Российские ученые разрабатывают уникальную систему экспресс-диагностики COVID-19, которая обещает стать самой быстрой в стране. На весь анализ уйдет всего десять минут. Биотехнологи смоделировали пептидные молекулы, схожие по строению с ?входными воротами? коронавируса в клетки человека.?Если в пробе есть вирусы, они ?прицепятся? к пептидам, а с помощью оптического устройства можно будет сразу увидеть их яркое свечение.?Также созданные молекулы планируют использовать в противовирусной терапии ? сделанные на их основе мази и спреи не позволят патогену проникать в организм, так как ?захватят? шипы вируса и лишат их возможности присоединяться к клеткам эпителия человека.
Лаборатория на чипеУченые Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета ?ЛЭТИ? разрабатывают инновационную систему экспресс-диагностики и лечения COVID-19 с помощью пептидов, пространственно-комплементарных (подходящих, как замок и ключ) шипу коронавируса.?Дело в том, что при заражении SARS-CoV-2 адсорбируется на поверхности клеток с помощью шипов через рецептор ACE-2, который присутствует в клетках легких и других органов и является ?входными воротами? для коронавируса. Затем патоген проникает в клетку и запускает процессы формирования своих копий с помощью внедрения собственной РНК в генетический аппарат клетки.?В результате клетка превращается в маленькую ?фабрику? по сборке новых вирионов коронавируса.
Специалисты ЛЭТИ пришли к выводу: для инактивации патогена и для экспресс-анализа на его наличие необходимы молекулы олигопептидов (соединений, представляющих собой короткие цепочки из аминокислот очень маленького размера. ? ?Известия?), обладающие пространственной структурой, комплементарной шипам коронавируса так же как и ACE-2.?Биочип с такими молекулами позволит ?связать? SARS-CoV-2, и оперативно идентифицировать его, и при этом блокировать вирус, лишив его возможности присоединяться к рецептору клеток человека, сообщила ?Известиям? ведущий научный сотрудник ЛЭТИ, кандидат физико-математических наук Татьяна Зимина. С помощью созданной в университете компьютерной программы Protein-3D ученые смоделировали две подходящие последовательности аминокислот.
? Одна из них содержит всего восемь аминокислотных остатков. Ее можно использовать в виде раствора в диагностическом биочипе, ? пояснила Татьяна Зимина. ? Вторая достигает 15 аминокислотных остатков, что обеспечит еще большую прочность связывания последовательности с шипом вируса. Таким образом, второй пептид будет практически полностью связывать все группы, участвующие во взаимодействии коронавируса SARS-CoV-2 с АСЕ-2.
Быстрее всехСейчас ученые тестируют обе последовательности и разрабатывают прототип платформы биочипа.?В случае успешных испытаний новая тест-система станет самой быстрой в России ? идентифицировать коронавирус она сможет всего за десять минут. Высокая скорость анализа достигается благодаря применению технологий микроэлектроники, которые позволяют минимизировать все ручные операции (подготовка препарата, смешивания реагентов), а сам процесс нахождения вируса с помощью чипа быстр и автоматизирован.?Кроме того, такие системы мобильны и не требуют специальных помещений.
? Эксперименты с использованием подобных пептидных биочипов нам неизвестны, ? отметила в разговоре с ?Известиями? Татьяна Зимина. ? Наша методика такова. Поскольку вирус находится в эпителии, для анализа необходима мокрота или мазок из горла или носа. На чипе из стекла или полимера размером с предметное стеклышко имеется входной резервуар с раствором, куда помещается проба для анализа. Чип вставляется в считывающее устройство, где раствор проходит мимо площадок с пептидами.
Если в пробе есть вирусы, они ?прицепятся? к пептидам. А с помощью оптического устройства можно будет сразу увидеть их яркое свечение. Регистрация присоединившихся белков на таком биочипе проводится с использованием оптического метода, также разработанного в ЛЭТИ.
Ученые подчеркивают, что разработанные пептиды можно использовать и в противовирусной терапии. Если приблизить их к вирусу, они ?захватят? его шипы и инактивируют патоген. В результате он не присоединится к клеткам эпителия. Такие молекулы можно включить в состав средств для наружного применения. Они могут быть использованы в виде аэрозоля, порошка или мази для носа как в лечебной, так и в профилактических целях.
Перспективная разработкаПептидные взаимодействия ? перспективная технология, сообщил ?Известиям? директор Института медицинской паразитологии, тропических и трансмиссивных заболеваний им. Е.И. Марциновского Сеченовского университета (вуз-участник проекта ?5-100?) Александр Лукашев.
??Этот метод в будущем может лечь в основу портативных сенсоров, определяющих вирус в реальном времени в местах скопления людей. Использование аналогов рецептора человека обеспечит выявление даже мутантных форм вируса (что не гарантировано при использовании антител), поскольку именно взаимодействие с рецептором определяет патогенез заболевания.?Конечно, разработка терапии COVID-19 с использованием этого метода ? вопрос более отдаленной перспективы, поскольку предстоит еще значительный объем испытаний, ? подчеркнул ученый.
Описанный метод в теории выглядит интересно, а о возможности использования пространственных особенностей вируса SARS-CoV-2 имеется ряд научных статей в журналах с мировым именем, сообщил ?Известиям? заместитель заведующего лабораторией анализа показателей здоровья населения и цифровизации здравоохранения МФТИ Станислав Отставнов.
? Правда, встает закономерный вопрос, почему принципы, известные и до пандемии COVID-19, не привели к перевороту в лечении других вирусных инфекций, к примеру вируса иммунодефицита человека, ?отметил эксперт.
Ученым из ЛЭТИ предстоит пройти большой путь от проверки гипотезы до внедрения в клиническую практику эффективной технологии. Сами специалисты говорят, что на весь цикл испытаний вплоть до сертификации Роспотребнадзором уйдет от восьми до десяти месяцев.?Работу над самой быстрой тест-системой и лекарством от коронавируса специалисты ЛЭТИ ведут совместно с НИИ гриппа Министерства здравоохранения РФ, НИИ особо чистых биопрепаратов, Санкт-Петербургским НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Пастера.
Без ограничений, но в маскеНедавно главный пульмонолог Минздрава РФ Сергей Авдеев заявил, что многие неправильно понимают суть ослабления ограничений, введенных из-за пандемии коронавируса в стране. В разговоре с журналистами он отметил, что на сегодняшний день можно наблюдать явное снижение новых случаев заболевания коронавирусом: ?Это, конечно, большой шаг в сторону уменьшения размеров пандемии.?В масштабах страны пока ничего существенного не происходит: можно говорить, что сегодня мы имеем определенные успехи в борьбе с коронавирусной инфекцией, и этим обусловлено снятие ограничений?, ? рассказал он в интервью ТАСС.
Однако, по словам врача, увеличение числа контактов между людьми после снятия ряда ограничительных мер может привести к новым случаям заражения.
? Здесь самое важное ? те самые мероприятия, о которых так много говорят врачи, Роспотребнадзор, СМИ. Мы должны соблюдать социальную дистанцию, носить маски, а в помещениях и перчатки. Всё это позволит снизить риски негативного сценария, ? сказал Авдеев.
Ранее представители ВОЗ заявили о выходе России на плато по коронавирусу. Отечественные специалисты говорят, что это закономерно и число инфицированных будет уменьшаться.
? Теория эпидемиологии учит, что после пика заболеваемости должна быть достигнута стадия плато, а затем количество вновь заболевших постепенно начнет снижаться, ? рассказала ?Известиям? старший научный сотрудник Института Х-Вio ТюмГУ Мария Орлова.
По состоянию на 14 июня в России подтверждено 528 964 случаев коронавируса, 280 050 человек выздоровели, 6948 умерли от новой инфекции. Общее число заразившихся коронавирусом в мире к утру 14 июня превысило 7,76 млн человек. Пандемия охватила 188 стран.?Об этом свидетельствуют данные проекта Университета Джонса Хопкинса, опубликованные на?сайте.