Кальпротектин — это белок, концентрация которого в анализах людей говорит о тяжести протекания воспалительных заболеваний. В стандартных тестах на кальпротектин используют антитела, однако результаты разнятся в зависимости от теста и партии. Ученые предложили новый подход, основанный на взаимодействии пептида с белком. Пептид эффективно связывался с кальпротектином и позволял обнаружить его концентрации, которые были в 250 раз ниже нормы. Медики полагают, что на основе пептида будет разработан простой и точный тест для диагностики и мониторинга воспалительных заболеваний кишечника, сепсиса и ревматоидного артрита. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.
При воспалительных заболевания, таких как язвенный колит и болезнь Крона, в кишечник мигрируют защитные клетки организма — лейкоциты — и высвобождают белок кальпротектин. Его количество в кале пациента указывает на степень тяжести заболевания. Так, концентрация кальпротектина при активном воспалении кишечника увеличивается в 4,7–16 раз по сравнению с нормой. Кроме того, количество кальпротектина может повышаться в крови, что используется при мониторинге сепсиса и ревматоидного артрита. Современные количественные тесты на кальпротектин основаны на антителах. Они связывают и детектируют белок, например, с помощью тестов бокового потока, которые широко применялись в экспресс-тестах на COVID-19. Однако результаты анализов могут различаться в зависимости от типа антител и используемого теста. Кроме того, кальпротектин собирается в димеры или тетрамеры в зависимости от типа образца и обработки, а некоторые антитела распознают разные виды в разной степени. В результате многие из коммерчески применяемых анализов не могут указать, обнаруживается ли кальпротектин в виде димера, тетрамера или обоих, что приводит к различиям между производителями анализов.
Швейцарские ученые предложили способ количественного определения кальпротектина, в котором вместо антител использовались пептиды. Это небольшие последовательности до 50 аминокислот, которые могут эффективно и селективно связываться с белками, но, в отличие от антител, имеют однородный состав, могут быть синтезированы искусственно с высокой чистотой и низкой стоимостью.
Исследователи обратились к одной из крупнейших библиотек, содержащей информацию о более 100 миллиардов пептидах, и отобрали некоторые, способные связывать кальпротектин. Ученые синтезировали пептиды со светящейся меткой на конце и по изменению свечения измеряли количество пептида, связанного с кальпротектином, а следовательно, и количество самого белка. В результате авторы остановились на одном пептиде, количество которого было проще определить, так как его свечение особо сильно менялось при взаимодействии с кальпротектином. При этом пептид взаимодействовал только с тетрамером, что позволило надежно определить количество определенного вида кальпротектина. Наименьшая концентрация белка, которую обнаружил пептид, была в 250 раз меньше того количества, которое содержится в кале здоровых людей, и примерно в 10 раз ниже среднего значения, обнаруженного в сыворотке их крови.
Поскольку пептид может как захватывать кальпротектин, так и быть средством обнаружения, ученые собрали установки бокового потока без антител. Конструкции эффективно определяли концентрации кальпротектина в сыворотках, полученных из образцов крови пациентов. Так как пептиды термостабильнее, чем антитела, авторы ожидают, что их отсутствие увеличит срок годности теста и упростит условия хранения.
«В настоящее время мы проводим больше тестов со специфичным к кальпротектину пептидом, чтобы перевести анализ в продукт, который может вывести диагностическую способность этого все более важного биомаркера на новый уровень. Это поможет пациентам, страдающим воспалительными заболеваниями», — рассказывают авторы исследования.
Автор: Анна Дегтярь.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
