Научный сотрудник СФТИ ТГУ Анастасия Шабалина выиграла грант президента РФ на разработку методики оценки качества поверхности аптасенсоров. Аптасенсоры – новый класс детекторов на основе аптамеров – одноцепочных молекул ДНК и РНК. Подобные биосенсоры открывают новые возможности в ранней диагностике заболеваний, к примеру, они используются для обнаружения опухолевых маркеров в крови и плазме человека.
– Аптасенсоры обладают аномально высокой чувствительностью и экстремально низкими пределами обнаружения целевых объектов, – рассказывает научный сотрудник лаборатории новых материалов и перспективных технологий СФТИ ТГУ Анастасия Шабалина. – Мишенью для аптасенсоров выступают белки, вирусы, клетки пораженных тканей. Сегодня исследователи расшифровывают структуру белка и на основе полученных данных создают биологические детекторы для раннего выявления разных патологий, например, некроза тканей, появления опухолей, повышенного роста эндотелия сосудов.
Главным функциональным показателем аптасенсоров является отклик на заданную мишень. Эта характеристика напрямую зависит от того, насколько качественно поверхность биосенсора модифицирована сигнальными молекулами – аптамерами, от непрерывности модифицирующего слоя, его толщины и взаимного расположения молекул в нем. Данное научное направление является достаточно новым, поэтому универсальной методики лабораторной оценки структуры поверхностного слоя пока не существует. Однако разработка такого подхода необходима, чтобы исключить возможность грубых ошибок при проведении анализов, особенно это важно при проведении анализа на опухолевые маркеры.
Исследования ученых СФТИ ТГУ в этом направлении начались после знакомства со специалистами из КрасГМУ им. профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого. На его базе были разработаны шесть новых аптамеров для аптасенсоров. Чтобы оценить качество сигнала и модифицированной поверхности биодетекторов, сотрудники КрасГМУ обратились к материаловедам Сибирского физико-технического института ТГУ, имеющим опыт в создании электрохимических сенсоров, модифицированных наночастицами.
– Объекты исследований, предложенные специалистами КрасГМУ, нас заинтересовали, началось взаимодействие, которое продолжится и в рамках проекта, поддержанного грантом президента РФ, – говорит Анастасия Шабалина. – Проводимые исследования направлены на достижение двух целей. Первая цель – это создание подхода, который позволит оценивать структуру и свойства аптамерного слоя, вторая – апробирование разработанной методики применительно к реальному образцу – аптасенсору – для определения онкомаркеров рака легкого в плазме крови. Образцы материалов нам предоставят красноярские партнеры.
В перспективе рекомендации, разработанные ученым СФТИ ТГУ, можно будет использовать не только для контроля качества биосенсоров, но и для решения широкого круга научно-исследовательских и практических задач. В частности, использовать выработанные рекомендации для изучения других органических слоев на твердых подложках, применять подход на производственных площадках при масштабировании и запуске в производство новой продукции.
