ДНК-звезда для сверхчувствительного обнаружения вируса денге

Исследователи создали ловушку для вируса денге, складывая фрагменты ДНК в форму пятиконечной звезды с помощью структурной ДНК-нанотехнологии. Попав в ловушку в кровотоке, вирус заставляет её светиться. Это самый чувствительный на сегодняшний день тест на это переносимое комарами заболевание.

Техника обнаружения, описанная в журнале Nature Chemistry, может быть расширена для других вирусов и адаптирована для их уничтожения.

"Это более чем в 100 раз чувствительнее, чем любой другой способ обнаружения денге, превосходя клинический тест", — заявил Син Ван, ведущий автор исследования. "Связывание прочное, а специфичность высокая, что позволяет нам обнаружить присутствие денге уже в первый день заражения".

Ловушка может быть эффективна против многих вирусов, так как всем им для заражения необходимо сначала прикрепиться к клеточной стенке. В 2016 году исследователи из того же центра создали синтетический полимер-ловушку для вируса гриппа A, который снизил смертность мышей с 100% до 25% за 14 дней. Однако полимерная основа могла быть токсичной для организма.

Структурная ДНК-нанотехнология — метод складывания цепей ДНК в заданные геометрические формы — предложила команде нетоксичную и биодеградируемую альтернативу для создания новой ловушки. Поверхность вируса денге, как и родственного вируса Зика, усеяна множеством точек прикрепления.

Наложив различные ДНК-наноструктуры на изображения вируса, команда выбрала пятиконечную звезду — "ДНК-звезду" — как наилучшее совпадение между точками на форме ДНК и точками прикрепления на вирусе.

К вершинам и углам звезды были прикреплены специфические аптамеры — молекулы, которые связываются с вирусными "замками". Это обеспечивает множественное связывание.

"Если бы мы могли соединиться только в одном месте, связывание было бы слабым, но с десятью аптамерами, соединяющими вирус со звездой, мы получаем прочный захват цели", — пояснил Ван.

После связывания с вирусом ДНК-звезда начинает флуоресцировать, что делает её легко обнаруживаемой в анализе крови.

"Использование дизайнерской ДНК-наноархитектуры в качестве диагностики — это первый шаг. Следующим шагом будет убийство вируса после его связывания", — сказал Роберт Линхардт, соавтор исследования. "Это первый случай, когда люди использовали ДНК-наноструктуру таким образом, но технология широка, и мы можем ожидать её применения во многих других областях".