Микрочип способен определять любой субтип вируса гриппа, выделенный от разных носителей – птиц, коров, свиней, человека. При его конструировании из различных вирусных геномов выбирались небольшие фрагменты, так называемые зонды, обычно длиной до 30 нуклеотидных звеньев, которые синтезировались на автоматических синтезаторах ДНК и иммобилизовались на стеклянную подложку. При этом каждый зонд наносился на заранее определенный участок микрочипа, как правило, представляющий круг размером 100-300 микрон, и называемый спотом. Совокупность спотов и является микрочипом, пояснили в Центре общественных связей СО РАН.
Устройство разрабатывалось при финансовой поддержке Министерства здравоохранения США. Только в Соединенных Штатах Америки от вируса гриппа и связанных с ним осложнений ежегодно умирает 40 тысяч человек. Периодически в мире возникают пандемии гриппа, приводящие к гибели уже десятков миллионов. Из-за высокой изменчивости вируса гриппа невозможно создать единственную вакцину против него, как это удалось, например, в случае с вирусом натуральной оспы. Соответственно, вакцину против конкретного типа вируса гриппа приходится создавать практически ежегодно.
Исследование генома неизвестного субтипа вируса гриппа на микрочипе проходит в несколько этапов. Сначала из анализируемого образца выделяют рибонуклеиновую кислоту (РНК), затем с помощью специфического праймера строят на ней комплиментарную цепь. В качестве «строительных блоков» используют дезоксириботрифосфаты, один из которых содержит флуоресцентную метку. В результате этой процедуры, называемой реакцией обратной транскрипции, из вирусной РНК получается комплиментарная ДНК, содержащая флуоресцентую метку. Она наносится на микрочип, и ее фрагменты прочно связываются с зондами. После отмывки поверхности микрочипа от несвязавшейся ДНК происходит лазерное сканирование. С его помощью фиксируется флуоресцентый образ результата связки анализируемой ДНК с зондами микрочипа на спотах, после анализа которого компьютер определяет субтип вируса гриппа.
Разработанный в ИХБФМ СО РАН микрочип способен определить вирусную формулу штамма вируса гриппа, т.е. определить подтипы вирусного гемагглютинина и нейраминидазы (14 и 9 субтипов соответственно). Таким образом микрочип распознает практически все известные субтипы вируса гриппа. Разработка может найти применение в мониторинге вируса с целью определения вида вакцинного штамма для производства вакцины против сезонного гриппа. Кроме того, он может быть полезен для анализа эволюции вируса.
В дальнейшем ученые предполагают расширить функциональные возможности микрочипа: дополнить его зондами, позволяющими предсказывать потенциальную патогенность анализируемого штамма вируса гриппа и его устойчивость к противовирусным препаратам.
Сейчас сибирский микрочип планируют апробировать на примере коллекционных штаммов Института вирусологии им. Ивановского (Москва), Института гриппа (Санкт-Петербург), а также использовать для анализа собранных ГНЦ ВБ «Вектор» изолятов вируса гриппа.
Иллюстрация: строение вируса гриппа
