Kutatás

Az elmúlt két évtizedben óriási fejlődés történt a biológia és az orvostudományok területén, sajnos azonban túlságosan hosszú ideig tart, amíg  az alapkutatási eredmények megjelennek a mindennapi használatba. Emiatt rendkívül fontos feladatunknak tartjuk azt, hogy az elérhető legújabb tudományos eredményeket a mindennapi gyakorlatba átültessük!

Azonban azt is belátjuk, hogy ez még önmagában nem elegendő, ezért folyamatosan figyeljük a legfrissebb kutatási eredményeket, adaptálható technológiákat, és megpróbáljuk előre látni a jövő fejlődési irányait. Íme néhány ígéretes kutatási terület, amit a jövőbeli biotechnológia és az orvosi gyakorlat szempontjából figyelemre méltónak tartunk.

Génterápia

A génterápia olyan technológia lesz a jövőben, amellyel biztonságosan és hatékonyan lehet majd javító géneket a beteg sejtekbe juttatni. Jelentős múltra tekint vissza, mivel az első kísérlet 1980-ban történt, de a korai klinikai kísérletek sikertelensége hosszú időre megakasztotta a kutatást. Az egyik kezelt páciens súlyos immunreakció következtében meghalt, és mellékhatásként rákos megbetegedéseket is megfigyeltek, ami a közvéleményt elborzasztotta, és visszavetette a kutatások támogatását.

2006 óta azonban újra növekvő figyelem jellemzi a génterápiát. A módszerek sokkal biztonságosabbak lettek, emiatt a kockázati tőke befektetők, valamint nagy gyógyszercégek is újra elkezdtek invesztálni. Ezt jól mutatja az, hogy a génterápiás vállalatok száma 3,5-szeresére növekedett az elmúlt négy évben (69–255; ARM adatok).

Jelenleg túlnyomórészt az onkológiában és ritka betegségek kezelésére alkalmaznak génterápiát, az összes egyéb más betegség a kezelések körülbelül egyharmadát jelenti. A terápiás gének bevitelére a legtöbbször virus-eredetű eszközt alkalmaznak (az esetek 2/3-ában). Ezen belül leggyakoribb az Adeno-asszociált vírus (AAV), ezt követi a Lentivirus, Adenovirus, Retrovirus és Vaccinia vírus.

A rAAV-ok hátrányai

Bár az AAV-k kevésbé immunogének, mint más vírusok, a gazdaszervezet immunrendszerének különböző szintjeit képesek aktiválni. A legnagyobb nehézség a hatékony, de még nem-immunogén dózis megválasztása, mivel a betegek többsége korábban már átesett AAV-fertőzésen, így a gazdaszervezet rendszerint már kifejlesztett valamilyen immunválaszt az AAV vírusrészecskékkel szemben. Egy másik hátránya a bevihető DNS maximális mérete, amely az AAV vektoroknál 5 kb-ra korlátozódik.

Az AAV-k egyesszálú DNS-genommal rendelkeznek, így a sejten belül először dsDNS-re kell átalakítani, és az integrációjuk csak ezután történik meg. A második szál szintézise során hibák keletkezhetnek, amelyek nem hatékony transzgén expresszióhoz vagy más problémákhoz vezethetnek. A vírális DNS gyakrabban integrálódik aktív génekbe, amely önmagában is jelentős hátrány és veszélyforrás. Ezen túlmenően az integrációkor ún. nem homológ végek összeillesztése (NHEJ) történik, amely gyakran jár együtt kromoszómális átrendeződésekkel, a DNS nagyobb szegmenseinek deléciójával.

Tehát a jelenleg használt legnépszerűbb vektor alapvető hátrányokkal rendelkezik, de a többi eszköz sem jobb. A vírus-eredetű eszközök legnagyobb nehézségei hasonlóak: az immunogenitás és a citotoxicitás, a korlátozott szállító kapacitás és az integráció miatti mutagenitás.

Nyilvánvaló, hogy a jelenlegi eszközök messze vannak az ideálistól, és sokféleképpen lehet ezeket továbbfejleszteni, illetve akár teljesen új megoldásokat megfontolni. Óriási szükség  van egy hatékony, de biztonságos gén-beviteli módszerre.

3D-s nyomtatás (additiv gyártás) biológiailag kompatibilis műanyagokkal és biológiában

A 3D nyomtatás egy forradalmi technológia, amely már megjelent az orvostudományban és a biológiában. Az orvosi területen a 3D nyomtatásnak négy fő felhasználási területe van, amelyek a legújabb innovációkhoz kapcsolódnak: szövetek és organoidok, sebészeti eszközök, betegspecifikus sebészeti modellek és egyedi gyártású protézisek nyomtatása. Néhány érdekes aktuális eredmény:

Szövetek és szervek nyomtatása

Szövetek építéskor először egy vázat kell felépíteni, majd a sejteket erre a felületre helyezik. A 3D nyomtatás használható mind a váz, mind a sejtek kijuttatásához. A bionyomtatás lehetővé teszi a nagy sűrűségű sejtek pontos elhelyezését a kívánt helyeken. Tehát valós szöveteket lehet modellezni többféle sejt megfelelő struktúrákba való rendezésével. Például 3D nyomtatással porcszövetet hoztak lére, egy hidrogél-vázra chondrocitákat rétegezve. A jelenlegi kutatások bőr nyomtatásával is foglalkoznak, ami égési sérültek kezelésénél nyújthat segítséget.

Nyomtatott sebészeti eszközök

Nem lehet teljes mértékben megakadályozni a fertőző ágensek (például MRSA) sebészeti eszközökkel történő átvitelét egyik páciensről a másikra. A hagyományos sebészeti eszközök viszont túl drágák, hogy csak egyszer használjuk őket. A 3D nyomtatott tárgyak ezzel szemben elég olcsóak, ezért egyszer-használatosak is lehetnek, ráadásul a teljes újrahasznosításuk is lehetséges.

Véleményünk szerint egy alapvető változás kezdetén vagyunk, egy valódi paradigmaváltás elején, amely az orvostudomány jövőjét meg fogja határozni. Komplex nanorendszereket és nanogépeket fogunk használni orvosi célokra, egyedi laboratóriumi eszközöket diagnosztikai célokra, intelligens sebészeti eszközöket és nyomatott szöveteket/szerveket. Ehhez nagy szükség van új biokompatibilis, biológiailag lebomló, nem immunogén anyagokra, intelligens kompozitok kifejlesztésére, és a nagyobb