О человеческих заболеваниях могут многое сказать белки кровяной плазмы. В частности, по их составу узнают о сердечных болезнях или раковых опухолях. Единственное, что мешает врачам, – редкое проведение клинических тестов по составу белков. Это процедура довольно продолжительная и недешевая. Но на помощь ей уже спешит новый чип.

Чтобы провести подобный анализ, врачи обычно выделяют из крови пациента небольшое число белков. Кровь помещается в специальную медицинскую центрифугу, где от нее отделяется плазма. Потом она тестируется на биомаркеры, нужные врачу. На проведение подобной процедуры уходит несколько часов. Для одного белка тестовый набор стоит около пятидесяти долларов.

Согласно новой технологии, можно проверить сразу несколько десятков белковых биомаркеров. Причем сделать это за десять минут и довольно дешево. Этому способствует новая технология – IBBC.

Пластинка IBBC имеет параметры предметного стекла, предназначенного для микроскопа. Она тоже стеклянная, а на стекло нанесено покрытие из силикона.

По принципу действия пластинка подобна генетическому чипу и клеточному биочипу.

К примеру, нам нужно выделить те самые молекулы белков. Для этого поток проходит через сеть специфических ловушек, причем довольно разветвленную. Ловушки настроены в данном случае именно на белки, потому они должны прореагировать на них. После этого чип изучается уже под микроскопом, а при сверке с картой становится понятно, какие белки присутствуют в образце плазмы. Новая разработка имеет ряд существенных отличий. Рассмотрим их более подробно.

Капля крови течет в узкий канал, расположенный на поверхности чипа. При помощи давления кровь проходит вовнутрь. Но канал имеет большое количество боковых ответвлений. Они более тонкие, нежели центральный канал. Кровяные клетки в них не могут пройти, а клетки плазмы это делают без особых проблем. Итак, плазма в коридоре, очень похожем на штрихкод: поперек канала находятся полоски шириной 20 микрометров. Каждая полоска - в ожидании своего специфического белка.

Второе отличие. В традиционных системах ловушками являлись мириады коротких отрезков в одиночных спиралях ДНК. Они улавливали лишь комплиментарные фрагменты кода. Что касается пластинки IBBC, то здесь каждая полоска в штрихкоде покрыта специальными антителами и притягивает к себе только один определенный белок.

Что же дальше? А дальше кровь реагирует с полосками, чип "проявляют". Полоски, поймавшие белки, излучают красный цвет. Чем больше молекул они притянули, тем ярче окраска.

Прореагировавший чип представляет собой набор штрихкодов. По нему можно легко узнать, сколько же в плазме белков и какие они.

Но штрихкод крови нужно еще и грамотно прочесть. Врачи используют для этого случая лабораторный сканер. Обычно на нем проводятся генетические исследования. Но недалек тот день, когда чип IBBC можно будет читать с помощью прибора, похожего на ручной сканер штрихкодов в магазинах.

Итак, центральный канал под сканером видится более крупно. Потому легко рассмотреть, как клетки крови перемещаются по нему, а в боковые ответвления затекает плазма. Боковые каналы содержат ловушки, а цвета полосок обозначают виды белков, которые они должны «ухватить». Захват белков осуществляют антитела. Они крепятся на поверхности полосок с помощью ДНК-гибридизации. При "проявке" чипа в него добавляется раствор, в котором содержатся вторичные антитела. Они помечены флуоресцентными маркерами. Зелёная полоска каждого кода – это точка отсчёта. Она очень точно определяет положение засветившихся полос для их же идентификации. В каждом микроканале 30 - 50 полных штрихкодов. Они нацелены на большое количество белков. Концентрация нужного соединения становится ясной при считывании на чипе большого числа штрихкодов.

В Калифорнийском институте было выпущено несколько чипов. Каждый может выполнять анализ крови сразу для восьми больных по нескольким десяткам белков. Исследования не стоят на месте. В 2011 году технология разовьется до того, что можно будет распознать сразу сотню белков зараз.

Медики могут очень выиграть в финансовом плане, если цена подобного мультитеста сравняется с ценой традиционного плазменного анализа, рассчитанного только на один белок.

Пока в США штрихкодовый тестер применяется в качестве эксперимента в некоторых клиниках. Например, с его помощью прослеживается изменение концентрации в крови гормона hCG беременной пациентки на протяжении всех девяти месяцев беременности. И это замечательно, особенно если учесть тот факт, что содержание hCG вырастает в этот период в 100 000 раз. IBBC же максимально точно отразил концентрацию белка и уловил его как в минимальных, так и в максимальных "дозах". Традиционные тесты, в отличие от него, желаемое вещество обычно не улавливают, либо их, что называется, "зашкаливает".

С помощью нового чипа ученые научились определять наличие онкологических заболеваний: скажем, рака простаты и молочной железы.

Белковые типы и концентрации варьируются при разных заболеваниях и между разными лицами. У женщин с раком молочной железы генерируется другой набор биомаркеров, нежели у мужчин с раком простаты. Женщина с агрессивной формой рака способна "показать" белки, отличающиеся от женщин с менее тяжелой формой.

Концентрации специфических белков меняются во время лечения, а IBBC – отличный монитор, отражающий положительную динамику состояния пациента. Результат теста получается медиками при применении новой технологии очень быстро, значит, штрихкодовый чип сможет быстро выявить реакцию человека на новое лекарство. Этому способствует хорошее видение того, что происходит внутри человеческого организма. Тогда и индивидуальный курс лечения станет более точным.

Участником проекта создания нового чипа стал Лерой Худ. Этот ученый еще несколько лет тому назад сообщил, что новые технологии в течение ближайших 30-ти лет помогут увеличить продолжительность человеческой жизни на 10-20 лет. Кроме того, в его смелом заявлении прозвучало обещание, что всего по одной пробе крови, взятой из пальца, можно будет сделать 10000 медицинских тестов зараз. Худ сдерживает свое обещание, упорно работая для достижения поставленной цели.