В ПГНИУ разработают новую систему диагностики рака простаты

Студентка ПГНИУ получила полмиллиона рублей на разработку новой тест-системы для просмотра онкомаркера рака предстательной железы. Система основана на гибриде коротких молекул и углеродных наночастиц. Она будет более доступной, быстрой, надежной и простой в использовании.

 

Большую роль в борьбе с раком простаты играет диагностика на ранних стадиях. Сейчас для диагностики заболевания применяются анализы, в основе которых лежат иммунные реакции антигена с антителом. Некоторые из них обладают высокой точностью, но дорогостоящи, длительны и сложны в исполнении. Другие позволяют быстро получить результат, но реагенты имеют низкую стабильность. 
 

Магистр биологического факультета ПГНИУ Мария Кропанева разработала проект новой тест-системы для диагностики рака простаты. Она позволит проводить анализ быстро (10–20 минут) и, благодаря интуитивному дизайну, без сложностей. С новой системой цена анализа может стать в 2 раза ниже, а надежность и стабильность реагентов вырастет. Это увеличит срок годности и упростит требования к хранению и транспортировке.

 

 

Инновационная составляющая системы заключается в использовании растворов углеродных наночастиц, связанных с ДНК-аптамерами. Этот реагент будет выявлять в крови больных простатический специфический антиген – главный маркер рака предстательной железы.
 

«Углеродные наночастицы используются в экспресс-тестах в качестве цветной метки – они коммерчески доступны, хорошо выдерживают химическое и температурное воздействие, интенсивно окрашены, упрощая анализ, и отлично поглощают белки. Их можно синтезировать самостоятельно при сжигании углеводородов. Растворы углеродных наночастиц, связанные с ДНК-аптамерами, стабильны и сохраняют свои способности в течение нескольких лет», – рассказывает разработчик.

 

Внешний вид диагностического реагента
 

В иммунохроматографии для диагностики рака используются моноклональные антитела. Техника их получения – сложный и длительный процесс, требует использования клеток животных, поэтому является дорогостоящей. Студентка усовершенствует принцип работы и введет более дешевый аналог антител – короткие одноцепочечные аптамеры. Аптамеры – это небольшие (обычно от 20 до 60 нуклеотидов) одноцепочечные молекулы РНК или ДНК, способные образовывать крепкие связи с молекулой-мишенью.

 

«Для получения аптамеров используется технология SELEX (systematic evolution of ligands by exponential enrichment). Она позволяет получать ДНК/РНК-аптамеры, которые могут взаимодействовать практически с любыми мишенями. После этого отобранные молекулы аптамеров можно химически синтезировать в неограниченном количестве, что позволяет использовать их в промышленном масштабе», – поясняет Мария.

 

К настоящему моменту получено большое количество аптамеров к самым разным мишеням, начиная от простых неорганических молекул и заканчивая сложными белковыми комплексами и целыми клетками. В том числе существуют и ДНК-аптамеры против основного маркера рака простаты – простатического специфического антигена (ПСА).

 

Сейчас команда проекта, которым руководит Мария, подбирает подходящий ДНК-аптамер и оптимальные условия его связывания с углеродными наночастицами. Тест-система сможет применяться в государственных и частных медицинских учреждениях онкологического и общемедицинского профиля, а также диагностических лабораториях. Основное поле реализации – скрининговые исследования и лабораторная диагностика РПЖ. 

 

Грант в размере 500 тысяч рублей Мария выиграла в конкурсе УМНИК, который в ПГНИУ проводится при поддержке инновационного центра «Мозгово». Научным руководителем в работе Марии выступил доктор биологических наук, профессор кафедры микробиологии и иммунологии Михаил Раев, а научным консультантом исследования – Павел Храмцов, кандидат биологических наук, ассистент кафедры микробиологии и иммунологии ПГНИУ.  Студентка реализовывает свою работу на базе Института экологии и генетики микроорганизмов, в лаборатории экологической иммунологии.

 

Для справки: Ежегодно в мире выявляется 396 тысяч новых случаев рака предстательной железы. В Пермском крае с 2013 года заболеваемость раком простаты увеличилась на 27,8%.

Пресс-служба