Биочипы в диагностике туберкулеза
Д.В. Шевчук, О.Е.Кузнецов
Идея создания биологического чипа, который по величине, скорости и объему работы был бы похож на чип электронный, пришла в голову практически одновременно трем ученым – в Британии, Югославии и СССР. Российские ученые нашли наиболее короткий и эффективный путь к успеху.
Биочип – едва заметный матовый квадратик на блестящей пластинке размером не больше обычной почтовой марки. Принцип действия биочипа основан на законах не математики, а молекулярной биологии. Наносятся на пластинку микрокапли различных компонентов, молекулы. Эти молекулы – фрагменты ДНК или определенные белки – могут принадлежать бактериям, вирусам, токсинам и т.п. После того как пластинки облучат ультрафиолетом, капли полимеризуются в микроячейки- ловушки. На чипе их может быть от 100 до 4000.
Процесс определения патогена: в каплю крови, плазмы или любой другой анализируемой жидкости добавляют флуоресцентное вещество (крошечный “фонарик” получает каждая молекула, находящаяся в ней). Когда каплю помещают на чип, молекулы ищут “родственников” на биочипе и соединяются с ними. Там, где соберется больше “фонариков”, ячейка засветится ярче. Так “опознают” бактерии, вирусы, дефектные гены, а в принципе – любое вещество, имеющее молекулярное строение. “Опознание” можно провести под микроскопом.
Биочипы уже испытаны на в Центральном НИИ туберкулеза РАМН – здесь с их помощью определяли микобактерии лекарственно-устойчивого туберкулеза. В обычных лабораториях на подобный анализ уходит от двух недель до двух месяцев. «Противотуберкулезный» биочип может всего за сутки выявить формы патогенов, устойчивые к определенным антибиотикам. Картинка свечения ячеек дает точный ответ на вопрос, какой именно из десятков мутантных штаммов бактерии «поселился» у данного пациента. Традиционный же способ диагностики требует на это как минимум пять-шесть недель.