Vírusok és akkumulátorok vizsgálatára is alkalmas Szeged új, 4 milliárdos beruházása

Olyan új eszközök érkeztek Szegedre, amelyekkel hatékonyabbá válhat a gyógyszerkutatás, és amelyek hozzájárulhatnak az állatkísérletek számának csökkentéséhez is. 2026 elején ugyanis 4 milliárd forintért vásárolt több elektronmikroszkópot a Szegedi Tudományegyetem. Még a Krio-Elektronmikroszkóp Műszerközpont átadója előtt nézhettük meg a berendezéseket, amelyek működéséről Kónya Zoltán rektorhelyettes és a labor munkatársai meséltek a helyszínen.

Az elektronmikroszkóp elvben hasonló az optikai mikroszkóphoz, ám a gyakorlatban teljesen máshogy működik. Nem hagyományos lencséket használ a kis méretű anyagok megfigyeléséhez, hanem elektronokat, melyek útját elektromágnesek irányítják. Az apró részecskék a vizsgált darabokról visszaverődve rögzíthető képet adnak, hasonlóan egy optikai mikroszkóphoz, ám sokkal részletesebb, akár nanométeres tartományban is képesek tárgyakat leképezni. A gyakorlatban az SZTE laborjában is helyet kapó eszközökkel akár sejtek vagy fehérjék szerkezetét is részletesen lehet vizsgálni.

Az egyetemre érkező eszközök működésüket tekintve két csoportba oszthatók, az első a pásztázó (SEM), a második a transzmissziós (TEM) elektronmikroszkóp. A pásztázó típus sorról sorra rajzolja ki a képet, akár egy kamera szenzora vagy a tévéink. A vizsgált minta felületéről visszaverődő elektronok jeleit egy detektor rögzíti 1–10 nanométeres felbontással, és térhatású, 3D-szerű képet alkot. A TEM működése annyiban más, hogy a felvevő egység nem a visszaverődő elektronokból alkot képet, hanem a mintán áthaladókból. Az eszköz előnye a SEM-ekkel szemben az, hogy sokkal részletgazdagabb kép készíthető, akár 0,1 nanométeres felbontással.

Az egyetemre érkező eszközök további különlegessége, hogy van köztük úgynevezett krio-elektronmikroszkóp, amelyben a vizsgált minta folyékony nitrogén segítségével körülbelül –196 Celsius-fokra hűthető. Mivel nem túl gyakori berendezésről van szó, eddig sok tudós kénytelen volt külföldre vinni a kapcsolódó kutatásait, de nemsokára az SZTE laborja is alkalmas lesz erre. A technológia fontos szerepet játszhat vírusok és neurodegeneratív betegségek vizsgálatában is.

Mivel a fagyás extrém gyorsan megy végbe, az anyagban nem alakulnak ki jégkristályok, amelyek károsítanák a mintát, így az eredeti, természetben is jelenlévő formájában vizsgálható. „Olyan, mintha lefagyasztanánk egy pillanatot az életből. A molekulák abban az állapotban maradnak meg, ahogyan a természetben is működnek, így pontosabban megérthetjük a működésüket” – magyarázták lapunknak a kutatók. Ez különösen fontos például vírusok vizsgálatánál. A módszerrel részletesen feltérképezhető egy vírus szerkezete, például az a fehérje, amellyel a sejtekhez kapcsolódik, ilyen kutatások segítették a tudósokat a járvány idején a Covid-19 vírusának alaposabb megismerésében is.

Az eszköz hasznos lehet a gyógyszeriparnak, hiszen a kutatók részletesen megvizsgálhatják, hogy egy adott gyógyszer tud-e hatékonyan kapcsolódni a szervezet fehérjeszerkezetéhez. Ezzel például egy új gyógyszer tesztelésénél csökkenthető a szükséges állatkísérletek száma.

A négyből kettő, a Tundra és a Glacios 2 kifejezetten ezt a célt szolgálja majd az egyetem kutatólaborjában, az egyik berendezés a vizsgálandó minta minőségét ellenőrzi, míg a másik részletes felvételeket készít. A másik két eszköz, a Talos F200i-t és az Apreo 2 S-t főleg anyagtudományi vizsgálatokban használják majd, segítségükkel komplex nanoszerkezeteket, funkcionális anyagokat, például akkumulátorokat lehet majd vizsgálni.

Egy kiegészítő berendezés segítségével részletesebb, 3D-s felvételek is készíthetők. Ezt úgy oldják meg, hogy a vizsgált anyagot vékony szeletenként képezik le. Ezzel a módszerrel az erek, sőt akár idegi összekapcsolódások változásait is felderíthetik a kutatók.

A kutatólaborhoz fog kapcsolódni egy külön online portál is, ennek a fejlesztése jelenleg is zajlik. Itt lesz lehetőség az eszközökhöz kapcsolódó, például minták előkészítéséről szóló segédanyagok használatára is, illetve „ezen a felületen lesz lehetőség mérések igénylésére, amelyek megvalósíthatóságának elbírálását és kivitelezését a központ – évtizedes elektronmikroszkópos tapasztalattal rendelkező – kutatói csapata végzi” – írta szerkesztőségünknek a Szegedi Tudományegyetem. Mivel a projekt szerintük Magyarországon egyedülálló és a régióban is kiemelkedő, nagy hangsúlyt fektetnek majd az együttműködésekre más hazai egyetemekkel és kutatókkal.

Az eszközök kalibrálása, illetve a betanítás még zajlik, amíg ezek a folyamatok véget nem érnek, az egyetem gyakorlatilag át sem veszi a gépeket. Várhatóan májusban indulhat el a valós kutatómunka. Annak ellenére, hogy az év több mint egynegyede a mikroszkópok beüzemelésével telik el, a csapat bizakodó, anyagtudományi területen „már ebben az évben is számíthatunk tudományos publikációkra”, míg a kifejezetten krio-EM vizsgálatokhoz kapcsolódó eredményekre jövő év elejétől lesz érdemes figyelni.

A szerző a Szegeder újságírója. A cikk a Szegeder és a Telex együttműködésének keretében jelenik meg a Telexen is.