Maláriakutatás: szilárdtest- vagy biofizika?

Az előadások a következő témára: "Maláriakutatás: szilárdtest- vagy biofizika?"— Előadás másolata:

1 Maláriakutatás: szilárdtest- vagy biofizika?
ELFT Vándorgyűlés 2016 Maláriakutatás: szilárdtest- vagy biofizika? Kézsmárki István MTA-BME Lendület Magneto-optikai Spektroszkópia Kutatócsoport BME Fizika Tanszék

2 Malária  Olcsó, korai diagnosztika  Gyógyszer-rezisztancia
Föld népességének ~50%-a érintett Évente ~200 millió fertőzés és ~0,5 millió haláleset * Anopheles szúnyogok által terjesztett Plasmodium paraziták Globális problémák:  Olcsó, korai diagnosztika  Gyógyszer-rezisztancia One of the oldest, (liver failure, renal failure, cerebral malaria) * WHO World Malaria Report 2015

3 Malária Hazánkban az egyik legjelentősebb fertőző betegség volt, 1959-ben sikerült felszámolni Azóta import betegség, ~20 megbetegedés/év * Elterjedését gátló tényezők:  Anophelesek előfordulási aránya kb %  Paraziták szaporodásához a szúnyogban 14 nap szükséges Globális felmelegedés  ismét Európa szintű elterjedés? * *

4 Természetes biomarker: hemozoin
Hemoglobin metabolizmus mellékterméke Specifikus biomarker: mágneses és kettőstörő nanokristályok Kristályok koncentrációja arányos a parazitémiával porphirin gyűrűk polimerizációja ~0.1-1 µm kristályok Sienkiewicz et al., J. Am. Chem. Soc. 128, 4534 (2006); Newmann et al., Biophysical Journal 95, 994 (2008).

5 A diagnosztikai elvtől az eszközig
The hemolysed blood samples are placed into the bore of a… and drives their synchronous rotation their co-aligned ensemble acts as a rotating polarizer, hence, periodically …. …and can be detected with high sensitivity optical, mechanical and electric Fe z axis Paramágneses vas, S=5/2 Könnyű síkú mágneses anizotrópia , Butykai et al., Scientific Reports 3, 1431 (2013)

6 A diagnosztikai elvtől az eszközig
The hemolysed blood samples are placed into the bore of a… and drives their synchronous rotation their co-aligned ensemble acts as a rotating polarizer, hence, periodically …. …and can be detected with high sensitivity optical, mechanical and electric Fe z axis Paramágneses vas, S=5/2 Optikai anizotrópia, Butykai et al., Scientific Reports 3, 1431 (2013)

7 A diagnosztikai elvtől az eszközig
MO signal [a.u.] The hemolysed blood samples are placed into the bore of a… and drives their synchronous rotation their co-aligned ensemble acts as a rotating polarizer, hence, periodically …. …and can be detected with high sensitivity optical, mechanical and electric

8 Érzékenységi tesztek I.
Érzékelési küszöb: ~10 pg/l Természetes hemozoin? Más véralkotó? MO signal/c.c. [a.u.] Butykai et al., Scientific Reports 3, 1431 (2013)

9 Érzékenységi tesztek II.
Plasmodium falciparum t = 0 h Ring Ring Trophozoite Trophozoite Schizont Schizont t = 48 h Orbán et al., Plos One 9, e96981 (2014)

10 Érzékenységi tesztek II.
ring schizont MO signal [a.u.] Mikroszkópia (10-50 par/µl) ~ Ring stádium: 40 par/µl < RDT (100 par/µl) Schizont stádium: 10 par/µl Orbán et al., Plos One 9, e96981 (2014)

11 Érzékenységi tesztek II.
ring schizont MO signal [a.u.] Érzékelési küszöbérték parazitémiában: ~10-3 % Orbán et al., Plos One 9, e96981 (2014)

12 Érzékenységi tesztek III.
II: Szúnyogcsípés I: Befecskendezés máj stádium (48-52 h) vér stádium (22-24h) hemozoin képződés Plasmodium berghei Orbán et al., Scientific Reports 6, (2016)

13 Érzékenységi tesztek III.
Első vérciklusban pozitív Hemozoin akkumuláció, gyógyítási kísérletek is alátámasztják Magneto-optika: ~ h Mikroszkópia: ~ h Áramlási citometria: ~ h Hemozoin vérbeli dinamikája? Gyógyítás forgó mágnessel? MO signal [a.u.] limit of detection Orbán et al., Scientific Reports 6, (2016)

14 Érzékenységi tesztek IV.
Klinikai teszt: 2016. július-augusztus, Mahidoli Egyetem malária- kutató kórháza, Thaiföld ~40 db terepen gyűjtött, mikroszkópiával pozitív minta Kizárólag Plasmodium vivax ~1000 db Pápua Új-Guineában gyűjtött minta, Plasmodium falciparum és vivax minta MO signal [a.u.] Orbán et al., to be published

15 Érzékenységi tesztek IV.
Klinikai teszt: 2016. július-augusztus, Mahidoli Egyetem malária- kutató kórháza, Thaiföld ~40 db terepen gyűjtött, mikroszkópiával pozitív minta Kizárólag Plasmodium vivax ~1000 db Pápua Új-Guineában gyűjtött minta, Plasmodium falciparum és vivax minta MO signal [a.u.] Orbán et al., to be published

16 1967 - SULFADOXINE-PYRIMETHAMINE
Gyógyszertesztek Quinine Chloroquine 1910 1957 SULFADOXINE-PYRIMETHAMINE Mefloquine Artemisinins 1967 1982 2009

17 Gyógyszertesztek Gyógyszerhatás mérhető 4-6 óra után
MTA-BME Plasmodium parazita labor létrehozása az MTA-TTK-ban

18 Nemzetközi együttműködések
Köszönöm a figyelmet!

19 Köszönöm a figyelmet! Prof. Vértessy Beáta BME, MTA TTK
Orbán Ágnes Dr. Pukáncsik Mária Molnár Petra Butykai Ádám Prof. Vértessy Beáta BME, MTA TTK Prof. Zelles Tivadar SE Prok Tamás Molnár András Köszönöm a figyelmet!