Hogyan lehet néhány atom vastagságú rétegekből jobb mikrochipeket építeni? Lehet-e kevesebb energiával és hulladékkal gyógyszerhatóanyagokat előállítani? És mitől függ, hogy ugyanaz a daganatellenes kezelés melyik betegnél működik? Ezekkel a kérdésekkel foglalkozik az a három magyar kutatónő, akik 2026-ban elnyerték a „L’Oréal-UNESCO A Nőkért és a Tudományért” magyar ösztöndíját. Gyenge-Rusz Anett beszámolója.
Idén 24. alkalommal ítélték oda a „L’Oréal-UNESCO A Nőkért és a Tudományért” magyar ösztöndíjat. A program célja, hogy magyar kutatónők munkáját és tudományos pályáját támogassa. Az elmúlt 24 évben 66 kutatónő részesült az ösztöndíjban, a kiosztott támogatás összege pedig meghaladta a 100 millió forintot. A program védnöke a Magyar Tudományos Akadémia.
Az idei díjazottak kutatási területei első ránézésre nagyon különbözőnek tűnhetnek. Dr. Baji Zsófia az elektronikai eszközökhöz szükséges, rendkívül vékony anyagrétegeket vizsgálja, Dr. Bálint Erika a gyógyszergyártás fenntarthatóbbá tételén dolgozik, Dr. Menyhart Otília pedig több ezer daganatos beteg adataiból próbálja feltárni a kezelésekre adott eltérő válaszok molekuláris hátterét.
Egyetlen atom is számít
Az okostelefonok, autók, orvosi műszerek vagy a mesterséges intelligenciát kiszolgáló rendszerek működéséhez nélkülözhetetlen mikrochipek egyre nagyobb teljesítményt nyújtanak, miközben alkotóelemeik egyre kisebbek. Dr. Baji Zsófia, az Energiatudományi Kutatóközpont anyagtudósa és fizikusa olyan mérettartományban dolgozik, ahol már egy-egy atom eltérése is jelentős lehet.
„Egyes áramköri elemek mérete ma már mindössze néhány nanométer, vagyis néhány tíz atom nagyságrendjéről beszélünk. Ilyen méretekben már egy-egy atomnak, egy felületi hibának vagy az anyag szerkezetének is jelentősége lehet”
– magyarázza a kutató.
Baji Zsófia egyik központi kutatási területe az atomi rétegleválasztás, azaz az ALD (Atomic Layer Deposition). Ezzel az eljárással rendkívül vékony anyagrétegeket lehet nagy pontossággal létrehozni. A kívánt réteget egymást követő kémiai reakciókkal, lépésről lépésre, atomi rétegről atomi rétegre építik fel. Erre a pontosságra azért van szükség, mert ha egy réteg mindössze nagyjából 15 atom vastag, akkor is egyenletesnek és megfelelő összetételűnek kell lennie. Nem mindegy, hogy ugyanaz a réteg az egyik ponton 15, máshol 10, egy harmadik helyen pedig 20 atom vastagságú.
Baji ugyanakkor hangsúlyozza, hogy alapkutatóként azt próbálja megérteni, hogyan jön létre egy anyag, hogyan növekszik atomról atomra, milyen szerkezetet vesz fel, és ebből milyen elektromos vagy más tulajdonságok következnek. Az így megszerzett tudást később az alkalmazott kutatás és az ipari fejlesztés is felhasználhatja.
Munkájának van egy közvetlenebb alkalmazási oldala is. Olyan laboratóriumi környezetben dolgozik, ahol kollégái többek között neuromorf – az idegrendszer működéséből inspirálódó – áramköröket, vérminták elemzésére szolgáló chipeket, intelligens sebkötözők érzékelőit és sebészeti robotok szenzorait fejlesztik. Ezekhez megbízható, pontosan meghatározott tulajdonságú, sok esetben rendkívül vékony rétegekre van szükség. Vagyis előfordulhat, hogy a Zsófia által vizsgált anyag néhány laborral arrébb már egy működő eszköz részeként jelenik meg.
Az anyagtudomány az elektronikai eszközök környezeti terhelésének csökkentésében is szerepet kaphat. Egyes problémás összetevőket kevésbé veszélyes anyagokkal lehet kiváltani, és az anyagfelhasználás mennyisége is csökkenthető. Baji korábban például napelemekhez használható cink-oxid-alapú vékonyrétegekkel foglalkozott. Bizonyos vékonyréteg-napelemekben kadmiumtartalmú rétegeket is alkalmaznak, a kadmium azonban mérgező nehézfém, ezért régóta keresik a kiváltására alkalmas anyagokat.
Gyógyszergyártás kevesebb energiával és hulladékkal
Dr. Bálint Erika, a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem docense. Kutatócsoportjával azon dolgozik, hogyan lehet a gyógyszergyártás kémiai folyamatokat hatékonyabban, kisebb energia- és anyagfelhasználással, valamint kevesebb hulladékkal megvalósítani.
„A célunk tulajdonképpen nagyon egyszerűen megfogalmazható: ugyanazt az értékes molekulát próbáljuk hatékonyabban, zöldebben és fenntarthatóbb módon előállítani”
– foglalja össze Bálint Erika.
Ennek egyik legfontosabb eszköze az áramlásos kémia. A hagyományos, úgynevezett szakaszos szerves kémiai vagy gyógyszerkémiai szintéziseknél a reakciókat lombikokban vagy nagyobb reaktorokban végzik, amelyekben egyszerre van jelen a teljes reakcióelegy. Az áramlásos rendszerben ezzel szemben az anyagok folyamatosan haladnak keresztül kis térfogatú csővezetékeken, miközben a kutatók pontosan szabályozhatják a reakció körülményeit. Ez nemcsak gyorsabbá, hanem biztonságosabbá és könnyebben szabályozhatóvá is teheti a folyamatokat. A különbség különösen akkor válik fontossá, amikor egy hatóanyag előállításához több egymást követő kémiai reakcióra van szükség.
A hagyományos eljárásokban az egyes reakciólépéseket rendszerint külön-külön végzik el, közöttük pedig tisztítani kell a keletkező anyagot. Ehhez újabb és újabb oldószerekre lehet szükség. Ha ezeket nem lehet visszaforgatni, hulladékká válnak. Az áramlásos kémia egyik lehetősége éppen az, hogy több reakciólépést egyetlen összekapcsolt folyamatba rendezzenek. Így bizonyos köztes tisztítási műveleteket elhagyjanak. Ezzel rövidülhet a folyamat, csökkenhet az energiaigény és a felhasznált oldószer mennyisége, ezáltal pedig az oldószerhulladék is.
Bálint Erika kutatásának különlegessége, hogy a csoport nemcsak az ezekben zajló kémiai folyamatokat fejleszti. Magukat az áramlásos reaktorokat is megtervezi és 3D nyomtatással készíti el.
„Így nem feltétlenül a kémiát kell egy kereskedelmi forgalomban kapható berendezéshez igazítanunk, hanem a reaktort is az adott kémiai folyamat igényeire szabhatjuk”
– mondja Erika.
A 3D nyomtatás tehát lehetővé teszi, hogy egy-egy reaktort az adott reakcióhoz alakítsanak, emellett a saját fejlesztésű eszközök a drága, kereskedelmi forgalomban kapható áramlásos reaktorok alternatíváját is jelenthetik.
Mit keres a csípős paprika egy gyógyszerkémiai laborban?
A módszer működését jól szemlélteti egy mindenki számára ismerős vegyület: a kapszaicin, amely a paprika csípősségéért felelős. Bálint Erika és kutatócsoportja olyan folyamatos szintetikus eljárást dolgozott ki a kapszaicin és különböző származékainak előállítására, amely a paprikából történő hagyományos kivonásnál jóval kisebb energiaigényű és szelektív.
A kapszaicin ráadásul nemcsak azért érdekes, mert csíp. Biológiailag aktív molekulaként gyógyszeripari és növényvédőszeripari szempontból is jelentősége lehet. A kutató szerint azonban az eredmény valódi tanulsága túlmutat ezen az egyetlen vegyületen.
„Számomra nem önmagában a kapszaicin a legfontosabb eredmény. Sokkal inkább az, hogy meg tudjuk mutatni: egy biológiailag aktív molekula előállítását hogyan lehet újragondolni a zöld kémia és az áramlásos technológia eszközeivel.”
A kutatócsoport több biológiailag aktív molekula zöld szintézisén dolgozik, így az egyik vegyületnél megszerzett tudás más anyagok előállításánál is felhasználható. Hosszabb távon Bálint Erika szerint már a gyógyszermolekulák fejlesztésének kezdetén érdemes lenne figyelembe venni az előállítás környezeti szempontjait is.
Az egyik betegnél működik a kezelés, a másiknál nem
Dr. Menyhart Otília, a Semmelweis Egyetem adjunktusa azt kutatja, miért lehetséges, hogy ugyanaz a daganatellenes terápia az egyik betegnél visszaszorítja a daganatot, egy másik páciensnél viszont alig vagy egyáltalán nem hat.
Az azonos diagnózis ugyanis nem jelenti azt, hogy a betegség molekuláris szinten is ugyanúgy működik.
„A daganatok rendkívül sokfélék, és nagyon sok altípusuk van, amelyek különböző klinikai megközelítést igényelnek”
– mondja Menyhart.
Még az azonos altípusba sorolt tumorok között is jelentős molekuláris különbségek mutatkozhatnak, hiszen más gének lehetnek aktívak, más folyamatok tarthatják fenn a növekedést, és eltérőek lehetnek a daganat gyenge pontjai is.
Nemcsak maguk a daganatsejtek számítanak. Befolyásolhatja a kezelés eredményét a tumor mikrokörnyezete, az immunsejtek jelenléte, a vérellátás, a daganatsejtek energiafelhasználása és a különböző sejttípusok közötti kommunikáció. Egyetlen daganaton belül sem feltétlenül egyformák a sejtek. Megtörténhet, hogy egy kezelés a többségüket elpusztítja, néhány kevésbé érzékeny sejt azonban életben marad, és később ezekből indul újra a betegség.
Menyhart és kollégái bioinformatikai módszerekkel több ezer beteg adatait vetik össze. A daganatból származó molekuláris információkat – például azt, hogy mely gének vagy funkciók aktívak – összekapcsolják azzal, milyen kezelést kapott a beteg, hogyan reagált rá, és mennyi ideig sikerült visszaszorítani a betegséget.
Összehasonlítják például azoknak a daganatait, akiknél egy kezelés tartósan hatott, és azokét, akiknél a betegség hamar visszatért. Olyan molekuláris jellemzőket keresnek, amelyek elkülönítik a két csoportot, majd azt is ellenőrzik, hogy ezek az összefüggések más betegcsoportokban is kimutathatók-e.
Nem egyetlen felelős gént keresnek, hanem több génből kirajzolódó daganattulajdonságokat. Ezek mintázatából következtethetnek például arra, mennyire áll ellen a tumor a sejthalálnak, vagy milyen anyagcsere-folyamatok állhatnak a gyógyszerrezisztencia hátterében.
Az így feltárt molekuláris különbségek később a terápiás fejlesztésekhez adhatnak támpontot. Menyhart abban bízik, hogy a jövőben pontosabban meg lehet majd határozni, melyik betegnek milyen terápiát és mikor érdemes adni. Gyorsan fejlődnek az egyszerű vérvételen alapuló markerek is, és a kutató reményei szerint eredményeikből olyan, vérből mérhető markerek fejlesztése is következhet, amelyek segíthetik a terápiára adott válasz követését.
Az alapkutatástól az alkalmazásig
Az alapkutatás esetében nem mindig lehet előre megmondani, mikor és milyen formában lesznek az eredmények alkalmazhatók. Baji Zsófia szerint az is tudományos eredmény, ha egy ígéretesnek gondolt anyagról alapos vizsgálatok után kiderül, hogy nem alkalmas egy adott célra. Ha sikerül megérteni és publikálni ennek okát, más kutatóknak már nem kell ugyanabba a zsákutcába betérniük.
Mindhárom kutatás mögött az a kérdés húzódik, hogyan érthetjük meg elég pontosan a részleteket ahhoz, hogy később jobb megoldásokat hozzunk létre?
Hogy ezekből a megoldásokból mi jut majd el a mindennapjainkba, azt jelenleg nehéz megmondani. Lehet belőlük kisebb és takarékosabb elektronikai eszköz, kevesebb energiával és hulladékkal előállított gyógyszerhatóanyag, vagy akár olyan vizsgálat, amely segít eldönteni, melyik daganatellenes kezelés lehet eredményesebb egy adott betegnél. Ehhez azonban előbb azokat az apró részleteket kell megérteni, amelyekkel a kutatónők most a laboratóriumokban foglalkoznak – legyen szó néhány atom vastagságú anyagrétegről, egy kémiai reakció útjáról vagy a daganatsejtek molekuláris különbségeiről.
A cikk a „L’Oréal-UNESCO A Nőkért és a Tudományért” magyar ösztöndíj 2026-os díjazottjairól íródott sajtóközlemény – Pásztor Brigitta, Avantgarde Group – feldolgozásával, valamint Dr. Baji Zsófiával, Dr. Bálint Erikával és Dr. Menyhart Otíliával készült interjúk felhasználásával készült.
