Высокоточные тесты на антитела к COVID-19

Поделиться в facebook
Поделиться в vk
Поделиться в odnoklassniki
Поделиться в twitter

В Иркутске будет создана международная лаборатория по выпуску высокоточных серологических тестов на антитела к COVID-19. Участниками проекта являются Институт химии имени А. Е. Фаворского СО РАН, швейцарская компания Adamant Innotech и российско-китайское ООО «Байкал – международные технологии».

 

Союз трех против коронавируса

Сегодня в мире разрабатывается несколько тест-систем на определение антител к COVID-19. Компания Adamant Innotech создала на базе Центра электроники и микротехнологий CSEM в Швейцарии автоматизированную биочиповую систему, которая способна за 90 минут одновременно тестировать до 12 образцов. Важное достоинство установки – невероятная чувствительность.

– Метод основан на хорошо зарекомендовавшей себя технологии использования плазмонного резонанса золота в сочетании с уникальной поверхностью, включающей высоко комплементарные антигены, эффективно связанные с источником аналитического сигнала, – сообщил Андрей Иванов, директор Института химии СО РАН.

Проще говоря, с помощью данного прибора всего по одной капле крови можно будет определить, был ли человек ранее инфицирован вирусом SARS-CoV-2 (возбудителем COVID-19) и другими типами вирусов (H3N2, H1N1, SARS, MERS, грипп типа А и др.). Одна тест-система для определения антител к коронавирусу позволит делать около 200 анализов в сутки. По словам ученых, методы серологической диагностики позволяют получить результаты существенно быстрее, чем методы ПЦР (полимеразно-цепной реакции). К тому же ПЦР-диагностика дает однозначный ответ на вопрос о наличии возбудителя в организме, но не может дать ответ на вопрос о наличии антител, что может говорить о формировании иммунитета к заболеванию.

Первый этап нашего сотрудничества направлен на то, чтобы адаптировать и привнести на российский рынок один из самых эффективных на сегодняшний день тестов на антитела к COVID-19, – подчеркнул Андрей Иванов. – Далее мы займемся опытным производством тест-полосок с привлечением отечественных комплектующих. Но самое главное – научный потенциал и наработки нашего института позволят усовершенствовать технологию.

Таким образом, швейцарская сторона отвечает за базовую технологию тестов, китайская – за коммуникацию и частные инвестиции, российская – за совершенствование разработки и адаптацию для отечественного производства.

 

Гигантский эффект наночастиц

Несмотря на то что в мире многие крупные корпорации уже производят тесты на выявление антител к COVID-19, но по чувствительности они уступают тестам, над которыми работают ученые Иркутска и Швейцарии. А коллектив Института химии намерен применить свой опыт по работе с уникальными физико-химическими свойствами наночастиц, чтобы обеспечить усиление аналитического сигнала тестов на антитела.

Наша задача – усилить и усовершенствовать метод за счет развития совершенно новых двух каналов получения аналитической информации, – отметил Борис Сухов, заведующий лабораторией нанотераностики особо опасных и социально значимых заболеваний. – В природе почти все объекты имеют хиральность – иными словами это пространственная асимметрия. В качестве примера можно привести правую и левую руку, которые хоть и очень похожи, но далеко не идентичны (например, рукопожатие одноименными руками очень эффективное, а разноименными – совершенно не удобное и не эффективное; примерно то же самое происходит и при взаимодействии природных хиральных молекул). Причем хиральность природного объекта уникальна, как отпечаток пальца. Так, направление и угол вращения поляризованного света у молекулы – это, по сути, ее индивидуальная характеристика, которая в определенных случаях позволяет идентифицировать хиральную молекулу. Единичные хиральные молекулы в капле крови невозможно увидеть. А вот наночастицы, добавленные к анализируемой капле, позволяют их обнаружить.

Вместе с коллегами Борис Геннадьевич занимается изучением физико-химических и биологических свойств наночастиц последние 20 лет. Он говорит, что в этой области существования материи наблюдаются необычные явления. Когда вещество переходит в наносостояние, то возникают аномально высокие значения многих физико-химических параметров, например, напряженности электрического поля вблизи наночастиц, и здесь удается достичь не просто больших, а гигантских эффектов.

Вместе с сотрудниками Восточно-Сибирского института медико-экологических исследований из Ангарска иркутские ученые провели исследования, в результате которых удалось выяснить, что попавшие в мозг наночастицы способны запускать апоптоз (биологическую программу самоубийства) клеток головного мозга. Это серьезный аргумент того, что выбросы промышленных предприятий пагубно влияют на здоровье людей. Другая разработка Бориса Сухова получила грант как один из лучших стартапов в области препаратов для диагностики и терапии онкозаболеваний, в том числе головного мозга.

Ценный опыт иркутских ученых накоплен и в области нанокатализа. Исследования ведет  Лаборатория функциональных наноматериалов под руководством Юлии Титовой.

Для гипотетической реакции превращения вещества А в вещество В потребуются высокое давление и высокая температура, что сопряжено с большими экономическими затратами, и это технически сложно осуществить. Но стоит нам добавить вещество С – катализатор, как та же самая реакция может пройти при комнатной температуре и обычном давлении, при этом само вещество С в этой реакции не расходуется. Если вещество С будет использоваться в наноразмерном виде, то скорости химических процессов будут значительно выше, – рассказала Юлия Титова.

Ученые объяснили, что будет два вида тестов. Один – приборное определение по биоматериалу. Такое оборудование предназначено для лабораторий в медучреждениях. Второй тест будет напоминать полоски для определения беременности, у него будут похожие индикаторы. И для ответа – болел коронавирусом или нет – будет достаточно всего одной капли крови.

– Количество антител в крови напрямую зависит от того, как давно в контакте с вирусом был пациент. Тест позволит определить концентрацию антител в крови. Специалисты смогут правильно интерпретировать эти цифры, – отметил Андрей Иванов.

В настоящее время новые тесты проходят клинические исследования в Швейцарии, затем – в Москве. Параллельно ведется работа над открытием опытного производства в Иркутске. Реализация проекта в будущем позволит обеспечить масштабный выпуск высокоточных тестов на антитела к COVID-19, что поможет составить объективную клиническую картину, сформировать модель распространения вируса и выработать правильные профилактические меры.