- 257
- 0
Открытия российских ученых в диагностике и лечении онкологии: «нанометки» и распознавание эритроцитов
Российские и китайские ученые создали новый тип органических наночастиц, которые поглощают поляризованное излучение и затем могут быть обнаружены с помощью лазера.
Исследователи получили данный тип частиц, синтезируя их из смеси аминокислот: цистеина, фенилглицина, триптофана и глутатиона. В зависимости от ориентации молекулы (ученые добились «вращения влево») и поляризации света вещества особым образом взаимодействуют с лучом лазера. Это позволяет находить их скопления — например, в месте опухоли.
Наночастицы можно одновременно «снарядить» несколькими веществами, «настроить» на непосредственную борьбу с опухолью или использовать в виде мишени для иммунных клеток или лазера. Подходящий размер позволяет частицам проникать сквозь необычные сосуды опухоли и задерживаться в нужном месте достаточно долго, поэтому открытие ученых можно применить для диагностики рака.
Авторы работы стремились создать наночастицы, которые могли бы поглощать поляризованное излучение и повторно излучать фотоны на определенных длинах волн. Эксперименты показали, что наиболее яркое свечение и поглощение входящего излучения в узком спектре частот давали частицы из молекул триптофана. Структуры сохраняли свои оптические свойства при нахождении в кислой или щелочной среде, а также на протяжении почти семи часов под ультрафиолетом.
«Результаты исследования показали, что наши углеродные точки можно применять в решении самых разных задач, таких как получение изображений тканей и клеток, создание биосенсоров и разработку тераностических препаратов», — заявила заведующая лабораторией Университета ИТМО (Санкт-Петербург) Елена Ушакова, чьи слова приводит пресс-служба РНФ.
По словам Минобрнауки РФ, новое открытие расширит возможности диагностики и терапии онкологических заболеваний, а также удешевит исследования
Исследование опубликовано в журнале Light: Science & Applications.
Помимо совместной работы с китайскими коллегами, российские ученые также разработали методику машинного распознавания эритроцитов и создали компьютерную программу на ее основе. Инновация поможет в диагностике рака шейки матки и других патологий.
«Ученые лаборатории «Радиационные технологии» Северо-Восточного федерального университета (СВФУ) разработали методику машинного распознавания эритроцитов на основе изображений, полученных методом растровой электронной микроскопии (РЭМ). Это существенно улучшит анализ эритроцитов в исследованиях и поможет в диагностике и мониторинге терапии рака шейки матки и других видов заболеваний. Внедрение метода в работу врачей позволит снизить стоимость исследований», — говорится в сообщении Минобрнауки РФ.
Методы, использовавшиеся для создания алгоритма, впервые вошли в арсенал якутских исследователей в области биомедицины благодаря коллаборации медиков с медицинскими физиками. По словам заведующей кафедрой общей и экспериментальной физики Физико-технического института СВФУ Саргыланы Мамаевой, новый подход позволяет не только упростить сложность проведения имеющихся методов исследования, но и снизить их дороговизну. Программа поможет выявлять особенности морфологии эритроцитов в патологии, вычислять их количество, диаметры, площади с учетом их сложных форм в случае патологии в изображениях РЭМ.
Компьютерная программа ученых может работать с большим количеством данных со значительным ускорением процессов расчета параметров и с большим приближением этих данных к реальным.
«Это существенно улучшит точность анализа в исследованиях, диагностике и мониторинге терапии рака шейки матки и других видов заболеваний. Разработки лаборатории в дальнейшем при успешном внедрении могут расширить области применения сканирующих электронных микроскопов. Например, их можно будет применять для решения широкого круга медицинских проблем, связанных с изображениями в области диагностики - медицинской визуализации», — приводятся в сообщении слова Мамаевой.
В Минобрнауки России сообщили, что после завершения двухлетнего экспериментального тестирования, в течение трех лет программа будет внедрена в медицинские организации Якутии.
Источники: https://nauka.tass.ru/nauka/14642213
