Новые биосенсоры измеряют токсичность препаратов у пациентов с раком, артритом и пересадкой органов

Исследователи из Альянса Синтетической Биологии CSIRO-QUT в сотрудничестве с Университетом Кларксона в США и Патологией Квинсленда доказали модульный подход к созданию биосенсоров малых молекул - искусственных белков, предназначенных для захвата биомаркеров выбора и получения измеримых реакций.

В двух отдельных исследованиях биосенсоры были адаптированы для точного измерения иммунодепрессивных препаратов циклоспорина А, такролимуса и рапамицина, а также противоракового препарата метотрексата, который требует тщательного контроля для снижения токсичности и повреждения органов.

Ведущий исследователь профессор Кирилл Александров сказал, что белковые биосенсоры потенциально могут расширить сферу обслуживания пациентов, позволяя проводить сложные тесты на более дешевом лабораторном оборудовании и новых устройствах для оказания помощи.


Для будущих тестов также могут потребоваться биологические образцы меньшего объема: исследователи доказали, что биосенсор может точно измерять уровень циклоспорина А в одном микролитре крови.


Профессор Александров сказал, что сложность и хрупкость белков затрудняют создание и использование белковых биосенсоров, но модульная конструкция помогла решить эту проблему и может быть адаптирована для потенциального воздействия на любые малые молекулы, а не только на терапевтические препараты.

По его словам, новые белки были получены с помощью модифицированных бактерий, измененных с использованием технологии рекомбинантной ДНК для получения искусственных молекул-переключателей, которые были настроены на распознавание конкретного лекарства.

Белковые биосенсоры "выключены" - как электрическая цепь с недостающим элементом. Только целевое биохимическое вещество в жидкостях человека, таких как кровь или слюна, может завершить цепь и "включить" сигнал, пропорциональный количеству обнаруженного биомаркера", - сказал он.

При активации различные белковые биосенсоры производят либо изменение цвета для получения показаний, основанных на оттенках, либо электрохимический ток.ьПрофессор Александров сказал, что команда экспериментировала с применением обычной технологии глюкометров, чтобы разработать дешевое, портативное и точное устройство.


Несмотря на успех эксперимента, профессор Александров отметил, что технология глюкометров специфична для конкретного применения, и исследователям придется перестраивать устройства и производственные процессы для новых клинических применений. Исследования, проверяющие различные конструкции биосенсоров, были недавно опубликованы в журналах Angewandte Chemie и Nature.