Диагностические тест-системы на основе аптамеров
Перспективы лечения онкологических заболеваний зависят от ранней диагностики, позволяющей выявлять начальные стадии патологических процессов. Несмотря на разнообразие существующих методов диагностики, основная масса злокачественных новообразований выявляется на поздних стадиях, когда исход лечения уже неблагоприятен. Ученые лаборатории БиоМеТ КрасГМУ (руководитель – д.б.н. А.С. Кичкайло) разработали метод ранней диагностики рака легкого и глиобластомы головного мозга, основанный на уникальном свойстве искусственных антител (аптамеров) селективно связываться с целевыми клетками. Аптамеры – это синтетические олигонуклеотиды, они химически стабильны, неиммуногенны и нетоксичны. Малые размеры этих молекул позволяют им эффективно проникать в любые органы и ткани, поэтому их можно подобрать к любой мишени. Аптамеры получают с помощью технологии SELEX, позволяющей осуществлять направленный отбор РНК- или ДНК-аптамеров с заданной аффинностью и селективностью.
Командой лаборатории БиоМет КрасГМУ совместно с исследовательской группой доктора Максима Березовского лаборатории биоаналитики и молекулярных взаимодействий, департамента химии Университета Оттавы (Канада) получены аптамеры к ткани рака легкого человека, которые позволяют идентифицировать клетки и продукты распада опухоли человека в клинических образцах. Также разработана оптическая тест-система для выявления циркулирующих опухолевых клеток в интактной крови.
В настоящее время ведутся работы по созданию способов идентификации белковых онкомаркеров в образцах плазмы пациентов с использованием методов, элетрохимии, кругового дихроизма, плазмонного резонанса, иммуннохроматографии с использованием коллоидного золота. Разрабатываются способы гистологического окрашивания срезов опухолевых тканей для флуоресцентной и световой мироскопии.
Получены ДНК-аптамеры к ткани глиобластомы, разрабатываются способы окрашивания опухолевых очагов для их визуализации во время операции. С использованием новой, запатентованной технологии селекции аптамеров к определенным рецепторам методом конкурентного вытеснения проводится выбор аптамеров к нескольким популярным маркерам опухолевых клеток. Выбираются аптамеры подходящие для диагностики рака молочной железы, глиобластомы, рака легкого, рака мочевого пузыря.
Спрей для интраоперационного контрастирования границ глиобластомы, разработанный учеными лаборатории БиоМет, позволит нейрохирургу уже через 1-3 минуты после его нанесения различать границы здоровой и опухолевой ткани, радикально удалять опухолевую ткань и контролировать качество оперативного вмешательства, а также свести к минимуму ущерб здоровым тканям головного мозга.
В лаборатории проводятся работы по определению биомаркеров рака легкого человека, глиобластомы, хронического и острого лимфолейкозов. Планируются работы по идентификации биомаркеров лимфоидных тканей воспалительного и аллергического ринита, рака молочной железы, инфицированного панкреонекроза. Для всех перечисленных заболеваний разрабатываются не только аптамеры для экспресс диагностики, но и подходы для адресной терапии с помощью аптаконструкций на основе аптамеров.
Коллективом авторов зарегистрировано семь патентов, опубликовано более 120 научных статей по теме исследования, из которых 17 за последние 5 лет, в том числе 5-ть в текущем 2020 году в журналах первого квартиля (Q1) международной базы данных Scopus и WOS (Molecular Therapy - Nucleic Acids. Biomedicines Cancers).
Данные разработки поддержаны грантом Министерства образования и науки Российской Федерации (2014), ФЦП мероприятие 1.2 «Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований и создание научно-технического задела по технологиям в области живых систем» (2011-2012), грантом Президиума РАН «Фундаментальные науки – медицине», Госзадание от Минздрава РФ, РНФ (2014-2015гг) и поддержаны Госзаданием Минздрава РФ, а также частными инвестициями ООО «ТОРИНС» и КБ «Искра».
Услуги
- Выделение и окрашивание циркулирующих опухолевых клеток с помощью ДНК-аптамеров
- Окрашивание препаратов послеоперационных тканей с помощью ДНК-аптамеров ex vivo
- Селекция ДНК-аптамеров
- Разработка диагностических тест-систем и средств терапии онкозаболеваний на основе одноцепочечных ДНК- олигонуклеотидов
