Красноярские ученые создали новые искусственные гибридные белки, способные быстро выявить маркер онкологического заболевания в крови человека и подать биолюминесцентный сигнал об их наличии. Разработанная тест-система перспективна для высокоточной диагностики онкологических заболеваний. Результаты исследования опубликованы в журнале Biochemical and Biophysical Research Communications.

Ученые ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» и Сибирского федерального университета создали бифункциональные гибридные белки, состоящие из биолюминесцентного обелина в качестве сигнального модуля и белков-онкомаркеров в качестве специфичного модуля. Созданная модель может стать основой для разработки тест-систем быстрого и чувствительного обнаружения этих опухолевых маркеров в крови человека.

Фотопротеин обелин испускает голубой свет при взаимодействии с кальцием. Он интересен как репортерная молекула при обнаружении молекул-мишеней и способен обеспечивать высокую чувствительность анализа. Для получения гибридных белков генно-инженерными методами исследователи удлинили светящуюся молекулу, добавив к ее концу белок сурвивин либо белок MIA. Сурвивин отсутствует в нормальных тканях взрослого человека, но отмечается практически во всех злокачественных опухолях. Белок MIA продуцируется преимущественно клетками меланомы, но при этом не наблюдается в нормальных меланоцитах.

Гибридные белки оказались стабильными и активными. С их помощью в модельном анализе ученые определили концентрацию онкомаркеров MIA и сурвивина в диапазоне, близком к диагностически значимому. К тому же полученные гибриды устойчивы при хранении в замороженном виде в растворе в течение 6 месяцев: потеря биолюминесцентной активности за это время составила всего 10–15%. Таким образом они могут стать основой для создания тест систем по определению онкомаркеров в крови.

«Полученные гибридные белки проявляют свойства исходных молекул: онкомаркеры распознают и связываются с соответствующими антителами, а обелин обладает биолюминесценцией. На примере двух онкомаркеров мы показали хорошие перспективы использования этих гибридов качестве светящихся меток. В отличие от других систем, разработанный нами тест проводится в один этап и использует только одно антитело, что позволяет существенно снизить стоимость анализа. Практически мгновенная и яркая реакция биолюминесценции обелина обеспечивает быстрое и чувствительное обнаружение мишени, что может быть важно при диагностике и мониторинге заболеваний. В дальнейшем мы планируем оптимизировать условия проведения анализа с тем, чтобы повысить его чувствительность», — рассказала один из авторов исследования Евгения Башмакова, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Института биофизики СО РАН.

Исследование поддержано грантом Президента Российской Федерации для молодых ученых, кандидатов наук (МК-772.2020.4), Правительством Красноярского края и Красноярским краевым фондом науки (№ 2021012006966).