Как белки «ловят» рак?

Красноярскими учеными был создан светящийся белок для экспресс-диагностики меланомы - злокачественной опухоли, поражающей преимущественно кожу, а также сетчатку глаза и слизистые оболочки. Успешно завершить исследования удалось сотрудникам Красноярского научного центра СО РАН и Сибирского федерального университета.  

"В отличие от других систем, разработанный нами тест проводится в один этап и использует только одно антитело, что позволяет существенно снизить стоимость анализа", - рассказала один из авторов исследования, старший научный сотрудник Института биофизики Сибирского отделения РАН Евгения Башмакова.

Меланома считается одной из наиболее опасных форм рака в связи с высокой вероятностью рецидива и появления метастазов. Принцип тестирования - конкурентный твердофазный иммуноферментный анализ.

Как белки находят рак, рассказывает студентка Факультета Фундаментальной медицины МГУ им. Ломоносова, сотрудник Института Биоорганической химии им. Шемякина и Овчинникова РАН, автор офарме.рф Анастасия Андрианова. 

Появление раковой опухоли всегда сопровождается появлением особых маркеров, например, белков, в случае меланомы это сурвивин и MIA-белок.  Иммуноферментная реакция лежит в основе метода анализа раковых опухолей, иммуноферментного анализа.

В твердофазном конкурентном ИФА (иммуноферментном анализе) антитела наносятся на поверхность лунки планшета, затем в нее вносится исследуемый образец (например, сыворотка крови) и меченые антигены (ученые совместили биолюминесцентный белок с сурвивином и MIA-белком). Биолюминесцентный белок начинает светиться, когда антитело связывается с маркером, сшитым с этим белком. Если в исследуемом образце присутствуют такие же, но свободные, не биолюминесцентные, онкомаркеры, то они будут вытеснять светящий антиген из связи с антителом - конкурировать за него. В результате, чем больше концентрация антигена-маркера опухоли в образце, тем слабее будет наблюдаемое свечение. 

В иммуноферментном анализе используются разные способы детекции сигнала. К преимуществам биолюминесцентных систем относят высокую чувствительность и отсутствие необходимости использования дополнительных источников света, по сравнению, например, с флуоресцентными метками, которые также широко исследуются. Одним из самых известных методов детекции считается использование пероксидазы хрена. Основной принцип тот же: в результате взаимодействия антитело-антиген изменяется активность пероксидазы хрена и она окисляет специальное вещество, превращая его в окрашенный продукт, по интенсивности окрашивания определяют количество антител. Этот метод и аналогичные ему дешевле и проще, но обладают невысокой чувствительностью и не позволяют точно определить концентрацию антитела. 

Такие методы диагностики рака, какой нашли Красноярские учёные: современные, высокочувствительные и специфические (то есть реагирующие строго на определенный сигнал), крайне важны. Определение онкомаркеров позволяет выявить опухолевые заболевания на ранних стадиях, благодаря чему появляется возможность начать лечение раньше, на начальных этапах, что повышает эффективность лечения.

Кроме того, конкурентным преимуществом именно этого исследования, является создание метода, позволяющего определять присутствие сразу двух онкомаркеров: сурвивина - белка, ингибитора клеточной гибели, характерного практически для всех злокачественных опухолевых клеток и специфического белка меланомы, который позволяет детектировать и метастазы, и оценивать эффективность лечения.