– Мария Эмильевна, знаю, сейчас вы активно занимаетесь исследованиями вирусов, что особенно актуально в связи с пандемией COVID-19. Это так?

– Наши исследования в последние годы направлены на создание неинвазивной диагностики онкологических заболеваний. В ходе работы над этой темой мы перешли к определению наличия природных соединений методом поверхностно усиленной спектроскопии комбинационного рассеяния, который позволяет определять присутствие веществ в очень низкой концентрации. В современной модификации этот метод обладает очень высокой чувствительностью, позволяет определять наличие буквально нескольких молекул искомого вещества и проводить определение не только в биологических пробах, но и в окружающем пространстве. Таким образом, мы детектируем молекулы нуклеиновых кислот, появление которых связано с онкозаболеванем.

Погрузившись в метод, мы нашли возможность получить дополнительное усиление измеряемого сигнала. На нашем факультете мы объединили усилия с группой профессора Алексея Михайловича Копылова, имеющего большой опыт в исследованиях по определению гриппа и других вирусов, и начали новую работу, посвященную созданию системы определения наличия молекулярных компонентов SARS-COV-2.

– Работает ли над этим ещё кто-то из ученых?

• Да, многие. Здесь стоит много фундаментальных задач. Естественно, мы не единственные, кто работает с этим методом. И у нас в стране, и в других странах есть группы, которые занимаются подобными исследованиями, и, на мой взгляд, это хороший пример дружеской конкуренции и своего рода гонки – кто справится первым, у кого получатся наиболее убедительные результаты? Всё это со временем позволит перейти к созданию принципиально новых диагностических систем, которые в корне отличаются от всего, что существует на данный момент. На основе этого метода можно разработать тест-систему для проведения анализа практически в реальном времени. При этом мы рассчитываем, что по точности такой анализ не будет уступать классической диагностике на основе полимеразной цепной реакции (ПЦР-диагностика). Сейчас настолько быстрых систем нет.

– То есть, главное преимущество метода – его высокая скорость?

– Да. Но метод хорош ещё и тем, что снимает ограничения, свойственные ПЦР-диагностике. У нас не будет необходимости получения копий молекул нуклеиновой кислоты вируса, что необходимо при ПЦР-диагностике, не будет эффекта ингибирования тест-системы компонентами биологического образца, поскольку здесь проводится прямая визуализация вируса. То есть, не надо будет что-либо выделять из вируса, чтобы его идентифицировать. Положил на специальную подложку образец, посмотрел - и результат готов. По сути, мы переходим к качественно иным методам диагностики, которые позволяют определять наличие вещества в малых количествах — без предварительного увеличения количества исследуемого вещества. Это поиск возможности создания метода массовой экспресс-диагностики SARS-COV-2, основанный на новых принципах.

– Но ведь для такого метода потребуется приборная база. Где её брать?

– Конечно, приборная база нужна, и отрадно, что такие приборы сейчас производятся у нас в стране. В частности, у меня сейчас стоит прибор, сделанный в Подмосковье. По сути, сейчас это выглядит как микроскоп, и сам анализ представляет собой процесс, когда вы наносите какую-либо биологическую жидкость или соскоб на специально подготовленную подложку, и дальше смотрите на содержимое. Тут важна комбинация приборного обеспечения и специальной подложки, которая позволяет разместить молекулы исследуемого вещества определенным образом чтобы получить специфический сигнал и усилить его чтобы детектировать минимальные количества искомого вещества. Специальные подложки тоже производят в нашей стране. В том числе, у нас на химфаке МГУ мы разрабатываем новые модификации специальных подложек.

– Каким образом проводится диагностика?

– Исследуемое вещество размещается на специально подготовленной подложке, поверхность которой структурирована нано-частицами серебра и модифицирована другими компонентами. Прибор облучает исследуемое вещество светом определенной длины волны и позволяет оценить наличие искомого вещества по характеристическому сигналу в спектре рассеяния. Для детекции вируса можно определять напрямую наличие его РНК или белка, экспонированного на поверхность. Для этого можно синтезировать специальный фрагмент ДНК (ДНК-аптамер), связывающийся с одним из белков оболочки вируса и определять наличие комплекса ДНК-аптамера с белком оболочки вируса на поверхности. Второй подход нам представляется более перспективным. Структура подложки подбирается таким образом, чтобы задерживать именно полноразмерные частицы вируса, а не его обломки или отдельные молекулы белка оболочки вируса. В ДНК-аптамер встраивается специальный фрагмент, наличие которого в исследуемом веществе показывает прибор.

– Всё это будет возможно делать только в специально оборудованных лабораториях или, например, удастся оснастить такими приборами машины скорой помощи, поликлиники, а то и начнут продавать в аптеках?

– Сейчас, на этапе лабораторной разработки, такие приборы могут быть использованы только в научных лабораториях. Но в случае, если метод заработает, вполне возможно создание портативных устройств, которые смогут работать где угодно. Уже сейчас существуют компактные спектрометры (например, Inspector, ООО “Фотон-био”), которые распознают определенные вещества в воздухе в аэропортах и других местах массового скопления людей. Это, конечно, потребует отдельной конструкторской работы, но всё это осуществимо, если заработает метод. После разработки метода следующим этапом должно стать взаимодействие с медиками. Необходимо провести исследования клинической чувствительности и специфичности метода. После этого встанут вопросы его внедрения в практическое здравоохранение.

Беседу вела Наталия Лескова.