Продолжаем рассказывать о новых лабораториях ИММТ. Сегодня беседуем с заведующей лабораторией микрофлюидных технологий ИММТ НГУ, кандидатом химических наук Ксенией Владимировной Миняйло.
1. Чем занимается ваша лаборатория?
— В настоящее время главный фокус нашей лаборатории направлен на разработку микрофлюидных устройств для определения биомаркеров в крови человека с целью скрининга онкологических заболеваний и мониторинга состояния пациента. Наша цель — не заменить врача, а дать ему инструмент для «стартовой маршрутизации».
Все наши разработки ведутся при непосредственной поддержке индустриального партнера — компании «Медико-биологический Союз» (МБС). МБС работает на рынке с 1992 года, выпуская более 70 наименований изделий для диагностики in vitro. Сотрудничество с лидером реального сектора экономики создает мост между научной идеей и готовым производством. Такое сотрудничество позволяет нам решать стратегические государственные задачи, создавать собственные тест-системы, не оглядываясь на зарубежные аналоги, обеспечивать технологический суверенитет РФ в области медицинской диагностики и реализовать цели национального проекта «Наука и университеты».
На сегодняшний день в фокусе лаборатории находятся три ключевых продукта:
– Микрофлюидная платформа для количественного анализа простат-специфического антигена или ПСА. Проектирование аналитических чипов для детекции ПСА с целью скрининга рака предстательной железы.
– Мультиплексная панель для детекции маркеров CA-125 и HE4. Разработка сенсорных систем комбинированного анализа онкомаркеров для верификации гинекологических новообразований на ранних стадиях.
– Экспресс-чип для аллергодиагностики. Разработка портативных систем для мгновенного определения реакций организма. Всего за 15–20 минут по одной капле крови тест выявляет аллергию на кошек, собак или клещей домашней пыли. Своевременное обнаружение триггеров позволяет пациенту сразу исключить контакт с аллергеном, скорректировать быт и вовремя начать направленную терапию.
2. Почему это важно?
— Онкологические заболевания остаются острой социальной проблемой. Например, рак предстательной железы занимает третье место по структуре смертности от злокачественных новообразований среди мужчин в России. Сегодня стандартный иммуноферментный анализ (ИФА) заслуженно признан «золотым стандартом» лабораторной диагностики благодаря своей высокой точности, надежности и специфичности. Однако проведение ИФА жестко привязано к сложной лабораторной инфраструктуре. Метод требует специализированного дорогостоящего оборудования, жесткого контроля условий среды и содержания штата квалифицированных лаборантов. Содержание такой базы создает высокую финансовую и логистическую нагрузку на медицинские учреждения.
Разрабатываемые микрофлюидные платформы кардинально меняют подход к диагностике благодаря трем преимуществам:
– Высокая скорость: время инкубации сокращается с нескольких часов до 15–30 минут. Анализ готов прямо во время приема врача.
– Максимальная экономия: для теста требуется всего 15 мкл сыворотки крови (вместо стандартных 100 мкл). Расход реагентов снижается в 20 раз, что сводит себестоимость анализа к минимуму.
– Мультиплексность: конструкция чипа позволяет одновременно определять целую панель различных маркеров. Это кратно повышает точность диагностики, поскольку комбинация из нескольких биомаркеров исключает случайную ошибку.
Наши микрофлюидные платформы в разы ускоряют (за счет времени проведения анализа) и удешевляют (за счет отсутствия необходимости в привлечении лабораторной инфораструктуры) анализ ключевых биомаркеров.
Конечная цель — создание мультиплексного иммуночипа, который сможет работать не только в лабораторных условиях, но и непосредственно в кабинете врача. Это позволит проводить диагностику онкомаркеров на ранних стадиях, что особенно важно для верификации новообразований и улучшения качества медицинского обслуживания.
3. Какие исследования ведутся сейчас и что в планах на ближайшее будущее?
— Текущие задачи нашей лаборатории сосредоточены на оптимизации методик для создания прототипов микрофлюидных устройств. Наша гордость — наши магистранты-биологи, которые успешно осваивают смежные дисциплины: от физики потоков до химии полимеров. Мы используем антитела, связанные с флуоресцентными метками, для выявления антигенов в крови. Если антиген присутствует, чип начинает светиться, что позволяет быстро и точно диагностировать заболевания. Сейчас мы занимаемся оптимизацией этой технологии, чтобы перейти от единичных прототипов к небольшим панелям на одном чипе. Это упростит процесс анализа и сделает его более удобным. Также мы рассматриваем возможность полной автоматизации считывания сигнала ридером, что сделает использование устройства более удобным и эффективным.
В качестве послесловия хочется отметить, что, когда биолог говорит на языке гидродинамики, а инженер разбирается в эпитопах антител, рождается технология будущего. Наша лаборатория — место, где студенты не боятся междисциплинарности. Они учатся думать, как врачи, считать, как физики и экспериментировать, как химики. И у них получается!
Ранее мы рассказывали о Лаборатории ускорительной масс-спектрометрии в биомедицине
