Разработки ученых центра превосходства «Фармацевтическая биотехнология» Вятского государственного университета уже получили высокую оценку российских и международных экспертов. Одним из последних исследований, проведенных при участии сотрудников НОЦ «Нанотехнологии» ВятГУ, Института физиологии Коми НЦ УрО РАН и Института фундаментальной медицины и биологии КФУ, стала оценка сил межмолекулярных взаимодействий в системе «антиген - антитело», осуществленных с применением метода оптической ловушки.
По сути предложен новый подход к исследованию на молекулярном уровне механизмов взаимодействия «макроорганизм – бактерия», апробированный на модели «моноклональные антитела – липополисахарид Yersinia pseudotuberculosis». Метод направлен на разработку или совершенствование средств профилактики, лечения и диагностики псевдотуберкулеза – заболевания людей и животных, вызываемого одним из представителей энтеробактерий рода Yersinia.
Результаты исследования представлены в статье «Force interaction between Yersiniae lipopolysaccharides and monoclonal antibodies: An optical tweezers study», размещенной в Journal of Biomechanics (1 квартиль) международной платформы Elsevier.
Для проведения работы были использованы липополисахариды (ЛПС) бактерий двух видов родаYersinia, являющиеся поверхностными антигенами микробных клеток. Этими антигенами покрывали поверхность микросфер диаметром 1 мкм, соответствующим размеру микробной клетки. Вторым участником оцениваемого взаимодействия являлась стеклянная подложка с пришитыми к ней с помощью специальных химических молекул-линкеров моноклональными антителами, способными или неспособными специфически взаимодействовать с препаратами ЛПС.
С помощью специального прибора - оптического пинцета – покрытая ЛПС микросфера лазерным лучом подводилась к стеклу с пришитыми моноклональными антителами и - после касания - отводилась. Сила, которая требовалась для разрыва такой межмолекулярной связи, фиксировалась. Анализ сил разрыва позволил выявить качественные и количественные отличия во взаимодействии двух исследованных антигенов с моноклональными антителами различной специфичности.
Прямое определение силы межмолекулярной связи между липополисахаридами патогенных иерсиний и моноклональными антителами имеет, в частности, важное значение при выборе антител той или иной линии для использования в составе диагностических тест-систем. Применение этого методического подхода позволит глубже понять механизмы иммуно- и патогенеза различных инфекций, -
прокомментировал ключевой разработчик методики Илья Конышев, доцент кафедры биотехнологии ВятГУ.
Проведенное коллективом ученых (И. Конышев, А. Бывалов, Б. Ананченко, Р. Фахруллин, А. Данилушкина, Л. Дудина) исследование вносит существенный вклад в изучение механизмов межмолекулярных взаимодействий, важной отрасли современной молекулярной биологии.
На рисунке:
Общая схема определения сил взаимодействия между антигеном и антителом. А – перемещение микросферы, покрытой молекулами ЛПС к подложке, обработанной антителами, с помощью оптической ловушки. Б – молекула антитела, пришитая к поверхности подложки посредством линкера. В – типовой график разрыва связи (в указанном случае ее величина составила около 70 пН).
