Как быстро выявить неизвестные вирусы

Как быстро выявлять неизвестные вирусы? Этот вопрос стал для вирусологов одним из самых острых. Ведь, по статистическим оценкам, на нашей планете насчитывается более 320 тысяч различных вирусов, но науке удалось изучить менее одного процента. Таким же "мистером икс" оказался и коронавирус.

Почему большинство вирусов остаются неизученными и потому практически нераспознаваемыми? "Дело в том, что применяемые сейчас в повседневной медицинской практике тест-системы способны выявлять только конкретные, достаточно хорошо изученные штаммы вируса, - сказал "РГ" сотрудник МФТИ Камиль Хафизов. - Сегодня основным является метод полимеразной цепной реакции (ПЦР-диагностика). Он очень хорошо выявляет штаммы конкретного, уже известного вируса, но совершенно не видит неизвестные. Говоря образно, сегодня наука пытается разглядеть огромное море угроз через игольное ушко ПЦР.

Но не все так безнадежно. Уже есть методы, которые в принципе способны выявлять неизвестные вирусы. Группа российских ученых оценила эффективность разных технологий поиска. Оказалось, что самой перспективной из таких технологий сегодня считается высокопроизводительное секвенирование (NGS), поскольку оно позволяет читать очень большое количество участков ДНК одновременно.

- Метод может расшифровать все, что есть в образце неизвестного вируса, а затем фрагменты ДНК геномов всех организмов, которые были в этом образце, сравнить с помощью математической программы с тем, что есть в огромной мировой геномной библиотеке, - говорит Хафизов. - Большую часть информации понять вы не сможете, так как ее нет в базе, но обязательно идентифицирует имеющиеся в ней похожие фрагменты. Это позволит иметь представление о тех патологиях, которые он может нести. Кстати, именно этот метод позволил китайским ученым впервые выявить коронавирус. Он оказался очень похож на уже известные вирусы, поэтому (NGS) с ним быстро разобрался.

Основной недостаток NGS - высокая стоимость оборудования и реагентов для проведения исследований. Но, по словам Хафизова, за последнее время стоимость стремительно падает, а скорость, точность и производительность растут. Так что метод может стать революцией в области обнаружения и исследования новых патогенных вирусов.

Вместе с учеными Московского физико-технического института в авторский коллектив вошли специалисты Центра стратегического планирования минздрава РФ, московского Сеченовского университета и Института Пастера в Санк-Петербурге. Работа выполнена при поддерже Российского научного фонда.

Кстати

Российская система искусственного интеллекта нашла среди существующих препаратов те, которые теоретически могут подавлять коронавирус COVID-19. Компьютер искал лекарства, которые могут блокировать новые частицы коронавируса SARS-CoV-2 в клетках человека. Дело в том, что возбудитель атипичной пневмонии близкий родственник коронавируса SARS-CoV-1 использует для формирования новых вирусных частиц фермент COPI, который есть в клетках человека. Оказалось, что блокировка фермента тормозит размножение вируса. Ученые рассчитали, что в жизненном цикле COVID-19 этот фермент играет столь же важную роль. Искусственный интеллект оценил, как разные лекарства будут влиять на фермент. В итоге нейросеть выбрала шесть претендентов, которые уже одобрены для применения в медицине. Теперь их надо проверить на коронавирусе.