В Саратовском университете работает больше десятка различных лабораторий мирового уровня. Сегодня мы расскажем тебе о лаборатории биомедицинской фотоакустики, которая входит в состав Научного медицинского центра СГУ. Преподаватели и студенты без устали трудятся на благо науки. Но они бы не справились без своих помощников, которые обычно молчат, но сейчас сами расскажут о себе.
Лаборатория биомедицинской фотоакустики
Здесь ведётся изучение новых лекарств, которые создаются в лаборатории «Дистанционно управляемые системы для тераностики». Оборудование укомплетовано, однако, на нём тестируются различные вещества: флуоресцентные системы, капсулы или клетки. В медицине важна не только адресная доставка лекарств, но и возможность видеть – как, куда и в каком количестве они попали. Благодаря этому лечение будет наиболее эффективным.
Фотоакустические методы позволяют обнаружить непосредственно в кровотоке различные патологические объекты, например: раковые клетки, которые отделяются от опухоли и разносятся с кровью, формируя метастазы, а также вирусы или тромбы. Зачастую последние являются сигналом онкологических заболеваний и способствуют незаметному перемещению раковых клеток в кровотоке. Тромбы часто встречаются у пожилых людей, однако причины этому доподлинно неизвестны. Для науки важно изучить механизм заболевания, а не устранять последствия.
«Я – Фотоакустический проточный цитометр, и моя работа очень важна. Только я могу посмотреть действие лекарственных капсул в неразбавленной крови.
Учёные внедряют в кровь капсулы с лекарством, а я прогоняю их через проточную ячейку с трубочкой, имитируя человеческие сосуды. Мы смотрим, как движутся капсулы и определяем, являются ли они стабильными. Слипающиеся капсулы образовывают сгустки и забивают сосуд, приводя к тромбозу. Объекты должны бегать отдельными группами, и я помогаю сделать их такими.
Я наблюдаю, как выводятся капсулы, слипаются они или нет, как движутся. Так отбираются те лекарства, которые можно внедрить человеку, и те, которые нельзя. Но такие эксперименты будут проводиться позже. Пока на мне тестируются все лекарства, чтобы не навредить человеку. Ведь если капсулы забьют сосуд, то человек может погибнуть. Я такого не допущу!»
«Я тоже работаю с клетками, как мои друзья. Они зовут меня Проточный цитометр ImageStream. Будто социолог, я собираю статистические данные. Сколько нашли лейкоцитов или раковых клеток? Я отвечу.
В меня помещают образцы клеток, я их прогоняю и фотографирую. А учёные их анализируют. Я делаю кучу микроскопических картинок. Снимаю каждую клетку, разделяю на набор цветов и позволяю собрать статистику. Благодаря мне люди выделяют популяции клеток и могут выявлять нежелательные на раннем этапе».
Проточный цитометр ImageStream имеет уникальную комплектацию, камеру высокого разрешения и набор лазеров, который позволяет видеть широкое разнообразие клеточных красок.
«Я – Фотоакустический микроскоп, и мы с цитометром работаем вместе. У меня есть мощный импульсный лазер, который направляется на образец. Тот поглощает излучение и расширяется, издавая звук в ультразвуковом диапазоне. Это называется – фотоакустический отклик.
Я позволяю глубоко заглянуть внутрь человека и увидеть поток крови в крупных человеческих сосудах. Кровь состоит из множества клеток, которые издают разные звуковые сигналы. Я могу видеть раковые клетки внутри общего кровотока, для этого нужно просто показать мне свою руку. Благодаря мне люди смогут обнаружить раковые клетки на ранней стадии развития и остановить болезнь!»
Перечисленные выше микроскоп, спектрометр и цитометр по отдельности достаточно часто встречаются в научных лабораториях. Но наличием этого оборудования в одной лаборатории могут похвастаться лишь несколько организаций в мире, в том числе и мы.
Фотоакустический микроскоп и проточный цитометр в лаборатории фотоакустики являются единственными в своём роде приборами. Это уникальные разработки коллектива учёных СГУ, которые не представлены ни в одной другой лаборатории.
Текст: Екатерина Селиверова. Фото: Светлана Артамонова. По материалам печатного журнала «СГУщёнка», выпуск №41, 2023 г.