BrainVisionCenter – „See something first” tudományos konferencia

A BrainVisionCenter Kutatóintézet és Kompetenciaközpont 2021-es megalakulása óta immár második alkalommal szervez tudományos konferenciát. 2023-as, „See something first” elnevezésű rendezvényünkön kiemelt kutatóink és kollaborációs partnereink előadásain keresztül ismertettük a szakmai közönséggel a kutatóintézet elmúlt két évének tudományos tevékenységét és jelentősebb eredményeit.

 

Tudományos előadások

Prof. dr. Roska Botond – a NeurofotonIQa Tudásközpont Alapítvány kuratóriumi elnöke, a BVC alapítója, az IOB tudományos igazgatója

A látás helyreállításának és a látásvesztés lassításának lehetőségei

Az IOB tudományos igazgatója a látás helyreállításának és a látásvesztés lassításának lehetőségeiről beszélt online előadásában. Áttekintette az elmúlt 25 év kutatómunkájának köszönhetően elért eredményeket és a jövőbeni terápiás utakat is ismertette a prezentációban.

Prof. dr. Rózsa Balázs – a BVC alapítója, igazgatója, vezető kutatóprofesszora

Automatizált, ultragyors lézerekre épülő 3D-s lézerpásztázó mikroszkópia új terápiás és diagnosztikai eljárások kidolgozására

A BVC két jelentős sikeréről, fejlesztéséről számolt be előadásában prof. dr. Rózsa Balázs. Az epilepszia jövőbeni terápiafejlesztésével kapcsolatban elmondta: az intézet egyik fontos hoszútávú törekvése, hogy a betegség 3D-s akusztooptikai mikroszkópiával való sejtszintű kezelését a kísérleti fázisból a klinikai vizsgálatokig jutassák el. Prezentációjának második felében bemutatta az intézet fejlesztőcsapata által tervezett és épített automatizált, nagy áteresztőképességű, robot által vezérelt mikroszkóprendszert, melynek jövőbeni feladata, hogy a betegekből származó, különböző terápiás ágensekkel kezelt humán retina- és agyszövet mintákat analizálva megtalálják a leghatékonyabb génterápiás eljárást. A berendezésnek köszönhetően mihamarabb megkezdhető lenne a betegek célzott kezelése, ezáltal elkerülve a hosszadalmas és esetlegesen hatástalan terápiákat.

Dr. Szalay Gergely – a Biológia Osztály vezetője

Szinkrontüzelő sejtcsoportok tulajdonságainak és dinamikájának vizsgálata éber rágcsáló modellben

Egyre több tudományos munka bizonyítja, hogy az agykéregben az egyes percepciók együtt tüzelő sejtcsoportok formájában kódolódnak. Az intézetben fejlesztett 3D akuszto-optikus szkenner alapú lézerpásztázó mikroszkóptechnológia, valamint a kidolgozott mérési módszerek lehetővé teszik, hogy tanulás alatt, éber állatban, akár több száz idegsejt aktivitását figyeljék meg a kutatók párhuzamosan. A sejthálózat modellek szerint néhány tíz sejt aktivitása szükséges egy egyedi percepció kialakításához, és a viselkedésválasz egyértelmű kódolásához. Mivel az egyes percepciókat csak a sejtek egy kisebb százaléka kódolja, illetve, mivel a válaszok még egyetlen napon belül is nagyfokú variabilitást mutatnak, ezért a korábban kevesebb sejttel történő teszek során megfelelő méretű hálózatok felderítésére nem volt esély. A mérhető sejtek számának növelésével sikerült hálózatokat azonosítani, és azok viselkedéssel korreláló válaszamplitúdóit megmutatni.

Prof. dr. Mucsi Zoltán – a Biológiai Kémia Osztály vezetője

Új fluoreszcens szenzormolekulák fejlesztése diagnosztikai célokra

Az osztály kiemelt fontosságú témája a diagnosztikai célú feszültségérzékeny fluoreszcens szenzormolekulák fejlesztése, melyek a jövőben a humán diagnosztikában is szerepet játszhatnak. A fluoreszcens képdiagnosztikai eljárások ugyanis nem működhetnek fénykibocsátásra képes jelzőmolekulák nélkül. Elsősorban egyes betegségekhez, illetve fertőzésekhez köthető fémionok (pl. cink) detektálásán értek el sikereket az intézet kutatói, de fontos eredmények születtek a membránjelölésre, illetve a feszültségérzékelésére képes festékekkel kapcsolatban is. A fejlesztések eredményeként elsőként mutattak be olyan újszerű, kétfoton technológiában alkalmazható, a tumorsejteket szelektíven jelölő fluoreszcens antitesteket, amelyek hatékonyabbak a tumoros és egészséges sejtek megkülönböztetésében. Az osztály eredményeiből több szakcikk jelent meg, és szabadalmi oltalom iránti igényt is benyújtottak.

Dr. Szepesi Áron – a Molekuláris Biológia Osztály vezetője

Virális vektorok, mint lehetséges génterápiás eszközök

A legújabb virális alapú génterápiás eljárások hatékony megoldást kínálnak egyes idegrendszeri betegségek kezelésében. A monogénes hátterű megbetegedések rutinszerű kezelésére (pl. gerincizom atrófia, retinadisztrófia) már rendelkezésre állnak olyan adeno-asszociált virális vektor (AAV) készítmények (Zolgensma, Luxturna), melyek humán alkalmazásával lehetőség nyílik hasonló idegrendszeri elváltozások terápiás kezelésére. Az osztály fontos küldetése az egyes kóros elváltozások (pl. epilepszia) hátterében meghúzódó patológiás folyamatok megismerése a későbbi sikeres terápiás eljárás kidolgozásához. Az intézet kutatói ehhez kívánnak hozzájárulni olyan virális vektorok előállításával, melyek alkalmasak célba venni a hibásan működő idegsejteket, és befolyásolni azok működését.

Dr. Szabó Arnold – a BVC Humán Retina és Cortex Laboratóriumának vezetője

Az in vitro modellrendszerek szerepe az idegtudományi kutatásokban

Az elmúlt évtized jelentős tudományos sikerei és kudarcai egyértelműen jelzik, hogy az emberre is alkalmazható, potenciálisan klinikai haszonnal is bíró eredmények létrehozásához elengedhetetlen az emberi eredetű sejtek és szövetek bevonása a kutatásba. A BrainVisionCenter Kutatóintézet és Kompetenciaközpont kutatásait az alapítástól kezdve ez a transzlációs szemlélet jellemzi. Az előadás során az intézetben alkalmazott, illetve fejlesztés alatt álló in vitro modellrendszereket ismerhette meg a közönség röviden.

Dr. György Bence – az IOB Szemészeti Transzlációs Kutatócsoportjának vezetője

Precíz génszerkesztéssel a makuladegeneráció ellen

A genetikai hibák korrigálása rendkívül nehéz feladat hiszen négymilliárdból kell megtalálni azt az egyet, amelyik betegséget, például vakságot okoz. Különösen nehéz ezt a mechanizmust működésre bírni az emberi test egyik legösszetettebb szervében, a retinában. Dr. György Bence kutatócsoportja azon dolgozik, hogy megoldást találjanak a genetikai makuladegeneráció leggyakoribb formájára, a Stargardt-betegségre. Az új genetikai eljárást, az úgynevezett bázisszerkesztést, sikerrel tesztelték in vivo egereken és majmokon. A nagy hatékonyság és pontosság a világ első bázisszerkesztést alkalmazó klinikai kísérletéhez vezethet a Stargardt-betegségben, emellett a vakság más formáiban szenvedők számára is reményt biztosíthat.

Dr. Halász László – az Országos Mentális, Ideggyógyászati és Idegsebészeti Intézet idegsebész szakorvosa

A robotasszisztált idegsebészeti módszerek idegrendszeri kórképek kezelésében

Az Országos Mentális, Ideggyógyászati és Idegsebészeti Intézetben 2018 áprilisában végeztek Magyarországon és a közép-európai régióban elsőként robotasszisztált idegsebészeti beavatkozást. Az előadásban az elmúlt öt év alatt elért eredményeket foglalták össze, mind az epilepszia, mind a mozgászavarok idegsebészeti kezelése kapcsán.

Dr. Nagy Zoltán Zsolt – Semmelweis Egyetem Szemészeti Klinika igazgatója, a BVC tudományos tanácsadója

A génsebészeti kezelések lehetőségei a szemészet területén

A Semmelweis Egyetem Szemészeti Klinikájának bázisán szemészeti génterápiás centrum működik. A kezelőközpontban egy innovatív eljárás segítségével a látáskárosodás és a vakság egyik fő okát jelentő örökletes szembetegség, a retinális disztrófia kezelésére is lehetőség van. Az elmúlt évek során 10 RPE 65 mutációval érintett beteg szemét kezelték génsebészeti módszerrel. A makula tájék alá juttatott gyógyszer alkalmazását követően a kezelt páciensek kontrasztérzékenysége, látásuk objektív és szubjektív mutatói, valamint a betegek önellátó képessége jelentősen javult. Az előadásban a kezelés eredményeinek részletes bemutatása történt meg.

Fotók: Csomos Attila fényképész

 

 

 

BrainVisionCenter – „Utazás a koponyán belül” tudományos konferencia

A tudományos rendezvényen a BrainVisionCenter Kutatóintézet és Kompetenciaközpont vezető kutatói, munkatársai és együttműködő partnerei adnak elő az alábbi témákban, amelyek a jövő orvosdiagnosztikai és terápiás eszközeinek, eljárásainak alapját adják:
– új molekuláris biológiai és neurokémiai módszertani megoldások,
– a 3D-s akusztooptikai lézermikroszkópia új fejlesztési és mérési eredményei,
– az agy működésének egy teljesen új elve,
– az AAV mérési vektorok alkalmazása és az ezzel kapcsolatos innovációs kitörési pontok
– a szemészeti betegség diagnosztikája, öröklésmenete és a legmodernebb terápiás lehetőségei.

Tudományos előadások

Prof. dr. Rózsa Balázs – Vezető kutató

Funkcionális sejtklaszterek az agyban: a 3D-s lézerpásztázó mikroszkópia az agy működésének évtizedes dogmáját döntötte meg

A BrainVisionCenter küldetése szempontjából alapvető fontossággal bíró új módszereket fejlesztettünk ki in vivo mérésekhez, amelyekre több, mint 20 éve várt a tudomány: idegsejtek elektromos aktivitásának közvetlen, optikai úton történő gyors, 3D-s mérését; 3D-s, gyors képstabilizálást, amely lehetővé teszi a légzés, fizikai mozgás és szívverés okozta mozgási műtermékek valós idejű eliminációját; valamint neuronhálózatok 3D-s, téridőbeli mintázatokkal történő aktiválását. A gyors térbeli méréseink megmutatták, hogy az agy memóriaközpontjában, illetve a látókéregben az idegsejtek kisebb klaszterekbe szervezve, együttesen tanulnak. A tanulás egyfajta versengésként jelenik meg az agyban, amely során a sikeresebb, erősebb reprezentációt képviselő sejtekből álló csoport fokozatosan legyőzi a gyengébbet, és ezáltal átveszi az uralmat. Az áttörés elérésében jelentős szerepet játszott az a lézermikroszkóp, amely segítségével a térbeli tájékozódásért, illetve látás reprezentációért felelős sejtek és funkcionális szomszédjaik – amelyek viszonylag szétszórva helyezkednek el az agy mélyebb rétegeiben – egyszerre mérhetők 3D-ben, precízen és nagy sebességgel, amire más módszer nem képes.

Dr. Mucsi Zoltán – Biológiai kémia osztályvezető

Új lehetőségek a neurobiológiában: feszültségszenzorok és új neurális hálózatok újrahuzalozása kémiai módszerekkel – A BrainVisionCenter biológiai-kémia osztályának kutatási céljai

A 3D akusztooptikai rendszerek hatalmas időbeli és térbeli felbontása lehetővé teszi, hogy az idegsejtekben nagyon kis, mikroszekundumos időintervallumokban lezajlódó biológiai folyamatokat speciális szenzormolekulákkal vizsgáljuk. Ahhoz, hogy ezeket a folyamatokat láthatóvá és vizsgálhatóvá tegyük, speciális fluoreszcens, feszültségérzékeny szenzormolekulákra van szükség, melyeknek kutatása és fejlesztése az egyik elsődleges feladat. Az idegtudományban fontos szempont, hogy az ingerületet kontrollált körülmények között, térben és időben behatárolva tudjuk kiváltani, amelyhez ún. fényérzékeny, kalitkázott (uncaging) ingerületkiváltó molekulákat fejlesztünk. A precíziós neurális hálózatok lézer által vezérelt kialakításához újszerű reagensrendszereket alakítunk ki, melynek jövőbeni alkalmazása forradalmi távlatokat nyithat az orvostudományban.

Dr. Szabó Arnold – Humán retina laborvezető

Az emberi biológiai modellrendszerek jelentősége az idegtudományi kutatásokban

A komplex neurális hálózatok vizsgálata megfelelő emberi modellrendszerek hiányában, jellemzően élő kísérleti állatokon vagy állati eredetű szövetmintákon történik. Az így nyert ismeretek biológiai tudásunk alapját képezik, ugyanakkor komoly akadályt jelent, hogy az állatkísérletekből származó eredmények nem alkalmazhatók közvetlenül az emberre. A Semmelweis Egyetemen kifejlesztett túlélő emberi retinamodell lehetővé teszi bonyolult, korábban megvalósíthatatlannak gondolt kísérletek elvégzését emberi retinaszöveten, és ezzel hidat teremt az állatkísérletek és a klinikai kísérletek között.

Dr. Szalay Gergely – Biológia osztályvezető

Nagy felbontású, akusztooptikán alapuló stimulációs technológia kidolgozása, egyedi agykérgi aktivitásmintázatok célzott kiváltására

A retinával szemben a vizuális információ agykérgi reprezentációja nem mutat térbeli szerveződést, az egyedi érzetek egymástól akár egész távoli idegsejtek aktivitásmintázatában kódolódnak. Ahhoz, hogy ilyen típusú érzeteket mesterségesen kiválthassunk, egy olyan stimulációs technika kidolgozásán dolgozunk, amellyel az egyedi idegsejtek aktivitása egyedileg vezérelhető egy előzetes meghatározott mintázat szerint, a szomszédos sejtek befolyásolása nélkül. Ehhez a 3D akusztooptikai mikroszkóp gyors kapcsolási lehetőségét használjuk ki, amellyel 30 mikroszekundumonként tetszőlegesen tudjuk a stimulációs lokációt, amplitúdót és hullámhosszt szabályozni, ezzel kialakítva a szükséges precíz mintázatokat.

Dr. Nagy Zoltán Zsolt – Professzor, szemész, klinikaigazgató

A genetikai vizsgálatok és terápiás lehetőségek az örökletes retinális elváltozások kezelésében

Ma számos szemfenéki betegség genetikai hátterét már részben vagy teljesen feltárták. Az előadás során áttekintésre kerülnek a legfontosabb szemfenéki örökletes kórképek, azok diagnosztikája, öröklésmenete és a legmodernebb terápiás lehetőségek. A jövő egyik útja a szokásos szemészeti terápiás és műtéti formák mellett, a genetikai kezelések (optogenetika), amelyekkel visszaállítható az érintett, korábban vakságra ítélt páciensek önálló életvitele.

Prof. dr. Roska Botond – Vezető kutató

Az emberi retina

A történelem során a tudósok az állatok testét mint helyettesítő eszközt tanulmányozták, hogy megértsék az emberi biológiát. Ez a megközelítés azonban elégtelennek bizonyult számos betegség, különösen az agyi betegségek gyógyítására szolgáló módszer kifejlesztéséhez. Ezért nemrégiben új módszereket dolgoztunk ki egy emberi szerv, a szem vizsgálatára. Ezek az emberre összpontosító módszerek állnak előadásom középpontjában.