (brush) funkciós csoportjaihoz történő reaktív kémiai ojtásával értük el. Előzetesen részletesen megvizsgáltuk különböző sejtek felületmódosított hordozókhoz történő adhézióját a felület kémiai összetétele, a módosító polimerek ojtási szerkezete, a felület topológiája, és mechanikai tulajdonságai függvényében. A háromdimenziós hordozókon kapott őssejtsokaság megfelelő inkubációs kezelés után kívül porc-belül csont differenciálódást mutatott a sejtek genetikai ujjlenyomatának vizsgálata alapján. Ezt a megfelelő szövetspecifikus, felületre ojtott növekedési faktorok gradiense biztosította. Bár funkcionális műszervek, és testtagok méretre történő gyártása még messze van, a bemutatásra kerülő eredmények a szövetmérnöki tudomány és az ennek szolgálatába állított anyagtudomány fantasztikus potenciálját – úgy gondoljuk – jól illusztrálják. Frankenstein – bár lassacskán – életre kel.
Tapasztó Levente
2D anyagok nanomegmunkálása Kutatásaink fókuszpontjában olyan újszerű anyagok állnak, amelyeknek nem az összetétele, hanem a szerkezete speciális, ugyanis vastagságuk mindössze néhány atom átmérője. Ebből adódóan, számos olyan újszerű jelenség figyelhető meg bennük, amelyekre a megszokott tömbi (3D) anyagokban nincs példa. Az első ilyen kétdimenziós (2D) kristály a grafén volt, amelyet 2010-ben Fizikai Nobel-díjjal jutalmaztak. A 2D anyagok olyan szempontból is speciálisak, hogy minden atomjuk a felületen helyezkedik el, így teljes mértékben hozzáférhető a leképezésre, illetve célzott módosításra. Kutatócsoportunk kidolgozott egy olyan pásztázó alagútmikroszkópián alapuló nanomegmunkálási módszert, amely egyedülálló módon képes kontrollálni a szalagok éleinek kristálytani orientációját, illetve mind a mai napig a legpontosabb litográfiás eljárás grafén nanoszerkezetek kialakítására. Nemrégiben kimutattuk, hogy a szalagok kristálytani orientációjának nagy pontosságú kialakításával, nemcsak jól hangolható szélességű tiltott sáv nyitható a grafén sávszerkezetében, lehetővé téve ezáltal a digitális elektronikai eszközök kialakítását, de a grafén speciális orientációjú élein, szobahőmérsékleten is stabil mágneses rend alakul ki, amely a spintronikai alkalmazások szempontjából jelenthet áttörést. Mára azonban már az is világossá vált, hogy a grafén csak az első a számos, nem kevésbé izgalmas, 2D kristály sorában, amelyek tulajdonságai nagyrészt még feltáratlanok Kutatócsoportunk szisztematikusan vizsgálja ezen anyagok egyetlen rétegeinek szerkezetét és tulajdonságait. Célunk olyan alapvetően új fizikai jelenségek feltárása, amelyek új alkalmazási lehetőségeket nyitnak, például a gyors és kis fogyasztású nanoelektronikai eszközök területén. 14
Bóta Attila, Wacha András, Varga Zoltán
A CREDO berendezés kivételes előnyei a gyógyászati felhasználású nanorészecskék szerkezeti jellemzésében Az MTA TTK kutatócsoportjaiban valamint Biológiai Nanokémia Kutatócsoportunkban végzett tudományos munkák hatékonyabbá tétele érdekében egy laboratóriumi nagyberendezést terveztünk és építettünk, amelynek építéséhez a Richter Gedeon NyRT jelentős anyagi támogatást nyújtott. A „CREDO”-nak nevezett berendezés nanorendszerek és nanorészecskék röntgensugár, –első sorban az ún. kisszögű – szórásának, mérését teszi lehetővé, amellyel e rendszerek szerkezeti leírása az atomi dimenziótól egészen a szubmikroszkópikus méretekig terjedő tartományban válik lehetővé. Az előadásban a készülék – az alkalmazás szempontjából – legfontosabb paraméterei kerülnek ismertetésre. A módszerrel vizsgálható rendszerek felvázolása után az orvosi és biológiai felhasználásra szánt nanorészecskék és liposzóma rendszerek mérési eredményeit mutatjuk be.
A CREDO berendezés panoráma képe
Sztérikusan stabilizált liposzóma szórása
Fürjes Péter
Pontosan formált szilárdtest nanopórusok molekula-felismerési célra A nanopórusokon keresztüli transzportmoduláción alapuló molekula felismerés alapja, hogy a szelektív receptorokkal módosított pórusokba bekötődő, annak méretével összevethető nagyságú molekulák befolyásolják a transzpórus ionáramot, ami a pórusimpedancia változásán keresztül detektálható. Ennek megfelelően a nanópórusok biokémiai érzékelésre történő alkalmazása során az adott célmolekulára vonatkozó kimutatási érzékenység erősen függ az elektrokémiai jellemzőket is befolyásoló pórusgeometriától. A bioanalitikai érzékelő elem megvalósítása érdekében mind a mechanikai, mind a kémiai elvárásokat figyelembe véve optimalizált rétegszerkezeteket alkalmazva, mikromechanikai és nanofabrikációs módszerek kombinálásával, fókuszált Ga+ ionnyaláb marással alakítottunk ki nanopórus mátrixokat. A kontrolált pórusszám, elhelyezkedés és geometria érdekében program által – gyakorlatilag CNC (Computer Numerical Control) – vezérelt nanomegmunkálási technológiát dolgoztunk ki, illetve a pórusgeometriákat a bioanalitikai funkciók követelményei (konformáció, fehérjék/molekulák karakterisztikus mérete) szerint optimalizáltuk. A kialakuló pórusméret-eloszlást elemeztük különböző anyagszerkezetű membránok, illetve porlasztási paraméterek esetén. Megállapítottuk, hogy a pórusméret pontosságát statisztikai korlátok (pl. töltődő dielektromos rétegek által okozott nyaláb divergencia) is befolyásolják, mindamellett a megfelelő technológiai optimalizációnak köszönhetően a nanopórusok a célmolekuláknak megfelelő, pontosan tervezett geometriával, reprodukálhatóan előállíthatók. A nanopórusos membránok integrációjának érdekében Si/üveg heterostrukturában kialakított mikrofluidikai rendszert hoztunk létre, melynek segítségével megoldottuk több membrán egyedi, elektrokémiai címezhetőségét. Így ezek az integrált szilárdtest nanopórus hálózatok az alapelemei lehetnek egy extrém érzékenységű, jelölésmentes, multi-paraméteres molekula felismerésre alkalmas diagnosztikai eszköznek. 15
Szegedi Ágnes
Nanopórusos szilikátok katalitikus és biológiai alkalmazása A nagy fajlagos felületű, nanopórusos szilikátok alkalmazása katalizátorként vagy katalizátorhordozóként a 90-es évek eleje óta terjedt el. Sokféle típusuk közül laboratóriumunkban főleg a méhsejt szerkezetű, szűkebb pórusú (2-3 nm) MCM-41 típusú és a tágabb pórusú (5-6 nm) SBA-15 anyagokat vizsgáljuk. Ezekbe a SiO2-ból felépülő anyagokba közvetlen szintézis útján, vagy utólagos módosítással (impregnálás) legtöbbször átmeneti fémeket/fém-oxidokat építünk be, hogy katalitikusan aktív centrumokat hozzunk létre. A beépítés módjától függően, továbbá különféle előkezelések alkalmazásával nagy diszperzitású átmeneti fém/fém oxid specieszeket, nanoklasztereket tudunk kialakítani az anyagok nanoméretű csatornáinak belső falán vagy mikroméretú pórusos szemcséinek külső felületén. A nanopórusos szilikátok biokompatibilis anyagok, ezért gyógyszer hatóanyag hordozó rendszerekben is eredményesen használhatók. A felület funkcionalizálásával a hatóanyag kibocsátás szabályozható. Fémek, például ezüst nanorészecskék beépítésével pedig antibakteriális hatású készítmények állíthatók elő. Előadásomban többféle fémmel módosított MCM-41 és SBA-15 anyag katalitikus viselkedését mutatom be illékony szerves vegyületek (VOC) teljes oxidációjában. Szólok a hordozó anyagaként alkalmazott amino- illetve karboxil-csoportokkal funkcionalizált nanopórusos szilikátok gyógyszer hatóanyag kibocsátási jellegzetességeiről.
Deák András
Kolloidkémia és nanooptika: plazmonikus nanorészecskék önszerveződése Mint ismeretes, a nemesfém nanorészecskék méretük és alakjuk függvényében különleges optikai tulajdonságokkal rendelkeznek, melynek oka a lokalizált felületi plazmon rezonancia jelenség. A “nano-lencseként” működő részecskék számos felhasználása lehetséges az energetikától az orvosbiológiai területekig. Az előadásban egy olyan speciális alkalmazás kerül bemutatásra, melyben egyetlen, optikai csipeszben csapdázódott nanorészecske segítségével -60 dB érzékenységgel hangforrások detektálhatóak (a). A módszerrel vizsgálhatóak például egyedi baktériumok flagellumai által keltett folyadék áramlások. A plazmonikai alkalmazások szempontjából releváns méretű részecskék ugyanakkor hagyományosan a kolloid mérettartományba esnek. Ekkora méretekben a részecskék viselkedése sokszor eltér a makroszkópikus léptékben megszokottaktól. Lehetővé válik például alacsony hőmérsékleten tapasztalható deformáció kiaknázása újfajta kémiai szintézisek megvalósítására, a kolloidika széles eszköztárával pedig a különböző méretű és alakú részecskék közötti kölcsönhatások megfelelő tervezésére és in-situ modulálására. Ily módon részletesen tanulmányozható a nanorészecskék (irányított) önszerveződése valamint hierarchikus szerkezetképzése. Ez utóbbiakra három példa kerül bemutatásra: (b) gömb alakú arany nanorészecskék klaszter képzése külső inger (hő) hatására, (c) gömb és regoiszelektíven felületmódosított rúd alakú részecskék irányított önszerveződése és (d) nanorészecskék elrendezése gyűrű alakú mintázatokba kapilláris litográfia segítségével.
16
Németh Péter
Ultranagyfelbontású elektronmikroszkópia szerepe a nanogyémántok szerkezetének vizsgálatában Az ultranagyfelbontású elektronmikroszkópia – köszönhetően kivételes (<0.1nm) felbontóképességének – egyedülálló lehetőséget biztosít anyagok szerkezetvizsgálatához és tulajdonságaik megértéséhez. Egyedi atomokat azonosíthatunk és lokalizálhatunk, illetve anyagok (mechanikai, elektromos) tulajdonságait alapvetően befolyásoló kristályhibák atomi szerkezetét ismerhetjük meg. Előadásomban nanogyémántok ultranagyfelbontású elektronmikroszkóp vizsgálatát ismertetem. Ezek az anyagok köszönhetően nagy keménységüknek, szilárdságuknak és kopási ellenállóságuknak - különféle alkalmazásokhoz készülnek, mint amilyenek a kemény és ellenálló bevonatok, csiszolópapírok és motorolaj adalékok. Ígéretes nanoanyagok, mint gyógyszerhordozók, ezért felhasználhatók orvosi kezelésekben. Megtalálhatók meteoritokban, valamint leírták őket bizonyos - meteorbecsapódáshoz köthető - üledékes rétegekből. Jelentőségük ellenére a nanogyémántok szerkezeti sajátosságai ellentmondásosak. Irodalmi adatok szerint inhomogének, különféle gyémánt módosulatból állnak, amelyek tulajdonságai eltérnek a hagyományos gyémántétól. Az ultranagyfelbontású elektronmikroszkópia újfajta betekintést nyújt a nanogyémántok szerkezetébe. A vizsgálat korábban ismeretlen gyémántikrek megjelenésére utal, amelyek megmagyarázzák a gyémánt módosulatokként leírt anyagok, például lonsdaleite (hexagonális gyémánt) szerkezeti sajátosságait. A mérés rávilágít, hogy a meteorbecsapódás jelzésére használt – illetve elméleti számítások szerint a gyémánt keménységét felülmúló (58%-kal keményebb) – lonsdaleit valójában szubnanométeres skálán összenőtt köbös gyémántikrekből és rétegződési hibákból áll. Az eredmények felvetik a korábbi gyémánt módosulatokhoz kapcsolodó tanulmányok felülvizsgálatának szükségszerűségét, illetve rámutatnak az ultranagyfelbontású elektronmikroszkópia szerkezetvizsgálati jelentőségére. (Ábracím: Egy nanogyémánt ultranagyfelbontású elektronmikroszkóp képe)
Ulbert István
Bionika az agykutatás szolgálatában A bionikus mérnökség diszciplináris pillérei a molekuláris és sejtbiológia, a szerkezeti bioinformatika, az elektromágnesség tan, az elektronika és számítástechnika egyes részei és a neurobiológia, kvantitatív háttérrel. Ezek a pillérek képzik a modern orvosi kutatási, terápiás és diagnosztikai technológiák alapjait. Ezekben a technológiákban meghatározóak az elektromágneses kölcsönhatások az élő anyag és a bionikai eszköz között. A mikro-elektromechanikai technológiák segítségével olyan miniatűr eszközök építhetők, amelyek az élő anyag viselkedését kísérő fizikai és kémiai jelenségeket már akár sejt illetve molekuláris szinten is érzékelik, valamint befolyásolhatják is mikroszkopikus szinten a rendszer viselkedését. A bionikus mérnök számára a lényeg nem más, mint az eszközök és eljárások tervezése, melyben a funkció fizikai, elektronikai, jelterjedési és vezérlési alapjainak a megértése fontos. A jelen előadásban többek között azok a mikro-elektromechanikai technológiákkal megvalósítható bionikai interfészek kerülnek ismertetésre, melyet a humán agy megismerésére fejlesztenek ki a Nemzeti Agykutatási Program keretében. 17
Vidnyánszky Zoltán
Élőképek az emberi agyról Az egészséges és kóros humán központi idegrendszeri folyamatok kutatásának napjaink legelterjedtebb és legdinamikusabban fejlődő módszerei a mágneses rezonancia képalkotás (MRI) és a spektroszkópia (MRS). Az MR-alapú módszerek lehetővé teszik az élő emberi agy szerkezeti, funkcionális és molekuláris jellemzését, aminek kiemelten fontos jelentősége van a felfedező, klinikai és transzlációs kutatásokban egyaránt. Egy nagyon lényeges előnye más agykutatási eljárásokkal szemben az, hogy nem jelent veszélyt a vizsgált személyekre (nem-invazív) és ezáltal egészséges egyének akár többszöri, ismételt vizsgálatát is lehetővé teszi. Az előadásban ismertetésre kerülnek az MR-alapú módszerek típusai és azok legfontosabb jelen- és jövőbeli alkalmazási területei. Különös tekintettel a neuropszichiátriai betegségekkel kapcsolatos transzlációs kutatásokra, MR-alapú biomarker fejlesztésekre.
Honbolygó Ferenc
Hogyan befolyásolja a zene az agy működését? A zene életünk minden területén jelen van: zenére ébredünk, zenét hallgatunk a villamoson és az autóban, zene szól a bevásárlóközpontban, az étteremben és a fogorvosnál, zenei aláfestést hallunk a filmek és a reklámok alatt. Előadásomban összefoglalom, hogy a zene hallgatása milyen módon hat az emberi elme és agy működésére a rövid távú fiziológiai hatásoktól (arousal szint, figyelem, hangulat, tudatállapot módosulása) a hosszú távú tréning hatásokig (intellektuális képességek, matematikai képességek, kreativitás és nyelvi képességek fejlődése). Bemutatom továbbá a saját eseményhez kötött agyi potenciál eredményeinket, amelyek szerint egy 1 éves intenzív zenei tréning program javítja a beszédhangok feldolgozásának képességét. Végezetül megkísérlek magyarázatot adni arra, hogy milyen mediáló folyamatok segítségével képes a zene arra, hogy a nyelvi és általános intellektuális képességeket pozitívan befolyásolja.
Héja László
A neurális aktivitás vizsgálata képalkotással: új modellek és eszközök A neurális aktivitás vizsgálatában évtizedeken keresztül egyeduralkodó szerepet töltött be az elektrofiziológia, mely igen széles skálán, az egyedi ioncsatornáktól a teljes agy szintjéig képes nagy időfelbontás mellett vizsgálni az agyműködéssel összefüggő folyamatokat. Az egyedi sejtek működését precízen jellemző elektrofiziológiai módszerek azonban roncsolják is az idegszövetet, emiatt csak korlátozott számú idegsejt aktivitása mérhető egyidejűleg. 18
Az utóbbi évtizedek kémiai, fizikai és biológiai fejlesztéseinek köszönhetően egyre több alkalmazási területen válik lehetővé, hogy az elektródokat egy sokkal ártalmatlanabb és sokkal jobban kezelhető eszközzel, a fénnyel helyettesítsük, kiegészítve ezzel az idegi aktivitás vizsgálatára alkalmas eszköztárat. Az MTA Természettudományi Kutatóközpontban fejlesztett új fluoreszcens eszközök, mint például az ioncsatornák aktivitását lokálisan detektáló „nanoőrszemek”, valamint új modellek, mint a Ca2+ ion szenzitív fluoreszcens fehérjéket expresszáló transzgenikus patkány vonalak segítenek abban, hogy nagyszámú idegsejt aktivitását párhuzamosan monitorozhassuk. Ezáltal egyre pontosabb képet kaphatunk agyunk működéséről, megfejthetjük az idegsejt hálózatok információfeldolgozási algoritmusát és akár az idegsejtek funkcionális kapcsolódási térképét, dinamikus konnektómját is.
Ca2+ szenzor fluoreszcens fehérjét expresszáló idegsejtek patkányagyban
Fluoreszcens Na+ szenzor molekulák irányítása idegsejtek Na+ ion csatornáihoz: nanoőrszem koncepció
Kéri Szabolcs
Forradalmasítják-e az agyi képalkotó eljárások a pszichiátriai diagnosztikát? 1973-ban David L. Rosenhan egy meglepő szociológiai kísérlettel állt elő: egészséges embereket azzal utaltak be elmegyógyintézetbe, hogy hangokat hallanak, azaz hallucinálnak. A tüneteket az orvosok elhitték, sőt, az első benyomásuk olyan erős volt, hogy az álbetegeket két hétig ki sem engedték, annak ellenére, hogy az osztályon teljesen hétköznapi módon viselkedtek. Az alapvető kritika tehát az, hogy a pszichiátriai diagnózisok nem létezőek, objektív módon kimutatható agyi elváltozás nem kíséri őket. 1976-ban, három évvel Cormack és Hounsfield, a számítógépes tomográfia (CT) kifejlesztéséért odaítélt Nobel-díját megelőzve jelent meg a Lancet hasábjain az első közlemény, amely az agykamrák tágulatát és kognitív zavart igazolt szkizofréniában. Ma, a nagyfelbontású, multimodális agyi képalkotó eljárások korában, egyes országokban számos magáncég kínál diagnosztikai szolgáltatásokat, amelyekkel - állításuk szerint – akár az enyhébb és gyakoribb mentális zavarokat (depresszív és szorongásos zavarok) is meg lehet állapítani. Ennek ellenére ezen eljárások sehol sem képezik a hivatalos orvosi protokollok részeit. Mi tehát az igazság? Megfelelőek-e a ma rendelkezésünkre álló módszerek a mindennapi diagnosztikai rutin számára? Közelebb visznek a mentális zavarok megértéséhez? Segítik a páciensek jobb felépülését? Az előadás ezekre a kérdésekre keresi a választ, bemutatva a probléma összetettségét, ígéretes aspektusait, nehézségeit és árnyoldalait. 19
Acsády László
Új utak az egészséges és kóros idegi működés alapjainak megértéséhez Az idegrendszer vizsgálatának és gyógyításának legnagyobb nehézsége, hogy rendkívül nagyszámú sejttípus, rendkívül sokféle molekuláris interakció révén kommunikál egymással. Az idegrendszer hagyományos vizsgáló módszereivel (klasszikus elektrofiziológia és farmakológiai) e rendszerek csak korlátozott mértékben és bizonyos mélységig vizsálhatók, mert nincs meg bennük a megfelelő térbeli és időbeli specificitás. Ezzel szemben az új molekuláris biológiai módszerekkel ötvözött idegrendszeri metodikák lehetővé teszik idegsejttípusok vagy egyes transzmitter receptorok időben és térben szelektív aktivációját és inaktivációját. Előadásomban példát mutatok a nem szinaptikus GABA-A receptorok különös szerepére a globális alvási oszcillációk kialakításában, melyet a szinaptikus GABA-A receptorok fokális eliminációjával értünk el. További kísérleinkben az alvási oszcillációk időtartamát meghatározó tényezőket vizsgáltuk egymással összeköttetésben lévő serkentő és gátló sejtek aktivitásának szimultán elvezetésével, valamint ezen oszcillációk szelektív optogenetikai módszerekkel való indukálása révén. Ezek az eredmények azt demonstrálják, hogy az idegrendszer egyes elemeinek szelektív kontrolálása segítségével az új módszerek, új összefüggések felismeréséhez vezethetnek, melyek hozzájárulnak egészséges és kóros idegi működés alapjainak megértéséhez.
Kele Péter
Színes megoldások a biológiai folyamatok követésére Az elektromágneses sugárzás emberi szem számára is látható hullámhossz-tartománya nem csak a mindennapi életünket színesíti meg. A tudomány világában, a mikroszkópos eljárások korai szakaszában Paul Ehrlich munkásságának köszönhetően színessé vált a sejtek addig fekete-fehér világa. Ezt követően mind a molekuláris biológia, mind a mikroszkópos kutatások terén bekövetkezett forradalmian új megoldások lehetővé tették, hogy az egyes sejtalkotókat, biomolekulákat szelektíven és helyspecifikusan is „kiszínezzük”. A kezdetben alkalmazott festékeket később egyre inkább felváltották a sokkal érzékenyebben kimutatható fluoreszcens jelzővegyületek.
A mai modern molekuláris biológiai és élettani kutatások elengedhetetlen részévé váltak a különféle, fluoreszcencia detektálásán alapuló mikroszkópos eljárások. E technológiák jelentőségét jól mutatja, hogy Ehrlich nyomdokaiba lépve a közelmúltban (2008, 2014) kétszer is a fluoreszcens jelzési eljárások terén elért eredményekért ítélték oda a kémiai Nobel-díjat. Az előadás betekintést nyújt a tudományos kutatás e színes részébe az egyszerű festési eljárásoktól a szuperfelbontású fluoreszcens mikroszkópiáig. 20
Soós Tibor
Vámpéterek, fomák és az intuíció szerepe a szerves kémiában A szerves kémia eredményei a modern civilizáció kialakulásában és fejlődésében meghatározó szerepet töltöttek és töltenek be. Így a minket körülvevő anyagi világ számos elemének létrejötte, mint pl. a gyógyszerek, szerkezeti és funkcionális anyagok, festékek e tudományághoz szorosan köthetők. A terület dinamikus fejlődésének köszönhetően egyre többen már nem úgy tekintenek a szerves kémiai kutatásokra, mint egy alaptudományi, hanem mint egy alkalmazott tudományi, technológiai jellegű tevékenységre. E felvetés részletes vizsgálatot igényel, hogy az milyen mértékben felel meg ez a valóságnak, valójában mi a jelen szerves kémiai kutatásainak célja, milyen kutatási irányzatok születtek az elmúlt években, illetve ezeket a folyamatok milyen mértékben támaszkodnak a kémiai intuícióra.
Ferenczy György
Számítógéppel segített gyógyszerkutatás A számításokkal támogatott gyógyszerkutatás módszereinek történeti áttekintését adjuk kezdve a kvantitatív szerkezet hatás összefüggésekkel (QSAR), amelyek először mutatták meg, hogy molekulák egyszerűen mérhető vagy számítható fizikai-kémiai paraméterei és biológiai hatása között prediktív erejű kapcsolat ismerhető fel. A mechanizmus alapú gyógyszerkutatás előtérbe kerülésével és a fehérjék atomi felbontású szerkezetének hozzáférésével a 80-as évektől teret nyert a célfehérjéhez való kötődés optimálása. Ezt követően a számítási módszerekkel szembeni elvárások lényegesen módosultak a farmakokinetikai vizsgálatoknak a kutatás korai szakaszában való megjelenésével. A különböző in vitro modellek eredményeinek számításokkal segített értelmezése, valamint prediktív modellek alkalmazása kiemelten fontos a felszívódás és a metabolikus enzimekkel való kölcsönhatások optimálásában. A nagy áteresztő képességű módszerek (biokémiai és biofizikai szűrővizsgálatok, párhuzamos szintézisek) alkalmazásával megjelentek az ezeket támogató, illetve kiegészítő számítási eljárások egyrészt a biológiai célpont, és nagyrészt a kémiai kiindulópont azonosításában (virtuális szűrés), továbbá az optimálás korai szakaszában. A keletkező nagy mennyiségű adat kezelése, valamint azokból a maximális információ kinyerése szintén a számítógépes kémia feladata. Az adatok elemzése olyan összefüggések felismerését tette lehetővé, amelyek befolyást gyakorolnak a gyógyszerkémiai optimálás módszereire. Az előadás záró részében a gyógyszerkutatás néhány új módszerét és irányát ismertetjük, amelyekhez saját kutatási eredményeink is kapcsolódnak.
Kotschy András, Blaskó Gábor
Fehérje-fehérje kölcsönhatás gátlása, avagy nagymolekulák a rákterápiában A célzott onkológiai terápiák célpontjainak egyik legfontosabb családját képviselő kinázok esetében egy rendkívül jól definiált, kis molekulákkal könnyen támadható kötőzseb meglétével számolhatunk. Ezzel szemben a sejten belüli jelátviteli folyamatokban nagy szerepet játszó fehérje-fehérje kölcsönhatásban résztvevő nagyméretű, flexibilis és általában meglehetősen lipofil protein felszínek szintetikus molekulákkal történő blokkolása sokáig nem tűnt reális célnak a gyógyszerkémikusok számára. 21
A fehérje-fehérje kölcsönhatás gátlásának egy jellemző példája az Abbott által kifejlesztett ABT-263 (Navitoclax) vegyes Bcl-2 és Bcl-xL inhibitor molekula viselkedése. Ezek a fehérjék az úgynevezett Bcl2 protein családba tartoznak, és jellemzően nagy mennyiségben vannak jelen bizonyos rákos sejttípusokban, antiapoptotikus hatásuk a sejtek kóros növekedését okozzák. Mivel ezek a Bcl-2 típusú fehérjék specifikusan a rákos sejtekben koncentrálódnak, ezért gátlásukkal a tumorsejtek szelektív pusztulását lehet indukálni, ami egy teljesen újszerű megközelítést hozott a rákterápiába. Előadásom során ismertetni fogom a Navitoclax fragmens alapú gyógyszertervezési folyamatát, bemutatva, hogy a megfelelő szerkezeti biokémiai módszerekkel miként lehet egészen kis molekulákból egy közel ezer Dalton móltömeggel rendelkező gyógyszerhatóanyagot felépíteni. Mivel ez az óriásmolekula szinte minden ponton ’megsérti’ a Lipinski szabályt, így külön érdekes foglalkozni annak ADMET paramétereivel. A Navitoclax fejlesztése a klinikai kutatások 2-es fázisánál megállt, elsősorban a vegyület Bcl-xL aktivitása okozta trombotikus mellékhatások miatt, így az Abbott kutatói szerkezeti biokémiai alapon kifejlesztettek egy szelektív Bcl-2 inhibitort is (ABT-199), amely jelenleg klinikai kutatási fázisban van, elsősorban a krónikus limfotikus leukémia kezelésére. A Servier Kutatóintézetben a cambridge-i Vernalis céggel együttműködésben 2008 óta végzünk fragmens alapú gyógyszerfejlesztést bizonyos fehérje-fehérje kölcsönhatások potens inhibitorainak kifejlesztésére. Jelen előadásomban a fragmens azonosítási és optimálási folyamatok általunk végzett gyakorlatát fogom bemutatni, kutatásaink konkrét eredményeit ezen előadás szerves folytatásaként a közeljövőben fogjuk közzétenni.
Greiner István
Biológiai gyógyszerkészítmények, a jövő gyógyszerei? Az elmúlt évtizedben a világ gyógyszerkészítményei között egyre nagyobb szerepet játszanak a rekombináns technológiával előállított, biológiai eredetű készítmények. Előretörésük nem csak a terápiában, de a költségek oldaláról is szembeszökő. Ennek következtében dolgozták ki az EU-ban először, de azóta több országban is azokat a törzskönyvezési megoldásokat, amelyek lehetővé teszik ezen termékek „generikus” változatainak piacra hozatalát. A rekombináns úton előállított készítmények a jövő gyógyszereivel szemben támasztott számos követelményt elégítenek ki, így specifikusak, kevés mellékhatással bírnak, alkalmasak személyre szabott gyógyászatra, jelentős orvosi előnyt elégítenek ki, adminisztrációjuk egyes esetekben igen ritka. Ugyanakkor az árukon kívül számos hátrányos tulajdonsággal bírnak, pl. bomlékonyak, esetükben parenterális adminisztrációt kell alkalmazni, előállításuk és kiszerelésük speciális körülményeket igényel, kifejlesztésük nem olcsóbb a hagyományos kismolekulás gyógyszereknél. Tehát ezek-e a jövő gyógyszerei? Az előadás erre a kérdésre próbál meg, mai tudásunk szerint választ adni.
Kardos Zsuzsanna, Vajda Ervin
Hungarikum a CHINOIN-ban: Prosztaglandinok A prosztaglandin kémia mintegy félévszázados, intenzív fejlődéséhez nagymértékben hozzájárultak a magyar vegyészek. A prosztaglandin kémia hőskorában, a 70-es években az ország számos jelentős kutatóhelyén foglalkoztak a prosztaglandin szintézisek kidolgozásával, új származékok előállításával. A fejlesztésekbe bekapcsolódott az Állatorvostudományi Egyetem, a Budapesti Műszaki Egyetem és az MTA Központi Kémiai Kutatói Intézete. A világ gyógyszergyárai közül a CHINOIN harmadikként indította el a prosztaglandin kutatásokat. A 70-es évek közepén elkészült a CHINOIN-ban az első 100 g Prosztaglandin F2alfa, egy természetes prosztaglandin totál szintézissel előállított változata, valamint gyógyászati szempontból ígéretes új prosztaciklin származékokat is előállítottak.
22
O H
COOH
H O O H
Prosztaglandin F2alfa A 80-as években az originális kutatásokat gátolta a prosztaglandinok biológiai finommechanizmusának korántsem teljes feltárása. A korai kutatási eredményekre támaszkodva azonban a Chinoin a prosztaglandin hatóanyagok termelését továbbfejlesztette. A Prosztaglandin Üzletágban a fejlesztések intenzitása növekedett és a világ legnagyobb generikus prosztaglandin hatóanyag gyártójává vált. A prosztaglandin hatóanyagra épülő termékek fejlesztése és a generikussá vált formulák piaci növekedése napjainkban is tovább folytatódik. Portfóliónkban 17 prosztaglandin hatóanyag szerepel, ebből 15-öt a humán terápiában alkalmaznak. Termékeinket mintegy 60%-át a Japán és egyéb ázsiai piacokon forgalmazzuk, 20%-át az USA-ban, míg a fennmaradó részt Európában és a fejlődő országokba szállítjuk. Intenzív termék- és üzletfejlesztéssel törekszünk pozíciónk megtartására.
Szüts Dávid
A tumorok létrejöttének molekuláris alapjai A rák a DNS betegsége. A daganatokat alapvetően testi sejtek génszekvencáiban bekövetkezett változások okozzák, melyek befolyásolják a gének működését, és ezáltal a sejtek tulajdonságait. Egy rosszindulatú daganat kialakulása során a leendő tumorsejteknek több új képességre is szert kell tenniük, melyek között szerepel a függetlenedés a növekedést befolyásoló faktoroktól, az apoptózis képességének elveszítése, korlátlan szaporodási képesség, illetve az áttétek kialakításához szükséges képességek. A megváltozott képességeket okozó génmutációk a DNS-t érő károsító hatások következményei. Ismert, hogy a DNS javításáért felelős gének örökletes mutációi daganatokra hajlamosítanak. Ez a megfigyelés rámutat arra, hogy a genomiális DNS instabilitásának fontos szerepe lehet a tumor megjelenéséhez szükséges mutációk kialakulásában. A folyamat jobban megérthető sejtkultúra alapú tumormodellek felhasználásával. Kutatásaink során létrehoztunk olyan sejtvonalakat, melyekben a daganatokra jellemző módon inaktiváltunk DNS-javító folyamatokat. A sejtek teljes genomjának nagy teljesítményű szekvenálásával meghatározhatjuk, hogy milyen módon befolyásolja a javító folyamatok hiánya a mutációk kialakulását. Megmutattuk, hogy nem csak a mutációk száma emelkedik, hanem a típusaik is jellegzetesen megváltoznak a különféle DNS javító folyamatok hiányában. Az egész genom szekvenálás technológiája rendkívül gyorsan fejlődik, és várhatólag a jövőben részét fogja képezni a tumordiagnosztikának. Így a kísérletekkel nemcsak a daganat kialakulását magyarázhatjuk, hanem a kezelés kiválasztására is új módszereket mutathatunk a tumor genetikai hibáinak a genom mutációs mintázata szerinti azonosításával.
Győrffy Balázs
A terápiás válasz és a várható prognózis előrejelzése A rosszindulatú daganatos betegségek kezelése során a legfontosabb kérdés, hogy hogyan tudjuk egy, a felismerés időpontjában már szóródott, áttétekkel rendelkező daganatos szövet valamennyi sejtjét elérni. Erre a megfelelően kiválasztott teljestest-terápia, más szóval gyógyszeres kezelés ad lehetőséget. 23
Ezen belül hatásmechanizmus alapján megkülönböztetünk kemoterápiát (amikor valamennyi gyorsan szaporodó sejtet megpróbálunk elpusztítatni), hormonterápiát (amikor egy tumor azon tulajdonságát használjuk ki, hogy bizonyos hormonok serkentik a növekedését) és célzott terápiát (amikor egy sejten belüli jelátviteli út befolyásolásán keresztül gátoljuk a sejtek osztódását). A klinikai kezelés során elsődlegesen megválaszolandó kérdés, hogy egy adott beteg estében pontosan milyen hatásmechanizmusú kezelést részesítsünk előnyben. Ezt a megfelelő biomarkerek alkalmazásával tudjuk eldönteni. Biomarkernek nevezünk olyan objektíven mérhető jellemzőt, amely egy patológiai folyamat vagy terápiás célból alkalmazott kezelésre adott válasz indikátoraként alkalmazható. Saját kutatásaink során genom-szintű adatok vizsgálatával azonosítunk új, a rosszindulatú daganatos betegségek kezelése során hasznosítható prognosztikus és prediktív biomarkereket. Prognosztikus biomarkerek a várható túlélést, a prediktív markerek pedig egy konkrét gyógyszerre adott választ jelzik előre. Az előadás során mindkettő típusú biomarkerre egy-egy példát fogunk bemutatni. A kutatások fontosságát kiemeli, hogy a megfelelő biomarker alkalmazásával kiválasztott célzott szerrel elért plusz élettartam hússzor nagyobb, mint ami az ezek használata nélküli „véletlenszerű” kezeléssel elérhető.
Peták István
Elvezethet-e a genomika a rák gyógyításához? 2013-ban, a humán genome projekt befejezése után 10 évvel a cancer genome projekt is eljutott arra a pontra, hogy elég nagy megbízhatósággal kijelenthetjük, ismerjük azoknak a gének többségét, amelyek mutációi, működési zavarai daganatok kialakulásáért felelősek. Ezeket újkeletű elnevezéssel „driver” géneknek nevezzük, a patogenikus mutációkat pedig „driver” mutációknak. A 2013-as „rák génszámlálás” 138 „driver” gént és 1,5 millió mutációt azonosított. A helyzetet bonyolítja, hogy egy daganatban akár 8 különböző „driver” gén is aktiválódhat. 2013 azért is fordulópont volt, mert egyszerre több célzott gyógyszert is törzskönyveztek. Jelenleg körülbelül 30 molekulárisan célzott gyógyszer van klinikai gyakorlatban és több mint 200 van fejlesztés alatt. Ez azt jelenti, hogy már következő 3-4 évben megduplázódhat a célzott terápiás lehetőségek száma. Jelenlegi betegek többsége még csak klinikai vizsgálatokban juthat ezekhez, de a molekuláris profil alapján beválasztott („matching”) betegek szignifikánsan jobb eredményeket érnek el már a Fázis I-es vizsgálatokban is, mint a random kiválasztott betegek. Szerencsére a szekvenálási technológiák fejlődése révén mára lehetővé vált, hogy egy havi célzott gyógyszeres kezelés költségéért az összes „driver” gén-t – a teljes molekuláris profil-t – azonosítsuk a beteg szövettani mintájában. Az információ klinikai hasznosításához azonban meg kellett születnie egy új tudományágnak, a matematikai onkológiának. Ennek segítségével kell majd kiválasztanunk az adott driver gén mutáció - génexpresszió kombináció esetében az a célzott gyógyszer-kombinációt, ami az adott beteg esetében hatásos lehet.
Meskó Bertalan
Útmutató a jövő orvoslásához Az orvoslás jövőjét meghatározó technológiai fejlesztések akkora hatással lesznek a mindennapi gyakorlatra, hogy megvan a veszélye, hogy az emberi viszony, a páciens és orvos személyes találkozása elvész a folyamat során. Márpedig ezt nem hagyhatjuk. Az internet, a digitális világ, és általában a technológia nem egy jövőkép vagy egy lehetőség, hanem már beivódott a társadalomba és egyre jobban lesz érezhető a hatása. Ha pedig erre nem készül fel orvos, páciens és döntéshozó is egyaránt, akkor az, amitől mindenki tart, miszerint az orvoslás egy pusztán üzleti alapú, személytelen szolgáltatássá válik, be fog következni. De van remény, ha követünk egy útmutatót, mely segít felkészülni a változásokra. 24
Fülöp Márta
Szeret-e mindenki győzni és letaglóz-e mindenkit a vesztés? A versengés jelen van mindannyiunk életében: a családban, a játszótéren, az iskolában, a sportban, a játékokban, a vetélkedő műsorokban, a munkahelyen, az üzleti életben, a tudományban. A versengésben vannak győztesek és vesztesek. A győzelem és a vesztés megtapasztalása minden egyénnek, minden kulturális közegben az élete része. Az egyén fejlődése, pszichés és szomatikus egészsége és társas kapcsolatai szempontjából egyáltalán nem közömbös, hogy miképpen tud megküzdeni mind a győzelem, mind a vesztés élményével. Az előadás a győzelem és a vesztés pszichológiájáról szól különböző korosztályok és különböző kulturális csoportok esetében és bemutatja a győzelemmel és vesztéssel való megküzdés lehetséges mintázatait.
Borgos Anna
Szexuális kisebbségek a pszichológiai és társadalmi diskurzusban Az előadás tisztázza a szexuális identitáshoz és orientációhoz kötődő fogalmakat és megnevezéseket (LMBTQIA, homofóbia, heteroszexizmus, stb.), és röviden áttekinti a szexuális kisebbségekkel kapcsolatos pszichológiai viszonyulások történetét. Ezután arra a kérdésre keres választ, milyen (egymással összefüggő) pszichés és társadalmi hatások érik ma Magyarországon ezt a csoportot az élet különböző területein, valamint beszámol néhány, a témát érintő aktuális pszichológiai kutatásról, mindenekelőtt a szivárványcsaládokkal kapcsolatban.
Fülöp Éva
A történelmi sérelmek és a kisebbségi csoportokkal szembeni intolerancia összefüggései Hogyan hatnak nemzetünk történelmi kudarcai a mai társadalmi feszültségekre? Vajon a magyarság múltban elszenvedett sérelmei ma is befolyásolják működésmódunkat? Korábbi munkáinkban arra a megállapításra jutottunk, hogy a magyar nemzeti identitásban nagyon meghatározók azok a múltbeli élmények, melyekben nemzetünk áldozatként éli meg a történelem eseményeit. A „balsors”, amely végigkíséri nemzetünk múltját, hosszú távú következményeket látszik maga után hagyni. Vajon azok, akik dédelgetik a múltbeli sérelmeket, fokozott odafigyelést, elfogadást mutatnak mások felé, vagy éppen feljogosítva érzik magukat, hogy ők maguk váljanak agresszorrá? Kutatásunk eredményei utóbbi tendenciát igazolják. Megkérdezett személyeinknél minél fontosabb volt a magyarság múltbeli áldozattá válásának kérdése, annál nagyobb előítélettel viseltettek a cigány kisebbség irányában. Különösen igaz volt ez azokra a személyekre, akik nacionalista, a nemzet felsőbbrendűségét valló módon élik meg magyarságukat. Eredményeink értelmezéséhez egy modellt állítottunk fel, mely az identitás vonatkozásában ad magyarázatot a különböző, csoportközi helyzetekben megjelenő viszonyulásmódokra.
Ehmann Bea
Izolált kiscsoportok pszichodinamikájának tartalomelemzéses vizsgálata szimulációkban A szélsőséges környezeti körülmények között dolgozó izolált kiscsoportok pszichológiai állapotainak és folyamatainak nyomon követése különösen fontos az űrkutatásban. Ezeket a helyzeteket napjainkban földi körülmények között, űranalóg szimulációkban modellezik. Az előadás két ilyen szimulációban végzett pszichológiai kutatásokat mutat be. Az egyik a Mars-500 Projekt, melynek során hattagú
25
földi
űranalóg
nemzetközi legénység töltött 520 napot egy Marsra menő űrhajót modellező moszkvai létesítményben. A másik, jelenleg is zajló vizsgálat alanya az Déli-sarki Concordia Kutatóállomás áttelelő legénysége. A nemzetközi együttműködésben végzett vizsgálatok során a legénység és a földi irányítás közötti kommunikáció, illetve a heti gyakorisággal készített video naplók pszichológiai tartalomelemzése révén betekintést nyertünk az izolált kiscsoportok egyes folyamataiba – például a legénységi autonómia, az időtudatosság, a csapatszellem és az érzelmi állapot változásaiba. Az előadás az űranalóg szimulációk működését, a többnyelvű korpusznyelvészeti pszichológiai tartalomelemzés módszerét és néhány eddigi eredményét mutatja be. (Ábracím: Az antarktiszi Concordia Kutatóállomás)
Balázs László
Idegtudományi kísérletek a Nemzetközi Űrállomáson Hogyan befolyásolják az ember kognitív képességeit az űrutazás sajátos körülményei? Ezt a kérdést vizsgálta a Neurospat kísérlet, az űrállomásokon végzet eddigi legkomplexebb idegtudományi vizsgálat. Az űrben végzett idegtudományi kísérletek általában a gravitációs jel kiesésének hatását vizsgálják a téri tájékozódásra. A Neurospat magyar komponensében természetesen ezt a kérdést is vizsgáltuk, ugyanakkor megpróbáltuk ezeket a hatásokat különválasztani az asztronauták teljesítményét befolyásoló olyan nem specifikus tényezők hatásától, mint a túlterheltség, alvásproblémák vagy a súlytalanság hatása az agyi vérellátásra. A téri irányok érzékelése azért érdekes kérdés, mert agyunk a földön az irányokat nem csak a látott környezethez viszonyítja, hanem a belső fülben található egyensúlyszervből érkező jelhez is. Az egyensúlyszerv a gravitáció irányát érzékeli, de erre az információra súlytalanságban nem számíthatunk. A kísérletben az űrhajósok viszonylag egyszerű feladatokat végeztek az irányok észlelésével kapcsolatban. Nem csak az irányérzékelés általános romlására voltunk kíváncsiak. Megvizsgáltuk, hogy a súlytalanságban is megmarad-e a vízszintes és függőleges irányok kiemelt szerepe. A földön ugyanis ezeket az irányokat gyorsabban és pontosabban észleljük. A kísérletben az agyi elektromos aktivitást (EEG) is regisztráltuk, elsősorban azzal a céllal, hogy megtudjuk, hogyan befolyásolják az agyműködést az űrutazásnak olyan, a súlytalansághoz közvetlenül nem köthető tényezői, mint az alvászavar, a fokozott munkaterhelés. Az előadásban a kísérlet részletei mellett megismerhetik a jelenleg is folyó adatelemzés első eredményeit is.
Gaál Zsófia Anna
A megismerési folyamatok változása és változtathatósága idős korban Az életminőséget idős korban nagy mértékben befolyásolja, milyen állapotban van az agy. Már 30 éves kor körül elkezdődnek azok a szerkezeti és működésbeli változások, amik következtében később bizonyos kognitív funkciók hanyatlást mutatnak a fiatalokhoz képest. Egyre több kutatás vizsgálja, hogy ez a folyamat visszafordítható-e. Az előadás bemutatja, mi is történik az agyban az öregedés során, s ezzel egyidejűleg mely kognitív funkciók működnek kevésbé, és melyek azok, amik megtartottak. Bemutatjuk azt is, hogy fizikai és kognitív tréningek vagy ezek kombinációi javíthatják-e a kognitív működést, s ha igen, hosszútávú-e ez a hatás. A legnagyobb kihívás pedig olyan feladatok tervezése, amelyek lehetővé teszik, hogy az esetleges javulás a gyakorolttól eltérő helyzetekben is megjelenjen.
26
Varga Szilárd
Molekulák, amelyek megváltoztatták a világot — érdekes szerves molekulák a múltban és a jelenben Számos természetben előforduló szerves vegyületet használ az emberiség több ezer éve. Ezeket először különböző növényi kivonatok formájában alkalmazták, főként gyógyításra. A modern kémia megszületésével e szerves anyagokat izolálták, majd kémiai összetételüket és végül pontos szerkezetüket is meghatározták. A XIX. század közepétől a vegyészek egyik főcélja volt ezen érdekes anyagok mesterséges előállítása. E kísérletek kudarcai és sikerei nagyban hozzájárultak mai ismert világunk kialakulásához, többek között a mindenki számára elérhető festékeket és gyógyszereket köszönhetjük ezen eredményeknek. Ezért érdemes megismerkedni egy-két ilyen vegyület történetével és azzal, hogy ezen anyagok, hogyan kapcsolódnak a modern szerves kémiai kutatásokhoz.
Fegyverneki Dániel
Fény a lombikban?! Mire használjuk a fényt a szerves kémiában, elő tudjuk-e állítani? Ha már csodálkoztál rá, vagy gondolkodtál el világító karkötőd fényén, vagy a helyszínelős sorozatok fénylő kémcsövein, itt a helyed! Néhol lazább, néhol tudományosabb előadás a fényt elnyelő és fényt kibocsát molekulákról! Az előadás során a szerves kémia és a fény találkozásáról lesz szó, mely során a egy rövid, gyors elméleti áttekintést adunk a szerves molekulákban fény elnyelése során lejátszódó folyamatokról. Megismerkedünk a gerjesztett állapot, a gyök fogalmával, keletkezésével és reakciójával. Ezután a fotokémia szerepét mutatjuk be röviden, bemutatva, hogy hogyan tágítja ki lehetőségeinket a szerves kémiai kísérletek területén, az egyébként tiltott pályaátfedések feloldásával. Bemutatjuk a fluoreszcens tulajdonságokkal rendelkező festékek felhasználási területeit biológiai mintákban, melyek nagy segítséget nyújtanak az egyes gyógyszerhatóanyagok testen belüli célba juttatásának detektálásában, illetve egyéb terápiás folyamatok során. Kissé betekintünk a technológia világába is, rövid áttekintést adva az OLEDekről, felépítésükről és egyre terjedő felhasználásukról a minket körülvevő elektronikai eszközökben. Majd legvégül rátérünk a lombikban lejátszódó világító reakciók, a kemilumineszcencia bemutatására, amelynek elméleti alapjait ismertetjük, majd demonstrációs kísérletekkel bemutatjuk, hogyan is lehet „fényt előállítani a lombikban”, azaz világító reakciókat véghezvinni. A demonstrációs kísérletek során megismertetjük az érdeklődőket a kemilumineszcencia két alapvető fajtájával: a peroxi-oxalát kemilumineszcenciával és a luminol alapú kemilumineszcenciával. Kipróbáljuk a szinglett oxigén által létrehozott kemilumineszcenciát is, és kísérletet teszünk oszcilláló kemilumineszcens reakció végrehajtására.
Varga Szilárd, Fegyveneki Dániel, Daru János, Herner András
Demonstrációs kísérletek A kémia a természettudományok közül az anyagok átalakulásának megértésével és a létrehozott vegyületek tulajdonságainak vizsgálatával foglalkozik. A látványos kísérleti bemutató során a Szerves Kémiai Intézet munkatársai szeretnének betekintést nyújtani az érdeklődőknek a kémia világába. A kémia a változások tudománya, és bár a kémiai átalakulásokat sokszor látványosnak képzeljük el, az estek többségében a mélyben zajló molekuláris folyamatok az emberi szem számára nem láthatóak. Szerencsére vannak olyan látványos átalakulások, amelyek szabad szemmel is jól követhetők ezeket szeretnénk először megismertetni a látogatókkal. 27
A kémiai kutatások természetesen számos az emberiséget érintő nagyobb kihívásra is keresik a választ, amelyeken más tudományterületekkel együtt dolgoznak. Az egyik ilyen a klímaváltozás, amely során számos esetben az egyik főproblémát okozó kémiai-anyagként a szén-dioxidot jelölik meg. Felmerül a kérdés mennyire ismerjük a szén-dioxidot? Mit tudunk róla? Mik a tulajdonságai? E kérdések megválaszolásához nyújthatnak majd segítséget a résztvevőknek a szén-dioxiddal kapcsolatos látványos kísérletek. A biológiai folyamatok megéréséhez, a sejtekben, szövetekben lezajló változások pontos helyének megjelöléséhez az utóbbi időkben színes világító festék molekulákat használnak. Az érdeklődőket ezért szeretnénk elkalauzolni a világító, fényes és színes vegyületek és folyamatok kémiájába, hogy megismerkedjenek ezzel az újszerű, látványos nyomkövető módszer alapjaival. A vegyészekről sokszor úgy tartják, hogy nagyszerű szakácsok is. Ezért a bemutatón résztvevőket szeretnénk egy molekuláris gasztronómiai kalandra is meghívni az előadás végén.
28
