A hokiedző, aki gént fedezett fel a humángenom projektben

A kutató gyerekkora óta szenvedélyesen jégkorongozik. Hobbiját akkor sem adta föl, amikor a kilencvenes években kivándorolt Amerikába. Jelenleg is rendszeresen tart edzéseket egy arizonai középiskolai csapatnak, a múltban többször is megnyerték az állami korosztályos bajnokságot.

Ahhoz már túl öreg vagyok, hogy versenyszerűen jégkorongozzak, de a sporttól soha nem szakadtam el teljesen. Eddig vezetőedző voltam az arizonai Corona High School csapatánál, de most már nincs időm meccsekre járni, így csak edzéseket tartok

- mondta Vajó Zoltán az Indexnek. A jégkorong csak kedvtelés, hiszen főállásban orvosként dolgozik az egyik floridai kórház belgyógyászati osztályán. Főként cukorbetegeket kezel, ideje nagy részét jelenleg a klinikai orvoslás tölti ki.

Nem volt ez azonban mindig így, negyed évszázaddal ezelőtt Vajó részt vett az emberiség eddigi talán legnagyobb orvosbiológiai vállalkozásának sikerre vitelében. A projekt eredményei nyilvánvalóan az orvoslás új korszakának beköszöntét jelentették, és ez már abban a pillanatban is nyilvánvaló volt a résztvevők számára.

“Kétség sem férhet hozzá, hogy ez a legfontosabb, legcsodálatosabb térkép, amelyet az emberiség valaha is készített” – mondta Bill Clinton 2000 nyarán a Fehér Házban tartott ünnepségen, amelyen bejelentették a humán genom sikeres feltérképezését. A projekt vezetője, Francis Collins úgy emlékszik vissza az eseményre Isten ABC-je című könyvében, mint arra a pillanatra, amikor hozzájutottunk önnön használati utasításunkhoz.

De hogy hozzájutottunk volna saját használati utasításunkhoz, az csak részben volt igaz. Hiszen a feltérképezett géneknek meg kell találni a funkcióját is. Ez a keresés még jelenleg is folyik, és nagyon valószínű, hogy száz év múlva is tartani fog. Sok génről azonban már tudjuk, hogy mire való, ilyen például az öregedésben szerepet játszó COQ7 gén, amelyet a humángenom-projekt munkatársaként Vajó Zoltán térképezett fel a kilencvenes években, a vállalkozásban közvetlenül részt vevő egyetlen magyarként.

A SOTE-n a kilencvenes években már sok amerikás magyar gyereke tanult, részben a szülők honvágya, részben az alapvetően alacsonyabb tanulmányi költségek miatt. Vajó Zoltán azonban pont az ellentétes irányú országváltásra használta fel a velük való beszélgetésekből nyert információkat. Jelentkezett az Egyesült Államokba rezidensképzésre, és miután kint is leállamvizsgázott, két pályázatát is elfogadták, amelyek közül az a Mayo Klinika és az Arizonai Egyetem gyakorlókórházát választotta.

Az óragén

Eddig nagyjából azonos a története azon több ezer tehetséges fiatal magyar kutatóéval, akik a minden szempontból sokkal előnyösebbnek tűnő nyugat-európai, illetve amerikai karrier mellett döntve elhagyják az országot. Csakhogy Vajó néhány év múlva

Vajó Zoltán a humángenom-projektet felügyelő Országos Orvostudományi Kutatóintézet (NIH) postdoc-programjára nyert felvételt, az orvosigenetika-kutatócsoportba.

Az öregedés genetikájával akartam foglalkozni. Szerencsém volt, hiszen jó időben voltam jó helyen, és az egyetlen helyre engem vettek fel. Akkor is szerencsém volt, amikor felfedeztem egy új gént. Vagyis a humán genom egyik génjét én találtam meg. Ez 1997-98-ban volt, akkor ez hatalmas dolog volt. Akkoriban még fogalmunk sem volt a humán genomról, nagyon tévesek voltak az elképzeléseink sok tekintetben.

A gén megfelelőit korábban a legkülönfélébb élőlényekben találták meg az élesztőgombától a fonálférgeken keresztül az egerekig, így Vajó elmélete szerint az emberben is meg kellett lennie. Minthogy ez a bizonyos clock-1 gén rendkívül fontos szerepet játszik az öregedési folyamatokban, így nagyon lassan mutálódik (konzervatív), és az élesztőben, illetve az emberben is hasonlóképp néz ki.

Olyannyira hasonló az emberi gén az ősi homológjaihoz, hogy egy féreg megfelelő génjének segítségével sikerült rátalálni. A DNS két szála specifikusan kapcsolódik egymáshoz, így ha egy gén egyik szálát keverjük ahhoz a DNS-hez, amelyben meg akarjuk találni az adott gén megfelelőjét, akkor nagyobb eséllyel fog a kívánt génszakaszhoz kötődni.

A humángenom-projekt végül három évvel a tervezett határidő előtt befejezte az emberi génkészlet első térképének összeállítását. A munka 20 évvel ezelőtt hatalmas erőfeszítéseket és nem kis intuíciót követelt a kutatóktól. Ma már kis túlzással az egész teljesen automatikusan lefutna sec perc alatt. Hiszen a génszekvenálás mára automatizált rutineljárássá vált, és előregyártott kiteket lehet kapni, amelyekben minden olyan hozzávaló konyhakészen rendelkezésre áll, amelyeket akkoriban külön-külön kínkeservesen ki kellett kísérletezni.

Cukorbeteg veteránok

A kutató által felfedezett gén egy, a koenzim-Q bioszintézisében résztvevő fehérjét kódolt, ami rengeteg féle sejtanyagcsere-folyamatban játszik szerepet - és és így fejti ki közvetett hatását az öregedésre is. Vajó továbbra is a sejtanyagcserével akart foglalkozni, így a postdoc szerződése lejárta után elhagyta az NIH humángenom-kutató intézetét, és visszament Arizonába (ahol akkor már családot alapított), ahol a Veteránügyi Minisztérium orvosi központjában vállalt állást, részben diabéteszeseket kezelt, részben pedig a genetikailag módosított inzulin kifejlesztésében vett részt.

A laikusoknak szinte ismeretlen az a tény, hogy amit ma inzulin néven adunk a cukorbetegek, az többnyire már rég nem inzulin, hanem egy genetikailag módosított, tehát gyakorlatilag szintetikus peptid. Hasonlít a természetes inzulinra, de számos ponton eltérő aminosavak alkotják. Ezt még általában a cukorbetegek sem tudják, sőt nagyon sok orvos se. Pontosabb lenne, ha inzulinanalógnak hívnánk.

Azért ne ijedjenek meg ettől nagyon, hiszen a módosításra éppen a cukorbetegek jobb túlélése érdekében volt szükség. Kezdetben A 80-as évekig állati (főleg sertés-) eredetű inzulint adtak a diabéteszeseknek. Ez annyira hasonlított az emberi megfelelőjére, hogy kifejtette a szénhidrátanyagcsere-szabályozó funkcióját, de idővel a szervezet immunreakciót kezdett mutatni ellene, tehát nem volt igazán nyerő. Volt olyan beteg, akinél az inzulinellenes antitestek már olyan hatékonyan semlegesítették az inzulint, hogy napi több száz egységet kapott, mégsem hatott nála.

Éppen ezért volt hatalmas előrelépés, amikor sikerült megszekvenálni az emberi inzulingént, és azt génsebészeti eljárással be tudták építeni egy bakteriális kromoszómába, hogy attól fogva a mikroorganizmus termelje az emberi inzulinnal tökéletesen azonos hormont. Csakhogy ez sem volt jó - dacára a teljesen egyező összetételének. Amikor a hasnyálmirigy belső elválasztású mirigysejtjei termelik ugyanis természetesen az inzulint, az közvetlenül a véráramba ürül.

A cukorbetegek azonban nem tudnak maguknak folyton vénát szúrni, hogy intravénásan kapják meg az inzulint. De ha tudnának, az sem lenne megoldás, minthogy a vérbe jutó inzulin felezési ideje (tehát az idő, amíg koncentrációja a felére esik) öt perc, márpedig nekünk olyan inzulin kell, amit egy nap csak néhányszor kell beadni.

Vagyis olyan inzulinra volt égető szükség, amely

• nem okoz immunreakciót az emberben,
• naponta elég egyszer beadni (az alapinzulinszint biztosítására szolgáló inzulinokat)
• gyorsan kialakul a hatása az étkezések idején
• illetve bőr alá is be lehet adni, és úgy is kifejti a funkcióját.

Ezzel voltak gondok. A szubkután (bőr alá) beadott inzulin szeret összekapcsolódni más inzulinmolekulákkal, és az így létrejövő kettő vagy hat molekulából álló komplexek már túl nagyok ahhoz, hogy átjussanak a vérerek falán. Így jó részük nagyon lassan, gyakran csak több óra elteltével jut be a vérkeringésbe. Emiatt sokszor előfordul, hogy a vér inzulinszintje akkor lesz magas (két étkezés között), amikor pont nem kéne, míg az evés idején még egészen alacsony (hiszen a közvetlenül evés előtt beadott inzulin még el sem kezdett felszívódni).  

Inzulin-génsebészet

A gyors inzulinszint-emelés, illetve a stabil alap inzulinszint érdekében át kellett alakítani magát az inzulin molekulát. Hosszú évek kutatómunkája révén sorra kiküszöbölték a problémákat. Például az inzulinmolekulák összekapcsolódását a molekula B láncán lévő 28. és 29. aminosav felcserélésével tudták megakadályozni. Egy másik készítményben az inzulinmolekula módosítása miatt egyenletesen szívódik föl a bőr alól az anyag, így stabil marad 24 órán keresztül az inzulinszint.

Vajó Zoltán hosszú éveken át kutatta a génmódosított inzulin molekulákat, majd - talán a kalandvágytól hajtva - gondolt egyet, és hazatért Magyarországra. Itt tíz évvel ezelőtt immunológussá képzete át magát, és új típusú, úgynevezett reverz genetikai módszereken alapuló influenzavakcinákat kezdett fejleszteni. A reverz genetikai vizsgálatok abban különböznek a klasszikus genetikai megközelítéstől (amely egy-egy fenotípus, vagyis megjelenő tulajdonság genetikai hátterét keresi), hogy itt a módosított génszakaszok révén létrejövő módosult fenotípusokból következtetnek az eredeti gén funkciójára.

A 2000-es évek végén a H1N1-pandémiára készülve fejlesztették a vakcinákat, míg meg nem szűnt a svábhegyi immunológiai és allergológiai intézet. Ezután Vajó Zoltán visszatért Amerikába, de a magyar immunológusokkal azóta is tartja a kapcsolatot. Jelenleg szinte teljes idejét a diabetológiai praktizálás köti le.