Израильские ученые разработали биочип для борьбы с будущей пандемией
Ученые из Института Вейцмана создали ДНК-чип, способный быстро синтезировать вирусные белки и тестировать реакцию на них иммунной системы конкретного человека.
Человечество было не готово к пандемии COVID-19 и быстрому распространению нового вируса. Пока разрабатывали тест-системы для анализа иммунного ответа на один штамм, уже циркулировали другие варианты. Традиционные методы требуют недель на производство и очистку каждого вирусного белка, а вирус мутирует быстрее.
Команда профессора Роя Бар-Зива из Института Вейцмана разработала биочип, который решает эту проблему за счет универсальности и скорости. Технология, описанная в журнале Nature Nanotechnology, позволяет синтезировать десятки вирусных белков непосредственно на кремниевой поверхности чипа и тестировать их взаимодействие с антителами из крови конкретного пациента.
На поверхность чипа ученые нанесли фрагменты вирусной ДНК с генетическими инструкциями для синтеза конкретных белков. При добавлении бесклеточной смеси биологических молекул эта ДНК начинает создавать вирусные белки. Затем на чип наносят каплю сыворотки крови пациента и наблюдают, к каким белкам прилипают антитела, то есть каким вирусам готова противостоять иммунная система.
Каждый биочип может производить 30-40 вирусных белков одновременно. Это позволяет определить, защищен ли конкретный человек от разных вариантов вируса. Например, есть ли у него антитела против исходного уханьского коронавируса, дельты или омикрона, и насколько эффективно они работают. Система дает количественные результаты о силе иммунного ответа, а не только отвечает "да" или "нет".
Ученые подчеркивают: "Мы не нуждаемся в долгом предварительном выращивании вирусного белка – каждое пятно на чипе производит собственный белок или его фрагмент. Имея десятки таких антигенов на одном чипе, мы можем протестировать их одновременно".
Главное преимущество технологии – это готовность к возможной будущей пандемии. "Если завтра возникнет новая вспышка, мы сможем взять генетическую последовательность этого вируса, произвести его белки на чипе и немедленно протестировать антитела, – говорит соавтор работы профессор Рой Бар-Зив. – Не нужно месяцами разрабатывать новые тест-системы под каждый вариант".
