Створено біосенсор, що реагує на коронавірус
Зарубіжні вчені розробили біосенсори, який допоможе оцінити рівень заразність деяких нових мутацій SARS-CoV-2. Прилад оцінює взаємодію шипа коронавируса і ферменту АСЕ2, через який він проникає в організм. До шіпу вчені прикріплюють один фрагмент білка люціферази, а до ферменту - інший. При з'єднанні двох компонентів люціферази світиться. Така методика допоможе проаналізувати здатність вірусів з новими мутаціями проникати в клітку, а також оцінити ефективність ліків, вважають експерти. Але поки проводити подібні експерименти виходить тільки в ідеальних умовах, тобто в пробірці, повідомляє Известия.
За допомогою світлячків
Вчені з Університету Куїнс і Університету Британської Колумбії (Канада) створили біосенсори для оцінки взаємодії коронавируса з клітинами, через які він проникає в організм. Прототип приладу допомагає кількісно оцінити, наскільки активно зв'язуються особливий білок на коронавірус з ферментом АСЕ2 в клітинах зараженого.
На поверхні SARS-CoV-2 є білок (S), схожий на шип. Він дозволяє Коронавіруси приєднатися до рецептора людської клітини в момент проникнення в неї. Цей шип часто називають ключем, який вставляється в замок на поверхні клітини. Замок - це фермент АСЕ2, який присутній в більшості тканин організму.
Щоб біосенсори показував результат, вчені вирішили використовувати світиться фермент люциферази (він же працює у світлячків). Вчені розділили цей білок на дві частини. Одну прикріпили до шіпу коронавируса, а іншу - до АСЕ2. Окремо частини білка не світяться, але при з'єднанні починають це робити. За інтенсивністю світла можна оцінити, як багато шпильок зв'язалося з АСЕ2. Аналіз займає півгодини, повідомили вчені.
Прилад можна застосовувати, наприклад, для оцінки ефективності ліків проти SARS-CoV-2. Якщо препарат для блокування шипа вірусу працює, то система не буде виділяти світло, оскільки фрагменти люціферази Ти не будеш поєднаний. Крім того, можна побічно оцінити заразність нового штаму коронавируса, якщо мутація торкнулася саме шип.
«Цей простий і швидкий біосенсори значно прискорить виявлення вірусних мутантів і процеси відкриття ліків проти COVID-19», - підсумували автори винаходу.
Працює в чистоті
Біосенсор можливо застосовувати в фундаментальних дослідженнях, а ось в практичному використанні є сумніви, говорять російські експерти.
- Поки мова йде тільки про реєстрацію люмінесцентного ефекту при взаємодії SARS-CoV-2 і АСЕ2 в ідеальних, «чистих» умовах, - зазначив провідний науковий співробітник факультету лазерної фотоніки і оптоелектроніки Університету ИТМО (вуз - учасник проекту підвищення конкурентоспроможності освіти «5-100 ») Сергій Кудряшов. - Наприклад, щоб оцінити роботу сенсора за оцінкою дії антитіл проти коронавируса, будуть потрібні додаткові процедури виділення антитіл. Шлях до практичного застосування може бути як коротким, так і нескінченним.
Прикріпити фрагмент люціферази не тільки до шіпу, а до цілого вірусу SARS-CoV-2 - завдання набагато більш складна, звернув увагу провідний науковий співробітник лабораторії молекулярної біології МДУ ім. М.В. Ломоносова Роман Зіновкіна. Таким чином, робота приладу обмежена вивченням взаємодії між двома білками. Проте так можна проаналізувати ефективність ліків або антитіл по «блокування» вірусу, а також те, наскільки конкретна мутація шипа буде полегшувати проникнення вірусу в клітину або ускладнювати його, вважає вчений.
- Про застосування описаного біосенсора в клінічній діагностиці коронавирусной інфекції говорити передчасно, - заявив виконуючий обов'язки директора Інституту біомедичних систем та біотехнологій Санкт-Петербурзького політехнічного університету Петра Великого Андрій Васін. - У нього дійсно є потенціал при використанні в in vitro (у пробірці) скринінгу кандидатних лікарських препаратів проти SARS-CoV-2 для оцінки їх ефективності. Безпосередньо для діагностики COVID-19 і визначення SARS-CoV-2 такий підхід в представленому вигляді непридатний.
Потенціалу у сенсора в клінічній діагностиці і створенні препаратів від COVID-19, швидше за все, немає, вважає завідувач лабораторією біотехнології і вірусології факультету природничих наук НГУ, член-кореспондент РАН Сергій Нетесов.
- Біосенсор не визначає наявності жодного вірусного маркера, - зазначив експерт. - При оцінці ж кандидатів на противірусні препарати все одно треба проводити паралельні дослідження цих препаратів на модельних тварин.
Втім, у описаної канадськими вченими методики є і гідності.
- Метод призначений для оптимізації процесів створення противірусних препаратів і є вельми корисним, оскільки прискорює тестування ефективності розроблюваних з'єднань, - зазначила провідний науковий співробітник інжинірингових центру мікротехнології і діагностики СПбГЕТУ «ЛЕТІ» Тетяна Зиміна. - «Класичні» методи тестування із застосуванням живих культур вимагають роботи в спеціальних умовах при наявності досить строгих дозволів. Спосіб аналізу канадських вчених може використовуватися на фрагментах біосистеми, які не належать до класу небезпечних речовин і є більш доступними в наукових лабораторіях.