Magyar kutatók készítenek atlaszt a kutyák agyáról

Bár dr. Kubinyi Enikő etológus a kutyák öregedését vizsgálja, abban bízik, hogy az emberekről is sok hasznos információ kiderül abból az átfogó kutatásból, amit az ELTE Etológia Tanszékén végez kollégáival. A kutatónő szakmai munkáját a napokban a rangos „L’Oréal - UNESCO A nőkért és a tudományért” díjjal ismerték el.

Dr. Kubinyi Enikő már 24 éve az ELTE Etológia Tanszékének munkatársa és az eltelt évek alatt számos aspektusból vizsgálta már a kutyákat. Újszülöttkorától nevelt kisfarkast, amelyet testvéreivel együtt kutyákkal hasonlítottak össze, hogy így tanulmányozzák a két faj viselkedését. Részt vett az etorobotika első kísérleteiben, amikor is robotokat vontak be etológiai vizsgálatokba. Jelenleg pedig egy világszinten is kiemelkedő kutatócsoportot vezet, mely a kutyák és közvetve az ember öregedésével foglalkozik. 

2018-ban a kutatónő dr. Csapó Edit kémikussal közösen részesült az akadémikusokból álló zsűri által odaítélt „L’Oréal - UNESCO A nőkért és a tudományért” díjban. A díj célja, hogy minél több tehetséges, sikeres nő váljon elismertté és ismertté, segítve ezzel is pályafutásukat, kutatásaikat. Dr. Kubinyi Enikő etológussal a díjátadó előtti napokban beszélgettünk, dr. Csapó Edittel készült interjúnkat pedig itt olvashatod el.

Hogyan lehet segítség az ember öregedésében a kutya mint modellállat?

A rágcsálófajokkal ellentétben, amelyeket a hagyományos laboratóriumi öregedésvizsgálatoknál használnak, a kutyákban spontán megjelenik a demenciaszerű viselkedés, és ez az, amitől mi emberek a legjobban félünk az öregedés kapcsán. Az ember mindenféle nehézséggel megküzd, ahogy öregszik, de hogyha az agya veszti el a funkcióját, akkor nincs mivel küzdenie. Ha a lábamat veszítem el, akkor kitalálom, hogy hogyan éljek láb nélkül, de ha az agyammal van probléma, akkor mindent másoknak kell kitalálni helyettem. A másik, amit a kutyáknál mindig ki szoktunk emelni: a viselkedési párhuzamok, az élettani hasonlóságok és az a környezet, amiben osztozunk. Emiatt az öregedés során hasonló tényezők hatnak rájuk is, mint ránk, és mellette ott van az a fantasztikusan nagy genetikai változatosság, ami a kutyafajták miatt jellemző a kutyákra.

Emellett pedig lényeges, hogy az emberek harmadának, majdnem felének van kutyája, és a nyugati típusú társadalmakban az emberek családtagjukként szeretik a kutyákat. Tehát az, hogy ötször gyorsabban öregednek, mint az emberek, óriási érzelmi teher is, és egy jólléti probléma kutyának és embernek egyaránt. A kutatásnak ezért saját értéke is van, mert az emberek szeretik a kutyát, és fontos nekik a jólléte.

Dr. Kubinyi Enikő
Dr. Kubinyi EnikőFotó: Tryck / L'Oréal

Hogyan jött létre a kutatócsoport?

2016-ban alakultunk az Európai Kutatási Tanács (European Research Council) támogatásával. Egy ötéves projekt keretében három irányból kutatjuk a kutyák öregedését: viselkedési, genetikai és idegtudományi megközelítésből. Jelenleg húszan dolgoznak a csoportban, közülük 15 kutató, a többiek pedig még hallgatók. A legtöbben biológus végzettségű etológusok, de van állatorvos, pszichológus, bioinformatikus is közöttünk. Létrehoztunk egy kutya agy- és szövetbankot, és emiatt molekuláris biológiai vizsgálatokra is mód nyílik, ami világszinten is újdonságnak számít.

Mi történt és milyen eredmények születtek eddig?

Amikor elindultunk, akkor az volt a cél, hogy legyen egy olyan állapotfelmérő tesztünk, amilyen az embereknél van, és ami alkalmas arra, hogy néhány tíz perc alatt meg lehessen mondani az alanyról, hogy milyen kognitív állapotban van. Ehhez először kidolgoztunk egy hosszú viselkedéstesztet, amihez kétszer kellett a gazdáknak ellátogatni a tanszékre. Ebben lemértünk 120 kutyát, és kiértékeltük az adatokat, majd kiválasztottuk azokat a vizsgálatokat, amelyeknél a legjobban látszott a fiatal és idős kutyák közötti különbség. Most ez alapján állítjuk össze azt a rövid tesztet, amit majd mások is használhatnak. Van már például olyan memóriatesztünk, ahol jól látszik, hogyan romlik a memória az öregedés során.

A viselkedésteszt kapcsán rengeteg egyéb adatot is felvettünk, például gyűjtöttünk ürüléket, amikor befejezték a tesztet, így megnézhetjük akár azt is, hogy a mikrobiom a bélben milyen kapcsolatban van a kognitív funkciókkal.

Az érintőképernyős vizsgálatunkban nagyon jól látszott, hogy az idős kutyák is szeretnek tanulni. Ugyan fele olyan gyorsan, mint a fiatalok, de nagyon lelkesek, aminek azért van jelentősége, mert nagyon sok gazda nyugdíjazza az idősödő kutyáját. Megállapítottuk, hogy ahogy öregszik a kutya, úgy egyre kevesebb örömet talál benne a gazdája. Ezen pedig tudunk változtatni. Ahogy a gazdák elkezdtek hozzánk hetente bejárni, és észrevették, hogy a kutyájuknak ez mekkora örömet okoz, otthon is elkezdtek velük dolgozni, mert látták, hogy erre szükségük van. Igaz, hogy a kutya lassú és nem tud versenyezni a fiatalokkal, de neki is szüksége van erre.

A genetikai vizsgálatokban elmentünk molekuláris biológiai irányokba is: agyterületeken belül össze tudjuk hasonlítani a molekulák szintjét a különböző korú kutyákban és tudunk génexpressziós vizsgálatokat végezni. De az agybank nyitott kollaborációkra is, küldtünk már például mintákat a Prágai Egyetemre, ezeknek az eredményei később várhatóak.

Gravírozott kutyaagy
Gravírozott kutyaagyFotó: Ruzsovics Dorina

Ezek mellett bekapcsolódtunk mi is a tanszéken folyó funkcionális MRI-kutatásokba. Épp most küldtünk be egy közleményt arról, hogy ha a kutya nem kap ingert a mérés alatt, akkor nyugalmi állapotban az egyes agyrégiók kapcsolódása elég hasonló az embereknél tapasztalthoz. Az fMRI-s képek előtt strukturális képeket is készítünk a kutya agyáról, és ezeket is elemezzük. Kiderült, hogy 4 év alatt jelentős agykamra-növekedés történik a nem fiatal kutyáknál, ez pedig állatorvosi szempontból nagyon érdekes, mert azt várnánk, hogy egy ilyen mértékű tágulatnál viselkedési jelek is vannak. Ezek a kutyák viszont magasan képzettek és hibátlanul teljesítik azt a feladatot, hogy ne mozduljon a fejük az fMRI-vizsgálat során, és a gazdájuktól sem érkezett panasz a képzésükre vagy a viselkedésükre. Mindezek mellett atlaszt is fejlesztünk az fMRI-vizsgálatokhoz, ami eddig hiányzott.

Egy másik idegtudományi ág az EEG-vizsgálat, amikor elektródákat ragasztunk a kutya fejére, és ezzel is agyi aktivitást nézünk, de sokkal kisebb felbontásban. Ehhez viszont nem szükséges előtréning, mivel alvás során végezzük. Itt egy speciális hullámformát azonosítottunk, amit úgy hívnak, hogy alvási orsó. Ez az orsó kapcsolatban van a tanulási képességekkel. Embereknél ez már ismert volt, de kutyáknál még nem írták le. A következő lépés az lesz, hogy megnézzük, hogy idős korban ezeknek az alvási orsóknak a frekvenciája, amplitúdója változik-e.

Hány kutyaaggyal rendelkeznek jelenleg? Ezek teljes agyak vagy csak részek?

A bankban már körülbelül 200 agy gyűlt össze az elmúlt két évben. Ezek komplett agyak. A komplett testet megkapjuk, és nemcsak agyakat gyűjtünk, hanem vért, gerincvelői folyadékot, valamint rakunk el nyálkahártya-kaparékot is, tehát vannak olyan szöveteink, amelyek - ellentétben az aggyal - élő állatból is gyűjthetők. Így ha találunk párhuzamot az agy és más szövetek között, akkor azokat később lehet használni a diagnosztizálás során.

A viselkedési teszt, amit említettem, egy longitudinális vizsgálat. Egy év után visszahívtuk a kutyákat, akik között volt olyan is, amelyik mutatta a demenciaszerű viselkedést: elmúlt a válaszkészsége, nem tudták bevonni a kísérletekbe, pedig egy éve még nagyon jól működött. Így most megnézzük, miben tér el a viselkedése az egy évvel ezelőttihez képest. Keressük azokat a jeleket, amikből következtetni lehetett volna arra, hogy ez a kutya demenciaszerű tüneteket fog mutatni. Ha időben felismerjük, akkor közbe lehet lépni - akár kognitív terápiával vagy fizioterápiával.

IMG 4712
Fotó: Ruzsovics Dorina

Mondhatjuk, hogy a foglalkozás lassítja a demencia megjelenését?

Így kell, hogy legyen, mert ez derül ki a humán adatokból is. Ezt még nem vizsgálták kutyáknál, akiknél egyébként nagyon zajlanak a változások, de tervezünk egy célzott kutatást. Az embernél egy kutató az életidejében nem tud egy idősödő populációt longitudinálisan vizsgálni, mert nem öregednek gyorsabban, mint a kutató maga, de a kutyáknál ez más. Az ötéves kutatási periódus lehetővé teszi, hogy ezeket a kutyákat végigkövessük az életük során.

Hány éves kortól számíthatnak a gazdák a demencia megjelenésére?

A 15-16 éves kutyáknak már majdnem a kétharmada mutat valamilyen tünetet, így ott már elég elkerülhetetlenül megjelenik. Ahogy pedig megyünk visszafelé az időben, úgy csökken ennek az aránya. Leggyakrabban vizeletvisszatartási problémák vannak, de felborulhat az alvás-ébrenlét ciklusa, esetleg sztereotip viselkedés jelenhet meg, például gyakran köröz a kutya.

Úgy tudom, három gyermek édesanyja. Gyerekek mellett mennyire volt nehéz kutatni?

Amíg kicsik voltak, én sem tudtam dolgozni, mint bármelyik másik anyuka. Ez közismert probléma. A rendszer szerencsére figyelembe veszi, az ERC Starting Grantet alapból a PhD fokozat megszerzése után 7 éven belül kell megpályázni, de gyerekenként 1,5 évvel eltolják a pályázati határidőt, így mi 4,5 év kedvezményt kaptunk. De nyilván így is jól látszik a rés. Az én koromban egy férfi kutató már eredményesebb szokott lenni.

A gyerekek mellett nagyon jó, hogy rugalmas a munkaidő, és nagyon támogató a közeg. Fantasztikusan sok segítséget kaptam a nagyszülőktől és a férjem is nagyon támogatott ebben. Nem az a tipikus férfi, nincsenek otthon férfi és női munkák, ugyanúgy végzi a házimunkát és viszi a gyerekeket, ha kell. De már nagyok, 15 évesek a lányok, a fiam pedig 8 éves.

Egy nagytestű és egy kisebb kutya agya között nincs olyan nagy különbség
Egy nagytestű és egy kisebb kutya agya között nincs olyan nagy különbségFotó: Ruzsovics Dorina

Az etológiában milyen a nemek aránya a kutatók között?

Jól látszik, hogy ide kutyázni főleg nők jönnek. Tízből 7 vagy 8 nő. De ha az ember bemegy egy senior értekezletre, akkor növekszik a férfiak aránya.

Milyen tervei vannak a jövőre nézve?

Még 3 évig biztos, hogy tart ez a projekt, és mivel sok jó kutató idekerült emiatt, és mi is nevelünk most sok embert, akik értenek ehhez, ezért az a felelősségem, hogy találjak további pályázatokat, hogy ők itt tudjanak maradni. A tanszék munkatársai közül csupán ketten alkalmazottak, mindenki más pályázatokból él.

Foglalkoznak máshol is a kutyák öregedésének vizsgálatával?

Ilyen nagy kutatócsoport pillanatnyilag nincsen. De Bécsben is folyt hasonló kutatás border collie-kon, ott viselkedésre fókuszáltak. Amerikában próbálnak elindítani egy olyan projektet, ahol a rapamycin nevű hatóanyagnak az öregedésre való hatását szeretnék tanulmányozni, velük is kapcsolatban vagyunk. Az, hogy mi most ennyien vagyunk, és ilyen átfogóak tudunk lenni, az ERC-nek köszönhető.

Mikor várható, hogy az eredmények valamilyen gyakorlati formában a gazdákhoz eljutnak?

Próbáljuk tartani, amit megígértünk, hogy az ötéves program végére legyen meg a jól használható, rövid teszt. Ezenkívül azonosítani fogunk néhány, vérből, nyálból vagy gerincvelői folyadékból kimutatható markert, amelyek jelzői lehetnek akár a kognitív diszfunkciónak, akár magának az öregedésnek. De remélem, hogy az alvási orsó is egy prediktív marker lesz. Átfogó tudást kell szereznünk, és mindennek az a célja, hogy azt mondhassuk, a kutya valid állatmodellje az emberi öregedésnek és bizonyos kutatási irányoknál érdemes használni. Az is nagyon fontos, hogy miközben sorra jelennek meg a publikációk, tudunk ismeretterjesztést végezni, hogy mi történik az öregedés során, hogy a gazdik foglalkozzanak többet a kutyájukkal, ne legyen kövér, ne lustuljon el, és hogy tegyék ezt magukkal is, ha minél tovább szeretnének egészségesek maradni. 

Mi ez az ösztöndíj?

Az elmúlt 16 évben 45 magyar kutatónő részesült a „L’Oréal–UNESCO A Nőkért és a Tudományért magyar ösztöndíjban”, a vállalat eddig 52,6 millió forintot osztott szét a magyar tudós nők között. Az alapítók törekvése a díj megalapításakor az volt, hogy a tudománnyal foglalkozó hölgyeket minél többen megismerjék – támogatva ezzel karrierjüket.

A külföldön már közel 20 éves hagyománnyal rendelkező program hazai változatára minden évben olyan tudós nők nyújthatják be pályázatukat, akik tudományos munkájukkal az élet- vagy az anyagtudományok valamely részterületének feltárásán fáradoznak és magyar felsőoktatási kutatási intézményekben, illetve az MTA kutatóintézeteiben dolgoznak. Az ösztöndíj csak nőknek szól, magyar kutatónőket támogat és az ország bármely pontjáról lehet pályázni rá.

Mustra