Диагностические антитела и белки могут быть обнаружены с помощью ДНК-наномашин

Наноразмерная машина, сформированная из синтетической ДНК, может быть использована для быстрой, чувствительной и недорогой диагностики многих инфекционных и аутоиммунных заболеваний, включая вирус иммунодефицита человека и ревматоидный артрит.

Универсальная платформа для одностадийного флуоресцентного детектирования как моновалентных, так и поливалентных белков была разработана и основана на конформационно-переключаемом ДНК-каркасе "петля-на-стебле", который представляет собой элемент распознавания малой молекулы, полипептида или нуклеиновой кислоты на каждой из его двух стеблевых нитей.


Ученые из Римского университета Тор Вергата (Италия), в сотрудничестве со своими североамериканскими коллегами, разработали и синтезировали нанометровую “ДНК-машину", специальные модификации которой позволяют распознавать конкретные антитела мишени. Новый подход обещает поддержать развитие быстрого и недорогого выявления антител по месту лечения, устраняя задержку начала лечения и снижая медицинские расходы, связанные с современными методами. Специфический к белку датчик состоит из флуорофора и системы ДНК "петля-на-стебле", модифицированной гасителем люминесценции, содержащей два однонитевых хвоста. Для создания чувствительного к мишени датчика эти хвосты гибридизуют с ДНК, конъюгированной с соответствующим элементом распознавания.

Связывание антител с ДНК-машиной вызывает структурное изменение или переключение, которое генерирует световой сигнал. Датчик не должен быть химически активирован, он действует быстро, в течение пяти минут, что позволяет легко обнаружить антитела-мишени, даже в сложных клинических образцах, таких как сыворотка крови. Универсальность платформы была продемонстрирована путем обнаружения пяти двухвалентных белков (четыре антитела и хемокиновый тромбоцитарный фактор роста) и двух одновалентных белков (антигенсвязывающий домен и ТАТА-связывающий белок/транскрипционный фактор) с низкими наномолярными пределами обнаружения и отсутствием обнаруживаемой перекрестной реактивности.

Доктор философии Франческо Риччи (Francesco Ricci), профессор и старший соавтор исследования, заявил: "Одним из преимуществ нашего подхода является то, что он весьма универсален. Эта ДНК-наномашина может на самом деле быть специально модифицирована таким образом, что сможет обнаружить огромный диапазон антител; это делает нашу платформу пригодной для использования при многих различных заболеваниях". Материалы, необходимые для однократного анализа, стоят около 15 центов США, что делает этот подход весьма конкурентоспособным по сравнению с другими количественными подходами. Исследование было опубликовано 4 сентября 2015 года в журнале Angewandte Chemie.

Ссылки по теме:
Римский университет Тор Вергата