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 Василий Колмогоров.

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

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.

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

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.

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

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.

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

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.

В лаборатории
В лаборатории
Василий Иванов © ИА REGNUM

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