Резюме проекта, выполняемого в рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научнотехнологического комплекса России на 2014 – 2020 годы» по этапу № 2 Номер Соглашения о предоставлении субсидии: 14.604.21.0105 Тема: «Разработка мультиплексных электрохимических сенсорных систем на основе наночастиц благородных металлов и ДНК-аптамеров для диагностики рака легкого» Приоритетное направление: Науки о жизни Критическая технология: Биомедицинские и ветеринарные технологии Период выполнения: 05.08.2014 - 31.12.2016 Плановое финансирование проекта: 19.90 млн. руб. Бюджетные средства 14.80 млн. руб., Внебюджетные средства 5.10 млн. руб. Получатель: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии и химической технологии Сибирского отделения Российской академии наук Индустриальный партнер: Общество с ограниченной ответственностью "Территориально-ориентированные информационные системы" Ключевые слова: ДНК-аптамеры, белки-биомаркеры, электрохимический сенсор, рак легкого, частицы нанозолота, PLAUR, LIFR, ProGRP, NSE, цитокерататины, NRP, AptaMAb 1. Цель проекта Разработка новых технологий диагностики и терапии – одно из наиболее актуальных и востребованных направлений развития современной персонифицированной медицины, позволяющая решить проблему высокой смертности от онкологических заболеваний. Цели проекта: 1) Разработка мультиплексных электрохимических сенсорных систем для диагностики рака легкого на основе определения белков-биомаркеров в биологических жидкостях. 2) Сравнение эффективности мультиплексных электрохимических сенсорных систем, основанных на ДНК-аптамерах к традиционно используемым в клинической практике белкам-биомаркерам и ДНК-аптамерах, полученных путем селекции к опухолевой ткани легкого. 2. Основные результаты проекта В процессе реализации ПНИ проведен анализ научно-технической литературы и патентный поиск по теме проекта, обоснован выбор направления исследований. Выбраны наиболее аффинные и специфичные ДНК-аптамеры, полученные к опухолевой ткани легких с использованием послеоперационного материала. Разработаны молекулярные биосенсоры путем модификации типовых печатных графитовых электродов наночастицами золота и ДНК-аптамерами. Разработаны нанобиосенсоры путем модификации коллоидных частиц золота ДНК-аптамерами. Произведена оценка молекулярных биосенсоров (графитовых электродов, модифицированных наночастицами золота и ДНК-аптамерами) и нанобиосенсоров, используемых для получения электрохимических биочипов. Установлено влияние иммобилизации ДНК-аптамеров на оптические свойства, агрегативную устойчивость золей и электрохимическое поведение наночастиц. Произведен маркетинг рынка и изучена технология производства средств медицинской диагностики, использующих электрохимические биочипы, моноклональные и искусственные антитела, наночастицы благородных металлов. Разработаны предложения и схемы логистики получения мультиплексных электрохимических сенсорных систем диагностики. Получены высокоспецифичные пулы ДНК-аптамеров к нативным белкам-биомаркерам рака легкого, традиционно используемым для диагностики рака легкого – цитокератину CYFRA 21-1, фактору клеточной адгезии EpCAM, рецептору урокиназы PLAUR, ингибитору рецептора лимфолейкоза LIFR, предшественнику гастрин-рилизинг пептида ProGRP, раково-эмбриональному антигену CEA. Изучены основные технические характеристики зарубежных приборов (потенциостата «DropSens@ DS uSTAT DV 200, Испания; электрохимической станции CH Instruments 600D, США) – аналогов приборов для электрохимической регистрации опухолеассоциированных белков рака легкого с помощью аптамеров. Основным результатом проекта станут мультиплексные электрохимические биосенсорные устройства для диагностики рака легкого двух типов. В России работы, связанные с использованием биосенсоров на основе аптамеров, единичны, поэтому мультиплексные электрохимические биосенсорные устройства на основе аптамеров в стране в настоящее время не производятся. Способ диагностики онкологических заболеваний с помощью электрохимических биосенсоров, содержащих комплекс ДНКаптамеров к раку легкого, соответствует мировому уровню. 3. Охраноспособные результаты интеллектуальной деятельности (РИД), полученные в рамках прикладного научного исследования и экспериментальной разработки На данном этапе подача заявки на охраноспособные результаты не предусмотрена. 4. Назначение и область применения результатов проекта Результаты проекта, а именно, мультиплексные электрохимические биосенсоры для диагностики рака легкого должны найти применение в системе здравоохранения. Результаты проекта должны стимулировать в России создание диагностических систем нового поколения, поскольку средства терапии и диагностики на основе аптамеров высокоспецифичны и безопасны для человека. 5. Эффекты от внедрения результатов проекта Предполагается, что мультиплексные электрохимические биосенсоры для ранней диагностики рака легкого будут широко востребованы в клинической практике и повысят эффективность противоопухолевой терапии, что приведет к снижению смертности от онкозаболеваний. 6. Формы и объемы коммерциализации результатов проекта Коммерциализация результатов проектом не предусмотрена. 7. Наличие соисполнителей Соисполнителями по проекту являются ОАО «КБ «Искра»» и КрасГМУ им. проф. В.Ф.Войно-Ясенецкого. ОАО «КБ «Искра»» привлекалось к работе в 2014 г., КрасГМУ им. проф. В.Ф.Войно-Ясенецкого - в 2015 г. Комиссия Минобрнауки России признала обязательства по Соглашению на отчетном этапе исполненными надлежащим образом.