- 329
- 0
ДНК-роботы обнаруживают SARS-CoV-2 быстрее ПЦР-тестов, но о конце пандемии пока рано говорить
Ученые Университета ИТМО в Санкт-Петербурге создали высокочувствительного наноробота из молекул ДНК для обнаружения возбудителей болезней. Наноробот способен быстро определять наличие вируса в образцах, например, взятых со стенок носа. Его эффективность проверена на COVID-19, но в перспективе такие молекулярные машины могут быть адаптированы для выявления и других вирусов.
В отличие от ПЦР предложенный метод не требует использования дорогих реагентов, сложного оборудования и обученного персонала, при этом он не уступает ей в точности. При разработке ученые химико-биологического кластера ИТМО поставили себе цель создать систему для обнаружения инфекций, которая будет проста в использовании, как аптечные экспресс-тесты, но при этом близка по точности к ПЦР.
В составе робота, который не виден человеческому глазу, 215 нуклеотидов. Также к нему подсоединены четыре специальных «рычага» — ученые называют их руками. Чтобы проанализировать образец на наличие инфекции, нужно добавить в него раствор с этой ДНК-системой и специальное вещество, — флуоресцентный субстрат, — которое позволит визуализировать результат.
Как утверждают разработчики, робот сможет обнаружить вирус, даже если тот будет присутствовать в образцах в малом количестве. Метод работает при комнатной температуре, без использования дорогих реагентов, оборудования и специально обученного персонала, утверждает первый автор исследования, аспирант химико-биологического кластера ИТМО Ахмед Эльдиб.
Ученые разработали следующий алгоритм поимки вирусной РНК: ДНК-робот приближается к искомой нуклеиновой кислоте, разворачивает ее своими «руками» и прикрепляется к ней. Эти процессы активируют расщепление субстрата, завершение которого можно отследить с помощью спектрометра по появлению флуоресцентного сигнала — холодному световому излучению. Соответственно, если образец будет без РНК вируса, реакции и сигнала не будет.
«Технология называется "роботом" скорее в переносном смысле. По сути, речь идет о химическом реагенте, который способен раскручивать РНК из биологической жидкости, — отметил старший научный сотрудник кафедры иммунохимии УрФУ и Института иммунологии и физиологии УрО РАН Михаил Болков. — Не очень понятно, на чем основано движение "рук" такого робота. Вероятно, это не автоматика, а обыкновенная химия, определенный фермент. То есть нет запрограммированного движения. Скорее, это молекулярная структура с активным ферментным центром. В целом всё зависит от результатов испытаний — если они успешны, то это замечательно».
Как рассказывают в ИТМО, следующий этап реализации проекта — упаковка метода в удобную тест-систему для домашнего использования. Кроме того, ученые хотят научить ДНК-роботов распознавать не только COVID-19, но и другие вирусы и онкомаркеры.
Исследование реализовано в рамках государственной программы поддержки и развития университетов Минобрнауки «Приоритет-2030».
Между тем, с окончанием пандемии стоит повременить еще несколько месяцев, считает главный научный сотрудник НИЦ эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф. Гамалеи, вирусолог Анатолий Альтштейн.
Несмотря на то, что по новым данным в РФ в среднем выявляется 6 500–7 000 случаев новых заражений, есть регионы, в которых заболеваемость не сокращается (Новосибирская, Костромская, Калужская области, Приморский край), а в Хабаровском крае — растет.
«Вирус стойкий в плане его способности к заражению. Он отличается не сверхвысокой контагиозностью, но и она снижается очень медленно. Когда возникает новый вариант вируса, он обладает хорошей способностью заражать — так идет нарастание волны. По мере нарастания вирус ослабевает, потому что идут неспецифические мутации в его геноме, и постепенно его заразность снижается — так волна спадает. В зависимости от того, как происходят неспецифические изменения вируса, варианты различаются. Некоторые могут месяцами вот так тянуть, а некоторые через пару месяцев практически исчезают. Этот вариант довольно стойкий, поэтому держится», — пояснил эксперт. — По мировым данным, мы на протяжении всей эпидемии видели ослабление летальности. Довольно высокой она была у варианта "альфа"(около 2,5%), у "дельты" она была несколько ниже (около 1,5%) , но "дельта" был очень упорным вариантом, который доминировал довольно долго. Множество смертей в нашей стране было связано именно с ним. Потом появился "омикрон", он имел высокую заразность, но гораздо меньшую летальность (0,1–0,5%), поэтому заболевших было в этом году больше, чем за 2020 и 2021 годы, а умерших существенно меньше».
Штамм «омикрон» отличается тем, что в большей степени поражает верхние дыхательные пути, и в меньшей – легкие, поэтому пневмония возникает гораздо реже, из-за чего в ИВЛ нуждается меньше людей.
По мнению Альтштейна, в скором времени очень важную роль будет играть иммунологический фактор течения пандемии. Формально около 620 млн человек в мире официально зарегистрированы как заболевшие, что составляет чуть меньше 8% человечества. На деле гораздо больше людей заражено, но нельзя сказать, что все уже болели. Поэтому эпидемия может продолжаться в том или ином виде еще несколько лет.
По словам эксперта, сейчас из постковидных симптомов наиболее распространены неврологические проявления, особенно такие общие симптомы, как усталость, сниженная жизнеспособность, общее плохое самочувствие. То, что называется постковидным синдромом, может быть совершенно разными патологиями.
Клиническая картина и последствия COVID-19 меняет успех тактик терапии и требует подключения иных алгоритмов лечения «привычных» заболеваний. О современных стратегиях и эффективных подходах фармакологической и нелекарственной терапии ишемической болезни сердца у пациентов, болеющих и переболевших коронавирусной инфекцией, поговорим 2 ноября с врачом-терапевтом, организатором здравоохранения из г. Санкт-Петербурга Тимуром Юнировичем Гарифуллиным.
Вебинар аккредитован 1 баллом НМО. Регистрация открыта по ссылке https://therapy.school/events/02112022/
Источники материала:
