A tüdőrák korai felismerésében a leghatékonyabb Krausz Ferencék felfedezése
„Krausz Ferenc számára a tudomány nemcsak felfedezés, hanem szolgálat is” – ezekkel a szavakkal konferálták fel hétfőn Szegeden a Nobel-díjas tudóst, aki az attoszekundumos fizikáról beszélt a Pick Arénában. A Nemzeti Tudósképző Akadémia már 26. alkalommal szervezte meg a tehetséges diákok háromnapos találkozóját, amelyre Nobel-díjas tudósokat is hívnak. Idén Randy Schekman amerikai sejtbiológus és Krausz Ferenc fizikus mellett Kapu Tibor űrhajós is tartott előadást.
A fizikai Nobel-díjat 2023-ban elnyert Krausz azzal kezdte, hogy hatalmas Szeged-szurkoló, reméli, ott lehet a következő meccsen az arénában, és kérte a közönséget, hogy ők is drukkoljanak a kézicsapatnak.
Mielőtt elkezdte volna a beszédét, megjegyezte, hogy aki egy szót sem ért a tudományos előadásából, az is haza tud majd vinni valami hasznosat. Rubik Ernő gondolatait idézte, melyek szerint „életünk szinte minden területén a legfontosabb és legnehezebb feladat talán az, hogy megtaláljuk a megfelelő kérdéseket” – ez még maguknál a válaszoknál is lényegesebb szerinte, és mindez „igazabb a tudományra, mint bármely más tevékenységre”.
Számára a megfelelő kérdés pedig az volt, hogy egyáltalán miért döntünk a kutatás mellett. Erre több válasz is lehet: egyszerűen az élvezetért, a világ működése iránti kíváncsiság miatt, de leginkább abban a reményben, hogy az eredményeink valami fontoshoz vezetnek.
De mitől lesz valami fontos? Úgy véli, minden kutatás lehet az, ami valamilyen alapvető dolgot tár fel, hiszen erre épülhet további tudás. Ezért hatalmas az alapkutatások jelentősége – mint egy korábbi hasonló rendezvényről szóló tudósításunkban írtuk, Martin Chalfie amerikai neurobiológus Nobel-díjat ért felfedezése például először nem tűnt hasznosnak, később viszont kiderült, hogy számos tudományterület alkalmazhatja.
Fontos lehet továbbá az a kutatás is, amely jobbá teheti az életünket, sőt a következő generációk életét – folytatta a fizikus. Krausz Ferenc a Max Planck Kvantumoptikai Intézet igazgatója és a müncheni Ludwig-Maximilians Egyetem tanszékvezető egyetemi tanára, az attoszekundumos fizika területén végzett teljesítményeiért nyerte el a Nobel-díjat, két francia tudóssal, Pierre Agostinivel és Anne L'Huillier-vel együtt.
Az attoszekundum a másodperc milliárdod részének milliárdod része, de ez nem jelenti azt, hogy ilyen rövid idő alatt ne történnének kulcsfontosságú dolgok. Az elektronok például néhány attoszekundum alatt is gyors mozgásokat végeznek, ez teszi lehetővé a fény kibocsátását. A kémiai kötések is az elektronok viselkedésén alapulnak, így jöhet létre a vízmolekula is. Krausz szerint ezért végső soron „az elektronok mozgása a teljes élet biokémiájáért felelős”. Nem kérdés tehát, hogy fontos vizsgálni a részecskéket.
A kérdés már csak az volt, hogyan. Krausz és kutatótársai lézerek segítségével érték el, hogy le lehessen „fényképezni” az elektronokat: néhány attoszekundumos lézerimpulzusokat hoztak létre, és figyelték, hogyan viselkednek ennek hatására. Ezzel egyfajta „időmikroszkópot” hoztak létre, amely elmondása szerint nagyjából akkora nagyítással ér fel, mint amit a világ legnagyobb teleszkópja és a legjobb elektronmikroszkóp csak együtt tud teljesíteni.
De miért fontos ez, hogyan hasznosítható? „Úgy döntöttem, hogy az életem hátralévő részét annak szentelem, hogy kiderítsem” – mondta Krausz. Kiderült, hogy az attoszekundumos kutatásoknak nagyon is hasznuk van az orvostudományban, de nem a tünetkezelés, hanem a korai felismerés szintjén. A vezető halálokok között több megelőzhető krónikus betegség szerepel: rák, tüdő-, szív- és érrendszeri, légzőszervi betegségek, cukorbetegség. „Az EU óriási erőforrásokat fordít a kezelésre”, de ezekből rengeteg kárba megy, mivel nem elég hatékonyak a terápiák, holott „a vér tartalmazza a legtöbb információt, amely a krónikus betegségek korai felismeréséhez szükséges” – mondta Krausz.
A probléma szerinte az, hogy a jelenlegi módszerek többnyire egy-egy biomarkert, vagyis betegségre utaló jelet próbálnak azonosítani, miközben a vérben több százezer különböző molekula van jelen. Krausz és kutatótársai ezért nem egyetlen jelre, hanem a teljes molekuláris mintázatra koncentrálnak. Mivel a molekulák már femtoszekundumos, vagyis akár több ezer attoszekundumos időskálán rezegnek, ezeket még viszonylag egyszerű vizsgálni.
A laborban lézerrel gerjesztik a vérmintát, majd a molekulák így kibocsátott, infravörös tartományba eső jelét mérik, ezáltal egyfajta egyedi „ujjlenyomat” keletkezik. Ez az egyénenként eltérő mintázat már a korai, tünetmentes szakaszban megváltozhat, ha a szervezetben kóros folyamat indul el. Az így kapott adatokat algoritmusok elemzik, amelyek képesek lehetnek megkülönböztetni az egészséges és a beteg állapotot. Egyelőre úgy tűnik, hogy ez a módszer a tüdőrákra a „legérzékenyebb”, tehát annak diagnosztizálásában a leghatékonyabb.
A közönség egyik tagjában felmerült a kérdés, hogy akár húsz éven belül eljuthat-e oda a tudomány, hogy a molekulák mozgása helyett az elektronok mozgásából nyernek ki információt ezzel a módszerrel, rövidebb, néhány attoszekundumnyi idő alatt. „Remélem, nem telik húsz évbe” – válaszolt Krausz, aki szerint egyelőre nem lehet tudni, hordozhatnak-e betegségre utaló információt az elektronok, „de megvannak az eszközeink, hogy megvizsgáljuk”.
