Заявлена сверхчувствительная тест-система для белковых биомаркеров

Исследователи из МТИ опубликовали в PNAS результаты испытаний нанофлюидной системы, предназначенной для концентрации молекул-биомаркеров заболеваний из образцов биологических жидкостей. Система, названная HOLMES (hierarchical nanofluidic molecular enrichment system), одинаково успешно работает с нуклеиновыми кислотами и белками.

Современные тест-системы обнаружения ДНК- и РНК-маркеров заболеваний, как правило, включают стадию амплификации нуклеиновых кислот, полимеразную цепную реакцию. С другой стороны, метода амплификации белков не существует, что сильно тормозит диагностику, основанную на анализе белковых маркеров. Иммуноферментный анализ (ИФА), используемый для этих целей, не позволяет работать с очень низкими, но клинически значимыми концентрациями белков. HOLMES обходит эти ограничения, позволяя физическими способами обогащать образцы белковыми мишенями в миллиард раз, одновременно отсеивая нецелевые молекулы белков и нуклеиновых кислот. Так, технология позволяет обнаруживать белки в концентрации на пять порядков ниже той, которая необходима для детекции с помощью ИФА.

С другой стороны, в этой системе анализ нуклеиновых кислот проходит без стадии амплификации, что позволяет избежать ложноположительных ответов и трудоемкой пробоподготовки, сообщают авторы работы.

Система представляет собой десятки тысяч параллельных микроканалов, уложенных слоями. В каналах образец движется под действием электромагнитных полей (аналог электрофореза). В каждом слое исследуемые молекулы концентрируются в определенном месте и переходят в следующий слой с меньшим числом каналов, а на заключительном этапе остается один канал.

Тем не менее, система включает стадию подготовки образца. Так, в данном исследовании для концентрации антигена p24 ВИЧ в образец добавляли антитела к нему, связанные с одноцепочечной ДНК с флуоресцентной меткой. А для выявления 96-нуклеотидного таргетного участка геномной ДНК микобактерии в образец предварительно добавляли комплементарный ДНК-зонд, связанный с флуоресцентным белком. Такие комплексы обладали иной подвижностью, нежели молекулы фона, а флуоресценция позволяла непосредственно их детектировать.