Бумажные диагностические тесты в скором времени могут изменить саму технологию выявления инфекций. Чтобы продемонстрировать эффективность подхода, который включает в себя покрытие бумаги ДНК медуз и других организмов, разработчики использовали его для определения двух штаммов вируса Эбола.

"Это новый класс диагностики и важнейшее практическое применение синтетической биологии, – комментирует один из разработчиков Джим Коллинз (Jim Collins) из института Висса в Гарварде. – Данная технология открывает новое поколение диагностических тестов".

Технология базируется на возможности "печати" (нанесения) ДНК на бумагу. Затем бумажные полоски подвергаются сублимированной сушке и далее хранятся при комнатной температуре. ДНК, являющаяся ключевым чувствительным элементом, "активируется" при добавления воды. После "включения" бумага меняет цвет, если вступит в контакт с целевым агентом: например, сегментом штамма Эбола или вирусной РНК, присутствующих в воде.

Фрагмент ДНК-индикатора связывается с генами целевой ДНК, что вызывает выработку сигнального вещества: белка, который придаёт медузам зелёное свечение в ультрафиолетовом свете, либо белков из бактерий, которые вызывают изменения цвета, видимые невооружённым глазом. Цвет бумаги указывает на то, какой из целевых патогенов обнаружен.

"Мы расширили диапазон возможностей лакмусовой бумажки для биохимических реакций, – поясняет Коллинз. – Сделать это оказалось очень просто".

Коллега Коллинза Кит Парди (Keith Pardee) усовершенствовал тест, добавив не существующие в природе генные переключатели (genetic switch), которые не дают цвету как бы то ни было меняться, если только очень специфическая молекула-мишень не присутствует в пробах.

Переключатели в полоске бумаги одновременно проверяют образцы на 24 различных участка вирусной РНК – это гораздо больше, чем было бы возможно при использовании исключительно природных последовательностей ДНК.

Таким образом в лабораторных условиях удалось различить версии заирского штамма вируса Эбола (ответственного за западноафриканскую эпидемию) и суданского штамма.
В ходе испытаний бумажный тест идентифицировал штамм вируса за 30 минут, то есть эта технология превзошла более дорогие и сложные лабораторные методики, в которых используются антитела.

По оценкам Коллинза, новый диагностический тест будет стоить всего $21 (около 900 рублей) – это по большей части цена последовательности ДНК, способной обнаружить вирусную РНК. Стоимость основы ДНК-индикаторов (которых в устройстве 24) составляет сущие копейки – от 2 до 4 центов (менее 2 рублей). Сборка бумажного диагностического теста занимает у учёных всего 12 часов. В общем, достоинств у нового теста масса.

Правда, разработчикам ещё предстоит обширная работа, которая должна доказать эффективность бумажного теста, определить его способность обнаруживать минимальное количество молекул-мишеней, процент погрешностей и ложноположительных результатов. В общем, диагностическому тесту предстоит подтвердить своё полное соответствие стандартам.

Как ни странно, но на волне новых технологий бумажные тесты только развиваются: так, исследователи создали индикатор бактерии синегнойной палочки, часто вызывающей кистозный фиброз, а также диагностический тест для онкологических заболеваний. Новая разработка открывает широкие возможности для развития подобных – доступных и простых, способных работать в полевых условиях, – биосенсоров.

Технология пока не совсем готова для практического применения: её ещё предстоит доработать и протестировать. Однако бумажные полоски, способные обнаружить вирус, в настоящее время разрабатываются для возможного использования в качестве дешёвого и простого способа быстрого выявления инфицированных людей.

В планах Коллинза и его коллег – создание и других тестов, выявляющих гены устойчивых к антибиотикам бактерий.

Молекулярная схема также может быть напечатана на ткани, так что диагностический тест может быть добавлен в бинты и одежду медицинского персонала, которая будет менять цвет при контакте с заражёнными, которые ещё не проявляют ярко выраженных признаков болезни.

http://www.vesti.ru/doc.html?id=2080323