A magzati és újszülöttkori hatások hosszú távon is befolyásolhatják az idegrendszer fejlődését – ezt vizsgálta az a több intézményt összefogó kutatási program, amelynek eredményeit szerdán mutatták be a HUN-REN Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézetben. A projekt azokra a korai életszakaszban zajló biológiai folyamatokra fókuszált, amelyek később neurodevelopmentális zavarokhoz, pszichiátriai betegségekhez vagy akár felnőttkori idegrendszeri problémákhoz vezethetnek.

A Transzlációs Idegtudományi Nemzeti Laboratórium (TINL) nevű, 5,3 milliárd forintos támogatással megvalósult programot a Pécsi Tudományegyetem (PTE) vezette hat hazai partnerintézménnyel együttműködésben. A kutatók kísérletes modellek és klinikai adatbázisok segítségével tanulmányozták többek között az újszülöttkori oxigénhiány, a magzati alkoholexpozíció és az anyai immunaktiváció hatását az utód idegrendszeri fejlődésére, valamint az autizmus és a skizofrénia kialakulásának lehetséges mechanizmusait.

Az Egészségügyi Világszervezet (WHO) adatai szerint világszerte legalább 3,4 milliárd ember szenved idegrendszeri eredetű betegségben, ami globálisan óriási terhet ró az egészségügyi rendszerekre. A PTE Klinikai Központ egyetemi tanára, Dóczi Tamás elmondta, hogy bár a tenziós fejfájás nagy prevalenciájú, a sztrók és a demencia okozza a legtöbb egészséges életévveszteséget. Szerinte ezeknek a betegségeknek a jobb megértése miatt hatalmas szükség van a „felnőttkori idegrendszeri zavarok” és az „az agy működésének és betegségeinek vizsgálata multidiszciplináris megközelítéssel” elnevezésű kutatási programokra.

A program nemcsak alapkutatási eredményeket hozott, hanem országos klinikai adatgyűjtő és -elemző rendszerek fejlesztéséhez is hozzájárult. Ezek célja, hogy strukturált, nemzetközi összehasonlításra is alkalmas adatbázisok jöjjenek létre, amelyek hosszú távon javíthatják a diagnosztikát, a betegkövetést és a személyre szabott terápiás döntéseket. A sztrókellátás optimalizálása és a neurológiai, pszichiátriai, illetve rehabilitációs kórképek részletesebb vizsgálata érdekében strukturált adatbevitelre alkalmas klinikai űrlaprendszert hoztak létre. A fejlesztés eredményeként megszületett GDPR-kompatibilis adatelemző platform az e-MedSolution kórházi információs rendszer részeként már minden érintett intézményben elérhető.

A covid és az autizmus

A konferencián az idegrendszeri fejlődési zavarok adattárolási módszerei mellett a projekt több pillére is a betegségek előrejelezhetőségének technológiájáról szólt. A HUN-REN Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet (KOKI) Molekuláris farmakológia kutatócsoportjának vezetője, Sperlágh Beáta elmondta, hogy kutatócsoportjával olyan új biomarkereket azonosítottak, amelyek összefüggésbe hozhatók a kisgyermekkorban jelentkező idegrendszeri fejlődési zavarokkal, valamint az autizmus kialakulásában szerepet játszó, születés körüli tényezőkkel. A kísérletben vemhes egereknek adtak vírusfertőzést modellező poli(I:C) injekciót: az anyaállat szervezetében aktivált immunreakció az utódban autizmusra jellemző viselkedési mintázatokat váltott ki.

A kutatás során a modell időzítésének módosításával skizofréniaszerű tünetek (pl. szenzoros előingerlés-gátlás) is kiválthatók voltak, majd amikor a vírust szimuláló injekció beadását korai életstresszel (fészekmegvonással) kombinálták, az utód skizofrén tünetei felerősödtek. Sperlágh elmondta, hogy a globális egészségügyi krízist kiváltó covidvírus és az autizmus kapcsolatát is megvizsgálták. Az állatkísérletek alapján nem a vemhesség alatti vakcinázás mutatott összefüggést az utódnál kialakuló autizmus esélyével, hanem a vemhesség alatti fertőzés jelenléte az anyánál. Az eredmények azt mutatták, hogy a P2X7 receptor jelátviteli ioncsatorna, amely fertőzéskor felerősíti a gyulladásos válasz létrejöttét az anya testében, mindegyik kísérletben kulcsszerepet játszott. Sperlágh szerint a P2X7 receptor farmakológiai gátlása potenciális terápiás célpont lehet a korai környezeti behatások kezelésére.

A HUN-REN Számítástechnikai és Automatizálási Kutatóintézet (SZTAKI) egyetemi doktora, Földesy Péter és kutatócsapata a már születés utáni környezeti hatások neurológiai következményeit vizsgálta. A Semmelweis Egyetem szakembereivel közös projekt azért is különleges, mert az újszülötteket a hagyományos, sok érzékelővel operáló és vezetékes monitorozással szemben érintésmentesen, kamerás eljárással figyelték meg. Az adatvezérelt szemlélet részeként biztonságos adatkezelési és annotációs folyamatokat alakítottak ki: az újszülötteket gondozó ápolók táblagépes alkalmazással rögzítették az alvási állapotot, stressz- és fájdalomszinteket, valamint egyéb klinikai megfigyeléseket. Földesy elmondta, hogy a fejlesztett keretrendszer gépi látási módszerekkel automatikusan felismeri az aktivitási szinteket, az alvás-ébrenlét állapotokat és az ideges alvási ciklusokat is.

Már újszülöttként eldőlhet, hogy kinek lesznek tanulási nehézségei

A SZTAKI kutatásához hasonlóan a Semmelweis Egyetem Neonatológiai Tanszékének kutatócsoportja szintén a csecsemőket érő hatásokat vizsgálta képalkotóeszközök bevonásával. Szabó Miklós, a Neonatológiai Tanszék tanszékvezetője elmondta, hogy kutatásuk központjában az újszülöttkori oxigénhiány és koraszülés okozta idegrendszeri károsodások és azok hosszú távú következményeinek a vizsgálata állt. Szabó elmondta, hogy

Magyarországon minden huszadik újszülött intenzív osztályon kezdi az életét, ami később iskolai nehézségekhez is vezethet. A kutatók országosan mintegy 72 ezer gyerek egészségügyi adatainak elemzése után azt találták, hogy a koraszülött vagy intenzív ellátást igénylő újszülötteknek a 10 százaléka lesz speciális nevelési igényű gyerek, mire eléri az iskolás kort, szemben az országos összesített 5,3 százalékkal.

A kutatásban mesterséges intelligenciával automatikusan azonosították az újszülöttek viselkedési állapotát, hogy objektíven mérhető legyen a komfortszintjük és a stresszterhelésük is. Ennek azért volt jelentősége, hogy célzott, személyre szabott kezeléseket fejlesszenek ki, amihez mikromintavételi módszerekkel vizsgálták a kortizolszint (stresszhormon) emelkedését és csökkenését is. Ráadásul neurointenzív monitorizálással kimutatták, hogy az újszülöttek légzési szén-dioxid-ingadozásai szintén okozhatnak oxigénhiányos epizódokat. Mindezeket a fejlődésneurológiai és klinikai adatokat egy 700 beteg és 500 MRI vizsgálat adatait tartalmazó rendszerbe integrálták.

A projektben a születés körül kialakuló oxigénhiányos állapotok következményeivel foglalkozott Mikics Éva vezetésével a KOKI Transzlációs Magatartás Idegtudomány kutatócsoportja is. Mikics elmondta, hogy a perinatális aszfixia, vagyis a szülési oxigénhiány az újszülöttkori halálozás egyik vezető oka világszerte, és a túlélők esetében is súlyos következményekkel járhat: például cerebrális parézissel (mozgás- és testtartászavar), epilepsziával, kognitív károsodással vagy neurodevelopmentális zavarokkal, például ADHD vagy tanulási nehézségek kialakulásával.

A kutatáshoz az újszülöttek agyi fejlettségének megfelelő, hétnapos rágcsálókat alacsony oxigénszintű és magas szén-dioxid-szintű környezetnek tettek ki, majd akut és felnőttkori neurológiai, viselkedési és molekuláris vizsgálatokat végeztek rajtuk. Az eredmények szerint az oxigénhiányos és magas szén-dioxid-tartalmú környezet fokozott impulzivitást, szorongást, figyelemzavart és gátlási deficit jelenlétét okozta az egyedekben: ez vezethet az ADHD-szerű viselkedésformákhoz is. A kísérlet célja az volt, hogy egy olyan transzlációsan validált preklinikai modellt hozzanak létre, amely pontosan tükrözi az újszülöttek agyi fejlődésének változásait: az eredmények szerint a neuroinflammáció (fertőzések és traumák okozta idegszöveti gyulladás) kulcsszerepet játszik a hosszú távú károsodások kialakulásában.

Az agy máshogy dolgozza fel a gyulladást

Az agyszövetek gyulladásos folyamatait és az idegrendszeri betegségek összefüggését vizsgálta Dénes Ádám, a KOKI Neuroimmunológia Kutatócsoport vezetője és csapata is. A gyulladásos folyamatok általában duzzanatot hoznak létre a testet ért trauma helyén, azonban ez a mechanizmus a zárt koponyában nem lehetséges, ezért az agyi szövetek máshogy adaptálódtak ezekhez a helyzetekhez: a mikroglia sejtek felelnek az agy immunvédelméért, amelyek már az embrionális fejlődéskor betelepülnek az agyba.

Bár ezeknek a sejteknek a feladata a fertőzött sejtek elpusztítása, szorosan kapcsolódnak az agyi érrendszer, ezáltal a keringés működéséhez is. Ezért lehetséges az, hogy számos idegrendszeri betegség korai stádiumában kimutatható az agyi véráramlás csökkenése, a neurovaszkuláris csatolás (a neuronok és az agyi véráramlás közötti összehangoltság) zavara, valamint a mikroglia működésének megváltozása. Dénes elmondta, hogy a humán vizsgálatok alapján például a covidvírus által érintett agyi területeken károsodnak a neuronok, ezért a fertőzés keringési zavarokkal is járhat.

A TINL projektben résztvevő kutatók szerint az idegrendszeri betegségek multidiszciplináris, adatvezérelt és klinikailag integrált kutatás elengedhetetlen a nemzetközi egészségügyi kooperációk és adatbázisok megosztása szempontjából. Ezeknek azért van jelentőségük, hogy nagy mintából, megfelelő betegéletút követésével továbbfejleszthetők legyenek a prevenciós módszerek, könnyebbé váljon a megfelelő terápiák kidolgozása, illetve a betegek egyéni gyógyszerelése.

A kutatáshoz létrehozott konzorciumot a Pécsi Tudományegyetem vezette, közreműködött a HUN-REN Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet, a Szegedi Tudományegyetem, a Semmelweis Egyetem, a HUN-REN Természettudományi Kutatóközpont, a HUN-REN Számítástechnikai és Automatizálási Kutatóintézet és a Richter Gedeon Nyrt.

Kapcsolódó cikkek a Qubiten:

Forrás