Физики СВФУ находят новые способы борьбы с онкозаболеваниями

Лаборатория была открыта в рамках нацпроекта "Наука и университеты". Впрочем, исследовательский проект стартовал еще в 2014 году после того, как студенты Физико-технического института СВФУ побывали в МГУ. Ученые создали программу для машинного распознавания особенностей морфологии эритроцитов при патологии.

Искусственный интеллект вычисляет количество красных кровяных телец, их диаметр и площадь с учетом сложной формы, если выявлены какие-то изменения. Исследуются изображения, полученные методом растровой электронной микроскопии (РЭМ). Программа может работать с большим объемом данных.

Комплексный подход в изучении эритроцитов в норме и патологии с помощью современных методов исследования может расширить возможности диагностики и терапии онкологических заболеваний, говорит кандидат физико-математических наук, заведующая кафедрой общей и экспериментальной физики ФТИ СВФУ Саргылана Мамаева.

По ее словам, сегодня требуются новые неинвазивные методы диагностики. Предложенный учеными СВФУ способ исследования можно использовать и для выявления других заболеваний. Сейчас программа находится на этапе тестирования.

Ученые университета разрабатывают новые способы определения ассоциации онкологических заболеваний с вирусами, эффективности лучевой терапии онкологических заболеваний и причин возникновения их рецидивов с применением различных физических аппаратов и методов математического моделирования, которые взаимосвязаны друг с другом исходными гипотезами при постановке задач. Впервые для этого используется кровь пациента.

Экспериментальную работу ученые СВФУ с коллегами из Якутского научного центра комплексных медицинских проблем начали в 2017-2018 годах на основе РЭМ-исследований.

Экспериментальную работу ученые СВФУ с коллегами из Якутского научного центра комплексных медицинских проблем начали в 2017-2018 годы. Фото: Пресс-служба СВФУ

- Некоторые исследования привели к заключению, что наличие экзосом в крови при наличии злокачественных образований в большом количестве может вызвать злокачественные изменения в окружающих здоровых клетках, что может подтверждаться результатами исследований о роли экзосом в передаче молекулярных сообщений из родительской клетки в клетку-мишень, - объясняет Саргылана Мамаева. - Лучевая терапия, возможно, может усугубить явление злокачественных изменений в здоровых клетках путем повышения уровня внеклеточных везикул, в соответствии с тем, что в свою очередь, возможно, связано со стимулирующим эффектом, который оказывает излучение на секрецию экзосом и их последующее поглощение окружающими клетками.

По словам эксперта, исследования указывают на необходимость более детального изучения различных параметров крови, включая количество внеклеточных везикул как биомаркеров прогрессирования рака. Поэтому тщательное исследование внеклеточных везикул, связанных с кровью, как потенциальных биомаркеров рака совершенно оправдано.

Кроме того, наличие наночастиц на поверхности эритроцитов крови не только онкологических больных, но и пациентов с заболеваниями почек, позволяет также сделать предположения о развитии некоторых болезней в ассоциации с вирусами, и ученые СВФУ предположили рассматривать эти наночастицы как вирусы.

Лаборатория "Радиационные технологии" СВФУ была открыта в рамках нацпроекта "Наука и университеты". Фото: Пресс-служба СВФУ

- Какова природа этих наночастиц? Являются ли данные наночастицы вирусами, везикулами или мы наблюдаем и тех, и других? И если мы наблюдаем и вирусы, и везикулы, то как их различать? - задается вопросами Саргылана Мамаева. - Последующие наши исследования методом иммунофлуоресцентного анализа эритроцитарной массы показали, что наблюдаемые с помощью электронного микроскопа наночастицы на поверхности эритроцитов до проведения лучевой терапии оказались вирусными частицами, а часть - везикулами, которые возникают под воздействием ионизирующего излучения при проведении лучевой терапии злокачественной опухоли.

Исследования на актуальную для региона тематику поддерживает Эндаумент-фонд СВФУ с 2014 года. Тогда со стажировки студентов физико-технического института в МГУ и начался большой комплекс научных исследований в области медицинской физики. Руководство СВФУ решило направлять часть дохода, поступающего от эндаумента, не только на повышение эффективности научных исследований, но и на долгосрочные научно-исследовательские проекты.

С тех пор Эндаумент-фонд СВФУ направил на подобные проекты более 56 миллионов рублей - причем это поддержка в самом широком смысле. Так, молодые ученые имеют возможность участвовать в крупных научных конференциях, а сотрудникам помогают в подготовке и защите кандидатских и докторских диссертаций. Проводятся крупные мероприятия для развития науки в самом университете.

Сотрудники лаборатории "Радиационные технологии" разрабатывают тест для диагностики вирусных заболеваний. Фото: Пресс-служба СВФУ

- Мы понимаем, что научные исследования, как прикладные, так и фундаментальные, требуют больших финансовых вложений, хотя и не могут показать "немедленный" результат. Отчасти финансирование таких проектов можно отнести к венчурному инвестированию, так как успех исследований и экспериментов зависит от комплексной и непрерывной работы научного коллектива. Подчеркну, что важной составляющей финансирования всех научных исследований, поддержанных Фондом целевого капитала СВФУ, является поддержка со стороны доноров. Иногда крупные компании создают под определенный проект отдельный капитал", - рассказывает директор эндаумента университета Евгения Аргунова.

Впрочем, кейс с физиками не единственный успешный в портфеле эндаумента СВФУ. Есть еще несколько хороших примеров. Это Международный центр коллективного пользования "Молекулярная палеонтология" и лаборатория "Музей мамонта им. П.А. Лазарева" Института прикладной экологии Севера. Комплексный международный междисциплинарный проект по исследованию культуры народов Северо-Востока Российской Федерации в условиях глобализации. Эти проекты вовлекают в работу не только якутских исследователей, но и известных ученых других стран.

Несмотря на позитивные кейсы, Евгения Аргунова подчеркивает - сегодня в России практика поддержки эндаументами научных исследований недостаточно развита.

- Чем больше корпоративных и частных доноров осознают важность вложений в целевые капиталы на научные исследования, тем больше долгосрочных проектов нам удастся реализовать. Несомненно, в настоящее время существует потребность консолидировать усилия всех участников рынка целевых капиталов, частных и корпоративных доноров и государства в этом направлении, - уверена руководитель Фонда целевого капитала СВФУ.