Сверхчувствительные микрочастицы для диагностики рака
Открытые около 10 лет назад микроРНК (миРНК) работают как «выключатели», не позволяющие рибосоме синтезировать белок, закодированный в строго определенном гене. В раковых клетках функционирование этих небольших молекул может выходить из-под контроля, что способствует быстрому росту опухолей.
Исследователи Массачусетского технологического института, работающие под руководством профессора Патрика Дойла (Patrick Doyle), предложили метод выявления аномальных миРНК в крови онкологических пациентов. Их разработка может лечь в основу простого метода диагностики и мониторинга злокачественных заболеваний.
Метод заключается во внесении набора микрочастиц из гидрогеля, длина которых не превышает 200 мкм. Каждая из помеченных «штрих-кодом» частиц избирательно связывается с определенным типом миРНК, причем использовать для анализа можно не только образцы очищенной РНК, но и просто плазму крови. Считывание меток на частицах, связавшихся с миРНК, позволяет определить наличие раковой опухоли и ее тип (для каждого типа злокачественной опухоли характерен определенный состав миРНК).
Существующие методы выявления миРНК требуют долгого и сложного выделения этих молекул из крови или образца ткани, поэтому возможность использования плазмы крови (для анализа ее нужно всего 25 микролитров) значительно упрощает и удешевляет задачу. Такая возможность появилась благодаря тому, что разработанные группой Дойла частицы состоят из гидрофильных полимерных цепочек, охотно связывающихся с нуклеиновыми кислотами. К каждой из созданных учеными микрочастиц прикреплены миллионы идентичных фрагментов ДНК, комплементарных к определенным последовательностям миРНК. Если в образце крови присутствуют такие миРНК, они связываются с соответствующими цепочками ДНК.
Кроме того, в эти сенсорные ДНК встроены короткие последовательности нуклеотидов, связывающиеся с добавляемой позже флуоресцентной меткой. Специально разработанный микрожидкостной сканер позволяет быстро измерять уровень флуоресценции и определять количество присутствующих в крови миРНК. Он также распознает химический «штрих-код» каждой частицы, определяя, таким образом, тип выявленной миРНК. Весь процесс занимает менее трех часов.
Новый метод в 100 раз чувствительнее и намного точнее, чем существующие. миРНК вовлечены в развитие множества других заболеваний, в том числе ВИЧ, болезни Альцгеймера, диабета и заболеваний сердечно-сосудистой системы. Кроме того, он позволяет выявлять любые миРНК не только в плазме, но и в других биологических жидкостях. Поэтому в перспективе область применения нового метода не ограничивается онкологией. Профессор Дойл и его бывший студент Даниель Прегибон (Daniel Pregibon) уже получили лицензию на новую технологию и планируют разработку систем для коммерческого использования, выпуском которых будет заниматься основанная ими компания Firefly Bioworks.
Статья Patrick S. Doyle, and Stephen C. Chapin Ultrasensitive Multiplexed MicroRNA Quantification on Encoded Gel Microparticles Using Rolling Circle Amplification опубликована в предварительной on-line версии журнала Analytical Chemistry.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» www.vechnayamolodost.ru по материалам Massachusetts Institute of Technology: Ultrasensitive particles offer new way to find cancer.
01.09.2011