Az ember tenyészti ki a szuperbaktériumot

Mi kell ahhoz, hogy valaki megkapja az egyik legrangosabb tudományos díjat?

Szerintem az elmúlt 10-12 év teljesítménye jelenik meg a díjban: szinte minden évben, rendszeresen volt valami komoly kutatási eredményem, amelyek rendre a tudományos szakma legrangosabb folyóirataiban jelentek meg. Az evolúcióbiológia az alapvető érdeklődési köröm, de ezt próbáltam úgy kitágítani, hogy minél inkább a nagyközönség felé nyitottan, alapvető kérdések megválaszolásán dolgozzak. Mindig az volt a célom, hogy úgy válasszak témát, hogy azt az átlagemberek, a nem kutatók is értsék. Nagymamám, mikor pályám kezdetén a kutatásaimról meséltem neki, gyakran mondta:

Csabikám, nem értem, miért fontos mindez.

Rájöttem, hogy alapvető a jó kommunikáció, és ez egyszerűbben megy, ha a kulcskérdésekre fókuszálunk. Ráadásul ha olyan kérdéseken dolgozunk, amelyeken még nem dolgozott senki, a nemzetközi versenyt is kiküszöbölhetjük.

Az egyik ilyen téma az antibiotikumokkal szemben ellenálló baktériumok problémája. Ismert tény, hogy sok gyógyszer már alig vagy egyáltalán nem használható a klinikai gyakorlatban bakteriális fertőzésekkel szemben. Jelenleg egy fegyverkezési verseny zajlik a kórokozók és a gyógyszerfejlesztő cégek között: újabb antibiotikumokat próbálnak kifejleszteni, melyek ellen a kórokozók 5-10 év alatt ellenállóvá válnak. Ennek oka egyértelműen az emberiség: az antibiotikumok túlzott használata az állattenyésztésben és a klinikai gyakorlatban a környezetszennyezés egy újabb vetülete.

Megjelenik egy mutáció, vagy egy faj egy másik fajtól átvesz egy olyan gént, ami rezisztenciát okoz, és ezáltal elterjednek. Ez ijesztően gyorsan megy: a világ egy pontján megjelenik egy három-négy antibiotikummal szemben ellenálló baktérium, és egy évtized alatt a világon mindenhova eljut az a változat. Laboratóriumi körülmények között azt látjuk, pár hét is elegendő, hogy egy baktériumpopuláció ellenállóvá váljék.

Az evolúcióról az átlagember annyit tud, hogy az a valami, ami évmilliók alatt okoz változásokat. Hogy lehet ezzel a témakörrel olyan mindennapos dolgokat megválaszolni, mint a baktériumfertőzés?

A baktériumok evolúciója, gyors szaporodásuk és változékonyságuk miatt, hihetetlen gyorsan zajlik le. Ez a folyamat laboratóriumi körülmények között részleteiben is vizsgálható. Ezek a laboratóriumi vizsgálatok számos alapvető törvényszerűséget tártak fel. Ezek egyike az, hogy az evolúció során ritkán van ingyenebéd: amikor az élőlények mutációk révén egy új környezethez alkalmazkodnak, és ott jobb teljesítményt mutatnak, akkor más sajátságaik gyakran gyengülnek. Mivel az élőlények erőforrásai végesek, az evolúció során nem lehet tökéletes élőlény, mely minden körülmény között jól szaporodik. Ez a meghatározó oka az élővilág változatosságának.

A kérdésünk az volt, hogy ezt az általános elvet alkalmazhatjuk-e a baktériumokkal szembeni harcban. Kiderült, hogy laboratóriumi körülmények között szinte minden általuk vizsgált ellenálló baktériumnak van egy „Achilles-sarka”: egy másik gyógyszer, amelyre rendkívül érzékennyé válik. A kísérletek során felvetődött, hogy ezeknek az antibiotikumoknak az együttes alkalmazása egy újszerű terápia alapját képezhetné. A komoly szakmai érdeklődés mellett azonban még nyitott kérdés, hogy eredményeink hogyan alkalmazhatóak a klinikai gyakorlatban.

Ez tényleg elég egyszerű összefüggésnek tűnik, hogy lehet, hogy eddig nem jutott eszébe senkinek?

Az antibiotikumoknak ellenálló baktériumok problémája igen komoly, világszerte egyre gyakoribbak az ilyen esetek, és persze intenzíven kutatják is a témát. De szomorú tény, hogy a különböző szakterületek egymással ritkán folytatnak párbeszédet. Az orvostudomány és az evolúcióbiológusok között lassan elindult egy párbeszéd, de az orvosi karon – Magyarországon és sok helyen másutt is a világban – nem tanítják az evolúció legfontosabb alaptételeit. Az evolúcióbiológusok pedig gyakran túl elvont kutatásokat folytatnak, és előrejelzéseik pontatlanok. Fontos lenne például olyan elméleteket és kísérleti stratégiákat kidolgozni, melyekkel meg tudnánk mondani, hogy milyen molekulák, hatóanyagok azok, amelyek ellen a baktériumok nem vagy csak lassan válnak ellenállóvá. Lehetetlen állapot, hogy egy-egy új gyógyszer kifejlesztése rengeteg pénzt és 10 évet kemény munkát emészt fel, hosszú távú hatékonyságukról alig van elképzelésük a fejlesztőknek. Ez irányban is van több próbálkozásunk.

Amiről most beszél, az a közeljövő problémája, vagy valami olyan, ami már a jelen része?

Mindennapos tapasztalat, hogy gyakran hosszabbak a bakteriális fertőzések kezelései, és több antibiotikumot kell kipróbálni, míg végül gyógyítható lesz egy betegség. Csecsemők, öregek, immunhiányos betegségben szenvedők különösen veszélyeztettek. 2050-re az antibiotikum-rezisztens baktériumok okozta betegségek a vezető halálokok egyikévé válhatnak, különösen a harmadik világban.

Dr. House az ilyen esetekben mondta azt, hogy adjanak a betegnek széles spektrumú antibiotikumot. Létezik már ilyen gyógyszer?

Nem vagyok orvos vagy klinikai szakember. De az biztos, hogy felelőtlenség lenne azt állítani, létezik univerzális csodagyógyszer, vagy hogy mi ilyesmin dolgozunk. Mi általános stratégiákat javaslunk meglévő szerek és kereskedelmi forgalomban nem lévő molekulák alapján. Antibiotikum-koktélokat keresünk, amelyekkel szemben a kórokozók nehezen alkalmazkodnak.

Milyen baktériumokkal dolgoznak a laborban? Mindenféle szörnyű betegséget terjesztő, veszélyes dolgok vannak fiolákban?

Nem, mert a mi kutatásunkhoz nincs szükség virulens, súlyos tüneteket kiváltó tulajdonságokra. Első körben elég, ha egy nagyon veszélyes baktériumfaj közeli, veszélytelen rokonát vizsgáljuk. Ezekről az élőlényekről ismereteink gyakran sokkal teljesebbek, és ez nagyban segíti kutatásainkat. Ráadásul a laborban pontosan, kontrollált körülmények között tudjuk vizsgálni a rezisztencia kialakulását. Szerencsére látjuk, hogy ez nem csak egy intellektuális játék. A laboratóriumban kialakuló, rezisztenciát okozó mutációkat a természetben és kórházakban is megfigyelték már.

Rendben, akkor az önök megoldása segíthet a mostani baktériumok ellen. De mi lesz a 20 év múlva rezisztenssé váló baktériumokkal, amik erre a megoldásra hoznak majd válaszokat?

A mi javaslatunk pont abban segít, hogy megakadályozza, hogy a baktériumok egyszerre sok lépcsőt ugorjanak meg, vagyis hogy egyszerre sok dologgal szemben váljanak ellenállóvá, és így nehezen leküzdhetők legyenek pár évtizeden belül. Ez az, amit egyébként elősegít az, ahogy az emberek az antibiotikumokat szedik vagy használják.

Hogyan kell szedni az antibiotikumot?

Kisebb bakteriális fertőzéseknél nem javasolt az antibiotikumok használata, vírusos fertőzések, mint például az influenza esetén pedig teljesen hatástalan. Hagyni kell, hogy a szervezet immunrendszere magától győzze le a kórokozókat. A másik lehetőség, hogy beszedem azt a dózist, amit az orvos felír. Ez általában olyan mennyiségű, hogy letarolja a baktériumokat, és egyszerűen nem adja meg a lehetőséget nekik arra, hogy túléljék a kezelést, és mutációk révén ellenállóbbakká váljanak. Ugyanilyen okok miatt helytelen, ha a beteg idő előtt hagyja abba az antibiotikum-kúrát.

Ezek szerint a kutatásuk végcélja pár jól használható termék?

Új antibiotikumok fejlesztése és forgalomba hozása messze meghaladja a mi munkánkat és lehetőségeinket. Akkor leszek elégedett, ha konkrét javaslatokat tudok tenni, új hatóanyagokat, molekulákat tudok felmutatni, amelyeket a legnagyobb gyógyszercégek ígéretesnek tartanak további fejlesztésre. Célunk az is, hogy a kutatási gyakorlat megváltozzon, és az ellenálló képesség vizsgálata már a fejlesztések korai szakaszában fontos szempont legyen.

Azt gondoltam, hogy egy Bolyai-díj például erre jó, hogy az ember könnyebben adja el az ötleteit.

A Bolyai-díj komoly megbecsülése munkánknak és egyben felelősség. Érdemes volt 2008-ban hazajönni és itthon folytatni munkánkat. A kutatásaink – melyek egy része független az antibiotikum kutatástól – gőzerővel folynak tovább. 2015 egy kulcsfontosságú év. Meglátjuk, hogy tanítványaim mennyire lesznek sikeresek a nemzetközi mezőnyben. Remélem, csoportunk példát is mutat.

Sokat gondolok egyetemista éveimre, amikor bennem is sok kétely fogalmazódott meg, hogy érdemes-e biológusként dolgozni. 

Kutatásaimat a Magyar Tudományos Akadémia Lendület programja jelenleg is támogatja. Ennek a pályázatnak köszönhetem tudományos eredményeim jelentős részét. Magyarországon egyedülálló módon két alkalommal is elnyertem az Európai Kutatási Tanács pályázatát. Ezekre pályázni kiemelkedő felfedezést vagy tudományos áttörést ígérő, megvalósítható kutatási tervvel lehet, legfeljebb 2 millió euró támogatásra legfeljebb ötéves kutatási tervvel. A pályázatok révén számos, perspektívát biztosító új munkahely nyílt, magyar és külföldi fiatal kutatók számára egyaránt.

Egy Bolyai-díj után az embert nem akarják elcsábítani? Vagy nem jutott eszébe, hogy újra külföldre menjen dolgozni?

Hívtak már a Bolyai-díj előtt is sokszor. Amikor az Európai Kutatási Tanács támogatását megkaptam, egy nagyon neves külföldi egyetem képviselője felhívott. Az ajánlata az volt, hogy

Természetesen vonzó ajánlat volt, de a pénz és a híres egyetem vagy professzori állás nem minden. Külföldön a beilleszkedés nem könnyű. Tapasztalatom szerint a magyarok különösen ragaszkodnak gyökereikhez. De a kutatók más tényezőket is mérlegelnek: milyen a szakmai kapcsolatok, kivel tudok együtt dolgozni, milyenek a munkakörülmények, a diákok, a megélhetési költségek. Könnyen lehet, hogy Európai Kutatási Tanács támogatásából itthon jóval több fejlesztést és munkahelyet tudunk létrehozni, mint Európa fejlettebb országaiban. Ezért különösen fontos lenne Magyarországot vonzóbbá tenni a külföldi kutatók felé is. Van olyan ország, ahol ez adókedvezmények formájában jelentkezik.

Ráadásul ha itthon dolgozom, részt vehetek a jövő generációjának kinevelésében is, akik például az általam behozott pénzből képezhetik magukat olyan szintre, hogy saját labort alakítva ők maguk is sikerrel pályázhassanak. Az Akadémia Lendület programja nagyon sokat tett ez irányban. Egyértelműen felrázta a tudományos közéletet, pár év alatt látványos eredmények születtek számos szakterületen. A közeljövőben is látszik majd ez a hatás, a kutatók egyre sikeresebben pályáznak majd, egyre több EU-s támogatást hoznak majd be az országba.

Bőven van tennivaló és probléma. Sok nálam tehetségesebb magyar kutató az Európai Kutatási Tanács támogatását elnyeri, de a fogadó intézmény egy külföldi egyetem, és így a kutatást nem itthon végzik el. Ez komoly veszteség az országnak, pénzügyi és morális szempontból egyaránt.

De szerencsére van ellenpélda is. A mi műhelyünk itt Szegeden hat laborból áll. Két csoportvezető, Horváth Péter és Nagy László például részben azért jöttek haza, mert azt gondolták, hogy megéri velünk együtt dolgozni. Lehet olyan szintű munkát végezni, mint Zürichben vagy az Amerikai Egyesült Államokban. Az ilyen közösségek, ez a néhány tucat ember már egy kritikus tömeg lehet: ők már tudnak nemzetközileg is jelentős, világszínvonalú munkákat letenni az asztalra.