Тестирование на «корону»: как российские ученые разрабатывают тест-системы для выявления COVID-19

Фото: https://minobrnauki.gov.ru

Фото: https://minobrnauki.gov.ru

21 Сентября 2020

Тестирование на «корону»: как российские ученые разрабатывают тест-системы для выявления COVID-19

Впервые о новой коронавирусной инфекции громко заговорили зимой, тогда же ученые со всего мира начали высказывать предположения о природе вируса. К февралю стало ясно, что SARS-COV-2 – это официальное название вируса – представляет серьезную угрозу миру. Тут исследователи разделились: одни начали разработку эффективной вакцины от COVID-19, другие занялись созданием тест-системы для успешного выявления заболевания. 

Сегодня в России проведено 40,9 млн исследований на коронавирус, зарегистрировано более миллиона случаев заболевания новой инфекцией, выздоровело около 900 тысяч человек. Успех борьбы с COVID-19 – в его раннем обнаружении. О новых тест-системах – в нашем материале. 

Экспресс-тесты от ФИЦ Биотехнологии РАН 
Тест-полоски для диагностики COVID-19 в Федеральном исследовательском центре «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН начали разрабатывать в начале пандемии. 
«Это был востребованный объект для исследования, а у нас большой опыт в области иммунохроматографических тест-систем, – отметил кандидат химических наук Александр Урусов, руководитель группы биоаналитических систем ФИЦ Биотехнологии РАН. – Все подобные тесты функционируют по одному принципу: регистрируется связывание определяемого соединения с маркером. Результат проявляется в виде окрашенных линий на тест-полоске, по их количеству можно определить, болен ли человек сейчас или болел в прошлом. Выявление IgM антител свидетельствует об активной фазе заболевания, тогда как определение IgG антител у человека без симптомов COVID-19 говорит о том, что он уже переболел».
Несмотря на общую историю таких тест-систем, каждый новый тест уникален, а его создание требует большого количества времени и ресурсов. Тест прост для конечного пользователя, но крайне сложен для разработки. Многочисленные компоненты и материалы полоски требуется подобрать таким образом, чтобы они обеспечили необходимые аналитические параметры в сложной среде (сыворотка или цельная кровь), хранились при комнатной температуре более года и выдавали результат даже в руках неспециалистов. По сравнению с другими тестами, разработка ФИЦ Биотехнологии РАН обладает высокими аналитическими параметрами, чувствительностью и специфичностью, малым временем определения и цветовой индикацией аналитической и контрольной зоны.
Непосредственно разработкой теста занималось шесть человек группы биоаналитических систем ФИЦ Биотехнологии РАН. Иммунохроматографическая тест-полоска прошла клинические испытания, получила регистрационное удостоверение Росздравнадзора и производится дочерней компанией исследовательского центра. 

Тест на антитела от ИМБ РАН
Ученые Института молекулярной биологии им В.А. Энгельгардта Российской академии наук (ИМБ РАН) разработали тест-систему, способную выявлять не сам вирус, а антитела и наличие иммунитета к нему. Она позволяет определить даже тех, кто переболел бессимптомно. «Мы решили детектировать антитела не на белок нуклеокапсида, как делают многие лаборатории из-за простоты его наработки, а на белок-шип (Spike). Именно он соединяется с клетками. Антитела к нему должны предотвращать связывание, то есть тест-система должна детектировать в основном именно защитные антитела», – рассказывает Александр Иванов, заведующий лабораторией биохимии вирусных инфекций ИМБ РАН.
«Во время режима самоизоляции в нашей лаборатории работало всего два сотрудника – и они первыми создали прототип такой системы. Тогда же стало понятно, что такими небольшими силами и без специализированного оборудования мы не можем наработать большое количество белка Spike вируса для масштабирования технологии. И тут на помощь пришел бывший аспирант ИМБ РАН, а сейчас завлаб в НМИЦ гематологии Министерства здравоохранения Российской Федерации, Григорий Ефимов. Его лаборатории удалось не только организовать наработку антигена - белка Spike, но и довести технологию до регистрации диагностической тест-системы в Росздравнадзоре», – добавил ученый. Регистрационное удостоверение получено 30 апреля 2020 года.
Сейчас тест-система уже доступна в медицинских лабораториях, воспользоваться ею может любой желающий

Высокочувствительные и высокоспецифичные комплексные тест-системы от ИБХ РАН
Сотрудники Института биоорганической химии РАН создали четыре тест-системы для обнаружения антител к новой коронавирусной инфекции в сыворотке или плазме крови человека. Первые работы начались еще в марте, когда ученые заинтересовались вопросами создания комплекса антигенов на основе рекомбинантного поверхностного вирусного спайк-белка (S-белка) и белка нуклеокапсида (N-белка) вируса SARS-CoV-2.
«Интерес возник спонтанно. Несколько молодых сотрудников моей лаборатории и других лабораторий со смежными тематиками предложили потенциальные разработки. Никакого приказа заняться работами в этой области с моей стороны не было, только научный энтузиазм сотрудников института, – рассказывает Александр Габибов, директор ИБХ РАН и заведующий лабораторией биокатализа. – Производство комплексных тест-систем для раннего обнаружения антител – IgG, IgM, IgA к SARS-CoV-2 – выполнены нами с привлечением биоинформационного анализа. Необходимо было выяснить, какие именно эпитопы белков вируса наиболее важны для иммунодетекции. Мы создали уникальный набор рекомбинантных белков, который и обеспечил нашим тест-системам высокую чувствительность и специфичность, что позволяет выявлять наличие антител в крови пациентов даже с бессимптомной или слабой формой заболевания. Тест-системы произведены на лицензированном фармацевтическом производстве ИБХ РАН, защищены патентом РФ, сертифицированы Росздравнадзором РФ и выпускаются под знаком ИБХ РАН, Минобрнауки России и Российской академии наук». 
У разработки есть ряд преимуществ: расширение спектра белков-антигенов до трех, использование конъюгатов к диагностически важным классам антител – IgA, IgG, IgM, а также то, что при создании белков-антигенов не использовался вирусный материал. Получение рекомбинантных белков не связано с клетками млекопитающих и насекомых – используется только бактериальная культура. Это более выгодно с экономической точки зрения.
Работы по созданию новых комплексных тест-систем для диагностики новой коронавирусной инфекции, а также вакцин для ее профилактики Минобрнауки России проводит в соответствии с поручениями Президента Российской Федерации и Председателя Правительства Российской Федерации.
Короткая ссылка на новость: https://www.nstar-spb.ru/~7s8Bf


Газета «Санкт-Петербургский вестник высшей школы»

Санкт-Петербургский вестник высшей школы

музыкальный вестник