Учёные Саратовского национального исследовательского государственного университета имени Н.Г. Чернышевского (СГУ) совместно с китайскими и французскими коллегами повысили эффективность метода диагностики рака кожи.
Для диагностики в онкологии используют оптические методы – неинвазивные методы визуализации тканей с помощью света. Предлагаемый учёными метод основан на управлении оптическими свойствами слоёв кожи, такими как поглощение и рассеяние света. Кожа сильно рассеивает свет, это снижает контрастность изображения тканей и глубину проникновения света и, таким образом, затрудняет клиническое применение оптических методов. Чтобы свет проходил через защитный барьер эпидермиса и нижележащие ткани и достигал более глубоких слоёв, на поверхность кожи наносят специальную смесь – оптический просветляющий агент на основе биосовместимых веществ, например, сахаров, спиртов, жирных кислот или органических растворителей. Эти агенты заменяют собой внутритканевую жидкость (воду),делая ткань оптически более однородной, тем самым уменьшая рассеяние и позволяя свету проникать более глубоко в ткань.
Учёные СГУ, университета Лотарингии и Хуажонгского университета науки и технологии разработали биосовместимый просветляющий агент, улучшающий светопроницаемость кожи. Он состоит из смеси полиэтиленгликоля-400, пропиленгликоля и олеиновой кислоты. Агент менее токсичен по сравнению с аналогами и увеличивает яркость и контрастность изображений оптической когерентной томографии по всей глубине кожи. Исследования проводились на добровольцах.
Физики выяснили, чтоновый агент эффективен в сочетании сразработанным комплексом физическихи химических усилителей проницаемости эпидермиса – микродермабразией, олеиновой кислотой и ультразвуком (MicrodermabrasionOleicacidUltraSoundEffect– MOUSE). Открытие позволитсущественно улучшить чувствительность по глубине методов оптической визуализации и спектроскопиидля диагностики рака кожи. Учёные готовы внедрять новую технологию в клиническую практику.
«Существует много просветляющих агентов, и их можно и нужно синтезировать или комбинировать для различных применений. Наша сила в том, что мы понимаем физику процессов и можем общими усилиями разработать нужный агент или найти неожиданное применение хорошо известным веществам, например, используемым в рентгенографии, МРТ-контрастировании или УЗИ-визуализации. У трёх научных групп примерно равные научно-исследовательские возможности, но у каждой есть доступ к уникальной приборной базе. Наши исследования дополняют друг друга и способствуют плодотворному сотрудничеству», – рассказал заведующий кафедрой оптики и биофотоники Института физики СГУ, член-корреспондент РАН Валерий Тучин.
- Исследования были поддержаны рядом международных грантов, включая грант РФФИ 20-32-90043 «Мультимодальное исследование патологических образований кожи in vivo для целей оптической диагностики и терапии», французский грант Contrat Plan Etat Région IT2MP «Технологические инновации, моделирование и персонализированная медицина» и грант Национальной лиги борьбы с раком. По результатам исследований учёные подготовили 13 устных докладов на международных конференциях, опубликовали главу в книге«Handbook of Tissue Optical Clearing: New Prospects in Optical Imaging» и 3 статьи в международных журналах: Biomedical Optics Express, Journal of Biophotonics и Journal of Biomedical Optics.
- Результаты исследований учёные презентовали на международных форумах в Китае: XIII Asia Communications and Photonics Conference и XV International Photonics and Optoelectronics Meetings. Учёные России, Франции и Китая Вальтер Блондель, Марин Амуру, Сергей Зайцев, Валерий Тучин, Элина Генина и Дан Жу рассказали об эффективности оптического просветления кожи человека с помощью разработанных биосовместимых агентов и оптической когерентной томографии.
Совместные исследования российских и зарубежных учёных в области оптической диагностики патологических образований ведутся более пяти лет. В ноябре 2023 года Российский научный фонд и Государственный фонд естественных наук Китая поддержали это направление фундаментальных и поисковых научных исследований научной группы на следующие три года в рамках проекта «Разработка оптических методов для изучения гликированности и гемодинамики биологических тканей при сахарном диабете».
