Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Интервью лауреата премии RUSNANONPRIZE 2016 профессора Чада Миркина

Ключевые слова:  RUSNANOPRIZE, Открытые инновации, РОСНАНО, ФИОП

Опубликовал(а):  Григорьева Анастасия Вадимовна

30 октября 2016

В 2016 году международная премия RUSNANOPRIZE вручалась по направлению «Медицина, фармакология и биотехнологии». В числе десяти почетных экспертов премии были представители отечественной и зарубежной науки и бизнес-индустрии, что является принципиальным для премии RUSNANOPRIZE, так как премия вручается и учёному-изобретателю, и венчурному предприятию – компании с успешной историей на рынке высокотехнологичной продукции, сумевшей воплотить конкретную научную разработку в жизнь, создав коммерческий продукт.

Сразу после торжественной церемонии награждения RUSNANOPRIZE 2016 нам удалось взять интервью у лауреата - профессора Чада Миркина (Prof. Chad A. Mirkin) - изобретателя "сферических нуклеиновых кислот", плотноупакованных или строго ориентированных нуклеиновых кислот, расположенных на поверхности сферических наночастиц. Награждена также компания профессора Миркина Nanosphere, которая коммерциализировала эти разработки, применив их в новейших диагностических системах.

Что Вы чувствуете, профессор? Рады ли Вы премии, понравилась ли церемония?

Я очень счастлив получить такую высокую награду как премия RUSNANOPRIZE и рад, что наши научные достижения в области нанотехнологий интересны далеко за пределами Соединенных Штатов и востребованы, в частности, в России. И сама церемония великолепна, сделана на очень высоком профессиональном уровне.

Премию получила и компания Nanosphere – Ваше детище. Расскажите про нее и про коммерциализированный продукт.

Компания называется Nanosphere, что значит "очень маленький шарик". А система медицинской диагностики, которая основана на нашей разработке – сферических нуклеиновых кислотах, – называется Verigene®.

Чтобы создать такие наночастицы, надо сначала получить малюсенькие частицы золота, которые могут быть синтезированы, в принципе, легко в химической лаборатории. Далее подбираются определенные последовательности цепочек ДНК, которыми мы сможем химически декорировать поверхность наночастиц примерно вот таким образом (достает из кармана салатовый силиконовый мяч-ежик, являющийся отличной моделью сферической частицы, модифицированной нуклеиновыми кислотами). В случае технологии Verigene® эти сферические частицы, выступают в роли меток или маркеров заболеваний. Например, у нас есть чип, модифицированный большим числом разновидностей ДНК, и есть анализируемый образец, например, моча или кровь пациента, содержащие патогенны, скажем, вирусы или бактерии. У каждой бактерии и вируса есть свой уникальный код, благодаря чему мы можем их распознавать. Далее нам требуется дополнительно подготовить образцы с использованием наночастиц, чтобы их анализировать. На чипе есть большой выбор ДНК и самые разные возможности для прикрепления ДНК бактерии или вируса к определенной области чипа, содержащей наиболее подходящий комплементарный участок ДНК. Благодаря прикрепленным частицам золота, место на чипе, где произошло прикрепление наночастиц, окрашивается в красный цвет. Наноразмерное золото, конечно же, имеет не золотистый металлический цвет, а красный. Как только мы обнаруживаем заболевание – вирус или какую-либо другую причину, послужившую заболеванию – мы совершенствуем и адаптируем наш продукт - зондовые частицы - для достижения максимального связывания. В соответствии с генетическим кодом пришитой ДНК-молекулы, обеспечивается специфичность связывания наночастиц с конкретной бактерией или вирусом. Наша технология помогает фотографически зарегистрировать сигнал от этого вируса, нанотехнология увеличивает сигнал буквально в тысячу раз. Таким образом, нам удалось получить самый чувствительный ДНК-датчик на планете. На сегодняшний день нами созданы панели чипов, которые позволяют осуществить анализ практически любого вида вируса гриппа и практически любых инфекционных заболеваний. Система Verigene® позволяет очень экспрессно и быстро анализировать патологии, связанные не только с присутствием патогенов, а также осуществлять полноценный анализ генома, определять генетические нарушения, имеющие место, которые в будущем могут привести к проблемам со здоровьем, например, проблемам с метаболизмом какого-то вида клеток.

Какими преимуществами обладают наночастицы золота по сравнению с люминесцентными маркерами, которые также используются в технологии ДНК-чипов?

Когда вы создаете сферическую частицу с ДНК, она связывается с вирусом в сотни раз сильнее, чем обычно. Это кооперативный эффект. Более сильное связывание, в свою очередь, позволяет понизить предел обнаружения в сотню раз. Сферически собранные ДНК сильно связываются с субстратом, так как это энтропийный эффект, причем это связывание будет весьма сильным вне зависимости от того, какие ДНК мы возьмем и каким будет ядро. Таким образом, наш сенсор получается и более чувствительным, и более селективным.

Сферические нуклеиновые кислоты стали частью клинической практики в Соединенных Штатах Америки. Как обстоит дело с внедрением Ваших разработок в других странах, в частности, в России?

К сожалению, у меня нет статистики продаж в Европейских странах, в том числе в России. Я уверен, что наша разработка скоро будет использоваться и в медицинских центрах во всем мире. Насчет России я уверен, что созданные нами технологии уже скоро появятся и у вас в стране.

У вас в руке наглядная модель ваших сферических частиц? Насколько она удачна.

Смотрите. (показывает мяч-ежик) Это собранные в виде сферы нуклеиновые кислоты или молекулы лекарственных препаратов. Частицы направляются к клетке, если ген необходимо включить или выключить. Таким образом, раковая клетка может быть селективно умерщвлена. Нам не обязательно использовать золотое ядро в этом случае. У нас есть целый набор ядер разной природы, в том числе и липидные ядра. Важным открытием стало то, что природа ядра нам не так важна в случае, когда мы обсуждаем доставку лекарств. Важна только природа нуклеиновых кислот, сформировавших поверхность сферической частицы.

Ваши частицы остаются стабильными в ходе всех экспериментов? Как они ведут себя, попав в организм пациента?

Все именно так, и нам известно большое число химических способов, как добиться стабильности сферических частиц. Нами использовались сотни серий нуклеиновых кислот, чтобы модифицировать сферическое золотое ядро в работе над системой Verigene® и были разработаны разнообразные архитектуры ДНК оболочек, расширяющие наши возможности по сравнению с задачей селективного анализа.

Если говорить про концепцию продукта, то в синтезе сферической частицы должны быть использованы ключевые молекулы ДНК, предложенные и синтезированные химиками-специалистами. Мы собираем эти молекулы в частицы различных форм, перебирая ядра и компоненты. Каждый раз это новая задача, и все наночастицы очень разные по своим свойствам.

Каким, на Ваш взгляд, будет следующий шаг в медицине будущего? Удастся ли победить рак с помощью разработанной Вами методики или чего-то подобного?

Очень хороший вопрос. Разрабатывается много аналогов данных систем. Вы знаете уже, что нами созданы вакцины против гриппа, имеются вакцины, которые очень мощно и селективно воздействуют на различные формы раковых клеток. Мы уверены, что следующий прорыв в данной области наномедицины произойдет уже не в течение тридцати лет, а в течение ближайших десяти. Уже сегодня у нас имеется большой выбор лекарственных препаратов и есть технологии, как эта (показывает "модель сферической частицы"), которые позволяют взять любое ядро, модифицировать его всеми необходимыми генами и лекарственными препаратами для векторного воздействия на иммунную систему человека и адресно доставить все это в необходимый участок организма, сообщив своей иммунной системе ответ против конкретного вида клеток-патогенов. С химической точки зрения сейчас это кажется очень сложным, так как создание таких "умных систем" - это колоссальный объем экспериментальной работы. Сегодня эта технология не реализуема, так как пока она представляется нам как некий «черный ящик», о котором заранее не известно, как все это будет работать.

Сколько времени у вас занял путь от формулирования общей концепции продукта до клинических испытаний технологии?

Если говорить о маркерах для клинической диагностики генной патологии, то впервые технология была предложена в 1996 году, и только к 2007 году был получен коммерциализируемый продукт. В 2011 году была основана компания, но клинические испытания препаратов были осуществлены лишь только в этом году – то есть еще через пять лет. Если речь о лабораторных методах скрининга, то это несколько более быстрый путь.



Средний балл: 10.0 (голосов 2)

 


Комментарии
Пастух Евфграфович, 14 ноября 2016 10:41 
" И это всё одна.... Тяжело-о-о-о!"
Интересно, а что имеют через 20 лет те, кто именно предложил основы для ныне коммерциализированного продукта? Их имена, звания, судьбы? Или это всё один человек - взял и придумал?

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Дефекты в SiC
Дефекты в SiC

На XXI Менделеевском съезде награждены выдающиеся ученые-химики
11 сентября 2019 года в Санкт-Петербурге на XXI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии объявлены победители премии выдающимся российским ученым в области химии. Премия учреждена Российским химическим обществом им. Д.И.Менделеева совместно с компанией Elsevier с целью продвижения и популяризации науки, поощрения выдающихся ученых в области химии и наук о материалах.

Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых
Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых. Об этом премьер-министр РФ Дмитрий Медведев сообщил, открывая встречу с нобелевскими лауреатами, руководителями химических обществ, представителями международных и российских научных организаций.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Синтез “перламутровых” нанокомпозитов с помощью бактерий. Оптомагнитный нейрон.Устойчивость азотных нанотрубок. Электронные характеристики допированных фуллереновых димеров.

Люди, создающие новые материалы: от поколения X до поколения Z
Е.В.Сидорова
Самые диковинные экспонаты научной выставки, организованной в Москве в честь Международного года Периодической таблицы химических элементов в феврале 2019 г., можно было рассмотреть только "вооруженным глазом»: Таблица Д.И.Менделеева размером 5.0 × 8.7 мкм и нанопортрет первооткрывателя периодического закона великолепно демонстрировали возможности динамической АСМ-литографии на сканирующем зондовом микроскопе. Миниатюрные произведения представили юные участники творческих конкурсов XII Всероссийкой олимпиады по нанотехнологиям, когда-то задуманной академиком Ю.Д.Третьяковым — основателем факультета наук о материалах (ФНМ) Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. О том, как подобное взаимодействие со школьниками и студентами помогает сохранить своеобразие факультета и почему невозможно воплощать идею междисциплинарного естественнонаучного образования, относясь к обучению как к конвейеру, редактору журнала «Природа» рассказал заместитель декана ФНМ член-корреспондент РАН Е.А.Гудилин.

Как наночастицы применяются в медицине?
А. Звягин
В чем преимущества наночастиц? Как они помогают ученым в борьбе с раком? Биоинженер Андрей Звягин о наночастицах в химиотерапии, имиджинговых системах и борьбе с раком кожи.

Медицинская керамика: какими будут имплантаты будущего?
В.С. Комлев, Д. Распутина
Почему керамические изделия применяются в хирургии? Какие технологии используются для создания имплантатов? Материаловед Владимир Комлев о том, почему керамика используется в медицине, как на ее основе создаются имплантаты и какие перспективы у биоинженерии

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.