Определить по цвету

Interfax-Russia.ru — Красноярские ученые создали набор реагентов, который поможет быстро проверить клеща на энцефалит и боррелиоз.

© РИА Новости. Денис Абрамов

Сотрудники красноярского филиала Национального медицинского исследовательского центра (НМИЦ) гематологии Министерства здравоохранения РФ создали набор реагентов, который позволит проверить клеща на такие опасные инфекции как энцефалит и боррелиоз.

"Пока что разработанный нами набор реагентов можно использовать только в условиях лаборатории. В отличие от применяемого повсеместно метода ПЦР (детекция бактериальной ДНК с помощью полимеразной цепной реакции – ИФ) для работы с ним не требуется дорогостоящего оборудования. Достаточно лишь любого источника тепла, который способен поддерживать постоянную температуру в районе 60-65 градусов. При этой температуре реакция будет идти так же, как при ПЦР", — сообщил Interfax-Russia.ru автор исследования, сотрудник красноярского филиала Национального медицинского исследовательского центра гематологии Минздрава России Юрий Комаровский.

Для исследования клеща помещают в пробирку и капают на него реагентом, а затем ждут примерно час. По истечению этого времени цвет реагента может измениться или остаться прежним. Это и будет показателем наличия или отсутствия у клеща какой-либо инфекции.

"Если результат положительный – будет один цвет, если результат отрицательный – нет никаких клещевых инфекций – цвет реагента останется без изменений. На данный момент у нас в наборе есть реагенты для выявления боррелиоза и энцефалита. То есть можно разделить клеща на несколько проб и проверить его одновременно и на боррелиоз (несколько видов), и на энцефалит", — пояснил Комаровский.

По словам ученого, разработка уже прошла аппробацию в Омском НИИ природно-очаговых инфекций.

"Мы им отправили набор на аппробацию. Они его протестировали, результаты перепроверили методом ПЦР, так как он сегодня считается "золотым стандартом". В итоге разработка показала высокую эффективность", — отметил собеседник Interfax-Russia.ru.

По словам Комаровского, он и его команда уже получили патент на один из реагентов, сейчас готовятся документы на второй.

"У нас будет два патента на этот набор. Один на боррелиоз, другой – на энцефалит. Ожидаем, что в продажу наборы поступят уже в следующем году, как раз перед сезоном клещей. Пока что делаем ставку на лаборатории, в том числе в отдаленных населенных пунктах, где нет специального оборудования и которые не имеют возможности отправить куда-то клеща на анализ. Думаю, им будут интересны такие наборы", — сказал он.

По словам Комаровского, один набор реагентов позволяет выполнить пятьдесят исследований. Его стоимость в рознице будет варьироваться от 15 до 20 тыс. рублей.

На следующем этапе на основе созданного набора реагентов ученые планируют разработать портативное устройство для диагностики клещевых инфекций, которое можно будет взять с собой в лес.

Как сообщалось, в 2019 году Комаровский и его команда выиграли на развитие своего проекта грант в размере 500 тыс. рублей по программе "Умник" от Фонда содействия инновациям (ФСИ). В 2022 году, чтобы продолжить исследования, ученые открыли малое инновационное предприятие "Нуклеотест". Это позволило им принять участие в еще одном конкурсе фонда — "Старт-1" — и выиграть 3 млн рублей.

В свою очередь группа ученых из Красноярского научного центра (КНЦ) СО РАН, Сибирского федерального университета (СФУ) и Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН (г. Новосибирск) разработали био-тест на клещевой энцефалит на основе светящегося белка (люциферазы), выделенного из морского рачка Metridia longa. Это самый маленький из открытых биолюминесцентных ферментов.

"Разработанная тест-система включает в себя две функциональные части. Первая – сконструированная молекула, которая обнаруживает вирус (клещевого энцефалита – ИФ) и связывается с ним – антитело. Вторая – светящийся белок (выделенный из рачка Metridia longa), сигнализирующий о произошедшем связывании", — пояснили в пресс-службе КНЦ.

Точность теста специалисты проверили при помощи стандартных наборов, которые используются в санэпидемслужбах для определения клещевого энцефалита. Расхождений в результатах они не выявили, при этом биосенсор из Metridia longa "сработал" на полчаса быстрее "классических" систем.

Также большая биолюминесцентная активность люциферазы Metridia позволила ученым в 1,5 раза снизить детектируемую концентрацию вируса в пробах, что увеличило точность анализа.

Ранее красноярские биофизики создали метку для определения вируса энцефалита на основе другого биолюминесцентного фермента – люциферазы Renilla, однако ее молекулярная масса в 2 раза превышает массу светящегося белка, выделенного из рачка Metridia longa.

"Чем меньше репортер, тем легче его произвести и скомбинировать с антителом, меньше факторов будут влиять на свечение молекулы и ее стабильность. Второе достоинство новой метки – она обладает большей биолюминесцентной активностью. Это позволило нам в полтора раза снизить детектируемую концентрацию вируса в пробах, что увеличило точность анализа", – пояснила соавтор исследования, научный сотрудник Института биофизики СО РАН Марина Ларионова.

Согласно расчетам ученых, один миллиграмм созданного гибридного белка может обеспечить более 100 тыс. измерений. При этом из одного литра культуры генетически модифицированных клеток, в которых "нарабатывается" светящаяся молекула, исследователи получали от трех до пяти миллиграмм белка.

"Значит, есть все основания говорить о возможности биотехнологического производства тест-систем на основе люциферазы Metridia longa. Однако следует отметить, что использование такого типа тестов потребует дополнительного оснащения существующих диагностических лабораторий", — отметили в КНЦ.

Как сообщал Роспотребнадзор, только за первый месяц лета 2022 года от укусов клещей пострадали более 350 тыс. россиян, более 400 человек заразились энцефалитом. Больше всего "жертв" клещей было зафиксировано в Свердловской, Кемеровской, Тюменской областях, Пермском крае, Томской, Челябинской и Кировской областях, а также Республике Удмуртия.

Впервые вирус клещевого энцефалита ученые обнаружили в 1937 году в мозге умерших, а также в крови и спинномозговой жидкости больных людей, клещей и диких позвоночных животных Сибири, Урала и Дальнего Востока. Вирусологи хорошо изучили эпидемиологию и клиническую картинку данного вируса. Они установили, что для клещевого энцефалита характерна лихорадка, интоксикация и поражение серого вещества головного мозга (энцефалит) и/или оболочек головного и спинного мозга (менингит и менингоэнцефалит), что в свою очередь может привести к стойким неврологическим и психиатрическим осложнениям и даже к смерти больного.

Естественным резервуаром вируса и его источником являются более 130 видов различных теплокровных диких и домашних животных и птиц: грызуны, зайцы, насекомоядные, хищники и копытные. Клещи заражаются от животных-носителей вируса и при укусе передают вирус человеку.

Обычно болезнь начинается с лихорадки, которая продолжается неделю и сопровождается головной болью, болью в мышцах, тошнотой, рвотой и общим недомоганием. Затем наступает восьмидневная ремиссия, после которой у некоторых больных следует вторая фаза заболевания, сопровождающаяся поражением центральной нервной системы, включая менингит (лихорадка, сильная головная боль, ригидность мышц шеи) и/или энцефалит (различные нарушения сознания, расстройства чувствительности, моторные нарушения вплоть до паралича). Однако бывают и противоположные случаи, когда после укуса инфицированного клеща болезнь у человека не развивается, а напротив он вырабатывает иммунитет к клещевому энцефалиту.

При боррелиозе (болезнь Лайма) все вышеперечисленные симптомы проявляются у человека не сразу, а спустя 3-6 недель после контакта с зараженным членистоногим. Кроме того, при болезни Лайма на месте укуса клеща появляется красное пятнышко (эритема), на которое люди часто не обращают внимания.

Как в первом, так и во втором случае на течение заболевания во многом влияет скорость диагностики. Иными словами, чем быстрее подтвержден факт укуса именно зараженным клещом, и чем быстрее начато лечение, тем больше шансов избежать необратимых изменений в организме и спасти жизнь человека.