Az 1960-ban történt első bemutatása óta a lézerek az orvostudomány számos területén megjelentek. Az időközben született eredmények lenyűgözőek, ugyanakkor ezek nem minden esetben jutnak el a nagyközönséghez. „A bőrgyógyászatban terjednek a lézeres beavatkozások, ami annak köszönhető, hogy a kozmetika és a szépségipar is a módszer mögé állt. A szemészeti műtétek, a különböző szemlencse korrekciók ugyancsak nagyon sok emberen segítenek. Az egyéb felhasználási lehetőségekről azonban keveset tud a nagyközönség. Ki hallott például a lézersebészetről, miközben ezzel az eljárással a betegek sokkal gyorsabban meggyógyulnak, hiszen kisebb a műtéti seb” – érzékelteti Hideghéty Katalin, az Orvosbiológiai alkalmazások csoportjának vezetője, hogy a lézeres gyógyászati megoldások pr-ján van mit javítani.
Az egyik ilyen technika az úgynevezett lézeres interstitiális hőterápia (LiTT), mely során a daganatot, vagy tumoráttétet (a fényt vezető szálak segítségével) lézeres impulzusokkal semmisítik meg. A lézerek urológiai alkalmazási lehetőségei is széleskörűek: koagulációra, párologtatásra és enukleációra is használhatók, attól függően, hogy milyen hullámhosszú lézert választunk, és az milyen mélyen hatol be a szövetekbe. Számos urológián lézerrel kezelik a jóindulatú prosztata-megnagyobbodásban szenvedő betegeket, miután a gyógyszeres kezelés lehetőségei kimerültek. A lézerek használata biztonságosabbá tette a vesekő, a húgyúti szűkületek és hólyagdaganatok kezelését, amely különösen fontos a társbetegségekben szenvedő, idős betegek esetén.
„A lézerimpulzusok ionizáló sugárzás kiváltására is használhatók a sugárterápia során. Ennek az újszerű sugárzási technikának óriási előnye, hogy nagy térbeli felbontást és a dózisteljesítmény nagyságrendekkel való növelésének lehetőségét kínálja. Izgalmas és érdekes kutatási területről van szó. Ugyanakkor egészen a közelmúltig csak beszéltünk arról, hogy biológiai mintákat lézer keltett sugárnyalábbal sugározzunk be” – tájékoztatott Hideghéty Katalin, aki szerint óriási áttörés, hogy ez napjainkra lehetővé vált.
Hihetetlen tudományos eredménynek tartja, hogy az ELI ALPS lézerével a Szegedi Tudományegyetem Nemzeti Lézeres Transzmutációs Laboratórium munkacsoportja hosszan (5-6 órán át) működő, stabil neutronnyalábot állított elő. „Erről korábban álmodni sem mertünk” – említ egy maghatározó szakmai élményt a professzor asszony. „Az ígéretes kísérleteknek köszönhetően azt reméljük, hogy belátható időn belül – ezen évtizedeket ért a kutatónő -, lézerrel gerjesztett elektron- és neutronforrás segítheti az orvosok munkáját. Ennek érdekében a következő években legalább olyan lézeres technikán alapuló stabil részecskeforrást kell létrehozni, mint amilyen stabilak manapság a lineáris gyorsítók.”
Ahhoz, hogy a remélt terápiás lehetőségek közelebb kerüljenek a klinikai alkalmazásokhoz, nagyon sok kísérletre, ezen belül sugárbiológiai kísérletre van szükség. Az egyik klasszikus megoldás a sejtkultúrák vizsgálata, a másik az élőrendszerek elemzése. A sejtkultúrák lehetnek egészséges, illetve daganatos sejtek, lehetnek egyrétegűek, illetve szferoidok, azaz többféle sejtből álló kis gömbök. Hagyományos élőrendszer az ecetmuslica, az egér és a patkány, de olykor malacokkal és majmokkal is kísérleteznek a kutatók. Szintén fontos kísérleti alany a zebradánió nevű hal.
Ezt a gerinces élőlényt sokféle orvosi kutatásban alkalmazzák. Munkacsoportunk a sugárbiológiai tesztelések során alapozta meg használatát. Ennek oka az az érdekes tény, hogy a zebradánió genetikai állományának 70 százaléka megegyezik az emberével. A közös halmazba tartoznak azok a gének, amelyek a stressz és egyéb károsító hatások helyreállításában szerepet játszanak. A zebradánió embriókon a sugárbiológiai hatások is kiválóan tanulmányozhatók. Noha az embriók mindössze egy milliméteresek, a kutatók számára fontos tulajdonságok ilyen léptékben is elemezhetők.
A morfológiai elváltozásokon és a túlélési arányokon túl az egyes szervekre – például a tápcsatornára, vesére, szívre - kifejtett hatás mellett az is tesztelhető, hogy a beavatkozás után mennyire károsodik a hal agyi működése. A részecskéknek a különböző szövetekre kifejtett hatása ugyancsak vizsgálható. „A sejttenyészetekkel szemben a halembriók kevésbé érzékenyek a környezeti változásokra, illetve nincs szükség fokozott sterilitásra. A többi élő modellhez képest a fenntartásuk is alacsony költségű, illetve könnyen szállíthatók – az utóbbi azért fontos, mert prágai testvérintézményünkben is kísérletezünk velük” – mondta el Hideghéty Katalin.
Kutatóink arra keresnek választ, hogy a neutronimpulzusok miként hathatnak a daganatos és az ép szövetekre. A sejtekkel és zebradánió-embriókkal folytatott kísérletek is ezt a célt szolgálják. Ahhoz, hogy a neutronsugárzás megfelelő dózisát kapják, a biológiai mintákat a technológiai fejlesztés e korai szakaszában nagyon közel kell tenni a sugárforráshoz. Ehhez a mintákat a neutronforrással együtt egy vákuumkamrába kell helyezni. Ezt úgy oldották meg kollégáink, hogy egy, a mintákat tartalmazó hermetikusan záródó henger is bekerült a vákuumtérbe.
A néhány órás besugárzás után kutatóink azt elemzik, hogy a beavatkozás milyen hatással volt az embriókra, illetve azok sejtjeire. A 24 órás korukban besugárzott embriók fejlődési rendellenességeit, kikelésük arányát értékelik, valamint a sugárzás által kiváltott sejtpusztulást számszerűsítik. Olyan jeleket keresnek, amelyek egyértelmű eltérést mutatnak a kontrollcsoporttal szemben.
A kezdet sokat ígérő, de még számos kérdést kell megválaszolni. Hideghéty Katalin ennek ellenére reméli, hogy nem kell évtizedeket várnunk a lézeres sugárterápia biztonságos alkalmazására. A professzor asszony álma, hogy pár éven belül lézerrel indukált részecskék humán klinikai kutatása is megkezdődhet.
Fotók: Balázs Gábor