Разработка научно обоснованной технологии создания диагностических экспресс тест-систем, способных выявлять маркеры новых форм возбудителей опасных и социально значимых инфекций

Разработка научно обоснованной технологии создания диагностических экспресс тест-систем, способных выявлять маркеры новых форм возбудителей опасных и социально значимых инфекций

Ранняя диагностика заболевания – перспективный подход к повышению эффективности профилактики и лекарственной терапии. Своевременный и правильно поставленный диагноз позволяет четко оценить ситуацию и выбрать систему адекватных оздоровительных мероприятий. Именно поэтому необходима и актуальна разработка недорогих бесприборных диагностических тест-систем: они необходимы для экспресс диагностики опасных и социально значимых инфекционных заболеваний человека, млекопитающих и птиц.

Актуальность проекта

В настоящее время в этиологической структуре вирусных заболеваний важное место отводится коронавирусной инфекции COVID-19 (пневмония нового типа), вызванной коронавирусом SARS-CoV-2. Принимая во внимание очень обширное распространение заболевания в настоящее время и наносимый им экономический ущерб, проблема создания новых методов безаппаратной экспресс-диагностики коронавирусных инфекций, стала одной из наиболее важных и актуальных задач современности.

Новизна проекта состоит в разработке технологии создания диагностических экспресс тест-систем, способных выявлять маркеры новых форм возбудителей инфекций в реакции агглютинации. Такой способ диагностирования отличается простотой исполнения, не требует специального оборудования и позволяет в течение короткого времени (3-7 мин.) провести визуальный учет результатов.

Ключевые преимущества проекта

Относительная дешевизна анализа, высокая чувствительность, специфичность и воспроизводимость метода анализа, простота и возможность постановки теста практически в любых условиях делают подобные диагностические тест-системы очень удобными, что позволяет проводить более качественную диагностику инфекционных заболеваний, как при одиночных, так и при скрининговых исследованиях.

Задачи

  • Синтезировать микро- и наночастицы (полимерные микросферы, наночастицы металлов и др.) различного диаметра, оценить их пригодность для использования в качестве носителей биолигандов (антител, вирусов и др.). Сформулировать требования, предъявляемые к частицам-носителям, используемым для разработки технологии создания экспресс тест-систем, способных выявлять маркеры новых форм возбудителей опасных и социально значимых инфекций на примере коронавирусной инфекции животных (Canine Coronavirus (CCV).
  • Разработать научно обоснованную технологию конструирования тест-системы с целенаправленной иммобилизацией биолигандов (антител, вирусов и др.) на поверхность частиц-носителей, обеспечивающих высокую активность и специфичность выявления детектируемых маркеров новых форм возбудителей опасных и социально значимых инфекций, на модели коронавирусной инфекции. Для этого команда проекта будет использовать метод реакции агглютинации (РА).
  • Провести лабораторную апробацию созданных диагностических экспресс тест-систем на образцах панели сывороток больных животных для обнаружения и количественной оценки молекулярных маркеров коронавирусной инфекции, включая работы по созданию диагностических наборов для безаппаратной диагностики заболеваний.

Поддержка проекта

  • Одно из ключевых преимуществ проекта – научный задел коллектива и его партнеров (ФГБНУ «Научно исследовательский институт вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова РАМН и ФГБОУ ВО «МИРЭА — Российский технологический университет»):
  • Создан банк данных на основе патентов, научных публикаций и информационных материалов фирм, специализирующихся в данной области исследований.
  • Отработаны основные способы получения и контроля качества диагностических тест-систем для реакции агглютинации, которые отражены в основных публикациях авторов коллектива (более 160).
  • Коллектив способен осуществить наработку диагностических наборов тест-систем и провести их апробацию на образцах панели сывороток больных животных.
  • Команда проекта обладает богатым опытом проведения подобных исследований. Коллектив выполнял работы, получившие поддержку Министерства образования и науки РФ в рамках проекта ФЦП по теме: «Научные основы создания высокоспецифичных и высокочувствительных диагностических тест-систем с использованием полимерных микросфер в качестве носителей биолигандов для биомедицинских исследований» (2009г-2011г.); и грантов Министерства образования и науки РФ (2000г-2002г.; 2003-2004г., 2006г-2008г. 2013г.). Также команда проекта участвовала в реализации международного проекта НИР по гранту РФФИ 11-03-90412-Укр_ф_а по теме: «Диагностические тест-системы на основе полимерных микросфер с узким распределением частиц по размерам (синтез, иммобилизация, тестирование)» (2011г.-2012г.).

Перечень РИД по проекту

  1. Свидетельство о государственной регистрации базы данных «Data Base – RLA» №2012620271 от 07.03.2012г.;
  2. Патент РФ № 2380708 от 24.02.2010г. «Способ получения антительной тест-системы для постановки реакции латексной агглютинации»;
  3. Патент РФ 2270449 от 20.02.2006г. «Способ получения латексного диагностикума для постановки реакции латекс-агглютинации».
  4. Акт внедрения результатов изобретения (патенты: № 2270449 от 20.02.2006) в научную и учебную работу ФГОУ ВО «МИРЭА - Российский технологический университет»  (РТУ МИРЭА).
  5. Результаты изобретения (патенты: № 2270449 от 20.02.2006; № 2380708 РФ от 24.02.2010) учтены в опытно-промышленном регламенте Всероссийского НИИ лекарственных и ароматических растений (ВИЛАР) на производство диагностической тест-системы «ПМ-глицин-ТГ (ОПР 04868244-05-2009 ВИЛАР), а также подтверждены актом клинических испытаний в Медицинском радиологическом научном центре (ГУ МРНЦ РАМН).
  6. Разработки по направлению проекта отмечены следующими наградами: Золотая медаль за разработку «Диагностические тест-системы с использованием полимерных микросфер в качестве носителей биолигандов» VII Московский международный салон инноваций и инвестиций (2007г.); Золотая медаль за «Разработку диагностических тест-систем с использованием наночастиц для определения маркеров аутоиммунных заболеваний» XI Международный биотехнологический Форум-выставка «РосБиоТех-2017» (2017г.).
  7. Основные публикации учебные пособия, монографии статьи:
    • Учебное пособие «Полимерные микросферы в диагностике»/ М.: Научно-исследовательский и учебно-методический Центр БМТ ВИЛАР. – 2006. –  137 с.
    • Учебно-методическое пособие «Диагностические тест-системы для реакции латексной агглютинации»/ М.: ЗАО «Институт фармацевтических технологий». – 2011. – 46с.
    • Монография «Диагностические тест-системы на основе конъюгатов «полимерная микросфера-биолиганд» медико-биологического применения»/ LAB LAMBERT Academic Pablishing ist ein Imprint der. Saarbucken, Deutschland. Германия– 2013. – 207с.
    • Учебное пособие «Полимеры. Физико-химические свойства, способы получения и методы идентификации»/ М.: Российский университет дружбы народов. – 2016. – 77с.
    • Diagnosis of the thyroid gland diseases: nanotechnology in the development of diagnostic test systems/ FEBS Open Bio. Vol.9, S1. P384 Krakow, Poland, 2019.
    • Engineering research of bionanoconjugates for diagnostic test systems of autoimmune diseases/ FEBS Open Bio. –2018. – Vol. 8. – P. 173 -174. 
    • Определение размеров наночастиц в коллоидных растворах методом динамического рассеяния света/ Наноиндустрия. – 2016. – №1(63). – С.88-93.
      • Наночастицы серебра: получение и применение в медицинских целях/ Разработка и регистрация лекарственных средств. –2016. – №1 (14). – С.66-69.
      • Перспективы использования протеомных бионаносистем в персонифицированной медицине/ Разработка и регистрация лекарственных средств. – 2015. – №1 (10). – С.80-84
      • Получение полистирольных суспензий с карбоксильными группами на поверхности частиц для создания диагностических тест- систем на сальмонеллез/ Разработка и регистрация лекарственных средств. – 2014. – №4 (9). – С.100-105
      • Создание тест-систем для безаппаратной диагностики динамических макромолекулярных маркеров. Сообщение 2. Практические аспекты/ Разработка и регистрация лекарственных средств. – 2014. – №4 (9). – С. 90-99
      • Создание тест-систем для безаппаратной диагностики динамических макромолекулярных маркеров. Сообщение 1. Теоретические аспекты/ Разработка и регистрация лекарственных средств. – 2014. – №3 (8). – С. 88-96
      • Technology for test-systems for diagnosis of modified proteins (proteinopathy), underlying social diseases (Report 2)/ Fine Chemical Technologies, Moscow –2013.–Vol.8. – №5. – P.77-82
      • Высокочувствительные тест-системы на основе конъюгатов «полимерная микросфера – биолиганд» для экспресс диагностики протеинопатий/ Вестник МИТХТ –2013.– Т. 8. – №4. – С.3-10
      • Technology for test-systems for diagnosis of modified proteins (proteinopathy), underlying social diseases (Report 1) / Fine Chemical Technologies, Moscow –2013.–Vol.8. – №3. –  P.87-94.
      • Взаимосвязь чувствительности реакции латексной агглютинации и степени гидратации поверхностных групп полимерных микросфер/ Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. – 2012. – №2. – С.27-32
Цели проекта
  • Цель проекта состоит в разработке научно обоснованной технологии создания экспресс тест-систем, функционирующих на микро- и наноуровнях, способных выявлять молекулярные маркеры новых форм возбудителей опасных и социально значимых инфекций человека, млекопитающих и птиц, на примере коронавирусной инфекции животных (Canine Coronavirus (CCV)). Команда проекта работает над созданием диагностических наборов для безаппаратной диагностики заболеваний.
Руководитель проекта Все участники
-

Станишевский Ярослав Михайлович

Директор Института биохимической технологии и нанотехнологии , директор научно-образовательного центра «Нанотехнологии» ИБХТН
Результаты проекта
Будет проведен синтез микро- и наночастиц (полимерные микросферы, наночастицы металлов и др.) различного диаметра, проведена оценка их пригодности для использования в качестве носителей биолигандов (антител, вирусов и др.).
Будет разработана научно-обоснованная технология создания экспресс тест-систем, способных выявлять молекулярные маркеры новых форм возбудителей инфекций на примере короновирусной инфекции животных (Canine Coronavirus (CCV)).
Будут созданы диагностические наборы для безаппаратной диагностики заболеваний коронавирусной инфекции (Canine Coronavirus (CCV)) и проведена их апробация на образцах панели сывороток больных животных в лабораторных условиях.
Оборудование Весь список
Просвечивающий электронный микроскоп JEOL LEM-2100
Исследование морфологии неорганических материалов на наноуровне, вплоть до атомного разрешения исследование фазового состава неорганических материалов; определения элементного и химического состава локальных участков образцов с помощью энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (EDS) и спектроскопии характеристических потерь энергии электронов (EELS).
Анализатор размера частиц Nanophox PSS
Определение размеров частиц в эмульсиях и суспензиях методом лазерной дифракции
Микроскоп Nikon Eclipse MA200
Оптическая микроскопия объектов в отраженном и проходящем свете
Ультразвуковая цифровая установка И100-840
Исследование воздействия ультразвука на жидкие среды в кавитационном и до кавитационном режиме. Рабочая чистота 22±10% кГц; и 30±10% кГц
Область исследования
  • В последнее десятилетие по данным ВОЗ в большинстве стран мира отмечается стремительное распространение таких инфекционных заболеваний, как: коронавирусная инфекция COVID-19 (пневмония нового типа), атипичная пневмония (SARS), бешенство коров, ящур, "птичий" и "свиной" гриппы, чума, сибирская язва, холера и др. Наряду с такими особо опасными инфекционными заболеваниями, как: туберкулез, ВИЧ/СПИД, вирусный гепатит, брюшной тиф – они несут угрозу населению в виде отдельных заболеваний, эпидемий и даже пандемий. Потенциальными потребителями разработанных диагностических тест-систем могут быть медицинские и ветеринарные учреждения, а также клиническо-диагностические лаборатории Российской Федерации, ближнего и дальнего зарубежья.
Партнеры