Всю историю человечества существуют и появляются недуги, уносящие многие и многие жизни. Чтобы побороть их, люди изучали механизмы возникновения заболеваний, а затем анализировали эффективность созданных лекарств. Когда-то этим занимались ворожеи, волхвы, травники и знахари и, конечно же, искатели универсального средства от всех болезней и даже смерти — алхимики. Трудно сказать, чего смогли бы достичь средневековые пытливые умы, обладай они сегодняшними технологиями. О современных же способах изучения хворей и анализе средств их излечения ИА REGNUM рассказали инженеры научного проекта «Лаборатории биофизики» НИТУ МИСиС Александр Ванеев и ВасилийКолмогоров.

Василий Иванов ИА REGNUM
Амперометрическое определение концентраций активных форм кислорода (АФК) внутри сфероида (3D-модели опухолевого образования) под воздействием лекарственного препарата
Василий Иванов ИА REGNUM
Фиксация нанокапиллярного сенсора на микроманипуляторе
Василий Иванов ИА REGNUM
Измерение единичных клеток с помощью нанокапиллярного сенсора
Василий Иванов ИА REGNUM
Клеточный блок
Василий Иванов ИА REGNUM
Часть оборудования для проведения электрохимических измерений
Василий Иванов ИА REGNUM
Приготовление рабочих растворов
Василий Иванов ИА REGNUM
Оборудование в зоне для проведения электрохимических измерений
Василий Иванов ИА REGNUM
Оборудование в зоне для проведения электрохимических измерений

Александр и Василий с коллегами изучают биофизические свойства живых клеток, в частности опухолевые клетки и их метаболизм, нервные клетки, на которых моделируются различные нейродегенеративные заболевания, такие, например, как болезнь Альцгеймера или Паркинсона. Помогает им в этом сканирующий ион-проводящий микроскоп, являющийся разновидностью сканирующего зондового микроскопа, с его помощью ученые получают топографию, локально механические свойства живых клеток, что немаловажно при изучении нервных клеток. Особенностью прибора является то, что микроскоп может работать в условиях, максимально приближенных к физиологическим.

Василий Иванов ИА REGNUM
Сканирующий ион-проводящий микроскоп с конфокальным модулем
Василий Иванов ИА REGNUM
Сканирующая платформа
Василий Иванов ИА REGNUM
Оборудование, отвечающее за позиционирование нанокапилляра в сканирующем ион-проводящем микроскопе
Василий Иванов ИА REGNUM
Устройство для вытягивания и изготовления нанокапилляров (CO2-лазерный пуллер)

Клеткам присущи определенные механические свойства, такие как эластичность и жёсткость. Раковые клетки обладают большей эластичностью, это позволяет им перемещаться по периферийным сосудам, иначе говоря, выделять метастазы. Для борьбы с метастазами разработан ряд противоопухолевых препаратов, которые воздействуют на каркас раковой клетки. Одни лекарства разрушают каркас, другие же закрепляют его, делая клетку менее подвижной. В лаборатории замеряют с помощью микроскопа качественные и количественные характеристики применяемых в лечении средств и дают оценку их эффективности.

Например, есть противораковый препарат, но воздействует он на весь организм, нужно сократить ущерб для организма и сделать так, чтобы он воздействовал на определенные, строго заданные объекты. Сотрудники лаборатории в соавторстве с учеными из МГУ синтезировали вещества, которые адресно доставляют лекарства именно к пораженным клеткам. В данном случае речь идет о лечении рака предстательной железы.

Василий Иванов ИА REGNUM
Клеточный блок
Василий Иванов ИА REGNUM
Клеточный блок
Василий Иванов ИА REGNUM
Ламинарные шкафы в клеточном блоке
Василий Иванов ИА REGNUM
Ламинарные шкафы в клеточном блоке
Василий Иванов ИА REGNUM
За работой в клеточном блоке
Василий Иванов ИА REGNUM
За работой в клеточном блоке
Василий Иванов ИА REGNUM
Мусорная корзина клеточного блока после напряженной работы

Роль «Лаборатории биофизики» заключалась в том, что здесь изучили воздействие разработанного в МГУ препарата. И еще на уровне доклинических испытаний смогли оценить, насколько эффективно синтезированное вещество, которое и составит основу будущего лекарства. В свою очередь, эта работа позволила сократить время на разработку — в случае неудачи на клинических испытаниях теперь не придется возвращаться к началу, а, следовательно, и объем затраченных средств. Количество синтезируемых препаратов огромно, изучение их на клеточном уровне позволяет сокращать издержки на их внедрение.

Василий Иванов ИА REGNUM
За работой
Василий Иванов ИА REGNUM
Холдер, фиксирующий нанокапилляр на микроманипуляторе
Василий Иванов ИА REGNUM
Серия изготовленных нанокапиллярных сенсоров

Не прекращаются исследования нейродегенеративных заболеваний. При болезни Альцгеймера образовываются Бета-амило́иды, которые собираются на нейронах и нарушают работу нервных клеток. В лаборатории намерены этот процесс визуализировать и тщательно со всех сторон рассмотреть. После того как будет изучено взаимодействие возбудителей болезни и нервных клеток, уже можно будет анализировать вещества, направленные на разрушение этих связей, и давать рекомендации химикам, синтезирующим новые вещества. Подобное взаимодействие выводит процесс создания лекарств на качественно иной уровень. А как рассказали наши собеседники, применяемый ими метод настолько инновационен, что будет востребован минимум в ближайшие 10 лет. Кроме того, ученые видят, что их работа востребована обществом и свои научные перспективы связывают со страной.

Василий Иванов ИА REGNUM
В лаборатории

Читайте также: Фоторепортаж: в МИСиС борются с раком и антибиотиками в воде