В бой идут не одни только макрофаги

Колония бактерий Actinomyces в окружении макрофагов. Фото Yale Rosen

Журнал Biosensors and Bioelectronics поместил статью ученых Пенсильванского университета, где они описали новое диагностическое устройство в виде нанотрубки, на которой укреплено специфическое антитело. «Сцепление» специфического антигена с антителом приводит к изменению электрического заряда последнего, что отражается на проводимости нанотрубки. Сам по себе принцип иммобилизованных антител давно используется, например, в тестах на ВИЧ и беременность, однако новый комплекс обладает несравненно более высокой чувствительностью, поскольку реагирует буквально на единичные антигенные и иные молекулы, например наркотика или взрывчатки. Ученые протестировали свой девайс на жгутиковом белке боррелии (B. burgordorferi), вызывающей болезнь Лайма.

Сотрудники Исследовательского института в калифорнийской Ла-Джолле предложили новый метод получения «вариабельных» антител (VR), которые смогут нейтрализовать тот же ВИЧ. Авторы статьи в Science уверяют, что их антитело способно нейтрализовать 90% ныне известных штаммов вируса. Для этого были использованы незрелые В-лимфоциты, то есть клетки, вырабатывающие белковые антитела. После манипуляций с генами, отвечающими за синтез вирусного антигена, ученые получили конструкт еOD (engineered Outer Domain), связь которого с антителом прояснилась с помощью рентгеноструктурного анализа. Микросферы из бактериального протеина, несущие на своей поверхности 60 копий разных eOD, надежно нейтрализовались новыми антителами. Свою статью авторы назвали «Рациональная разработка ВИЧ-иммуногена для специфических рецепторов незрелых В-лимфоцитов».

Но все это в будущем, а врачи сегодня сталкиваются с проблемой, скажем, сепсиса (200 тыс. смертей ежегодно только в США). Борьба с сепсисом осложняется тем, что он может вызываться и грибками, которые нечувствительны к антибиотикам. Еще в 2009 году журнал Lab Chip («Лаборатория на чипе») поместил описание устройства с микромагнитами, которые способны отделять «зерна от плевел». Под последними понимаются всякого рода патогены, которые проходили предварительную «опсонизацию». Опсонинами называются вещества, помогающие мечниковским макрофагам справляться со своими задачами защиты организма, и в частности крови. И вот новое сообщение из Гарварда в том же журнале. На этот раз были использованы магнитные микросферы с укрепленными на их поверхности специфическими антителами к грибку Candida albicans (кандидоза). Кровь пропускается по микроканалам, параллельно которым течет физраствор. Микросферы связываются с клетками грибка, а затем притягиваются внешним магнитом, в результате чего очищенная кровь возвращается в кровоток. Буквально за один цикл кровь на 80% очищается от грибка, что резко снижает нагрузку на иммунную систему. В дальнейших опытах авторы хотят использовать знаменитый SLIPS, представляющий собой супергидрогель, отталкивающий молекулы воды. Это позволит не добавлять в кровь антикоагулянт, препятствующий ее свертыванию.

Еще одно устройство использует новые флюоресцентные красители, что позволяет быстро определить формулу живых клеток белой крови – лимфо- и моноцитов, а также нейтро-, базо- и эозинофилов (врачи знают, что это довольно длительная процедура, проводимая зачастую «на глазок»). Журнал Lab Chip назвал это лейкоцитарным дифференциальным счетом, который проводится всего лишь в пяти микролитрах, что в тысячу раз меньше миллилитра. Расход реагентов исчисляется тоже в микролитрах (не более 70 на один анализ), что позволяет резко удешевить проведение анализов. В качестве реагентов используются три флюоресцентных красителя, дающих яркое красное и зеленое свечение после освещения лазерным лучом. Первый краситель «метит» ядерную ДНК, два других – белки в цитоплазме нейтрофилов, моно- и лимфоцитов. Кровь проходит по прозрачному каналу длиной 50 микрон (мкм), пропускающим лишь одну клетку белой крови. Анализ свечения и его интенсивности делается с помощью чувствительного детектора, что снижает вероятность ошибки.

И вновь об антителах, на этот раз противораковых. Известно, что на поверхности клеток организма имеется особый белок CD (Cluster of Differentiation), сигнализирующий мечниковским макрофагам, что это – «свои». К сожалению, гены CD гиперактивны в раковых клетках, что позволяет последним избегать иммунного «надзора». Сотрудники Станфордского университета, назвавшие CD сигналом «не ешь меня», получили антитела широкого диапазона действия, которые внедряются своим концом между CD и поверхностным белком макрофагов. Новые антитела прекрасно показали себя у мышей с привитыми им опухолями молочной железы. Теперь необходимо искать способы привлечения максимально большего числа макрофагов к опухолям. Вполне возможно, что повысить число иммунных клеток первичной обороны организма помогут методы клонирования или использования стимулированных стволовых клеток.