Дальневосточные учёные разработали принципиально новый метод диагностики опухолей мозга

Ученые Института наук о жизни и биомедицины Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) и ДВО РАН разработали инновационный подход диагностики онкологии головного мозга. С его помощью специалисты могут одновременно изучать строение и механические свойства опухоли. 

Новый метод точный и быстрый, он позволяет исследовать характер онкологии всего за 40 минут, что необходимо для оперативного лечения заболевания. По словам ученых, такой подход к диагностике опухолей мозга открыт впервые в мире. Исследование проходит доклинические испытания и уже опубликовано в международном журнале Biomedicines.

Опухоль головного мозга является одним из самых серьезных диагнозов в современной медицине. При подозрении на онкологию провести биопсию опухоли до операции невозможно, однако ее результаты могут быть критически важны для определения дальнейшего медикаментозного или хирургического вмешательства. Именно поэтому разработка быстрых и точных методов диагностики опухолей головного мозга так необходима при лечении этого заболевания.

Новые свойства опухолей
Responsive image
Молодые ученые под руководством заместителя директора Института наук о жизни и биомедицины ДВФУ Вадима Кумейко разработали новый метод исследования опухолей на атомно-силовом микроскопе (АСМ) — приборе, который относится к классу сканирующих зондовых микроскопов. Поверхность исследуемого материала «прощупывается» с помощью небольших датчиков, что позволяет не только получить трехмерное изображение объекта, но и исследовать свойства поверхности: упругость, жесткость, адгезию (липкость) и так далее.

Благодаря АСМ, исследователь сможет определить не только наличие онкологии у пациента, но и классифицировать ее тип и агрессивность. Еще одно преимущество — время: анализ опухоли на АСМ занимает всего 40 минут, в то время как традиционная диагностика проводится до двух недель.

Как происходит диагностика опухоли
Анализ опухоли на АСМ требует наличия ровной поверхности ткани. Однако ткань биопсии, взятая у пациента, как правило, очень маленькая и бугристая. Именно поэтому ученые ДВФУ поместили ее в поддерживающий матрикс — форму с веществом из агар-агара и коллагена, которое помогает оставаться ткани в «расправленном» состоянии. А для того, чтобы срез из полученной формы получался ровным, был использован вибратом — прибор, который разрезает ткань специальным вибрационным лезвием.

Responsive image
«Мы взяли несколько острых зондов и с помощью фемтосекундного лазера, который позволяет крайне точно и аккуратно воздействовать на поверхность, постепенно увеличивали радиус кривизны острия. Таким образом мы установили, что оптимальный радиус — 200 нанометров. В итоге было найдено два решения — поддерживающий матрикс и оптимизированный зонд АСМ, которые позволяют сделать настоящий прорыв в исследовании опухолей головного мозга», — подчеркнул первый автор научной статьи, сотрудник Лаборатории биомедицинских клеточных технологий ДВФУ Владислав Фарниев.

Автор также отмечает, что исследование не увенчалось бы успехом без коллаборации нескольких ученых ДВФУ. Так, физики Александр Кучмижак и Алексей Жижченко помогали работать с лазером, а нейрохирург Артур Биктимиров предоставлял материалы и результаты классических методов исследований.

Еще один шаг к победе над онкологией
По словам ученых, инновационный подход к диагностике станет настоящим прорывом в лечении онкологических заболеваний. Специалисты не собираются останавливаться на достигнутом и продолжат развивать отечественные методы и технологии в медицине.

«Данная работа является важным шагом к эффективному лечению больных с онкологическими заболеваниями. Проект обеспечен господдержкой, в нем заинтересованы не только ученые и врачи, но и представители бизнеса. Все это позволяет разработкам выйти на новый уровень, и сегодня наши специалисты ведут важные и по-настоящему революционные исследования, ничуть не уступая ведущим мировым научным центрам», — рассказал и. о. ректора ДВФУ Борис Коробец.

Разработка нового метода диагностики опухолей головного мозга выполнена в рамках стратегического проекта «Науки о жизни» программы Минобрнауки России «Приоритет 2030» (нацпроекта «Наука и университеты»). Базовая часть разработки поддержана грантом Российского научного фонда №20-15-00378 (руководитель В.В. Кумейко). Помимо этого, в ДВФУ ведутся масштабные исследования по направлениям: «Мировой океан», «Физика и материаловедение», «Центр цифрового развития», «Центр высокотехнологичного инжиниринга». Их реализация позволит дать дополнительный импульс развитию всего Дальнего Востока и масштабировать уникальные отечественные методы и технологии до мирового уровня.

Пресс-служба ДВФУ,