2024. július 21., 11:08

Kábítószerek és a mikroszkóp

Előző írásaimban két kábítószercsoport, a marihuánaszármazékok és a pszichedelikumok körüli problémákra világítottam rá. Hangsúlyoztam, hogy ezek használata, legalizálása mellett tudományos megfontolás, nem pedig politikai-hangulati érvek mentén észszerű állást foglalni.

mikroszkóp
Fotó: Pixabay

Most nézzük meg közelebbről a tudományos megfontolások alapjait: hogyan jut következtetésre egy kutató egy adott molekula hatásosságát, veszélyességét illetően. Igyekszem a tisztelt olvasót nem elrettenteni a tudományos világ gondolkodásától, ezért egyszerűsítésekhez folyamodom.

Három csapásirány
Egy molekula hatásának megértéséhez három fő megközelítéssel juthatunk el. Ezek a csapásirányok nem nélkülözhetők, a teljes képhez mindegyikre szükségünk van. A legalapvetőbb, hogy ismerjük meg, egyáltalán hol lehetséges a hatás kialakulása. Magyarul, milyen sejteken, azoknak melyik részén helyezkednek el olyan receptorok, amelyekhez kötődhet a vizsgált molekula. Elképzelhető, hogy nem receptorok közvetítik a hatást, ilyen lehetőségek után is érdemes lehet kutakodnunk. Arra is szükséges gondolni, hogy egy adott molekulának nem egyetlenegy, hanem sokféle receptora lehet, célszerű minél több lehetőséget feltérképezni.

Ha már vannak ígéretes célpontjaink, ahol a hatás bekövetkezhet, tesztelni kell annak tényleges bekövetkeztét is. Egy receptor önmagában nem biztosítéka egy adott folyamatnak. Egyetlen eleme csupán, amely sok-sok másik alkotóelemmel összhangban képes a sejt, a szervezet reakcióját kialakítani. Ezért gyűjtenünk kell funkcionális bizonyítékokat is. A harmadik csapásirány hasonló a másodikhoz, lényegében annyiban tér el tőle, hogy itt már mindenképpen az egész szervezet viselkedését kell kutatnunk.

A korábbiakban sokszor elegendő volt a vizsgálatokat sejtkészítményben, esetleg élő szövetben elvégezni. Az agykutatásban egyébként – lévén az agy kivételesen bonyolult szerv – a második csapásirányban, a funkcionális vizsgálatokban ma már nagyon nehezen nélkülözhető a teljes szervezetet érintő vizsgálat. Mindenesetre akár történtek, akár nem szervezetszintű vizsgálatok, egy adott hatás igazolásához nehezen hagyhatjuk el ezt a próbát még akkor is, ha rendkívül meggyőző sejtszintű hatásokat mutattunk ki korábban. A gyógyszerkutatás során is óriási jelentőségűek a klinikai fázis kísérletei – ilyenkor körültekintően kiválasztott embereken történik a tesztelés.

A tudományos vizsgálatok folyamatának megértéséhez fontos tudnunk, hogy az általam most első és második csapásiránynak nevezett vizsgálatok döntő részben kísérleti állatokban történnek, a harmadik vizsgálódási csoport embereken. Sok esetben azonban az emberi vizsgálatok nem lehetségesek technikai és etikai okokból, az elméletben helyettesítő állatkísérletekkel pedig probléma lehet, mert a laborállat és az emberi szervezet, illetve a sejtjei, működésük eltérnek, a vártnál nehezebb a párhuzamot megtalálni. A lényeg, hogy nem sétagalopp egy-egy molekula hatásának felderítése a potenciális kábítószerek esetében sem.
A mikroszkóppal kezdődik

A tudományos vizsgálatok területén azonban történtek nagy előrelepések is. Az egyik ilyen technikai ugrás a mikroszkópia fejlődése. Az iskolában még azt tanultuk, hogy fénymikroszkópok esetében létezik egy minimális távolság, amelynél közelebb lévő két objektumot már nem képes elkülöníteni a képalkotás. A mikroszkópoknak, mint ahogy az emberi szemnek is, van tehát egy feloldási határa. A feloldóképesség a fény hullámhosszából következik.

Emberi szem vonatkozásában ideális esetben a 100 mikrométer körül alakul a feloldóképesség, korszerű fénymikroszkópok segítségével jóval kisebb mérettartományú, majdnem 100 nanométeres különbségeket is megláthatunk. A receptorok helyzetének meghatározásához azonban ez nem elegendő. Nem elég azt kiderítenünk, hogy egy adott sejtben jelen van-e a kérdéses receptor, azt is fontos tisztázni, hogy pontosan hol. Például a sejtek közötti kontaktusokhoz milyen a viszonya. Idegsejtek esetében a szinapszisban, annak környékén, vagy attól távolabb helyezkednek-e el?

A fénymikroszkóp feloldóképességét technikai kreativitással a hullámhosszból fakadó méretküszöb alá sikerült vinni. Az egyik ilyen úttörő módszer rövidítése angol nevéből a STORM eljárás. Egy lézer apró pontokban világítja csak meg a vizsgált szövetet, ám azt nagyon sokszor, véletlenszerűen mindig máshol. Ebből az adathalmazból valószínűségi eloszlásokkal modellezhető, hogy honnan származhatott a detektált jel. Két ilyen pontszerű származási hely közötti távolság már jóval kisebb lehet, mint a fény hullámhosszából következő távolság. Egészen megközelíti az elektronmikroszkópos felbontást.

Időközben kiderült, hogy az új ötlet ellenére a módszer pontosságával vannak problémák. Egy másik technika – ennek a rövidítése a STED – már megoldást kínál a felmerült gondokra. Van tehát egy mikroszkópos eszközünk, amivel jól kimutatható, hol vannak receptorok, így a marihuána alkaloidáinak receptorai is. Vizsgálhatjuk azt is, hogy a drog jelenlétére ezek eloszlása miképpen változik meg, és máris tudunk egy becslést adni, hogy a kérdéses molekula miképpen avatkozhat be a sejt működésébe. Ennélfogva láthatjuk a potenciális veszélyeket is.

Nem feledkezhetünk el a bizonytalanságokról sem, mint például az előbb a STORM és a STED esetében vázoltam. A kutatásnak ez a fajta bizonytalansága azonban nem jelenti azt, hogy a tudományos alapokon nyugvó becslések eleve bizonytalanok lennének. Inkább egyfajta óvatosságra figyelmeztetnek az adatok értelmezésével kapcsolatban. A kutatóknak a kábítószerek veszélyeire irányuló figyelmeztetései mögött az első felismerések mindig a mikroszkópnál kezdődtek.

Megjelent a Magyar7 2024/28. számában.

Megosztás
Címkék

Iratkozzon fel napi hírlevelünkre

A Facebook drasztikusan korlátozza híreink elérését. A hírlevelünkbe viszont nincs beleszólása, abból minden munkanapon értesülhet a nap 7 legfontosabb híréről.