A kézdivásárhelyi Nagy Mózes Elméleti Líceum elvégzése után a Szegedi Tudományegyetem kémia tanszékén folytatta tanulmányait másodévtől tehetség-ösztöndíjasként. A kutatás korán felkeltette érdeklődését, számítógépes molekulamodellezéssel foglalkozott, dolgozatai jelentek meg már egyetemista korában, így az oklevél megszerzése után jó szakmai háttérrel pályázta meg Cambridge-ben a doktori képzést. Fejér Szilárd 2010-ben hazatért, édesanyja sepsiszentgyörgyi diagnosztikai központjának anyagi támogatásával orvosi kutatólaboratóriumot hozott létre, és tervei között szerepel az itt végzett kutatás nemzetközi szintű megismertetése, fiatal kutatók idevonzása.
A megbeszélt találkozóra Fejér Szilárd színes, angol nyelvű szórólappal érkezett, amelyre egy összecsavarodott fehérjelánc messziről felhívja a figyelmet. Ilyen lesz az amerikai kémiai társaság kiadásában megjelenő The Journal of Physical Chemistry folyóirat júliusi címlapja, mely tudományos kiadványban jelenik meg a fiatal szentgyörgyi kutató dolgozata az Alzheimer-kór kialakulásában szerepet játszó fehérjék szerkezeti modellezéséről. Adott a téma, kéznél a kérdés: milyen szerepe van a számítógépes modellezésnek a betegségek okainak feltárásában?
A fehérjék birodalmában
Fejér Szilárd: Képzeljük el a fehérjéket, mint egy hosszú cérnaszálat, amelyik feltekeredik egy meghatározott gombolyagba. Ez a feltekeredési folyamat nagyon fontos, enélkül nem is alakulhatott volna ki az élet. Minden fehérje funkciója más és más, attól függően, hogyan tekeredik fel. Ezt gyakorlatilag lehetetlen megjósolni konvencionális módszerekkel, és nem is lehet nagyon vizsgálni kísérletileg sem. Most már körülbelül kétezer fehérjének lehet tudni a pontos háromdimenziós szerkezetét, de több tízezernél nem ismert. Ha megvan egy nagyon jó modellünk, és leírjuk az atomok közötti kölcsönhatásokat, ezzel modellezhetjük, hogyan tekeredik fel az adott fehérje, vagyis milyen alakzatot vesz fel.
– Konkrétan valamilyen fehérje, illetve folyamat modellezését végzi?
– Azt próbáltuk Szegeden az egyetemen megmagyarázni, hogy a fehérjék kisebb elemeinek, a peptideknek, nagyon kis fehérjeszakaszoknak milyen az energiafelülete. Gyakorlatilag minden folyamat – fizikai vagy kémiai – attól függ, hogy milyen az adott folyamathoz tartozó energiafelület. Minden rendszer általában a legstabilabb energiaállapotra törekszik, és ez a felületen való bolyongás az, ami egy kémiai reakció vagy folyamat. Ahhoz, hogy ezt a folyamatot le tudjuk írni, kell ismernünk a felületet vagy a felület némely részeit. A számításos kémiai modellezés erre alkalmas.
– Ehhez készen vannak a számítógépes programok, vagy a modellező készíti el ezeket?
– Vannak olyan programok, amelyeket lehet kereskedelmi forgalomban kapni, amivel az egyetemen dolgoztam, az egy ilyen program volt, ellenben amit Cambridge-ben használtam, azt gyakorlatilag mi fejlesztettük ki, a témavezetőnk kezdte a kilencvenes években kidolgozni, és azóta folyamatosan bővült. Cambridge-ben véletlenül csöppentem bele abba a témába, amit azóta is kutatok. Arra keresem a választ, hogy bizonyos molekulák vagy bizonyos fehérjék közötti kölcsönhatás miként befolyásolja azt, hogy a fehérjék hogyan állnak össze. Az én építőelemeim, amivel modellezek, nem atomok, hanem fehérjék vagy kolloidrészecskék, itt nanoméret-tartományról beszélhetünk.
Anglia helyett Háromszék
– Angliai évei alatt találkozott-e erdélyi egyetemistákkal, milyen volt ott az élet, kik segítették?
– Elsősorban a környezet segített nagyon sokat. Minden doktorandusznak van egy témavezetője, az enyém nagyon jó volt. Ő elvárt egy nagyon nagy fokú önállóságot, tehát nem állt mindig a hátam mögött, hogy nézze, hogyan haladok. Ha valahol elakadtam, bármikor lehetett hozzá menni, és segített, ha kellett. A mindennapokban pedig a jó közösség számított a legtöbbet. Magyarországi diákkal eggyel-kettővel találkoztam, romániait is ismertem egyet a tanszéken. Egyetemi szállásokon laktunk, és nagyon jól meg volt szervezve a közösségi élet, tagjai voltunk egy klubnak, mindig volt valamilyen rendezvény, ahol mind együtt voltunk a különböző szakokon tanuló hallgatókkal, doktoranduszokkal.
– Egyértelmű volt, hogy a doktori diploma megszerzése után hazajön?
– Párom korábban csoporttársam volt Szegeden, ő is Angliában tanult, a warwicki egyetemen szerzett biokémikusi doktori oklevelet, s bár gondoltunk arra, hogy ott maradjunk, több okból nem választottuk ezt a megoldást. Családalapítás szempontjából nem tartom ideális helynek Angliát, mert nem jó a klímája, egyetemi városokban a bérelt lakások nagyon lerobbantak, mert nagyon nagy rá a kereslet, és ezért bármit ki tudnak adni, túlárazott a lakásbérlés. Ha azt mondtam volna, hogy még öt évig nem akarok családot alapítani, akkor maradtam volna. Első körben Szegedig jöttünk, feleségem odavaló, ott voltam egy évig posztdoktorális kutató, utána hazajöttünk. Egy hónapból három hetet vagyunk itthon, egy hetet Szegeden, mert az ottani egyetemmel még tartom a kapcsolatot, és úgy tudom továbbvinni a témákat, ha időnként visszamegyek.
A stressz és a betegségek
– Olyan témákba kezdtünk, amit lehet tovább építeni, ami újdonság, amiben nagy potenciál van a továbbépítésében, és ezért nagyon neves folyóiratokban lehet közölni. Az Alzheimer-kórban bizonyos fehérjék rendellenesen tekerednek fel, nem a megszokott háromdimenziós szerkezetet veszik fel, és ezért toxikusak lesznek az agysejtekre nézve. Kicsapódnak, több fehérje egymásra rakódik, hosszú, összecsavarodott szálakat képeznek a sejtben. Mi azt modellezzük, mi az oka annak, hogy ezek a fehérjék teljesen másként csavarodnak, mint rendesen.
Van egy olyan hipotézis, hogy bármelyik fehérje képes ilyenszerű összetömörödésre adott körülmények között. A fehérjéknek nem az a legstabilabb állapotuk, amelyik élettanilag releváns, hanem van egy még stabilabb állapot, amikor összeállnak és kicsapódnak. Ez nem egy jó folyamat a sejtre nézve, gyakorlatilag ezt a két állapotot egymástól egy nagyon nagy energiagát választja el. Vannak olyan folyamatok, például az oxidatív stressz, amikor szabad gyökök keletkeznek a fehérjéken, és ezek roncsolják a sejtet. A sejtnek vannak védekező mechanizmusai, vannak természetes antioxidánsok, amelyek megfogják ezeket a szabad gyököket, hogy ne tegyenek kárt a DNS-ben vagy a fehérjében. Ha a DNS-ben tesznek kárt, akkor ez elvezethet ahhoz, hogy a sejt elrákosodjon, ha a fehérjékben tesznek kárt, akkor elvezethet szív- és érrendszeri betegségekhez. A stressz hozzájárul, hogy több szabad gyök keletkezzen, de lehetnek genetikai okai is annak, ha a fehérje rendellenesen csavarodik fel.
Egy másik témám: hogy áll össze a vírusok külső héja. Ebből az információból kiindulva lehet később olyan módszereket kifejleszteni, amelyekkel e buroknak a kialakulása megakadályozható, és ha nincs védőburka, akkor a vírus nem tud továbbterjedni, gyakorlatilag nem él.
A világ jobb megismeréséért
– Minden alapkutatásnak kell hogy legyen gyakorlati haszna is?
– Nem feltétlenül, de az alapkutatások nagy részét azért végzik, hogy valamilyen folyamatot meg tudjanak magyarázni, az orvosi kutatások esetében például ezekre alapozva lehet majd esetleg gyógyszert készíteni. Nagyon sokféle alapkutatás van, nem mindeniknek van azonnal haszna, de a világ jobb megismerése az alapkutatás fő célja.
– Miért a medicina felé irányulnak a kutatásai?
– Soha nem akartam orvos lenni, de megfogott, hogy az emberi szervezetben zajló folyamatok terén milyen sok mindent nem ismerünk, és természetesen gyermekorvos édesanyám munkája is hatással volt rám.
– Kik a munkatársai?
– A gyakorlati kutatással a feleségem, Jenei Zsuzsanna és egy bukaresti kollégánk, Emil Neagă foglalkozik, mindketten biokémikusok. Ők a szív- és érrendszeri betegségek és a csontritkulás esetében előforduló folyamatok egyikére keresik a választ, nevezetesen, hogy a homocisztein mennyisége miért nagyobb a normál határértéknél. Nem lehet tudni, hogy a homociszteinszint emelkedése ok vagy okozat-e említett betegségek esetében. Elég gyerekcipőben jár ez a kutatás, de azt gondoljuk, ez egy elég jó marker, hogy azelőtt már fel lehet deríteni valamelyik betegséget, hogy klinikailag lenne tünet. Ez elég drága vizsgálat, nem végzik a hétköznapokban. Mivel az édesanyám által működtetett Pro Vitam Diagnosztikai Központ adja az anyagi hátteret a kutatólaboratóriumhoz, és gyakorlatilag közös székházban dolgozunk, a laboratóriumi vizsgálatra érkező betegek körében tudunk felmérést végezni. Ez egy extra analízis, amire engedélyt kérünk a pácienstől, akitől amúgy is vért vesznek. Eddig ötven személynél végeztük el a vizsgálatot, ilyen kis csoportban a mérés még nem releváns klinikailag. Több beteg vizsgálata kellene, hogy meg tudjuk állapítani, mennyire van összefüggés a betegség mértéke, előrehaladottsága és a homocisztein mennyisége között, és utána lehetne egy olyan csoportban is elvégezni a mérést, amelynél nincs semmilyen tünet említett betegségekre. Ez nagyon drága, a reagensek nagyon sokba kerülnek.
Hazahívni a fiatalokat
– Hogy lehet kutatásból megélni?
– Ha nem lenne a klinika a hátunk mögött, akkor nem tudnánk megélni. A publikációk nem járnak pénzzel, ez csak elismertség, de nagyon fontos akkor, amikor pályázunk, mert utánanéz a pályáztató, hogy az illetőnek milyen eredményei vannak. Nemrég egy pályázatunk, amelyet a vírusok és rákos betegségek kapcsolata témában nyújtottunk be a román kutatási alaphoz, szinte nyertes volt, végül ezt az alapot a felére csökkentették 2013-ra, és nem kaptuk meg a pénzt. Európai uniós pályázatok is vannak, idén lezárul a 2007–2013 közötti költségvetési időszak, a határidők lejártak.
Jelenleg is várjuk a választ egy pályázatra a hazai kutatási alapnál, ahová a Román Akadémia biokémiai intézetével közösen pályázunk, együttműködésben a kovásznai szívkórházhoz tartozó, egykor Előpatakon működő, izomsorvadásos betegeket ellátó központtal, témánk: azoknak a génmutációknak a kutatása, amelyek ezt a betegséget okozzák. Ennek a kutatási programnak mi lennénk a koordinátorai, ha megnyerjük a támogatást.
Vannak egész közösségek Romániában, egész kis falvak, ahol nagyon nagy az izomsorvadásos betegeknek a száma annak ellenére, hogy nincs kimutatható rokonság két-három generációra visszamenőleg az érintett betegek között. A gyermekeknél már vannak kutatási eredmények, a betegek kétharmadánál már ki tudják mutatni, hogy milyen genetikai elváltozás okozza a kórt, de egyharmadáról ott sincsenek pontos ismeretek. A felnőtteknél nem állunk ilyen jól, és a lakosságnak nincs pénze arra, hogy kifizesse ezt a nagyon drága genetikai vizsgálatot, amelyet el kellene végezni, de sajnos, ez rövid távon nem javítja az életkilátásait.
– Ha újszülöttnél elvégeznék ezt a vizsgálatot, és kiderülne, hogy megvan az izomsorvadást okozó génhibája, akkor meg lehetne előzni, hogy kialakuljon a betegség?
– Nem lehetne megelőzni, de lehetne előre tervezni. Van olyan típusa ennek a betegségnek, amely csak a fiúknál alakul ki, a nők csak hordozzák.
– Melyek a hosszú távú tervek?
– Régebb a kutatással foglalkozó központokat akkreditáltatni kellett Bukarestben, az akkori feltételek szerint én ezt egyedül is megkaphatnám eredményeim alapján, de ezt eltörölték két éve, nincs szükség engedélyre. Az lenne a szándék, hogy legyen itt egy olyan kutatóközpont, amelyet külföldön is ismernek és elismernek, és akkor a fiatal kutatók talán nem mennének mind el külföldre. Ehhez folyamatosan közölni kell tudományos folyóiratokban, mert úgy tartják, egy kutató gyakorlatilag akkor létezik, ha van publikációja neves külföldi lapokban. Van egy jó alapunk, folytatni kell a munkát.
