Зарядка через асфальт, бесполое размножение мушек, беспроводная связь мозг-позвоночник

Скоро мы сможем «заряжать» свой дом через асфальт?! 

Powerwall от Tesla маленькая литейная батарейка, которая в скором сможет покрыть электричеством весь дом. Ученые нашли способ хранить электричество в цементе, смешав его с небольшим процентом технического углерода, сажей и водой. Вода легко соединяется с цементом, но поскольку частицы сажи слипаются, они образуют длинные соединенные усики внутри затвердевающего цемента, что похоже на сеть проводов. Получается, что если увеличить масштаб, то цемент может удерживать достаточно энергии в бетонном фундаменте дома, чтобы полностью его обеспечивать. Если для изготовления 45-кубических метров бетона (примерно столько же, сколько используется для фундамента стандартного дома) использовался технический углеродный цемент, он мог бы хранить 10 киловатт-часов энергии, что достаточно для питания среднего дома в течение дня. А электрифицированные дороги могут питать электромобили во время движения, как беспроводная зарядка телефон. https://www.science.org/content/article/electrified-cement-could-turn-houses-and-roads-nearly-limitless-batteries

Ученые создали мушек, способных размножаться бесполым путем

Мухи, как и большинство других насекомых нуждаются в самце для размножения. Не так давно ученые определили набор генов, который отвечает за способность Drosophila mercatorum или плодовых мушек клонировать себя и размножаться бесполым путем. Они взяли один из наиболее изученных видов D. melanogaster и изменили их гены. Вскоре самки этого вида начали откладывать жизнеспособные яйца без потребности в сперме самца. Геном потомства содержит все гены их матери, в том числе и нововведенные, гарантируя, что ее способность к самооплодотворению будет передаваться из поколения в поколение. https://www.science.org/content/article/gene-engineered-flies-clone-themselves-virgin-birth

Парализованный человек смог плавно пойти при помощи беспроводной «связи» между мозгом и позвоночником

Герт-Ян Оскам потерял способность ходить в 2011 году. Шесть лет спустя голландцу удалось сделать несколько коротких шагов благодаря небольшой группе электродов, имплантированных в верхнюю часть его спинного мозга, и передававших нервно-стимулирующие электрические импульсы. Устройство позволяло ему ходить, но выглядело это неестественно. Сейчас мозговые волны, сигнализирующие о желании Оскара пойти, передаются от устройства, имплантированного в его череп, к спинальному стимулятору, перенаправляя сигнал вокруг поврежденной ткани и доставляя импульсы электричества в спинной мозг. Теперь он может ходить плавнее, преодолевать препятствия и подниматься по лестнице. Интерфейс состоит из двух блоков с 64 электродами, каждый из которых встроен в титановый корпус. Они хирургическим путем внедряются в череп, по одному с каждой стороны, где они располагаются над моторной корой и улавливают электрические сигналы. Эти сигналы передаются по беспроводной сети на гарнитуру, а затем на ноутбук в рюкзаке Оскара, где алгоритм расшифровывает его предполагаемое движение. Затем компьютер отправляет эти прогнозы на стимулятор, который подает различные модели электрических импульсов в зависимости от желаемого движения. С обновленной системой Оскар может точнее контролировать свои тазобедренные, коленные и голеностопные суставы. В 2018 году ученые доказали, что стимуляция позвоночника в сочетании с интенсивными тренировками может помочь людям с частичным параличом. После 40 тренировок Оскар смог делать шаг, начать ходить, стоять и даже подниматься по лестнице. И преимущества, кажется, сохраняются, даже когда устройства выключены, что предполагает, что связи между его мозгом и нижней частью тела укрепились. https://www.science.org/content/article/paralyzed-man-walks-naturally-thanks-wireless-bridge-brain-spine

ИИ заменяет человека, любовь к какао стара, как мир, грязные редкоземы для чистой энергии

Читаем новости науки, чтобы быть в тренде!

ChatGPT заменит человека

ChatGPT прошел тест Тьюринга. И, похоже, заменит человека в поведенческих экспериментах. Обычно планирование научных опытов на людях затратно: нужно ждать одобрения этической комиссии, собирать участников, которые халтурят и даже обманывают организаторов, используя чат-боты для ответов на вопросы. Социологи подумали, почему бы не спросить сам ИИ? Большие языковые модели (LLM), скажем GPT от OpenAI, обучены на огромных массивах данных и уже генерируют читабельные тексты или пишут программный код. Недавно эксперты убедились, что машины могут давать моральные оценки поступков, почти на 100% также как человек. 

Can AI chatbots replace human subjects in behavioral experiments? | Science  | AAASТеперь наука применяет ИИ в моделировании принятия потребительских решений, тестировании эффектов экономической политики или психолингвистических исследованиях, получая ценные результаты. Экономисты и психологи проводят сложные симуляции, используя «генеративных агентов» на основе нейросетей, которые могут запоминать опыт, размышлять и строить планы. А стартап Synthetic Users предлагает IT-гигантам искусственные отзывы клиентов соцсетей. Но у «железа» есть ограничения: нейросети не всегда воспроизводят когнитивные искажения человека, чаще рискуют, заучивают предыдущие ответы. Да еще разработчики делают их излишне политкорректными, какими люди не бывают! Тем не менее ИИ хорош в пилотных экспериментах и безальтернативен для изучения неэтичных и деликатных вопросов. 

Кто не любит шоколад

Майя и ольмеки — великие цивилизации Мезоамерики — уже 4 тыс. лет назад употребляли напитки на основе какао в своих обрядах. Однако, согласно свежим данным, любовь человечества к шоколаду зародилась раньше!

A Waorani indigenous woman holding a cacao fruitСначала специалисты по филогеографии обнаружили, что центр генетического разнообразия какао-дерева находится не в Центральной Америке, а южнее — во влажных тропических лесах верховья Амазонки. Позже в районе раскопок памятника культуры, деревни Санта-Ана в Эквадоре, археологи нашли глиняную керамику, на которой сохранились следы обугленной пищи. Ученые изучили пробы: форма крахмальных зерен указывала на шоколад, химический анализ детектировал наличие теобромина, секвенирование древней ДНК подтвердило, что перед нами остатки какао-бобов! Видимо, история шоколадок началась в Амазонии, причем почти на 1,5 тыс. лет раньше, чем считалось. Специалисты гадают, древние жители собирали плоды с диких шоколадных деревьев или уже тогда были отобраны настоящее культурные формы. Остается загадкой и то, как легко теряющие всхожесть семена какао транспортировали из Южной Америки на тысячи километров на север.

В грамм добыча, в годы труды

Чтобы перейти на зеленую энергетику важно не только уйти от ископаемого топлива. Краеугольный камень — минералы. Солнечные батареи, светодиоды, мощные магниты ветряков и электродвигателей — для множества технологий возобновляемой энергии требуются литий, кобальт, никель и особенно редкоземельные элементы. За них-то сейчас развернулась мировая гонка.

A hand holds a vial filled with rare earths with blurred electronic waste in the backgroundЕсть несколько стран, где сосредоточены запасы и ведется добыча: Co — Конго, Ni — Индонезия, редкоземы — Китай. Доминирующие на рынке государства регулируют цены, запрещают экспорт, создают картели и используют «friend-shoring», чтобы не допустить эксплуатации своих ресурсов. Это порождает перекосы, не позволяет построить глобальную экономику замкнутого цикла и выйти на нулевые выбросы CO2. Авторы в Nature предлагают правительствам ряд действий: наладить вторичную переработку вторсырья, обогащенного ценными металлами, которая гораздо чище, чем их добыча и извлечение (пока этим занимается только Китай), инвестировать в программы утилизации и отслеживания редких элементов, масштабировать выгодные лабораторные разработки, а также строить логистические цепочки на основе международного партнерства. 

Антациды против глобального потепления, криспр на бумаге, санскрин рыбок

Жаркое лето и самые горячие новости науки!

Препараты для желудка спасут от глобального потепления?

Океан наряду с лесами — важнейший нейтрализатор CO2. Своей огромной поверхностью он поглощает до четверти всех выбросов в год. В захоронении углерода на глубине особенно важны донные минералы, образующиеся в результате естественного «выветривания». С началом индустриальной эры океан уже не справляется с излишками диоксида углерода, и рост антропогенной эмиссии ведет не только к парниковому эффекту, но и закислению воды, что меняет экосистемы, угрожает кораллам.

Экологи думают, как искусственно повысить щелочность океана, чтобы увеличить его улавливающую способность, нормализовать pH и охладить Землю. Стартапы предлагают использовать антациды. Так называют лекарства, которые прописывают гастроэнтерологи для снижения кислотности желудка. В качестве антацидов компания Vesta уже рассеивает частицы зеленоватого минерала оливина на пляжах Калифорнии.

А Planetary Technologies хотят применять гидроксид магния, который можно найти в отходах горной добычи. Но, чтобы углекислый газ реально поглощался, щелочная морская вода должна контактировать с атмосферой, а не опускаться вниз. Ученые бьются над этой задачей. Но пока не решена другая проблема — научиться фиксировать действие антацидов в планетарном масштабе!

Криспр на бумаге

В школе мы все собирали макулатуру, и нам говорили, что бумажные изделия экологичны, ведь исходное сырье — возобновляемое, биоразлагаемое и подходящее для вторичной переработки. Однако, чтобы получить белый лист нужна чистая древесная целлюлоза, тогда как в растениях она находится в тесной связке с лигнином. Лигнин приходится удалять: это грязный химический процесс, сопровождающийся сильными выбросами парниковых газов. Промышленность давно мечтает уменьшить содержание вещества в древесине, и сегодня благодаря CRISPR такой шанс представился.

A greenhouse full of young poplar trees

Лигнин витален, нужен для одревеснения клеточных стенок, а его биосинтез регулируется 21 геном. Ученые из Северной Каролины создали компьютерную модель на основе данных лесной биотехнологии и проанализировали почти 70 тыс. комбинаций изменений генома, из которых 99,5% были неудачными. До мокрой лаборатории добралось 174 варианта. С помощью CRISPR специалисты осуществили мультиплексное редактирование генома тополя, а затем вырастили растения в теплице. У лучших образцов с внесенными в ДНК правками содержание лигнина снизилось почти на 50%! Новые сорта сделают целлюлозно-бумажную отрасль более рентабельной и «зеленой».

У рыбок — свой санскрин!

Не только люди наносят крема против загара, другие организмы тоже как могут спасаются от ультрафиолета: в их арсенале есть механизмы репарации ДНК, ночной образ жизни и солнцезащитные вещества, рассеивающие энергию фотонов в тепло. У позвоночных — пигмент меланин, и вроде бы все…

Но 40 лет назад в икринках рыб открыли гадусол. Это соединение продуцируется многими водорослями — ведь даже через толщу воды проникает опасный УФ. Считалось, что гадусол поступает к рыбам с пищей, но потом в геномах были обнаружены гены его биосинтеза.

Gadusol: Nature's sunscreen – @theU

Статья биологов из университета Юты добавляет новые подробности. Экологические генетики экспериментировали с рыбкой данио. Выяснилось, что материнский гадусол накапливается в яйцеклетках и эффективно защищает рыбок в эмбриональный и личиночный период, предотвращая образование тиминовых димеров. Гадусол в отличие от меланина бесцветен и поэтому отлично пригоден для прозрачной маскировки в богатых не только пищей, но и хищниками фотической зоне океана. А вот многие глубоководные представители костистых рыб благополучно потеряли гены его биосинтеза.

Биогаз без прикрас, непорочное зачатие в селекции и иммунные механизмы целиакии

Каждую неделю Бластим разбирает наиболее любопытные новости из мировых научных журналов. Что на этот раз?

⛅Биогаз без прикрас

Многие видят в биометане доступное и экологичное топливо, которое поможет в борьбе с изменениями климата. Метан выделяют из свалочного газа или производят в реакторах, перерабатывая навоз и агроотходы, а потом транспортируют по обычным газопроводам. Заметка в PNAS ставит под сомнение «чистоту» возобновляемого природного газа.

Во-первых, в крупных странах, таких как США, биогаз способен покрыть лишь малую толику потребности в энергоносителях, даже если на его продукцию направить весь мусор, да еще и специально выращиваемые технические культуры. Во-вторых, строить метантенки дорого, а после бескислородного сбраживания остается осадок — дигестат, всё равно высвобождающий метан в атмосферу. Улетучивается газ и при транспортировке по трубам. При этом парниковый эффект от метана в 80 раз сильнее, чем от пресловутого CO2! Вредные продукты образуются и при его сгорании. Что делать? Экологи советуют не отказываться от биогаза, а сокращать его выбросы: снижать метаногенез у коров с помощью кормовых добавок, утилизировать навоз, не доводя до анаэробной ферментации, применять биотопливо неподалеку от места образования и не сжигать его, а окислять в топливных элементах.

🥖Целиакия: хлеба и иммуннологических зрелищ

Целиакия — аутоиммунное генетическое заболевание тонкой кишки, когда люди не переносят продукты, содержащие глютен — запасной белок хлебных злаков. Что заставляет иммунитет разрушать собственную слизистую в ответ на не полностью перевариваемые пептиды зерновых, понятно не до конца. Свежая статья в Science Immunology чуточку проясняет картину. При потреблении хлеба у пациентов запускается иммунный ответ, опосредованный глютен-специфичными CD4+ Т-хелперами.

Gluten induces rapid reprogramming of natural memory αβ and γδ  intraepithelial T cells to induce cytotoxicity in celiac disease | Science  Immunology

Еще в патогенез вовлечена любопытная популяция иммуноцитов — интраэпителиальные Т-лимфоциты (T-IELs), имеющие и Т-клеточный рецептор, и рецептор натуральных киллеров. В норме Т-IEL защищают кишечник от инфекций, убивая ненормальные энтероциты, но при глютеновой болезни выходят из-под контроля. Интересно, что глютен для их Т-клеточных рецепторов не антиген: «включаются» они по-другому и позднее — уже в ответ на воспаление. Ряд специалистов считают, T-IELs на самом деле пытаются остановить болезнетворный процесс, запущенный Т-хелперами. В новой работе ученые брали биопсии и проводили мультиплексный одноклеточный анализ. Оказалось, глютен служит триггером не только для активации Т-хелперов, но и для параллельного и быстрого репрограммирования части интраэпителиальных клеток памяти. Последние превращаются в Т-киллеров и все-таки усугубляют воспаление, хотя и их регуляторную роль опровергнуть не удалось. Расшифровка запутанных иммунных механизмов позволит найти недиетическую терапию целиакии и других аутоиммунных патологий!

🌺Селекционеры за «непорочное зачатие»

Современная селекция во многом построена на гетерозисе — феномене, когда при скрещивании двух инбредных линий, гибридное потомство превосходит родителей по силе и урожайности. В следующих поколениях гетерозис теряется, поэтому семена надо получать заново. Легко поддерживать ценные гибриды может апомиксис — способ размножения с пропуском мейоза и оплодотворения, когда зародыш семени развивается из нередуцированной яйцеклетки или другой диплоидной клетки. То есть это клон!

Game changer.' Scientists are genetically engineering crops to clone  themselves | Science | AAAS

Существуют растения с естественным апомиксисом, но не сельскохозяйственные виды. И ученые добиваются его искусственно: они уже определили ключевые гены апомиксиса и применяют генетическое редактирование. Работают генетики с локусами с яркими названиями: выключают гены MiMe (mitosis instead of meiosis) и активируют Baby boom, который запускает рост зародышей. Таким способом уже получили рис с 95% клональных семян! Конструирование апомиктических гибридных сортов набирает обороты по всему миру: надеемся увидеть их на полях.

Предыдущие выпуски #выходных_у_бластим ищите в наших социальных сетях.

Искусственные микробные сообщества

Об инструментах для белкового дизайна de novo и AlphaFold слышали буквально все. А знаете ли вы, что есть подобный сервер для конструирования синтетических микробных сообществ? Читайте о платформе FLYCOP.

Логотип FLYCOP с ГитХаба. Источник

Логотип FLYCOP с ГитХаба. Источник

FLYCOP (FLexible sYnthetic Consortium OPtimization) — это платформа, с помощью которой можно сконструировать микробный консорциум под любые цели — от борьбы с такими загрязнениями, как нефтяные пятна и пластмасса, до создания новых продуктов.

FLYCOP подбирает оптимальный состав сообщества на основе метаболических путей микроорганизмов и динамике их роста. Программа построена на машинном обучении, которое оперирует большими данными для осуществления метаболического моделирования.

Как работает FLYCOP. Источник

Как работает FLYCOP. Источник

Например, используя FLYCOP, ученые из Национального центра биотехнологий Мадрида сконструировали новое сообщество из Synechococcus elongatus и Pseudomonas putida для синтеза биопластика на основе полигидроксиалканоата (ПГА).

Для создания такого биопластика нужно, чтобы бактерия Pseudomonas putida, главный продуцент ПГА, находилась в условиях дефицита азота и получала сахарозу. Подкормка чистой сахарозой довольно затратна и нерентабельна для биотехнологического процесса. Вместо этого необходимо подобрать микроорганизм, который растет на экономически выгодной питательной среде и может секретировать сахарозу как метаболит. В качестве производителя углевода алгоритм FLYCOP подобрал фотосинтезирующую цианобактерию Synechococcus elongatus. Также программа предложила оптимальное соотношение микроорганизмов и условия их культивирования.

Создатели FLYCOP надеются, что внедрение синтетических сообществ на производствах постепенно вытеснит эксплуатацию ископаемых ресурсов. Искусственные консорциумы микроорганизмов уже незаменимы для очистки вод, грунта и атмосферы от загрязнений. А сейчас ученые используют FLYCOP для моделирования микробных сообществ, которые разлагали бы пластиковые отходы. Учитывая тенденции изменения климата, можно сказать, что у человечества на микроорганизмы — большие планы!

Текст подготовлен Светланой Бозровой специально для Бластима

Какими бывают лекарства и как их разрабатывают

Первая часть: какие виды препаратов существуют

В истории открытия лекарств выделяют три периода, каждый из которых дал начало трем поколениям лекарств:

  • развитие методов химического синтеза веществ дало начало эпохе малых молекул,
  • изобретение биотехнологических методов позволило создать «большие» биомолекулы,
  • открытия молекулярной биологии дали начало эре современных технологий — генной и клеточной терапии.

Эти три группы лекарств различаются по химической структуре, размеру молекул и терапевтическим возможностям. Сначала разберем малые и большие молекулы.

Какими бывают лекарства и как их разрабатывают, изображение №2
 

Самые первые — лекарства на основе малых молекул

Препараты в форме малых молекул — это химические вещества с небольшой молекулярной массой (не более 900 Да). Промышленное производство препаратов на основе малых молекул началось в 19 веке — и все еще остается доминирующим направлением: их доля составляет 80-90% среди всех современных лекарств в мире. Такие препараты есть в каждой аптечке: это знакомые каждому аспирин и анальгин, обезболивающие и противовоспалительные, сердечно-сосудистые и успокоительные средства.

Основное преимущество лекарств на основе малых молекул кроется в их небольшом размере; благодаря нему они достаточно легко проникают внутрь клеток. Здесь и начинается их фармакологическое действие: препарат оказывает воздействие на молекулы, участвующие во внутриклеточных биохимических циклах, активируя или блокируя определенные реакции. Еще одним плюсом малых молекул можно назвать преимущественно пероральный прием: именно эта лекарственная форма — «запить и забыть» — наиболее привычна для пациентов, что повышает приверженность к лечению. Наконец, среди преимуществ лекарств на основе малых молекул можно назвать «обкатанную» технологию: за долгие десятилетия фармкомпании стандартизировали процесс производства таких препаратов, а врачам удалось накопить результаты многолетних наблюдений за пациентами, благодаря чему ниже риск появления неожиданных эффектов в ходе лечения.

Из минусов препаратов на основе малых молекул стоит отметить их неспецифичность и возможные побочные эффекты, которые могут возникать из-за повышенных концентраций активного действующего вещества. Еще одним недостатком малых молекул является их неизбежная нагрузка на выделительную систему. Это свойство в целом характерно для любого лекарства, но особенно — в случае малых молекул, чужеродных для организма химически синтезированных веществ. При их метаболизме в организме неизбежно вовлекаются печень и почки. Из-за этого у пациентов с дисфункциями этих органов применение лекарств на основе малых молекул ограничено.

Самые белковые — «большие» молекулы

Биопрепараты — это молекулы с относительно высокой молекулярной массой, получают которые обычно с помощью биосинтеза в клетках. Биопрепараты появились благодаря достижениям молекулярной биологии 20 века, когда с помощью биотехнологий стало возможным вставлять целевые гены в плазмиды, клонировать генетический материал и создавать «биофабрики» для наработки в них нужного белка.

Главное преимущество биопрепаратов, которое выгодно отличает их от малых молекул — их специфичность. Разработчики будущего препарата разрабатывают такой дизайн биомолекулы, которая будет связываться только с конкретной мишенью в организме. Можно сказать, что каждое биологическое лекарство «заточено» для лечения конкретной болезни. Специфичность и прочность связывания с мишенью повышают терапевтический эффект биопрепаратов и снижают риск возникновения побочных эффектов.

К сожалению, недостатков у биопрепаратов тоже хватает, и основной из них связан с размерами — многие биомолекулы слишком большие, чтобы проникнуть внутрь клетки. Также биопрепараты в некоторых случаях обладают иммуногенностью, то есть воспринимаются организмом в роли «чужаков». Это может запускать иммунный ответ, в результате чего желаемый терапевтический эффект так и не будет достигнут. Еще один недостаток биопрепаратов — форма их выпуска: обычно их применяют в виде подкожных или внутривенных инъекций, что не так удобно, как привычные таблетки из аптечки. Наконец, еще одним минусом остается высокая стоимость биопрепаратов.

Самые передовые — генная и клеточная терапии

Последние достижения в мире биологии и медицины связаны с разработкой методов лечения на основе генных и клеточных технологий. Формально их нельзя назвать «лекарствами» в привычном смысле слова; это скорее манипуляции с генами и клетками пациентов, которые позволяют справиться с самыми сложными и специфичными заболеваниями. Особенность таких методов — в очень высокой точности воздействия на организм.

Генная терапия

В 20 веке многие наследственные патологии считались неизлечимыми. Сейчас у пациентов с такими болезнями, как гемофилия и спинально-мышечная атрофия, появился шанс. Надежду на это дает развитие методов генной терапии — лечении, при котором генетический материал пациента «чинят» от генетических поломок. Например, это могут быть манипуляции с дефектными генами, которые и вызвали болезнь: их можно поменять, выключить или включить.

— Замена поломанных генов: в этом случае внутрь клетки с генетическим дефектом добавляют нормальный ген, а неправильный ген убирают.

Какими бывают лекарства и как их разрабатывают, изображение №3
 

— «Переключение» генов: в случае, если болезнь связана с работой неправильного гена, его можно выключить. Если же болезнь развивается из-за того, что нужные гены почему-то «молчат», их можно активировать — это запустит нужные эффекты в организме.

Какими бывают лекарства и как их разрабатывают, изображение №4
 

Как внедрить ген в клетку

Генные инженеры используют специальные конструкции — векторы — для доставки целевых генов в клетку. Наиболее распространенными векторами являются вирусы — разумеется, не вызывающие болезни. Это обусловлено их свойствами: вирусы могут распознавать определенные типы клеток, связываться с ними и переносить внутрь генетический материал. Биологи удаляют вирусные гены, которые способны вызвать заражение, и заменяют их на целевые гены, которые заменят неработающий ген в организме пациента.

Существуют две стратегии введения вектора в организм пациента — ex vivo и in vivo.

— Стратегия in vivo («внутри») предполагает внедрение нужного гена непосредственно внутрь организма человека. В таком случае используют вектор, который не способен интегрироваться в геном человека, что снижает риск генотоксичности. Однако со временем, в процессе клеточных делений, количество правильных копий гена уменьшается.

— Стратегия ex vivo («снаружи») предполагает подготовительный этап — извлечение клеток из организма пациента. После этого производят непосредственно генетическую манипуляцию — вводят внутрь изолированных клеток векторы с нужным геном. Наконец, эти модифицированные клетки возвращают обратно пациенту.

Какими бывают лекарства и как их разрабатывают, изображение №5
 

Риски генной терапии

Генная терапия — пока еще очень молодой и «необкатанный» формат терапии, который несет в себе существенные риски:

— Неспецифическое редактирование гена. В ряде случаев происходят ошибки редактирования, когда целевой ген вставляется не в то место, в которое должен был, а в похожем на него.

— Неспецифическое нацеливание не на те клетки. В случае ошибок при подборе вирусного вектора эти генетические переносчики способны узнать не те клетки, в которые им нужно проникнуть. Из-за этого вирусы могут заразить нормальные клетки, а не только клетки-мишени, в которых содержится дефектный ген. Это может приводить к тяжелым побочным эффектам.

— Нежелательная реакция иммунной системы. После добавления вирусного вектора внутрь организма пациента его иммунная система может воспринять этот вектор как чужака и начать атаку.

— Потенциальная возможность запустить перерождение клеток. Если доставленные из вирусного вектора гены вставятся не в то место в ДНК, это может запустить процесс неконтролируемого клеточного деления и злокачественного перерождения.

Перспективы генной терапии

Несмотря на возможные риски, эта новая технология открывает шанс для лечения болезней, которые считались неизлечимыми. Уже достигнут большой прогресс в терапии сложных заболеваний, таких как спинально-мышечная атрофия, пигментный ретинит (дистрофия сетчатки, которая может привести к полной потере зрения) и других. Особенность лечения с помощью генной терапии в том, что пациенту достаточно одной инъекции, чтобы излечить болезнь. Правда, и стоимость такой инъекции на порядок выше, чем в случае биопрепаратов.

Клеточная терапия

Этот вид лечения похож на генную терапию, однако манипуляции проводятся не с генами, а с целыми клетками. Например, в организме пациента нет клеток нужного типа или они по каким-то причинам неактивны, а значит, не способны выполнять свои функции и справляться с болезнью. Лечение заключается в том, чтобы ввести человеку нормально функционирующие клетки или извлечь его собственные неактивные клетки, модифицировать их и вернуть обратно, после чего они смогут нормально выполнять свои функции.

Сложность клеточной терапии заключается в работе только с определенными видами клеток, которые в принципе можно трансплантировать в организм пациента. Некоторые специализированные клетки, например, нейроны или миоциты, трудно извлечь из организма пациента или донора, поэтому лечение нейродегенеративных и мышечных заболеваний с помощью клеточной терапии ограничено.

CAR-Т-клеточная терапия

Для лечения некоторых болезней, например, злокачественных заболеваний крови, применяют терапию с помощью Т-клеток. Т-лимфоциты — особый тип клеток крови, которые способны запускать иммунные реакции или напрямую уничтожать «плохие» клетки. У пациентов с лейкемией Т-клетки самостоятельно не справляются с мутировавшими раковыми клетками — например, не могут «узнать» их. Для борьбы с онкоклетками Т-клетки извлекают из крови пациента и активируют, добавляя к ним ген рецептора CAR (химерный антигенный рецептор, от англ. chimeric antigen receptors). С его помощью клетки как бы «настраивают» для узнавания рецепторов на поверхности раковых клеток. После этого модифицированные Т-клетки, вооруженные химерным рецепторов, возвращают пациенту. Этот процесс может занимать несколько недель.

Какими бывают лекарства и как их разрабатывают, изображение №6
 

Клеточная CAR-T-терапия достаточно перспективна для лечения сложных заболеваний вроде рака крови, однако ее применение против сóлидных опухолей ограничено. Недостатками все еще остаются высокая стоимость, так как схему лечения разрабатывают индивидуально для каждого пациента, а также высокие требования контролирующих органов к безопасности терапии.

Вторая часть: как разрабатывают лекарства

Дизайн лекарств — процесс поиска и разработки новых терапевтических препаратов. Обычно, когда говорят о драг-дизайне, имеют в виду дизайн молекул, которые будут связываться с конкретной мишенью в организме. Наверное, самым распространенным примером такого взаимодействия является клеточный рецептор в качестве мишени и химическая или биологическая молекула в качестве лекарственного средства. Взаимодействие молекулы с мишенью может привести как к блокировке, так и к дополнительной активации рецептора, в зависимости от необходимого действия на организм.

Какими бывают лекарства и как их разрабатывают, изображение №7
 

Если упрощать, то цель драг-дизайна — найти такую молекулу, которая «выключит» плохую мишень (например, на раковой клетке) или «включит» хорошую мишень (например, на иммунной клетке). В организме человека это устроено сложнее: сама по себе молекула не способна заблокировать болезнь, она лишь запускает цикл реакций, которые в конечном итоге будут запускать иммунные реакции, блокировать нежелательные стимулы, и так далее.

Критерии поиска лекарств

Перед тем, как начать разработку, исследователи проводят анализ рынка, изучают потребности в лечении определенных болезней и выдвигают идею будущего препарата. Лекарство, которое возьмут в разработку, должно соответствовать следующим критериям:

— Препарат лечит социально значимое заболевание. Это необязательно какая-то распространенная болезнь; для орфанных (редких) заболеваний тоже важно предлагать способы терапии.

— Предполагаемый механизм действия нашей молекулы способен привести к нужному терапевтическому эффекту.

— Разрабатываемое вещество должно с высокой специфичностью взаимодействовать только со своей мишенью и ни с чем больше, чтобы не приводить к побочным эффектам;

— Компания-производитель имеет ресурсы, деньги и технические возможности для разработки конкретного лекарства.

Фармакокинетика и фармакодинамика

Эффективность и безопасность конкретного препарата изучают особые разделы фармакологии — фармакодинамика и фармакокинетика.

— Фармакодинамика изучает то, как лекарство влияет на организм, насколько оно эффективно. Для этого исследуют, как лекарство всасывается, метаболизируется и выводится.

— Фармакокинетика изучает то, как организм влияет на лекарство: его распределение и стабильность, безопасность для пациента.

Какими бывают лекарства и как их разрабатывают, изображение №8
 

Этапы разработки лекарств

Перед тем, как попасть на полки аптек или в медучреждения, каждое лекарство должно пройти несколько этапов разработки. Разберем их на примере нового лекарства, у которого нет существующих на рынке аналогов.

Какими бывают лекарства и как их разрабатывают, изображение №9
 

1 этап — поиск мишени и разработка. Исследователи ищут молекулы, которые могли бы стать лекарствами для лечения конкретной болезни. В этом этапе участвуют тысячи и десятки тысяч потенциальных молекул.

Сначала исследователи идентифицируют нужную мишень в организме. Наиболее популярными мишенями являются белки — различные клеточные рецепторы и ферменты. Подходящая мишень должна как можно более эффективно и безопасно таргетироваться нашим будущим препаратом.

После выбора мишени нужно разработать терапевтический формат и форму выпуска препарата к ней. Для этого проводят раннюю разработку, когда определяют свойства терапевтический молекулы, в том числе — ее способность связываться с нужной мишенью, оптимизируют и нарабатывают молекулу для последующих испытаний.

После первых этапов ранней разработки запускают фармацевтическую разработку, во время которой изучают стабильность будущего лекарства, форму выпуска, способы хранения и других фармацевтические свойства.

2 этап — доклиническая разработка. Молекулы, полученные на предыдущем этапе, тестируют, как правило, на животных. При переходе к доклиническим испытаниям количество потенциальных препаратов сокращается в несколько раз. В фармацевтической практике в рамках одного проекта обычно проверяют один, реже — два препарата (это может быть одно и то же активное вещество, но в разных формах выпуска и в разных дозировках).

Основная цель доклинических исследований — определить безопасную и эффективную дозировку для дальнейшей проверки в ходе клинических исследований с участием здоровых добровольцев и пациентов.

Важную роль в доклинических исследованиях играют лабораторные животные. Существует множество животных моделей, среди которых мыши, крысы, кролики, собака, кошки и нечеловекоподобные приматы.

Доклинические исследования можно разделить на два последовательных этапа: обычно сначала проводят испытания на грызунах, затем — на крупных млекопитающих (обычно приматах). Выбирая животных для экспериментов, ученые оценивают наличие в их организме мишеней для терапевтического препарата. Важно, чтобы биологическая мишень для разработанного препарата была схожей у человека и исследуемых животных.

Какими бывают лекарства и как их разрабатывают, изображение №10
 

В результате доклинических исследований получают ответ на вопрос, стоит ли тестировать препарат на людях; является ли он достаточно безопасным и эффективным.

3 этап — клинические исследования. Молекулы, прошедшие предварительный отбор на животных моделях, проверяют на здоровых добровольцах и пациентах. Эта стадия — самая сложная, длительная и дорогостоящая во всем процессе разработки препарата. Клинические исследования проводят в течение нескольких фаз. Обычно первую фазу испытаний проводят на здоровых добровольцах, чтобы получить данные о том, как люди в принципе переносят прием лекарства, возникают ли какие-то нежелательные побочные реакции. Последующие фазы проводят на пациентах с конкретным заболеванием — сначала на небольшой выборке, а затем количество испытуемых расширяют, в том числе, включают людей из разных стран. Цель клинических испытаний на пациентах — проверить эффективность действия лекарства, оценить уровень надлежащей терапевтической дозы.

4 этап — регистрация препарата и одобрение регулирующих органов. Фармацевтическая компания получает разрешение на продажу препарата. Важным документом, который дает компании исключительное производство этого лекарства, является патент. Регистрация патента — долгая процедура, поэтому обычно подачу документов на патент начинают уже на этапе ранней разработки.

5 этап — промышленное производство. После того, как новое лекарство прошло необходимые испытания и было зарегистрировано, фармацевтическая компания приступает к серийному производству препарата.

6 этап — продажи и маркетинг. Лекарство наконец выходит на рынок и становится доступным для пациентов. Только на этом этапе фармацевтическая компания начинает получать прибыль, окупая предыдущие вложения. Все время, пока препарат присутствует на рынке, медицинские представители и специалисты по фармаконадзору продолжают следить за безопасностью и эффективностью препарата.

Какими бывают лекарства и как их разрабатывают, изображение №11
 

Процесс разработки нового лекарства может занимать от 3 до 15 лет (обычно 5-7 лет). Самым затратным этапом разработки с большим отрывом являются клинические испытания, на которые тратят сотни миллионов долларов. Общая стоимость разработки зачастую превышает 1 млрд долларов. При этом некоторые лекарства не окупаются — например, если уже после выхода на рынок обнаруживаются неожиданные побочные эффекты, которые ускользнули из зоны внимания на этапе клинических исследований.

В статье мы затронули верхушку айсберга современной фармы и вопроса разработки новых лекарств. На самом деле на каждом этапе существует много нюансов, деталей, с которыми люди, работающие в отрасли, сталкиваются постоянно. Именно с этими подводными камнями мы разбираемся на курсе «Из исследований в разработку фармпрепаратов».

Статья подготовлена Анной Гобовой специально для Бластим

Метод ПЦР: включаем в резюме?

«Классическая» ПЦР — стандартный скилл

ПЦР придумали для оптимизации лабораторной работы, чтобы создавать множество копий конкретного фрагмента ДНК из исходного образца. В результате 20-30 циклов реакции содержание этого фрагмента в пробе повышается на множество порядков по формуле:

Метод ПЦР: включаем в резюме?, изображение №2
 

где N — количество молекул на момент цикла n, E — эффективность амплификации (как правило, близкая к 2).

Процесс «размножения» фрагментов называется амплификацией. Чтобы поставить ПЦР, необходимо взять ДНК-полимеразу, праймеры, нуклеотиды, буфер с ионами магния для корректной работы фермента, а также раздобыть сам фрагмент нужной ДНК. ДНК-полимераза — это фермент, который строит новую цепочку молекулы на уже имеющейся матрице нужного фрагмента ДНК; праймеры — это затравка для синтеза новых цепочек ДНК; нуклеотиды выполняют роль строительных кирпичиков, из которых синтезируется новая цепь. Все эти компоненты «плавают» в буфере, который поддерживает нужные для реакции условия.

Каждый из циклов амплификации включает в себя три этапа: денатурацию, отжиг и элонгацию.

Метод ПЦР: включаем в резюме?, изображение №3
 

— При денатурации фрагмент ДНК нагревают, чтобы расплести двуцепочечную молекулу и сделать ее доступной для «клонирования».

— Затем идет стадия отжига, когда смесь охлаждают на несколько десятков градусов, чтобы праймеры смогли зацепиться за нужный участок ДНК. Этот процесс очень специфичен: длины праймера 18-22 нуклеотида обычно достаточно для точного распознавания единственного участка во всём геноме!
Про этот процесс говорят: праймеры «отжигаются на матрице».

— Наконец, в процессе элонгации тот самый праймер удлиняется благодаря тому, что ДНК-полимераза достраивает вторую цепочку ДНК из нуклеотидов.

Сложность классической ПЦР можно оценить на 3 из 10, где 10 — максимально сложно. Владение этим методом — стандартный пункт в портфолио студентов-биологов, которые знакомятся с протоколом ПЦР на лабораторных практикумах. Когда вы составляете резюме на вакансию выше уровня лаборанта-исследователя, можно даже не упоминать владение ПЦР: этот навык «по умолчанию» предполагается при работе в «мокрой» лаборатории.

«Прокачанная» ПЦР для резюме

ПЦР в реальном времени (real-time PCR, или qPCR) — количественный (quantitative) метод определения ДНК или РНК. В отличие от классической ПЦР, цель которой — скорее, наработать нужную последовательность или понять, есть ли она вообще в образце, метод ПЦР в реальном времени позволяет оценить количество исходной нуклеиновой кислоты в пробе. Метод назвали так потому, что накопление продуктов реакции фиксируется в реальном времени с помощью оптических датчиков.

Этот метод принципиально не отличается от классической ПЦР: протекание реакции анализирует прибор, а исследователь получает на выходе уже готовые данные. Однако дизайн эксперимента и пробоподготовка требуют специальных навыков и занимают больше времени. Так, одна из главных сложностей — высокая чувствительность метода, что повышает требования к «чистоте» проб, отсутствию в них «чужой», случайно занесенной ДНК (например, с поверхности рук). Таким образом, результат эксперимента с использованием real-time больше зависит от практических навыков исследователя.

Зачастую ПЦР в реальном времени применяют для оценки количества фрагментов РНК, а не ДНК: например, чтобы оценить, насколько активно экспрессируется тот или иной ген. В этом случае говорят о ПЦР с обратной транскрипцией (ОТ-ПЦР, RT-PCR). Процесс экспрессии гена обязательно включает в себя этап переписывания генетической информации с ДНК на РНК, что дает исследователю возможность оценить, насколько активно «работает» ген в заданных условиях (например, в клетках конкретного пациента).

Особенность ОТ-ПЦР в том, что перед анализом нужно переписать информацию с мРНК на комплементарную ДНК (кДНК). В таком виде нужная нам генетическая информация становится более стабильной и пригодной для дальнейшей работы. При этом последовательность кДНК не содержит нефункциональных элементов гена — интронов.

Сложность real-time ПЦР с обратной транскрипцией можно оценить на 8 из 10. Причина такой оценки — в том, что с мРНК сложно работать: РНК, в отличие от ДНК, быстро разрушается. Это происходит во многом из-за вездесущих ферментов РНКаз, которые обычно присутствуют на коже человека. Поэтому лаборатории для работы с ОТ-ПЦР проектируют таким образом, чтобы минимизировать возможные загрязнения. Если вы овладеете этим методом, обязательно включите его в свое резюме — таких специалистов ценят работодатели.

Как прокачать ПЦР-скилл

Чтобы добавить ПЦР в копилку своих навыков, начинайте с «классической» ПЦР — чем раньше, тем лучше. Для овладения этим методом достаточно быть внимательным и научиться работать руками: пипетировать, аккуратно манипулировать с образцами, отработать процедуру до автоматизма. Несмотря на то, что метод легко автоматизируется — например, во многих лабораториях используют станции автоматического раскапывания, — важно освоить этот метод руками, чтобы разобраться в его сути и облегчить будущую работу с более продвинутыми видами ПЦР.

Когда накопите опыт с обычной ПЦР, начинайте осваивать другие виды — ПЦР-ОТ и иммуно-ПЦР в реальном времени, инвертированную ПЦР, цифровую ПЦР, есть даже изотермические ПЦР со шпилечными праймерами. В этом случае ваша ценность как специалиста будет определяться навыками подборки праймеров и умением интерпретировать результаты.

Статья подготовлена Анной Гобовой для Бластим

Что делают биоинформатики

Что изучают, сколько зарабатывают и какие карьерные перспективы имеют. Статья подготовлена Ильей Гридневым специально для Бластим

Биоинформатика — это область знаний, в которой компьютерные методы и информационные технологии анализа данных применяются для интерпретации биологических явлений, связанных с биомолекулами. Самые популярные направления биоинформатики — это интерпретация последовательностей нуклеиновых кислот и белков, а также моделирование объемной структуры биомолекул и их взаимодействий между собой, например, при разработке лекарств.

Четвертичная структура белка (Источник: https://pdb101.rcsb.org/motm/228)
 
Четвертичная структура белка (Источник: https://pdb101.rcsb.org/motm/228)

Одни биоинформатики сконцентрированы на конкретной биологической задаче, а другие заняты более общей миссией разработки новых алгоритмов. При этом чтобы преуспеть в этой науке хороший специалист должен, как минимум, ориентироваться в ряде дисциплин:

  • знать основы биологии: молекулярную и клеточную биологию, геномику и методы генной инженерии;
  • химию и биохимию;
  • базовую статистику;
  • и хотя бы один язык программирования: R или Python.
(Источник: http://blog.fejes.ca/?p=2418 )
 
(Источник: http://blog.fejes.ca/?p=2418 )

Такой набор изучаемых дисциплин редко встречается в рамках одной образовательной программы: мест, где готовят биоинформатиков в России немного. Среди них, например, факультет биоинженерии и биоинформатики МГУ, магистерские программы биологического факультета МГУ и Институт биоинформатики; более полный список можно найти на сайте Blastim.

Чаще всего в биоинформатику попадают две категории людей: либо с биологическим образованием, либо с образованием в программировании или математике. У каждой категории есть ряд своих преимуществ: биологи, как правило, способны осмысленнее интерпретировать данные, основываясь на комплексном видении задачи. Программисты, в свою очередь, эффективнее пишут программный код, в результате используя более сложные алгоритмы и методы анализа данных.

Люди из обеих категорий часто приходят в биоинформатику не сразу после получения высшего образования, а после нескольких лет работы в своей области. При этом такой опыт подчас помогает им в освоении новой профессии. Поэтому смело можно сказать, что начать переход в биоинформатику можно в любом возрасте.

Кроме уже упомянутых знаний и навыков будущему биоинформатику нужно обладать тягой к постижению нового, упорством и терпением, чтобы поспевать за стремительно развивающимися технологиями. Важным качеством для этой профессии является и многозадачность, потому что у одного биоинформатика в работе может быть несколько проектов одновременно. Полезными будут также способность к самостоятельной работе и коммуникативные навыки.

Плюсы и минусы работы биоинформатика

В работе биоинформатикой можно выделить следующие плюсы:

  • постоянное развитие в быстроменяющейся области знания;
  • разработку технологий на переднем крае науки;
  • относительно высокие зарплаты;
  • удаленную работу и гибкий график.

Кроме того, к плюсам стоит отнести существование огромного количество баз с различными биологическими данными. Поэтому биоинформатику необязательно иметь свой источник данных для анализа, и существуют целые научные группы, состоящие только из биоинформатиков.

Рассмотрим также и минусы работы биоинформатиком. Самые очевидные — это сидячая работа, требующая доступа к большим вычислительным ресурсам: обычного ноутбука, скорее всего, не хватит. Другой момент — многие биоинформатические программы и инструменты не поддерживаются разработчиками и перестают работать вскоре после публикации, и часто приходится тестировать несколько программ для одной задачи.

Бывает, что все имеющиеся инструменты не подходят, тогда требуется либо разбираться в чужом коде, чтобы что-то исправить, либо писать свой. У большинства программ и инструментов нет хорошей документации, из-за чего может быть непонятно, что именно они делают или как ими пользоваться. Решение этих проблем может занять много времени. Еще один тонкий момент: иногда сложно опубликовать биоинформатическую статью в хорошем журнале, так как требуется экспериментальное подтверждение выводов.

Куда идут работать биоинформатики и сколько зарабатывают

Если вы захотели работать биоинформатиком и получили базовые навыки для этого, то нужно найти место работы. Большинство соискателей обращают внимание на заработную плату.

Blastim уже публиковал обзор зарплат в биотехе за 2021 год. По собранным данным, медианная зарплата биоинформатика составляла около 100 тыс. руб. в месяц, а старшего биоинформатика — около 120 тыс. руб. до вычета налогов. На февраль 2023 в вакансиях на место биоинформатика в России встречается зарплата от 60 до 150-200 тыс. руб. в месяц, а в США и Европе предлагают от $3 тыс. до $12,5 тыс. в месяц до вычета налогов.

При выборе работодателя соискателей интересует не только заработная плата, но и само место работы. Биоинформатики востребованы в научных институтах, медицинских центрах, фармакологических и биотехнологических компаниях. Их работа обладает огромным потенциалом как для фундаментальной науки, так и для улучшения качества жизни людей с помощью диагностики и лечения заболеваний.

Мировой рынок: тенденции и перспективы

Глобальный рынок биоинформатики в 2023 году составил более $14,5 миллиардов при темпе годового роста в 12,7%. Ожидается, что он вырастет до $24 миллиардов в 2027 году.

К основным драйверам роста относят обширное использование биоинформатики в разных отраслях биологии, снижение стоимости секвенирования и увеличение объема данных. Другие факторы — это рост спроса на секвенирование белков и нуклеиновых кислот, увеличение вклада правительственных и частных организаций, способствующее развитию геномики и протеомики, а также все большее количество исследований в области молекулярной генетики и разработки лекарств. При этом барьерами развития рынка считаются нехватка квалифицированных специалистов и нестабильность процессов мировой экономики последних лет.

Источник: https://www.acumenresearchandconsulting.com/bioinformatics-market
 
Источник: https://www.acumenresearchandconsulting.com/bioinformatics-market

Рассмотрим ключевые тренды в биоинформатике на 2023 год, выделенные крупной биоинформатической комнанией Fios Genomics:

  • Одной из тенденций станет продолжающееся развитие технологий секвенирования одиночных клеток. Эксперты прогнозируют рост количества проанализированных существующих данных, доступных в открытых базах и репозиториях.
  • Анализ секвенирования белков на уровне отдельных молекул — метод, который только начинает развиваться, и 2023 год может стать годом его расцвета. Стоит обратить внимание на две конкретные технологии: флуоросеквенирование и секвенирование белков на полупроводниковых устройствах.
  • В 2023 году ожидается рост популярности ChatGPT от OpenAI в биоинформатике. Этот чат-бот может помочь в написании и отладке кода, что делает его потенциально полезным инструментом. Однако пока еще неясно, станет ли ChatGPT важной частью инструментария биоинформатика или же его популярность поутихнет со временем. О попытках применить ChatGPT к биоинформатическим задачам Blastim уже писал ранее.
  • Увеличение объема данных также станет ключевым вызовом для биоинформатиков, поскольку объем информации, доступной для исследований, растет с каждым днем. В 2023 году, вероятно, мы станем свидетелями разработки новых инструментов и технологий для управления, хранения и анализа больших объемов данных. Использование ИИ, машинного обучения и высокопроизводительных вычислений объединит биологическую информацию из многих источников для более точного тестирования и моделирования.

Биоинформатика — стремительно растущая наука, которая набирает все большую популярность благодаря технологическому прогрессу и росту интереса к биологическим данным. Кроме того, биоинформатика испытывает «кадровый голод», поэтому если вы решили посвятить время постижению этой профессии, можно с уверенностью сказать, что ваши усилия окупятся. Специалисты в этой области знания будут востребованы десятилетия вперед.

Найти себя и развиваться в биоинформатике можно вместе с Бластимом. Приходите на летний поток курса по анализу данных секвенирования нового поколения, чтобы освоить рабочий процесс обработки датасетов, получить ключевые навыки профессии, а также узнать фишки от ведущих ученых! Старт 26 июня. Узнать подробности и зарегистрироваться можно на сайте.

Как вирус превратили в «фабрику» антител

В этом посте кратко разберем метод фагового дисплея для получения антител.

Дисплейные методы, как и метод гибридóм, начинаются с иммунизации животного. Этот этап нужен, чтобы получить антитела, из которых затем мы будем выбирать лучшее. Однако, в отличие от ограниченного набора антител-кандидатов в методе гибридóм, с помощью дисплейных методов можно «перебрать» сразу миллиарды последовательностей потенциальных антител.

Самым популярным из всех дисплейных методов считается фаговый дисплей. Он заключается в том, чтобы «заставить» бактериофаг М13 выставлять на своей поверхности (от англ. display — отсюда название метода) фрагменты антитела. Каждый отдельный бактериофаг представляет последовательность только одного антитела, а в одной пробирке таких вирусных частиц могут быть миллиарды. Такие масштабы достигаются за счет высокопроизводительных методов молекулярного клонирования.(про которые вы можете прочитать ЗДЕСЬ) Затем, в результате нескольких раундов селекции, из миллиардов потенциальных последовательностей отбирают единственный кандидат, который станет будущим антителом.

Главное преимущество фагового дисплея — в огромном разнообразии молекул-кандидатов: в одном раунде удается «прогнать» миллиарды последовательностей. Также среди плюсов, которые отличают фаговый дисплей от метода гибридóм, стоит отметить возможность работы с полностью человеческими (а не мышиными) последовательностями, а также меньшие затраты времени — не нужно иммунизировать мышей, выделять из них В-лимфоциты и скрещивать их с клетками миеломы. В этом же кроется, пожалуй, и главный недостаток: фаговый дисплей — слишком искусственная система. На выходе мы получаем «огрызки» молекул — всего лишь вариабельные фрагменты антител, а не полноразмерные антитела. Не факт, что даже идеально связавшийся фрагмент-кандидат сможет наработаться в клетках.

Но, несмотря на свои ограничения, метод фагового дисплея остается очень популярным методом получения моноклональных антител во многих фармацевтических компаниях. Если отработать лабораторный процесс до автоматизма, можно анализировать потенциальные антитела намного быстрее, чем с помощью гибридóм.