Содержание статьи:
Представляю вашему вниманию подробный научный доклад по теме «Анализ аффинности и кинетики взаимодействия с применением технологии SPR. Особенности систем S-Class компании Polariton», основанный на содержании тематического вебинара.
Изучение кинетики взаимодействия молекул сегодня представляет собой крайне востребованное направление, обусловленное тем, что все процессы в живых организмах связаны с взаимодействием молекул: от нормальных биологических процессов до развития патологий. Изучение этих взаимодействий необходимо как для фундаментальной науки, так и для прикладных задач, включая разработку лекарств и вакцин.
Особый интерес представляет анализ взаимодействий антигенов и антител, что стало особенно актуально в условиях последних пандемий. Понимание того, насколько эффективно иммунная система распознаёт инфекционные агенты, критически важно для разработки эффективных стратегий лечения, вакцин и сывороток.
Кроме взаимодействия антигенов и антител, значительный интерес представляет изучение взаимодействий сигнальных белков с рецепторами, межклеточных взаимодействий, а также оценка новых химических соединений, способных блокировать или стимулировать рецепторы.
- Специфичность — способность молекулы избирательно связываться с определённой мишенью по принципу «ключ-замок».
- Аффинность — термодинамический параметр, количественно характеризующий силу специфической связи.
- Авидность — совокупная характеристика прочности связывания, учитывающая множественные центры связывания на одной молекуле.
Иммуноглобулины различных классов демонстрируют различную авидность в зависимости от числа центров связывания (например, IgM имеет до 10 центров связывания).
Рассматривая простую модель взаимодействия, например, антиген + антитело, можно описать процесс образования и диссоциации комплекса с помощью констант ассоциации и диссоциации. Соотношение этих констант определяет прочность комплекса.
Технология SPR (поверхностный плазмонный резонанс) позволяет в режиме реального времени отслеживать кинетику образования и разрушения комплексов на сенсорной поверхности.
В технологии SPR используется призма с позолоченной поверхностью, на которую направляется поляризованный свет. При изменении массы молекул на поверхности происходит изменение резонансного условия, что фиксируется как смещение отражённого пятна. Изменение положения пятна позволяет судить о скорости образования комплекса и его диссоциации.
Преимущество метода — возможность онлайн-анализа. В отличие от методов, определяющих только конечное значение аффинности, SPR позволяет получить информацию о скоростях ассоциации и диссоциации, что важно для выбора молекул с заданными фармакологическими свойствами.
Два вещества с одинаковой аффинностью (10^-6 М) могут демонстрировать разное поведение:
- Вещество A быстро образует и быстро разрушает комплекс — подходит для кратковременной анестезии.
- Вещество B медленно образует, но и медленно разрушает комплекс — подходит для длительных хирургических процедур.
- Изучение кинетики взаимодействия белков, антител, пептидов, олигонуклеотидов, малых молекул.
- Быстрый количественный анализ (прямой и сэндвич-методы).
- Анализ специфичности, функциональные тесты, картирование эпитопов, конкурентное связывание, изотипирование, проверка моноклональности.
- Вирусология, иммунология: изучение эпитопов, иммунного ответа.
- Клеточная биология: взаимодействие сигнальных молекул.
- Онкология: скрининг препаратов, оценка взаимодействия с раковыми белками.
- Биофармацевтика: разработка и оценка терапевтических антител, производство дженериков.
- Высокая чувствительность.
- Онлайн-анализ.
- Широкий спектр исследуемых биомолекул.
Polariton — молодая китайская компания, основанная в 2020 году. Основной задачей стала разработка аналогов систем Biacore для замещения оборудования в условиях пандемии. Компания располагает собственным научным центром, производственными мощностями сертифицированными по GMP. Выпускается порядка 1600 приборов и около 1 млн комплектов реагентов в год.
- Возможность непрерывной работы до 60 часов.
- Загрузка образцов из 96- или 384-луночных планшетов.
- Индикация состояния прибора на дисплее.
Протоколы количественного и кинетического анализа включают возможность работы с несколькими образцами параллельно, анализ в режиме реального времени, гибкие настройки протоколов.
- C5 сенсор — аналог CM5 (Cytiva), универсальная фиксация белков, нуклеиновых кислот, малых молекул.
- Протеин A сенсор — для работы с IgG.
- Стрептавидиновый сенсор — прочная фиксация биотинилированных молекул.
- His-сенсор — для работы с His-tag белками.
Все сенсоры поддерживают многократное использование с регенерацией.
На примерах было показано, что S-Class обеспечивает результаты, сопоставимые с Biacore T200 при изучении взаимодействий белков, малых молекул и антител.
BLI — альтернатива SPR:
- Простота использования.
- Возможность работы с неочищенными образцами.
- Более высокая универсальность.
Ограничения BLI:
- Менее эффективно для молекул <150 Да.
- Более узкий диапазон аффинностей.
SPR обеспечивает:
- Анализ молекул до нескольких десятков Да.
- Высокую чувствительность.
- Широкий диапазон задач.
- Загрузка образцов с 96/384 планшетов.
- Программное обеспечение удобно для создания протоколов.
- Валидация IQ/OQ для фармпроизводства.
Стоимость и поставки
Цена системы S-Class сопоставима с Octet R8. Срок поставки — 2–3 месяца.
Наличие и пользователи
- В Китае установлено 8 приборов (2 института, 6 биофарм компаний).
- В России — пока в процессе внедрения (тестовые демонстрации).
Сенсоры Polariton
Polariton также выпускает сенсоры, совместимые с платформами Biacore, что актуально для пользователей, испытывающих трудности с поставками оригинальных сенсоров.
Системы S-Class компании Polariton представляют собой достойную альтернативу системам Biacore, обеспечивая высокую чувствительность, широкий функционал, гибкие протоколы и сопоставимое качество данных. Технология SPR остаётся одним из наиболее мощных инструментов для анализа аффинности и кинетики взаимодействий биомолекул.
Вопросы по стоимости приборов, сенсоров и срокам поставки можно адресовать представителям компании. Демо-лаборатория Polariton в России готова к проведению демонстраций.
Дополнительно стоит учитывать, что компания DL продолжает поддерживать и технологию BLI, предлагая приборы Octet, что даёт пользователям возможность выбирать оптимальное решение под свои задачи.
