Биочип для будущих пандемий может одновременно тестировать десятки вирусных антигенов

Учёные из Института науки Вейцмана разработали программируемый биочип, способный быстро синтезировать и тестировать десятки вирусных белков для анализа иммунного ответа. Технология описана в журнале Nature Nanotechnology.

Схема работы биочипа. Автор: Nature Nanotechnology (2025). DOI: 10.1038/s41565-025-02058-0

Чип работает без насосов и трубок. На его кремниевую поверхность нанесены участки ДНК, несущие инструкции для синтеза конкретных вирусных белков или их фрагментов. При добавлении бесклеточной смеси биологических молекул ДНК превращается в соответствующий белок прямо на чипе. Для анализа требуется менее микролитра сыворотки крови.

Доктор Охад Воншак и биочип. Автор: Weizmann Institute of Science

«Нам не нужно ничего выращивать или очищать заранее — каждое пятно на чипе создаёт свой собственный белок», — объясняет один из авторов работы, доктор Орора Дюпен. Это позволяет в одном эксперименте протестировать реакцию антител на 30–40 различных антигенов и измерить силу их связывания.

В испытаниях с сывороткой переболевших COVID-19 чип выявил уникальные иммунные «подписи» у разных людей и обнаружил антитела, которые пропускали стандартные ELISA-тесты. Технология также позволила воссоздать на чипе взаимодействие шиповидного белка коронавируса с человеческим рецептором ACE2, что открывает путь к скринингу потенциальных лекарств, блокирующих это связывание.

«Если завтра возникнет новая вспышка, мы могли бы взять генетическую последовательность этого вируса, создать его белки на чипе и немедленно протестировать антитела», — заявил руководитель исследования профессор Рой Бар-Зив. Учёные уже начали сотрудничество с медицинским центром «Шиба» для отслеживания иммунного ответа у пациентов с COVID-19, а в будущем планируют интегрировать технологию с искусственным интеллектом для ускоренного дизайна антител.

Больше информации: Aurore Dupin et al, Cell-free immuno-profiling on a genetically programmed biochip, Nature Nanotechnology (2025). DOI: 10.1038/s41565-025-02058-0