Красноярские специалисты предложили метод, который в перспективе позволит создать тест-системы для малоинвазивной диагностики рака легкого. Ученые использовали специальный аптамер — маленькую одноцепочечную ДНК, связывающуюся с определенными мишенями — прикрепив его к поверхности золотого чипа и превратив, тем самым, в аптасенсор. Последний может улавливать онкомаркеры в плазме крови. Результаты работы были опубликованы в журнале Scientific Reports.
По словам руководителя проекта, ведущего технолога Института химии и химической технологии СО РАН ФИЦ КНЦ СО РАН и руководителя лаборатории биомолекулярных и медицинских технологий Красноярского государственного медицинского университета им. В. Ф. Войно-Ясенецкого доктора биологических наук Анны Замай, успеха удалось достичь, используя улучшенный аптамер LC-18, обладающий высокой чувствительностью к циркулирующим в крови онкомаркерам рака легкого и выступивший в качестве аптасенсора.
«Для увеличения чувствительности сенсора на последнем этапе измерения мы добавили в конструкцию железные частицы, покрытые специальным составом, позволяющим им связываться с белками. Таким образом получился так называемый «сэндвич»: аптамер—белок—молекула железа», — рассказывает АннаЗамай.
Чтобы обнаружить биомаркеры в плазме крови применялся метод квадратно-волновой вольтамперометрии. Процесс выглядит примерно так: в анализируемый раствор (в данном случае — плазму крови) погружается индикаторный электрод, на поверхности которого и находится аптасенсорный комплекс. При подаче электрического тока в системе идут определенные электрохимические реакции. Исходя из их параметров, можно сделать те или иные выводы.
Ученые провели измерения на каждой стадии создания нового электрода: после модификации его аптамером, после добавления белка и после добавления железных частиц. Минимальная концентрация белков, которую зафиксировал аптасенсор, составила 2,3 нг/мл, аиспользование железных шариков позволило увеличить чувствительность в 100 раз.
Для проверки метода исследователи определили белки-онкомаркеры у двух групп людей: тех, кто страдал раком легкого, и здоровых. Результат подтвердил эффективность технологии, предложенной красноярцами.
Что касается практического применения результатов, то, как подчеркивают ученые, об этом речь пойдет только после усовершенствования и отработки метода, а также набора статистики, с помощью чего можно будет определить такие параметры, как точность, специфичность и чувствительность, и, конечно же, необходимых сертификационных процедур.
«Когда все это будет успешно проведено, полученная тест-система станет применяться в клиниках для диагностики и скрининга рака легких. Плодотворное сотрудничество с Клиническим краевым онкологическим диспансером им. А. И. Крыжановского обеспечит апробацию метода на клинических образцах, — говорит Анна Замай. — Кроме того, в настоящее время учеными проводятся совместные исследования с Физико-техническим институтом Томского государственного университета, а именно отрабатывается методика одновременного выявления шести белков-онкомаркеров в плазме крови пациентов с использованием мультиплексных электродов собственной разработки и отечественного производства (описанная здесь работа выполнялась с использованием испанских электродов), что позволит увеличить чувствительность и специфичность метода диагностики рака легких».
«Наука в Сибири»
Фото предоставлено Анной Замай
