[Будь-здоров! 2] Эбола по бумажке
[Будь-здоров! 2] Эбола по бумажке
приветствует Вас!
Новый диагностический тест позволит выявлять опасные вирусы за полчаса.
К концу февраля, когда число жертв лихорадки Эбола - только по официальным
данным ВОЗ - превысило 10 тысяч человек, людей с подозрением на болезнь
задерживают в аэропортах, а многие страны обсуждают вопросы карантина и
закрытия границ, американские биологи представили новую технологию
экспресс-тестов, способных диагностировать любую болезнь.
Нужно всего лишь напечатать последовательности ДНК на клочках бумаги,
лиофилизировать их (высушить с помощью заморозки) и хранить при комнатной
температуре. При необходимости ДНК <включается>, если бумагу просто полить
водой - как обычный порошковый суп или кашу. Тогда, если в жидкости
присутствует опасный патогенный организм (например, фрагмент вирусного РНК
Эболы), бумага меняет цвет. Ученые доказали эффективность новой технологии,
разработав тест на вирус Эбола всего за 12 часов и потратив на необходимые
материалы лишь 21 доллар. Для теста потребуется полчаса, а обойдется один
датчик не дороже нескольких центов.
<Это базовая платформа для нового класса диагностических средств. Ясное и
практичное воплощение идей синтетической биологии>, - заявил главный
изобретатель технологии Джим Коллинз (Jim Collins). Коллинз - один из
<первопроходцев> синтетической биологии. Это междисциплинарное научное
направление (на стыке генетики, биофизики, эволюционной и молекулярной
биологии) ставит целью синтезировать то, чего нет в природе - своего рода
инженерный подход к органической жизни. Истоки синтетической биологии уходят
в 1989 год, когда ученые из Цюриха под руководством Стивена Беннера (Steven
Benner) синтезировали ДНК, содержащую две искусственные генетические буквы
помимо четырех известных (аденин, цитозин, гуанин и тимин), используемых
всеми живыми организмами Земли.
Фото: Harvard's Wyss Institute
Коллинз в 2000 году опубликовал статью с описанием метода создания
генетических <микросхем>, аналогичных электронным. Вместе с коллегами по
Бостонскому университету он собрал из биологических деталей простейшие
генетические устройства - осциллятор и тумблер. Затем группа Коллинза
перепрограммировала бактерии, превратив их в клеточных шпионов и отправив
собирать данные в пищеварительном тракте животных. Однако до сих пор эти
технологии оставались уделом элитных лабораторий, работающих на переднем
крае науки. Теперь, похоже, ситуация меняется. О диагностической <лакмусовой
бумажке> Коллинз сообщил в журнале Cell.
Среди ингредиентов <биохимического супа> - простые ферменты, необходимые
бактериям, молекулы, служащие топливом химических реакций, аминокислоты и,
что важно, рибосомы - гигантские молекулярные машины, считывающие
генетический материал и выстраивающие на его основе белки. В жидкой форме
эти вещества имеются практически в каждой биологической лаборатории. Но
только Коллинзу пришла в голову идея засушить их вместе с синтетическими
генами.
Принцип работы устройства.
Принцип работы устройства. Изображение: Wyss Institute
Вся суть в синтетических генах. Вирус, бактерия или другой объект, который
требуется диагностировать, связывается со специальным генетическим
переключателем на датчике, Тот запускает выработку яркой субстанции
(например, белка). Цвет и указывает на наличие патогенного микроорганизма.
Коллега Коллинза Кит Парди (Keith Pardee) усовершенствовал технологию,
разработав генетические переключатели, не дающие бумаге менять цвет в
отсутствие заранее определенных молекул диагностируемого вещества. Это
позволяет одновременно брать пробы на 24 отдельных участка вирусной РНК -
никакие естественные последовательности ДНК не дают такого охвата. Ученые
научили бумагу отличать версии заирского (именно он привел к нынешней
эпидемии) и суданского штамма вируса Эбола всего за 30 минут. Для сравнения:
стандартные тесты на антитела проводятся в течение многих месяцев и стоят
тысячи долларов.
Если технология печати ДНК-схем будет реализована, цена отдельных датчиков
не превысит нескольких центов. Помимо дешевизны, новая технология отличается
тем, что не требует специальных условий хранения, заявил Коллинз. Линчон Ю
(Lingchong You) из Университета Дьюка полагает, что массовое производство
датчиков организуют с помощью роботов, собирающих и печатающих <микросхемы>
на бумаге.
Однако тест еще далек до совершенства. Необходимо его доработать, научить
воспринимать бактерии и вирусы по меньшему количеству молекул, а также
снизить вероятность ложно-положительных результатов. Только тогда тест
придет в соответствие с общепринятыми критериям современной диагностики.
<Потенциально это великая вещь. Но одно дело - эксперименты в лаборатории, и
совсем другое - подготовить технологию для работы в реальных ситуациях.
Только при минимизации ложно-положительного срабатывания тест можно будет
использовать, не подвергая здоровых людей риску ошибочного диагноза, за
которым следует пребывание в карантине вместе с больными>, - отметила Рут
МакНерни (Ruth McNerney) из Лондонского института гигиены и тропической
медицины.
Но темпы распространения эпидемии Эболы требуют как можно скорее довести
новую технологию до практического применения. Быстрые тесты на присутствие
вируса в крови, безусловно, повысят эффективность карантинных мероприятий в
аэропортах и убедит власти отказаться от тотальной изоляции африканских
стран, пораженных эпидемией.
Ученые предупреждают, что столь жесткие меры, как изоляция целых стран,
носят не медицинский, а социальный характер, и формируют иррациональный
страх перед всеми выходцами из охваченного эпидемией региона.
Закрытие границ заставит африканцев искать нелегальные пути проникновения в
Европу и Америку (когда их уж точно не будут проверять на вирус). Мало того:
замедлится поиск средств борьбы с эпидемией. В 1987 году власти США наложили
запрет на въезд всех ВИЧ-инфицированных. В итоге были сорваны важные научные
конференции, посвященные СПИДу, поскольку многим их участникам уже поставили
этот диагноз.
Ученые опасаются, что изоляция в сочетании с недостаточными усилиями по
вакцинации населения Западной Африки приведет к тому, что болезнь станет
эндемичной и законсервируется в регионе на многие десятилетия. Оградить 3-4
страны от остального мира санитарным кордоном на столь долгий срок вряд ли
возможно. Поэтому развитым странам остается только объединить силы, не
скупиться на расходы и как можно быстрее остановить эпидемию.
Артем Космарский
Источник: lenta.ru
