Новая технология LUCAS в 500 раз усиливает сигнал для выявления вирусов

Революция в диагностике: сверхчувствительный биолюминесцентный тест

Исследователи из Mass General Brigham разработали инновационный диагностический инструмент LUCAS (Luminescence CAscade-based Sensor), способный обнаруживать вирусы с беспрецедентной точностью. Технология, описанная в журнале «Nature Biomedical Engineering», генерирует сигнал в 500 раз сильнее и работает в 8 раз дольше, чем существующие аналоги, открывая новые возможности для экспресс-диагностики.

Как работает «светящийся детектор»

Система LUCAS использует усовершенствованный принцип биолюминесценции:

1. Основной механизм: Как и у светлячков, в основе лежит реакция фермента люциферазы с субстратом люциферином, производящая световой сигнал.

2. Ключевое новшество: Добавление второго фермента — бета-галактозидазы, который постепенно высвобождает люциферин, продлевая и усиливая свечение.

3. Результат: По сравнению с традиционными системами:

   • Сигнал в 515 раз интенсивнее

   • Через час сохраняет 96% мощности

«Поиск вирусных частиц в биологических жидкостях подобен поиску кубика льда в заполненном желе олимпийском бассейне с завязанными глазами», — образно объясняет Хади Шафи (Hadi Shafiee), научный сотрудник Бригамской женской больницы (Brigham and Women’s Hospital).

Точность 94% за 23 минуты

Исследователи протестировали LUCAS на:

• 177 клинических образцах (носоглоточные мазки на SARS-CoV-2)

• 130 образцах сыворотки крови с HIV, HBV и HCV

Ключевые показатели:

• Средняя точность: >94%

• Время анализа: <23 минут

• Портативность: система компактна и проста в использовании

Практическое значение и перспективы

1. Преимущества перед существующими тестами:

   • Устраняет проблемы ложноположительных результатов

   • Не требует сложного лабораторного оборудования

   • Подходит для стран с разным уровнем ресурсов

2. Будущие направления:

   • Адаптация для других биологических жидкостей

   • Мультиплексное обнаружение нескольких патогенов

   • Потенциальное применение в диагностике болезни Альцгеймера

«Раннее выявление инфекций может кардинально изменить прогноз лечения», — отмечает Сунгван Ким (Sungwan Kim), научный сотрудник лаборатории Шафи. — «Наша цель — сделать точную диагностику доступной каждому».

Новая эра персональной медицины

LUCAS представляет собой прорыв в диагностических технологиях, сочетающий:

• Высокую чувствительность

• Быстроту получения результатов

• Портативность

• Доступность

С дальнейшим развитием эта платформа может стать универсальным инструментом для раннего выявления широкого спектра заболеваний.

Литература:
Kim S, et al. Ultrasensitive and long-lasting bioluminescence immunoassay for point-of-care viral antigen detection, Nature Biomedical Engineering (2025). DOI: 10.1038/s41551-025-01405-9