Эбола по бумажке

Новый диагностический тест позволит выявлять опасные вирусы за полчаса

Медицинский досмотр в аэропорту Лагоса, Нигерия
Медицинский досмотр в аэропорту Лагоса, Нигерия
Фото: Sunday Alamba / AP

К концу октября, когда число жертв лихорадки Эбола — только по официальным данным ВОЗ — превысило 10 тысяч человек, людей с подозрением на болезнь задерживают в аэропортах, а многие страны обсуждают вопросы карантина и закрытия границ, американские биологи представили новую технологию экспресс-тестов, способных диагностировать любую болезнь.

Нужно всего лишь напечатать последовательности ДНК на клочках бумаги, лиофилизировать их (высушить с помощью заморозки) и хранить при комнатной температуре. При необходимости ДНК «включается», если бумагу просто полить водой — как обычный порошковый суп или кашу. Тогда, если в жидкости присутствует опасный патогенный организм (например, фрагмент вирусной РНК Эболы), бумага меняет цвет. Ученые доказали эффективность новой технологии, разработав тест на вирус Эбола всего за 12 часов и потратив на необходимые материалы лишь 21 доллар. Для теста потребуется полчаса, а обойдется один датчик не дороже нескольких центов.

«Это базовая платформа для нового класса диагностических средств. Ясное и практичное воплощение идей синтетической биологии», — заявил главный изобретатель технологии Джим Коллинз (Jim Collins). Коллинз — один из «первопроходцев» синтетической биологии. Это междисциплинарное научное направление (на стыке генетики, биофизики, эволюционной и молекулярной биологии) ставит целью синтезировать то, чего нет в природе — своего рода инженерный подход к органической жизни. Истоки синтетической биологии уходят в 1989 год, когда ученые из Цюриха под руководством Стивена Беннера (Steven Benner) синтезировали ДНК, содержащую две искусственные генетические буквы помимо четырех известных (аденин, цитозин, гуанин и тимин), используемых всеми живыми организмами Земли.

Коллинз в 2000 году опубликовал статью с описанием метода создания генетических «микросхем», аналогичных электронным. Вместе с коллегами по Бостонскому университету он собрал из биологических деталей простейшие генетические устройства — осциллятор и тумблер. Затем группа Коллинза перепрограммировала бактерии, превратив их в клеточных шпионов и отправив собирать данные в пищеварительном тракте животных. Однако до сих пор эти технологии оставались уделом элитных лабораторий, работающих на переднем крае науки. Теперь, похоже, ситуация меняется. О диагностической «лакмусовой бумажке» Коллинз сообщил в журнале Cell.

Среди ингредиентов «биохимического супа» — простые ферменты, необходимые бактериям, молекулы, служащие топливом химических реакций, аминокислоты и, что важно, рибосомы — гигантские молекулярные машины, считывающие генетический материал и выстраивающие на его основе белки. В жидкой форме эти вещества имеются практически в каждой биологической лаборатории. Но только Коллинзу пришла в голову идея засушить их вместе с синтетическими генами.

Вся суть в синтетических генах. Вирус, бактерия или другой объект, который требуется диагностировать, связывается со специальным генетическим переключателем на датчике, Тот запускает выработку яркой субстанции (например, белка). Цвет и указывает на наличие патогенного микроорганизма.

Коллега Коллинза Кит Парди (Keith Pardee) усовершенствовал технологию, разработав генетические переключатели, не дающие бумаге менять цвет в отсутствие заранее определенных молекул диагностируемого вещества. Это позволяет одновременно брать пробы на 24 отдельных участка вирусной РНК — никакие естественные последовательности ДНК не дают такого охвата. Ученые научили бумагу отличать версии заирского (именно он привел к нынешней эпидемии) и суданского штамма вируса Эбола всего за 30 минут. Для сравнения: стандартные тесты на антитела проводятся в течение многих месяцев и стоят тысячи долларов.

Если технология печати ДНК-схем будет реализована, цена отдельных датчиков не превысит нескольких центов. Помимо дешевизны, новая технология отличается тем, что не требует специальных условий хранения, заявил Коллинз. Линчон Ю (Lingchong You) из Университета Дьюка полагает, что массовое производство датчиков организуют с помощью роботов, собирающих и печатающих «микросхемы» на бумаге.

Однако тест еще далек до совершенства. Необходимо его доработать, научить воспринимать бактерии и вирусы по меньшему количеству молекул, а также снизить вероятность ложно-положительных результатов. Только тогда тест придет в соответствие с общепринятыми критериям современной диагностики.

«Потенциально это великая вещь. Но одно дело — эксперименты в лаборатории, и совсем другое — подготовить технологию для работы в реальных ситуациях. Только при минимизации ложно-положительного срабатывания тест можно будет использовать, не подвергая здоровых людей риску ошибочного диагноза, за которым следует пребывание в карантине вместе с больными», — отметила Рут МакНерни (Ruth McNerney) из Лондонского института гигиены и тропической медицины.

Но темпы распространения эпидемии Эболы требуют как можно скорее довести новую технологию до практического применения. Быстрые тесты на присутствие вируса в крови, безусловно, повысят эффективность карантинных мероприятий в аэропортах и убедит власти отказаться от тотальной изоляции африканских стран, пораженных эпидемией.

Ученые предупреждают, что столь жесткие меры, как изоляция целых стран, носят не медицинский, а социальный характер, и формируют иррациональный страх перед всеми выходцами из охваченного эпидемией региона.

Закрытие границ заставит африканцев искать нелегальные пути проникновения в Европу и Америку (когда их уж точно не будут проверять на вирус). Мало того: замедлится поиск средств борьбы с эпидемией. В 1987 году власти США наложили запрет на въезд всех ВИЧ-инфицированных. В итоге были сорваны важные научные конференции, посвященные СПИДу, поскольку многим их участникам уже поставили этот диагноз.

Ученые опасаются, что изоляция в сочетании с недостаточными усилиями по вакцинации населения Западной Африки приведет к тому, что болезнь станет эндемичной и законсервируется в регионе на многие десятилетия. Оградить 3-4 страны от остального мира санитарным кордоном на столь долгий срок вряд ли возможно. Поэтому развитым странам остается только объединить силы, не скупиться на расходы и как можно быстрее остановить эпидемию.

Обсудить
Каждое третье убийство
Центральную и Южную Америку захлестнула волна насильственных преступлений
Как живется Микки-Маусу в КНДР
Что представляет собой поп-культура Северной Кореи
Владимир Путин и Синдзо Абэ«Мы с Владимиром хотим идти рука об руку»
Из десятков намеченных планов Абэ и Путин пока готовы реализовать только один
Эрдоган, Аллах и Россия
Стоит ли бояться исламизации Турции
«В отношениях с Китаем и Россией Трамп готов рискнуть»
Политолог из КНР о ситуации внутри страны и взаимодействии с соседями
Брить или не брить
Поклонницы натуральной красоты массово отказываются от эпиляции
CULVER CITY, CA - NOVEMBER 12: Founder, Snapchat Evan Spiegel (L) and model Miranda Kerr attend the Fifth Annual Baby2Baby Gala, Presented By John Paul Mitchell Systems at 3LABS on November 12, 2016 in Culver City, California. (Photo by Tommaso Boddi/Getty Images for Baby2Baby)Триумф ботана
Самый престижный жених современности — IT-магнат
«Американцы — радостный народ»
Рассказ москвича, переехавшего в Сан-Франциско
Мама — марихуана
Зачем американки совмещают употребление наркотиков с воспитанием детей
Очеловеченный фургон
Длительный тест стильно-пассажирского VW Multivan
ОСАГО надо?
Автомобильные аварии, превращенные в искусство
Самые крутые локомобили
Машины, которые ездят по рельсам
Самые выдающиеся французские машины
10 автомобилей из Франции, ставших культовыми
Чудеса селекции
Что получится, если скрестить квартиру с дачей: опыт россиян
Шведы поневоле
Исповедь россиянина, живущего в групповой семье
Добро пожаловать в рай
Жилье в Крыму: новую квартиру на полуострове можно купить за миллион рублей
Сносное настроение
Демонтаж жилых домов в Москве: что нужно знать
Вышка светит
Как выглядит частный особняк, побивший мировой рекорд этажности