Международная группа исследователей разработала быстрый способ измерения на месте антител к нескольким важным заболеваниям. Это может сказать, был ли кто-то подвержен определенному заболеванию. Отслеживание уровней антител с течением времени также может помочь врачам составить лучший план лечения для пациента.
Когда организм чувствует, что прибыли какие-то вторгшиеся бактерии или вирусы, он вызывает войска по борьбе с микробами: антитела. Эти особые белки могут бороться с инфекциями, а позже работать как дозорные, которые будут искать больше болезнетворных микробов.
Сегодня многие тесты на антитела необходимо проводить в лаборатории, полной дорогостоящего оборудования, отмечает Маартен Мерккс. Он работает в Технологическом университете Эйндховена в Нидерландах. Как биомолекулярный инженер, он анализирует, конструирует и манипулирует такими молекулами, как ДНК, белки и другие вещества, производимые или используемые живыми клетками. Мерккс отмечает, что для проведения тестов на антитела часто также требуется обученный техник. Это делает тесты довольно дорогостоящими. Еще одна проблема заключается в заборе большого количества крови.
Мерккс и его коллеги хотели избежать этих проблем. Но они не хотели начинать с нуля. Вместо этого они решили адаптировать систему, которую создали два года назад. Она работала, но требовала большого объема крови.
В новой же версии эта проблема была решена. Достаточно всего лишь капли крови, чтобы тест-полоски загорелись. Результат проявляется менее чем через пять минут. Цвет этого свечения указывает на наличие определенных антител или их отсутствие. Это контрольное свечение длится около получаса, что должно дать врачам достаточно времени, чтобы прочитать результаты.
Также новаторский метод позволяет выявить признаки сразу нескольких типов инфекции — от гриппа до СПИДа. Поскольку белки теоретически могут быть разработаны для обнаружения любого типа антител, этот метод может даже использоваться, чтобы определить, есть ли у кого-то антитела к новому коронавирусу, вызывающему COVID-19.
«В этой статье много умных идей, — говорит Чарльз Генри. Например, ему особенно нравится способность искать сразу несколько антител. Генри — химик, который работает в Университете штата Колорадо в Форт-Коллинзе, и не принимал участия в новом исследовании.
Тест основан на двух типах светящихся веществ. Один из них известен как люциферин и бывает нескольких форм. Тип, использованный в этом тесте, светится синим, когда он реагирует с кислородом. Ферменты, называемые люциферазы, как отмечают авторы, помогают ускорить реакции. Второе светящееся химическое вещество в их тесте называется люминесцентным белком, чувствительным к антителам, или LASP.
Белок LASP предназначен для обнаружения конкретного антитела, такого как то, которое человеческое тело вырабатывает для уничтожения вируса гриппа. Другая часть химического рецепта LASP включает люциферазу. Третья часть называется GFP. Это сокращение от зеленого флуоресцентного белка. И, как следует из названия, он светится зеленым.
В более старой версии этого теста использовался слой бумаги, который был пропитан раствором люциферина и затем высушен. Второй слой бумаги сушили после пропитывания LASP. Затем листы были положены друг на друга. Пока оба остаются сухими, их химические вещества не реагируют и не светятся.
Однако, добавив кровь, плазма начинает пропитывать оба слоя, позволяя их химическим веществам смешиваться. Если в крови нет целевых антител, химические вещества светятся голубовато-зеленым светом. Но если эти антитела есть, они мешают GFP. Это вызывает более голубоватое свечение.
Мерккс и его коллеги описывали этот тест еще два года назад. Одним из недостатков является то, что для бумажного теста требуется не менее 30 микролитров крови, больше, чем обычно можно получить при заборе из пальца. Чтобы использовать меньше крови, команда Меркса решила, что реагирующие химические вещества должны находиться ближе друг к другу. Зазор между слоями бумаги был слишком толстым.
Их более тонкая альтернатива? Нить. Они обрабатывают одну нить люциферина. Второй получает LASP. Скрученные вместе пряди остаются в плотном контакте. Как и прежде, при высыхании прядей нет реакции и свечения. Но добавьте немного крови, смешайте химикаты и появляется характерное зеленое или синее свечение.
Тест на одиночные, двойные или тройные типы антител
Новый тест может обнаруживать и измерять сразу три антитела. Для прототипа это были самые разные типы. Одно было антителом, вызванным вирусом гриппа. Второе — антитела к лихорадке денге. Последнее антитело образуется в результате контакта с ВИЧ, вирусом иммунодефицита человека. Это вирус, вызывающий СПИД.
Мерккс и его команда создали тройной тест, разделив длинную нить на несколько частей. Небольшая полоска водоотталкивающего материала разделяла три части, каждая из которых была обработана белками для определения различных антител.
Еще одна замечательная функция, по словам Генри, — это возможность измерять цвет сине-зеленого свечения с помощью камеры смартфона. (Эта функция также была доступна в более ранней версии этого анализа). Генри отмечает, что человеческий глаз не может легко отличить один оттенок некоторых цветов от похожих оттенков. Но после того, как камера телефона сделает снимок свечения, специальное приложение на телефоне может измерить соотношение синего и зеленого света. Это, в свою очередь, дает представление о том, сколько антител присутствует.
По словам Генри, такая информация может помочь врачам определить стадию чьей-либо болезни. Он добавляет, что любое изменение уровня антител с течением времени может служить ориентиром для прогресса пациента.
Мерккс и его команда сообщают, что если тестовые материалы хранить в прохладном месте и герметично закрывать, чтобы предотвратить попадание в них кислорода, они могут прослужить более 42 дней. Это означает, что их можно использовать в удаленных клиниках, а не только в лабораториях большого города.
По словам Виктора Штейна, что действительно умно в новом тесте, так это «его простота». Он молекулярный инженер Дармштадского технического университета в Германии. Он говорит, что ему нравится телефонный ридер, потому что эта технология «доступна каждому».
