Չիպավորել COVID-ը. Ունիկալ բիոսենսորը րոպեների ընթացքում հայտնաբերելու է վարակը
Ռուսաստանի գիտնականները մշակում են եզակի էքսպրես ախտորոշիչ համակարգ՝ COVID-19-ի համար, որը խոստանում է ամենաարագը լինել երկրում: Ամբողջ թեստավորումը կտևի ընդամենը տասը րոպե: Կենսատեխնոլոգները մոդելավորել են պեպտիդ մոլեկուլները, որոնք կառուցվածքային առումով նման են մարդկային բջիջների կորոնավիրուսի «մուտքի դարպասին»: Եթե նմուշում կան վիրուսներ, ապա դրանք «կպչում են» պեպտիդներին, և օպտիկական սարքի օգնությամբ անմիջապես կարող եք դրանք տեսնել: Նաև ստեղծված բջիջները պլանավորվում են օգտագործել հակավիրուսային թերապիայի մեջ: Դրանց հիման վրա պատրաստված քսուքներն ու սփրեյները թույլ չեն տա, որ պաթոգենը թափանցի մարմին, քանի որ դրանք «կբռնեն» վիրուսներին և կզրկեն նրանց էպիթելիային բջիջներին կցվելու հնարավորությունից: Նորարարությանն անդրադաձել է «Известия»-ն:
Չիպային լաբորատորիաներ
Սանկտ Պետերբուրգի պետական էլեկտրատեխնիկական համալսարանի «ЛЭТИ» գիտնականները մշակում են նորարարական համակարգ` COVID-19-ի արագ ախտորոշման և բուժման համար՝ օգտագործելով պեպտիդներ, որոնք տարածականորեն լրացնում են (նման է որպես կողպեքի և բանալիի սիստեմին) կորոնավիրուսին: Փաստն այն է, որ վարակվելուց հետո SARS-CoV-2- ը բջջային մակերևույթի վրա ներծծվում է ԱՓՖ-2 ռեցեպտորներին կպնելու միջոցով, որը առկա է թոքերի և այլ օրգանների բջիջներում և հանդիսանում է կորոնավիրուսի համար «մուտքի դարպաս»: Այնուհետև պաթոգենը մտնում է բջիջ և սկսում իր պատճենների ձևավորման գործընթացները` իր սեփական ՌՆԹ-ն մուտքագրելով բջջի գենետիկական ապարատ: Արդյունքում բջիջը վերածվում է փոքրիկ «գործարանի»` նոր կորոնավիրուսային վիրուսներ արտադրելու համար:
«ЛЭТИ»-ի փորձագետները եկել են եզրակացության, որ պաթոգենը ապակտիվացնելու համար և դրա արագ թեստավորման համար պահանջվում են օլիգոպեպտիդ մոլեկուլներ (միացություններ, որոնք շատ փոքր ամինաթթուների կարճ շղթաներ են), որոնք ունեն տարածական կառուցվածք, որը լրացնում է կորոնավիրուսային բծերը, ինչպես նաև ԱՓՖ-2-ը: Նման մոլեկուլներով բիոկիպպիան թույլ կտա ձեզ «կապել» SARS-CoV-2 և արագորեն նույնականացնել այն, և միևնույն ժամանակ արգելափակել վիրուսը, ինչը անհնար է դարձնում մարդու բջիջների ԱՓՖ-2 ռեցեպտորներին կցվելու հնարավորությունը, «Իզվեստիային» այս մասին ասել է «ЛЭТИ»-ի առաջատար գիտաշխատող Տատյանա Զիմինան: Օգտագործելով համալսարանում ստեղծված Protein-3D համակարգչային ծրագիրը` գիտնականները մոդելավոր են երկու հարմար ամինաթթուների հաջորդականություն:
«Դրանցից մեկը պարունակում է ընդամենը ութ ամինաթթուների մնացորդներ: Այն կարող է օգտագործվել որպես լուծում ախտորոշիչ բիոքսիպի մեջ, — պարզաբանել է Տատյանա Զիմինան:- Երկրորդը հասնում է 15 ամինաթթվի մնացորդների, որոնք կապահովեն հաջորդականության նույնիսկ ավելի մեծ կապող ուժ վիրուսի համար: Այսպիսով, երկրորդ պեպտիդը գրեթե ամբողջությամբ կապվելու է բոլոր խմբերի հետ, որոնք ներգրավված են SARS-CoV-2 կորոնավիրուսների ԱՓՖ-2 -ի հետ փոխազդեցության մեջ:
Ամենաարագը
Այժմ գիտնականները ստուգում են և՛ հաջորդականությունը, և՛ մշակում են նախատիպային բիոչիպային հարթակներ: Հաջող թեստերի առկայության դեպքում նոր թեստային համակարգը կլինի ամենաարագը Ռուսաստանում: Այն կարող է ընդամենը 10 րոպեի ընթացքում իդենտիֆիկացնել կորոնավիրուսը: Վերլուծության բարձր արագությունը ձեռք է բերվում միկրոէլեկտրոնիկայի տեխնոլոգիաների օգտագործման միջոցով, որոնք նվազագույնի են հասցնում ձեռքով գործողությունները (դեղամիջոցի պատրաստում, ռեակտիվների խառնուրդ), իսկ չիպի միջոցով վիրուսը գտնելու գործընթացը արագ և ավտոմատացված է: Բացի այդ, նման համակարգերը շարժական են և հատուկ հարմարություններ չեն պահանջում:
«Մենք տեղյակ չենք այդ պեպտիդային բիոչիպերի օգտագործման փորձերի մասին, — նշել է Տատյանա Զիմինան: — Մեր տեխնիկան հետևյալն է. քանի որ վիրուսը գտնվում է էպիթելիում, վերլուծության համար պահանջվում է նմուշ կոկորդից կամ քթից: Ապակու կամ պոլիմերային չիպի վրա ապակե սլայդի չափով տեղադրված է լուծույթով տարրա, որտեղ տեղադրվում է վերլուծության նմուշը»:
Եթե նմուշում կան վիրուսներ, ապա դրանք «կպնում են» պեպտիդներին: Օպտիկական սարքի օգնությամբ դուք անմիջապես կարող եք տեսնել դրանց պայծառ ոտքերը: Միացված սպիտակուցների գրանցումն այդպիսի բիոչիպի վրա կատարվում է օպտիկական մեթոդի միջոցով, որը նույնպես մշակվել է «ЛЭТИ»- ում:
Գիտնականները շեշտում են, որ զարգացած պեպտիդները կարող են օգտագործվել հակավիրուսային թերապիայի մեջ: Եթե դրանք ավելի մոտեցվեն վիրուսին, ապա նրանք «կբռնեն» դրա ոտքերը և կապակտիվացնեն պաթոգենը: Արդյունքում, նա չի միանա էպիթելիային բջիջներին: Նման մոլեկուլները կարող են ներառվել արտաքին օգտագործման համար նախատեսված նյութերի կազմի մեջ: Դրանք կարող են օգտագործվել աերոզոլի, փոշու կամ քթի քսուկի տեսքով ինչպես բուժական, այնպես էլ պրոֆիլակտիկ նպատակով:
Հեռանկարային տեխնոլոգիան
Պեպտիդների փոխազդեցությունը խոստումնալից տեխնոլոգիա է: Այս մասին հայտնել է Մարկինով Սեչենովի անվան համալսարանի բժշկական մակաբուծաբանության, արևադարձային և փոխանցվող հիվանդությունների ինստիտուտի տնօրեն( «5-100» նախագծի մասնակից) Ալեքսանդր Լուկաշևը:
«Այս մեթոդը հետագայում կարող է հիմք հանդիսանալ դյուրակիր սենսորների համար, որոնք ներկայումս հայտնաբերում են վիրուսը մարդաշատ վայրերում: Մարդու ընկալիչի անալոգների օգտագործումը կապահովի վիրուսի նույնիսկ մուտացված ձևերի հայտնաբերումը (ինչը չի երաշխավորվում հակամարմիններ օգտագործելիս), քանի որ դա ընկալիչի հետ փոխազդեցությունն է, որը որոշում է հիվանդության պաթոգենեզը: Իհարկե, այս մեթոդով COVID-19-ի թերապիայի զարգացումը ավելի հեռու ապագայի խնդիր է, քանի որ դեռևս կան զգալի քանակությամբ փորձարկումներ»,- ընդգծել է գիտնականը:
Նկարագրված մեթոդը տեսականորեն հետաքրքիր է թվում և աշխարհահռչակ ամսագրերում կան մի շարք գիտական հոդվածներ ՝ կապված SARS-CoV-2 վիրուսի հայտնի առանձնահատկությունների մասին, հայտնել է ՄՖՏԻ-ի առողջության տվյալների վերլուծության և առողջապահության թվայնացման լաբորատորիայի ղեկավարի տեղակալ Ստանիսլավ Օստանովը:
«Ճիշտ է, տրամաբանական հարց է առաջանում, թե ինչու են այն սկզբունքները, որոնք հայտնի էին նույնիսկ COVID-19 պանդեմիկայից առաջ, չեն հանգեցրել հեղափոխության այլ վիրուսային վարակների, օրինակ մարդու իմունային անբավարարության վիրուսի բուժման գործընթացում», — նշել է փորձագետը:
«ЛЭТИ»-ի գիտնականները երկար ճանապարհ են անցնում հիպոթեզի փորձարկումից մինչև արդյունավետ տեխնոլոգիան կլինիկական պրակտիկայում ներդնելը: Փորձագետներն իրենք ասում են, որ ամբողջ թեստային ցիկլը կտևի ութից տասը ամիս:
