 Pastaruoju metu biomedicinoje ieškomų tiriamųjų medžiagų
(analičių) nustatymui naudojami įvairūs metodai, besiskiriantys jautriu,
atrankumu, sudėtingumu, analizės trukme bei kaina. Šiuo metu pagrindiniai
reikalavimai keliami imuniniams jutikliams yra trumpa analizės trukmė,
stabilumas, galimybė tą pačią analizinę sistemą po regeneravimo pritaikyti
pakartotiniams matavimams bei didelis jautris, kuris gali būti pasiektas
naudojant tiesioginį ar netiesioginį (reikalingi papildomi reagentai) analitės
nustatymo metodą. Dažnai vienu analitės nustatymo metodu pagrįstos sistemos
pasižymi sąlyginai mažu ar nepakankamu jautriu. Viena iš galimybių padidinti
imuninių jutiklių jautrį ir tikslumą yra kelių skirtingu principu veikiančių
detekcijos metodų naudojimas. Tokiuose jutikliuose gali būti sujungti skirtingi
fizikiniai metodai (optiniai bei elektrocheminiai), siekiant padidinti analitės
nustatymo jautrį. Vieno matavimo metu skirtingais metodais bei registruojant
skirtingus parametrus gauta informacija ne tik praplės imuninio jutiklio
registravimo galimybes, bet ir suteiks daugiau informacijos apie imuninio
komplekso susidarymo kinetiką, leis patvirtinti analitės koncentraciją mėginyje
skirtingais metodais bei užtikrins rezultatų patikimumą.
2009 m. gruodžio mėn. Vilniaus universiteto
Eksperimentinės ir klinikinės medicinos institutas ir Vilniaus universiteto
Imunologijos institutas sujungimo būdu buvo reorganizuoti į Valstybinį
mokslinių tyrimų institutą Inovatyvios medicinos centrą (VMTI Inovatyvios
medicinos centras). Naujai sukurto centro viena iš pagrindinių mokslinės
veiklos krypčių yra imunodiagnostikos technologijų kūrimas. Imunologijos
departamento Imunotechnologijų skyriaus kolektyvas, bendradarbiaudamas su
Vilniaus universiteto Chemijos fakulteto Nanotechnologijų ir medžiagotyros
centru „NanoTechnas“, 2010–2011 m. vykdo Lietuvos mokslo tarybos
finansuojamą mokslininkų iniciatyva parengtą projektą „Daugiafunkcinė registravimo
sistema, skirta imuninių jutiklių galimybių išplėtimui“ (sutarties
Nr. MIP-97/2010). Projektą vykdo mokslinis kolektyvas, sudarytas iš jaunų
mokslininkų, turinčių patirties biologinių jutiklių kūrimo srityje ir
pakankamai aukštą kompetenciją bei atliekamų darbų mokslinę vertę, kurią
patvirtina publikacijos aukšto lygio tarptautiniuose moksliniuose žurnaluose.
Projekto metu specifinė antigeno ir antikūno sąveika buvo registruojama
atliekant elektrocheminius, paviršiaus plazmono rezonanso ir elektrocheminės
liuminescencijos matavimus.
Kuriant imuninį jutiklį buvo taikoma
paviršiaus plazmono rezonanso, elektrocheminės ir elektroliuminescencinės
sistemos principinė veikimo schema.
Modeline sistema buvo pasirinktas žmogaus augimo hormonas
(ŽAH) ir specifiniai antikūnai prieš jį (anti-ŽAH). Žmogaus augimo hormonas, vadinamas
somatotropinu, yra peptidinis hormonas, sintetinamas posmegeninėje
liaukoje – hipofizėje, iš kur išskiriamas į kraują. ŽAH dalyvauja
daugybėje biologinių procesų: stimuliuoja augimą ir ląstelių dauginimąsi, yra
būtinas normaliam organizmo augimui ir vystymuisi. Ypač svarbus jo poveikis
intensyvaus organizmo augimo metu, todėl yra naudojamas vaikų žemaūgiškumui,
sąlygojamam hipofizės nepakankamumo, gydyti. Genų inžinerijos dėka tapo įmanoma
pagaminti rekombinantinį ŽAH – somatropiną, kuris šiuo metu ir taikomas
gydymui. Tačiau ŽAH trūkumą gydant rekombinantiniu ŽAH organizme gali
susidaryti antikūnų prieš šį hormoną. Specifiniai antikūnai gali neutralizuoti
augimo hormoną bei slopinti jo terapinį poveikį. Tokiu atveju gydymas neduos
laukiamų rezultatų.
Paviršiaus plazmono rezonanso metodas buvo sėkmingai
pritaikytas tiesioginiam ir netiesioginiam anti-ŽAH nustatymui, bet atliekami
elektrocheminiai matavimai įtakojo paviršiaus struktūrą ir neleido sukurti
daugkartinio matavimo sistemos. Tiesioginės ir netiesioginės antigeno ir
antikūno sąveikos registravimui geriausiai tiko ciklinės ir impulsinės
voltamperometrijos bei impedanso spektroskopijos metodai. Tyrimų metu buvo
nustatyta elektrocheminės liuminescencijos signalo priklausomybė nuo tirpalo
maišymo greičio, todėl, nesant galimybės tirpalą maišyti darbinėje celėje, buvo
pasirinktas ir sėkmingai pritaikytas impulsinės voltamperometrijos metodas,
kuris leidžia tirpalams susimaišyti tarp impulsų.
Gauti moksliniai rezultatai praplėtė jau turimas žinias apie
imuninių kompleksų susidarymo kinetiką, stabilumą bei kitų fizikinių cheminių
procesų dinamiką, suteikė naujų žinių apie skirtingų analizės metodų jautrį ir
taikymą antigeno ir antikūno sąveikos registravimui bei daugkartinių matavimo
sistemų sukūrimą.
Doc. dr. Almira Ramanavičienė
VMTI Inovatyvios medicinos centras, Imunotechnologijų
skyrius
Projekto vadovė
|
