A Lendület program

Bay Péter, Lendület-ösztöndíjas kutató

Bay Péter mta.hu

Kutatási téma

A mikrobiom és a tumor metabolizmus - a tumor, a gazdaszervezet és a mikrobiom kölcsönhatásai

Bay Péter (37) biokémikus, a Debreceni Egyetem docense kísérletes onkológiával, a tumorok anyagcseréjével, valamint a mikrobiom, az emberi szervezetben élő mikroorganizmusok alkotta rendszer kutatásával foglalkozik. A Lendület program keretében a mikrobiom, az emberi szervezet, valamint a tumorok közötti kölcsönhatásokat tervezi vizsgálni, ugyanis a mikroflóra összetétele szorosan összefügg a szervezet metabolikus egyensúlyával. Mivel a tumorok anyagcseréje jelentősen különbözik a gazda-szervezetétől, feltételezhető, hogy a mikroflóra változása a metabolizmus befolyásolásán keresztül hajlamosíthat a daganatok kialakulására. „Citológiai vizsgálatok során, állatkísérletekben és a betegágynál egyaránt arra keressük a választ, hogy a mikroflóra elemzése alkalmazható-e a rák korai felismerésére, a kórfolyamat lefolyásának prognosztizálására, és hogy a mikroflóra átültetésével meggátolható-e a tumor növekedése" - fogalmazott Bay Péter.

Befogadó intézmény

Debreceni Egyetem

A kutatócsoport működési időszaka

2014–2019.

A kutatócsoport tagjai

Abdul Rahman Omar PhD, Dér Ádám MD, Kiss Borbála MD, PhD, Szabó Judit MD, PhD, Szántó Magdolna PhD, Trencsényi György PhD, Fodor Tamás PhD-hallgató, Nagy Lilla PhD-hallgató

Interjú a kutatóval

Az interjú 2014. június 19-én jelent meg az mta.hu-n.

Az emberi testben élő mikroorganizmusok rendszere, a mikrobiom, a gazdaszervezet, valamint a kialakuló tumorok közötti kölcsönhatásokat kutatja a Lendület program keretében Bay Péter biokémikus. A Debreceni Egyetem docense azt vizsgálja majd, meg lehet-e változtatni egy rákos daganat anyagcseréjét e hármas interakció befolyásolásával.

"A fejlett országokban a rosszindulatú daganatok a vezető halálokok között szerepelnek. Némely tumorfajtánál a halálozási adatok még a szív- és érrendszeri megbetegedések mutatóit is meghaladják. Ily módon komoly népegészségügyi jelentősége van egy olyan eljárás kidolgozásának, amely elősegíti a daganatok korai felismerését, és ezáltal javítja a gyógyulás esélyeit, késlelteti, csökkenti a rákos megbetegedéseket kísérő kóros fogyás, a cachexia mértékét. Őszintén remélem, hogy az ötéves kutatási program keretében a gyakorlatban is alkalmazható eredmények születnek" – mondta az mta.hu-nak a lendületes kutatások várható társadalmi hasznosulásáról Bay Péter.

A hazatérést, az itthon maradást ösztönzi a Lendület program

"Sokunkban felvetődik, hogy esetleg külföldön folytassuk tudományos pályafutásunkat. E nem könnyű dilemma eldöntését támogatja a Magyar Tudományos Akadémia kiválósági programja a nemzetközi összehasonlításban is kiemelkedő kutatási feltételek biztosításával" – emelte ki Bay Péter, aki posztdoktori ösztöndíjjal több éven át a francia Nemzeti Tudományos Kutatási Központ (CNRS) egyik strasbourgi laboratóriumában kutatott. Mint hangsúlyozta, a nyertes pályázat számára a Magyar Tudományos Akadémia és rajta keresztül a hazai tudóstársadalom részéről megnyilvánuló óriási bizalmat jelenti. "Másrészt eddigi teljesítményem és ezáltal mestereim, Gergely Pál, az MTA rendes tagja és Virág László az MTA doktora, egyetemi tanár érdemeinek az elismerése is" – fogalmazott a lendületes kutató.

Új kutatási irány meghonosítása Magyarországon

"Az általunk kidolgozandó projekt célja a mikrobiom, az emberi szervezet, valamint a kialakuló tumorok közötti kölcsönhatások vizsgálata" " mondta Bay Péter. Ismertetése szerint az utóbbi időben került az érdeklődés homlokterébe az emberi bőr felszínén és testüregeiben élő, elképzelhetetlen mennyiségű mikroorganizmus, amelyek rendszere dinamikus kölcsönhatásban van a gazdaszervezettel. A mikrobiom összetételét befolyásolja a táplálkozásunk, az anyagcserénk, az immunrendszerünk működése. Ugyanakkor a mikrobiom által kiválasztott jelentős mennyiségű anyagcseretermék (metabolit), a véráramba kerülve, hatással van az emberi szervezet metabolizmusára, sőt akár elősegítheti a tumorokra jellemző anyagcsere-átrendeződés, az úgynevezett Warburg-effektus kialakulását is.

Mint a lendületes kutató kifejtette, Otto-Heinrich Warburg (1883-1970) Nobel-díjas biokémikus elmélete szerint a rákos sejtek a szükséges energiát a szőlőcukor teljes elégetése helyett annak anaerob (oxigén nélküli), tejsavas erjedéséből nyerik. Így az oxigén nem feltétlenül szükséges a daganat növekedéséhez, ugyanakkor lelassul a sejtek energiatermelő szervecskéiben, a mitokondriumokban zajló, oxigénigényes biológiai oxidáció. A mitokondrium ehelyett olyan anyagokat állít elő, amelyek a tumorsejtek gyors osztódásához szükségesek.

"Napjainkban reneszánszát éli a Warburg-elmélet. Bár eredetileg azt gondolták, hogy ez az effektus egyszerű következménye a tumorok növekedése során kialakuló oxigénszegény környezetnek, jelenleg inkább úgy tűnik, hogy ez az effektus a rákos sejtek aktív és bonyolult, ám hatékony alkalmazkodása a gyors osztódáshoz. Az elmúlt évek kutatásai jelentős előrelépést hoztak a folyamat biokémiájának és szabályzásának megértésében: több, a Warburg-hatásban kulcsszerepet játszó enzimet azonosítottak, amelyek megváltozó aktivitása, mutációja a daganatok megjelenésével és prognózisával mutat összefüggést. Talán a legfontosabb felismerés, hogy a mitokondriális oxidáció helyreállítása lelassítja a tumorsejtek osztódását. Célunk e hipotézis ellenőrzése rendszerszemléletű kutatások keretében, amelyek során az új generációs génszekvenálási eljárásokat anyagcseretermék-vizsgálati (metabolomikai) módszerekkel és modern képalkotó technikákkal ötvözzük. Párhuzamosan végzünk citológiai kutatásokat és állatkísérleteket, amelyeket humán klinikai vizsgálatokkal egészítünk ki. A Warburg-hatás befolyásolása kiindulópontja lehet egy jövőbeni, rákkezelésre alkalmas gyógyszernek" – magyarázta Bay Péter, hozzátéve: a rendszerszintű mikrobiom-vizsgálatok új kutatási irányt jelentenek Magyarországon. Meghonosításához a befogadó intézmény, a Debreceni Egyetem Molekuláris Medicina Kutatóközpontja a szükséges infrastruktúra biztosítása mellett anyagi támogatást is nyújt, valamint segít a kutatók toborzásában. "Az eredményes kutatások szempontjából nem kevésbé fontos tényező a Molekuláris Medicina Kutatóközpont nyújtotta alkotó szellemi közeg" – mutatott rá a nyertes pályázó.

Elsődleges szempont a tudományos utánpótlás nevelése

Az MTA-DE Lendület Sejtmetabolizmus Kutatócsoport tagjaként Abdul Rahman Omar PhD a mikrobiom-metabolitoknak az anyagcserére gyakorolt hatását vizsgálja, Dér Ádám MD pedig a humán onkológiai vizsgálatokért felel. Két új PhD-fokozattal rendelkező kutatót is alkalmaznak, akik a mikrobiom-kutatásokat és a Warburg-hatással kapcsolatos vizsgálatokat végzik, de tervezik onkológusok bevonását is, továbbá a szülési szabadságuk letelte után visszavárják Szántó Magdolna PhD és Kiss Borbála MD, PhD kutatókat is.

"A kutatómunkában doktoranduszhallgatók is részt vesznek: Nagy Lilla a Warburg-hatás vizsgálatára szolgáló módszerek beállításáért felel, Fodor Tamás a Warburg-effektusban szerepet játszó enzimek vizsgálatát végzi, s még az idén két további PhD-hallgató felvételét is tervezzük" – sorolta Bay Péter. A kutatócsoport munkájában a Debreceni Egyetem más intézményeiben dolgozó kutatók is részt vesznek, így Szabó Judit MD, PhD a mikrobiom-vizsgálatok értelmezéséhez nyújt segítséget, Trencsényi György PhD feladata pedig a tumormodellek in vivo (élő szervezetben való) kivitelezése és a képalkotó eljárások alkalmazása lesz.

"Nagyon fontosnak tartjuk az egyetemisták bevonását a kutatásokba. Már korábban is több TDK-hallgató kapcsolódott be laboratóriumunk munkájába, remélem, hogy az új feladatokra még nagyobb számban jelentkeznek medikusok, jövendő biológusok, vegyészek és gyógyszerészek. A tudományos utánpótlás nevelése számomra elsődleges szempont, kis szerencsével egy új lendületes kutató első szárnypróbálgatásaiban is segíthetek" – hangsúlyozta Bay Péter.