Цикл работ посвящен созданию «аптамеров» — искусственных молекулярных узнающих элементов (МУзЭлей) на основе нуклеиновых кислот. Сформулированы и решены ряд теоретических проблем; получены аптамеры для различных мишеней: белков, вирусов, клеток. Заложены основы «аптатераностики» (аптамерная «терапия+диагностика» в медицине), которая существенно дополняет иммунотераностику (антитела). В отличие от антител, получаемых технологией «живых систем» и имеющих побочные эффекты в терапии, аптамеры имеют альтернативную природу каркаса, их получение можно роботизировать. Поведение аптамеров моделируется на суперкомпьютерах. Отдельные функциональные модули аптамеров собираются в мультифункциональные конструкции с новыми свойствами. При участии ООО «Аптофарм» и Минобрнауки России завершены формализованные доклинические испытания, «Тромбивеб» успешно испытан на обезьянах.
За представленный период опубликовано 39 работ, получено 12 патентов, включая международные. Работа внесена в Каталог успешных проектов Программы «Исследования и разработки» Минобрнауки России. А.М. Копылов входит в состав редакции международных журналов «Aptamers» (Оксфорд, Великобритания), International Journal of Molecular Science (MDPI). Получена Почетная грамота Минпромторга России.
В настоящее время в составе Консорциума, возглавляемого НМИЦ нейрохирургии им. Н. Н. Бурденко Минздрава России, совместно с ИВНД и НФ РАН и Сеченовским университетом, при поддержке Минобрнауки разрабатывается аптатераностика опухолей мозга.
Аптамерная тематика вытекала из работ по рибосомам/трансляции. Для аптамеров проанализированы контакты аптамер-мишень. Пространственная структура аптамеров моделируется на суперкомпьютере МГУ.
Аптамеры к тромбину. Механизм действия аптамеров на тромбин и на каскад коагуляции в целом изучали экспериментально и с помощью математического моделирования. Ковалентное объединение разных аптамерных модулей влияет на их активность; оригинальное нековалентное объединение модулей сохраняло функцию. В прикладной части сравнили аптамер RA36 с другими антикоагулянтами, установили специфичность для различных животных, создана оригинальная модель тромбообразования для животных. Результаты суммированы в обзоре.
Аптамеры к гемагглютинину (ГА) вируса гриппа А. ГА — белок на поверхности вируса, который отвечает за прикрепление к клетке. Аптамеры к ГА применяются как МУзЭли для детекции вирусов, а в случае получения нейтрализующих аптамеров — как блокаторы инфекции. Изучены свойства ГА. Получены уникальные аптамеры, специфически узнающие большую выборку штаммов со всего мира из коллекции ФНЦ ИРИП им. М. П. Чумакова РАН.
Аптамеры к рецептору эпидермального фактора роста (EGFR) — онкомаркеру. Аптамеры специфически узнают клетки опухоли мозга — глиобластомы (ГБМ), как в культуре клеток, так и на хирургических срезах ткани пациентов. Проанализированы: молекулярная диагностика и лечение ГБМ, получение модифицированных аптамеров. Получены оригинальные РНК- и ДНК-аптамеры, специфически узнающие клетки в культурах из опухолей пациентов. Клоны EGFR+ специфически окрашиваются аптамерами на срезах опухолей пациентов.
Найдены антипролиферативные крипто-аптамеры.