Новый тест на антитела против COVID-19

Ученые Института биоорганической химии РАН имени академиков М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова РАН разработали четыре варианта тест-систем для обнаружения антител против коронавируса SARS-CoV-2. Новые тест-системы способны обнаруживать в сыворотке или плазме крови человека антитела сразу трех разных классов (IgM, IgG, IgA), что значительно повышает специфичность тестов. О разработке сообщается в совместном пресс-релизе ИБХ РАН и Министерства науки и высшего образования РФ.

Для контроля над развитием болезни и принятия решений о необходимых мерах особенно важны данные о числе заразившихся и, по всей видимости, получивших иммунитет. При коронавирусной инфекции COVID-19, для которой пока еще крайне мало информации о механизме формирования иммунитета, ситуация осложняется еще и тем, что значительное число людей переносит инфекцию в скрытой форме. Для диагностики коронавирусной инфекции применяется полимеразная цепная реакция (ПЦР) с обратной транскрипцией. Она выявляет наличие РНК вируса в организме. Но этот метод имеет свои ограничения. Чаще всего для ПЦР используются образцы мокроты или мазки со слизистой оболочки носа и горла пациента. Но во многих случаях необходимость диагностики возникает, когда вирусы уже не находятся в клетках слизистых оболочек, а делать ради диагностики биопсию легких каждому пациенту слишком сложно и опасно.

Поэтому альтернативный метод — выявление антител к коронавирусу — становится особенно важным. Оно позволяет определить как тех, в чьем организме присутствует вирус, так и тех, кто уже переболел. Напомним, что антитела, или иммуноглобулины, — это белковые молекулы, вырабатываемые клетками иммунной системы в ответ на проникновение в организм опасных объектов извне (бактерий, вирусов, токсинов). Антитела состоят из четырех цепочек аминокислот, плотно связанных друг с другом, так, что молекула напоминает по форме букву Y. В «вертикальной палочке» этой буквы Y находится так называемая константная часть антитела. Все антитела с одинаковой константной частью относятся к одному изотипу или классу. Классы обозначаются латинскими буквами IgA, IgD, IgM, IgG, IgE и так далее. Противоположная часть молекулы антитела называется вариабельной частью. Она различается у антител одного класса и обеспечивает узнавание антителом своего антигена. В качестве антигена выступает, например, молекула токсина в крови, белковая оболочка вируса или поверхностные белки в мембране клетки (бактериальной, опухолевой или пораженной вирусом).

Фрагмент молекулы, непосредственно вступающий в химический контакт с антигеном, называют антигенсвязывающим участком, а участок антигена, к которому присоединяется антитело, называют эпитопом. Каждое антитело будет реагировать на свой эпитоп. Причем одному и тому же эпитопу могут соответствовать несколько разных разновидностей антител.

Присоединение антигена к антителу необходимо для иммунного ответа. Последствия этого события могут быть разными. Иногда одного лишь связывания с антителом достаточно, чтобы блокировать вредное воздействие антигена. В других случаях присоединенное антитело служит сигналом для клеток иммунной системы, которые спешат расправиться с антигеном.

В тестах на коронавирус SARS-CoV-2 определяются антитела трех классов IgM, IgG и IgA. Антитела IgM образуют пентамеры, когда пять Y-образных молекул соединяются, обратившись к друг другу «ножками буквы Y». Такое антитело может связываться одновременно с пятью молекулами антигена. Обычно антитела этого класса возникают на ранней стадии иммунного ответа. IgM может быть признаком как начала COVID-19, так и неспецифической реакции иммунитета в связи с другими заболеваниями. Другой класс — IgG — представлен антителами, молекулы которых состоят из двух Y, обращенных ножками друг к другу. Их присутствие в сыворотке крови свидетельствует о перенесенном ранее заболевании и возможном наличии иммунитета к коронавирусной инфекции.

Наконец, антитела IgA, с "одиночными" молекулами Y-образной формы. На ранних этапах исследования коронавируса SARS-CoV-2 этому типу антител ученые уделяли мало внимания, а теперь он вызывает особый интерес. Дело в том, что именно антитела IgA были обнаружены у некоторых людей, контактировавших с больными COVID-19 и перенесших заболевание в скрытой форме (их заражение вирусом было подтверждено при помощи ПЦР). Высказывается даже предположение, что антитела IgA как раз и стали причиной бессимптомного течения болезни. Иммуноглобулины А присутствуют в секретируемых жидкостях: на поверхности слизистых оболочек и в материнском молоке.

Для создания новых тест-систем ученые ИБХ РАН получили комплекс антигенов на основе рекомбинантного поверхностного вирусного спайк-белка (S-белка), участвующего в проникновении вируса в клетки человека, и рекомбинантного высокочувствительного N-антигена вируса (белок нуклеокапсида SARS-CoV-2). Испытания систем проводились в Центральной клинической больнице РАН. Сотрудники Института биоорганической химии, допущенные к работе в красной зоне, провели анализ сывороток более 400 пациентов с диагнозом COVID-19. Набор для тестирования пациентов на антитела класса IgG прошел государственную регистрацию, а регистрация оставшихся трех наборов завершится в ближайшее время. Уже выпущена первая опытная партия наборов, которые прошли клинические испытания.

«У разработанной нами тест-системы есть ряд преимуществ. Во-первых, мы расширили спектр белков-носителей антигенных детерминант в составе тест-системы до трех. Во-вторых, здесь используется смесь конъюгатов к диагностически важным классам антител — IgA, IgG, IgM. В-третьих, получение рекомбинантных белков, входящих в тест-систему, не связано с клетками млекопитающих или насекомых, а предполагает использование бактериальной культуры, что более выгодно с экономической точки зрения», — сообщил директор ИБХ РАН, академик Александр Габибов.

Обсудите с коллегами

14:00

Хромированную сталь впервые получили в XI веке в Персии

12:00

В Швеции нашли захоронение собаки времен неолита

10:25

В Великобритании прочитан геном штамма плесени, из которого Александр Флеминг впервые выделил пенициллин

24.09

Земля Обетованная

24.09

В алтайской пещере нашли два зуба неандертальцев

24.09

Мимо Земли сегодня пролетит астероид размером с небольшой автобус

Препринты о COVID-19: как меняются темы Препринты о COVID-19: как меняются темы Французская академия признала covid словом женского рода Французская академия признала covid словом женского рода
Препринты о COVID-19: как меняются темы