p-Locafety: Технология межмолекулярных взаимодействий для диагностики и исследования широкого круга патологий

Вернуться к списку

Основная информация

Название :
p-Locafety: Технология межмолекулярных взаимодействий для диагностики и исследования широкого круга патологий
Организация-исполнитель :
✓ федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)"
Автор:
Илья Зубарев
Основное технологическое направление :
Биомедицинские и ветеринарные технологии
Дата публикации:
24.04.2024
Видимость :
Да
Аннотация:
Новая технология изучения сигнальных путей клетки для диагностики и исследования широкого спектра заболеваний. Разрабатывается на базе лаборатории регуляции клеточной сигнализации Московского физико-технического института.
Использование нанометок из различных материалов позволяет показать как в клетке белки собираются в единый комплекс. Такая технология позволит определить участников патологических процессов у конкретного пациента, что является основой персонализированной медицины.

Решаемые проблемы и области применения

Решаемые проблемы :
Прогресс многих патологий происходит на фоне разнообразных внутриклеточных регуляторных процессов. Врожденные или приобретенные мутации влияют на клеточную передачу сигналов. При некоторых патологиях наблюдается нарушение сборки сигнальных комплексов. Такие нарушения лежат в основе различных орфанных заболеваний, патологий эндокринной системы, онкологии. Новая технология позволит определить, какие белки собираются в сигнальный комплекс и подбирать индивидуальное лечение для каждого пациента.
Области применения:
Здравоохранение и медицина

Технология

Описание технологии и ее ценность :
Предложена новая технология визуализации белок-белковых взаимодействий в качестве основы для диагностики и прогнозирования заболеваний человека. Можно будет показать, какие белки собираются в сигнальные комплексы, регулируются и разбираются. Это позволит понять механизмы развития патологии и определить тактику лечения больных.
Научная база :
Разрабатывается подход, позволяющий, с одной стороны, мгновенно останавливать все процессы в клетках человека (биопсии) и in situ показывать белок-белковые взаимодействия с молекулярным разрешением. Срезы тканей и клеток, погруженные в смолу, маркируются нанометками различных металлов. Наномаркеры представляют собой сшитые наночастицы с антителами, способными распознавать антиген-мишень на срезе образца. Химический состав этих наночастиц можно определить в энергодисперсионном спектрометре электронного микроскопа. Это означает, что пространственное расположение всех участников сигнального комплекса может быть определено с нанометровым разрешением. При некоторых патологиях наблюдается нарушение сборки сигнальных комплексов. Что может проявляться в недостаточной сборке всех участников или в чрезмерно сильной связи отдельных участников (и, следовательно, их сверхактивизации).
Инновационность технологии, конкурентные преимущества :
Преимущества перед аналогами: Анализ полностью сохранных белковых комплексов Возможность метить до 8 белков в комплексе различными нанометками (аналоги позволяют увидеть 1-2 белка) Универсальная система: пользователь сам может выбирать какие белки он хочет увидеть

Текущее состояние

Описание текущего состояния :
Мы разработали протокол получения и мечения 4 наномаркеров для визуализации белок-белковых взаимодействий. В планах разработать протокол еще для 4.С помощью антител, связанных с электронно-плотными наночастицами металлов, можно определить локализацию и распределение специфических антигенов в тканях.
Интеллектуальная собственность :
Название документа нет
Номер нет
Текущее финансирование (Описание) :
нет
План развития :
2020 Мы разработали протокол получения и мечения 4 наномаркеров для визуализации белок-белковых взаимодействий. В планах разработать протокол еще для 4 наночастиц. Синтезированные наночастицы должны быть монодисперсными, с минимальным изменением размера и заряда. Такие наночастицы модифицируют карбоксильными группами для дальнейшего сшивания с антителами. Авторы заявки уже разработали пилотный протокол карбодиимидного сшивания антител, но его необходимо совершенствовать для каждой новой частицы. Для разработки протокола сшивания наночастиц с антителами возможно использование антител к доступному белку BSA (бычий сывороточный альбумин), что позволит использовать этот белок для контроля активности антител на частицах. Активность можно дополнительно изучить по реакциям агглютинации с использованием ДРС (динамическое светорассеяние) или точечными методами с детектированием на нитроцеллюлозной мембране. Изменяя условия протокола кросслинкинга антител, можно подобрать оптимальные условия с максимальным сохранением аффинности и авидности антител. Чтобы избежать артефактов во время заливки образца, мы получили сфероиды примерно из 5000 клеток (ASC52telo, иммортализованные мезенхимальные стволовые клетки жирового происхождения hTERT, SCRC-4000™). Сфероиды были заморожены в устройствах для замораживания и замены замороженных продуктов под высоким давлением (HPF-FS). Такой подход позволил витрифицировать клетку и остановить все процессы, не нарушая клеточных структур. Это делается путем очень быстрой заморозки при температуре жидкого азота и давлении 6000 атмосфер. В таких условиях прекращаются все межмолекулярные взаимодействия и рядом остаются те белки, которые взаимодействовали друг с другом. Образовавшийся аморфный лед внутри ячеек заменяют спиртом, а затем низкотемпературной смолой Lowicryl HM20, после чего полимеризуют в формах при температуре -80 градусов Цельсия. Для определения точного местоположения молекулы-мишени мы предлагаем использовать стратегию мечения первичных антител наночастицами. Это связано с тем, что при использовании стратегии мечения первичными и вторичными антителами золотая частица располагается на расстоянии около 15-30 нм от места, с которым связывается первичное антитело. Наша технология позволит идентифицировать членов собранного рецепторного комплекса. Понимание патогенеза заболевания станет основой для персонализированной диагностики и лечения.

Команда проекта

Численность проектной команды :
5
Структура и компетенции команды :
1 руководитель 4 молекулярных биолога
Члены команды :
Зубарев Илья Владимирович Руководитель команды
Дмитрий Гущин Молекулярный биолог
Александра Мальцева Молекулярный биолог
Павел Тин Молекулярный биолог
Владимир Усачёв Клеточный биолог

Предложение инвестору / партнеру

Необходимые ресурсы для реализации проекта :
Патентная поддержка, экспертное сопровождение внедрения технологии в доклинические исследования, финансирование
Дорожная карта развития проекта :
2022 2023 2024
Разработка панели нанометок для мечения белков-мишеней. Разработка методики сшивания каждой нанометки с антителом. Оценка количества возможных нанометок на срезе для одновременной визуализации в электронном микроскопе. Применение метода на материале пациентов при различных патологиях
Контактная информация