A koronavírus elleni védekezés legújabb találmányában Karikó Katalin és két műegyetemi professzor felfedezése találkozik.

Az amerikai Massachussets Institute of Technology (MIT) kutatói megtalálták a közös metszetet a Gömböc és az mRNS-technológia között. Mindkét felvetés forradalmi technológiai újítás, melyeknek magyar gyökerei vannak.

A Gömböc, azaz két egyensúlyi pontú, mono-monostatikus, mindig talpra álló új geometriai forma műegyetemi feltalálói, Domokos Gábor, a BME Építészmérnöki Kar (BME ÉPK) Morofológia és Geometriai Modellezés tanszék és Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék egyetemi tanára és az MTA-BME Morfodinamika Kutatócsoport vezetője, valamint Várkonyi Péter, a BME ÉPK Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék egyetemi tanára kezdetben nem is gondolták, hogy játékos találmányuk számos mérnöki, sőt, orvostudományi és gyógyszerészeti kutatást is inspirál a jövőben.

Várkonyi Péter és Domokos Gábor, a Gömböc feltalálói

A bme.hu egy korábbi írásában beszámolt arról, hogy a mérnökpáros következtetései több meglepő mérnöki alkalmazáshoz is alapul szolgáltak: többek között ilyen volt a szájon át adagolható inzulin kapszula, amelyet a Massachusettsi Műszaki Egyetem (MIT) és a Harvard Egyetem kutatói fejlesztették ki elsősorban a 2-es típusú cukorbetegségben szenvedők számára. Ezek a betegek normál esetben a hasnyálmirigy által termelt hormont mesterségesen, fecskendővel vagy infúzióval juttatják be a szervezetükbe. Amerikai kutatók egy olyan eszközzel álltak elő, amely kiváltja az olykor fájdalmat okozó fecskendőt. Egy szájon át bevehető, kisméretű kapszulát alkottak meg, amelynek a belsejében egy összenyomott rugóhoz erősített, cukorkoronggal a helyén tartott összepréselt inzulintű található. Miután a gyomorba kerül a kapszula, a gyomorfolyadék feloldja a cukrot, az elengedi a rugót és az injekció, valamint az inzulin közvetlenül a gyomorfalba, ez által pedig azonnal a véráramba jut. A kutatókat a műegyetemi Gömböc, azaz, az első ismert homogén mono-monostatikus test is inspirálta az eszköz megtervezésében, amelynél arra törekedtek, hogy a kapszula a gravitációra hagyatkozva, önmagától képes legyen a megfelelő irányba fordulni, és az abba ágyazott, milliméternél is kisebb tű így a megfelelő pozíciót felvéve szúrja meg a gyomorfalat.

Fotó: Alain Goriely/EPSRC

Domokos Gábor és Várkonyi Péter találmányát legújabban a Massachussets Institute of Technology (MIT) két kutatója, Giovanni Traverso gasztroenterológus és Robert Langer vegyészmérnök professzorok a koronavírus elleni mRNS vakcinával kapcsolták össze. A Gömböc elméletét egy szájon át bevehető, mRNS vakcinálást lehetővé tevő kapszula kialakításához használták fel. A már sertéseken is kipróbált eljárás jövőbe mutató jelei bíztatóak, amerikai tudósok szerint a módszer emésztőrendszeri betegségek, akár fekélyek kezelésére is alkalmas lehet a jövőben.

Az MIT professzorai tanulmányukban a műegyetemi kutató mellett hivatkoznak Karikó Katalin és kollégáinak 2014-es tanulmányára, amelyben az akkoriban még kísérleti fázisban lévő mRNS-technológia terápiás lehetőségeit taglalják. A magyar kutatónő 1990-ben vágott bele az Egyesült Államokban a hírvivő RNS terápiás lehetőségekkel kapcsolatos kutatásokba, majd társával, Drew Weismannal 2005-ben szabadalmaztatták a módosított nukleozidokat tartalmazó mRNS terápiás alkalmazásukat. E szabadalom alapján készült el 2020-ban a világon elsőként klinikailag is bizonyítottan hatásos harmadik generációs Pfizer-BioNTech Covid19-vakcina (Comirnaty vakcina).

Az MIT kutatói ugyanígy hivatkoznak Domokos Gábor és Várkonyi Péter 2007-es publikációjára is, amelyben a két műegyetemi szakember a leopárdteknős páncélja alakját példaként említve, annak morfológiáját veszi górcső alá. E dolgozatukban fejtették ki, hogy a hüllők az evolúciós fejlődés során egy olyan előnyös geometriai tulajdonságra tettek szert páncéljukkal, amely segíti őket abban, hogy a gravitáció révén a hátukról a talpukra billenjenek.

„A Gömböc esete bizonyítja, hogy egy tisztán matematikai problémafelvetésből hogyan lehet akár nagyon rövid idő alatt a mindennapi életben hasznosuló, kézzelfogható eszköz. Ez egyfelől motivációt jelent az elméleti kutató számára, másfelől kiválóan példázza, hogy az alap- és az alkalmazott kutatások kölcsönösen hatnak egymásra. Mindkettőt egyaránt támogatni kell, hiszen ezáltal válik tervezhetővé és folyamatosan végezhetővé a tudományos kutatás és az innováció. A Műegyetem fontos küldetése fejlesztő kapacitásainak kihasználása: a Gömböc a kutatói szinergiák szép példájaként mutatja az innováció megszületésének folyamatát” – nyilatkozott a bme.hu-nak egy korábbi interjúban Domokos Gábor.

TZS-HA

Fotó: Philip János

Kiemelt kép forrása: Felice Frankel/MIT