Биофизики ТГУ в кооперации с индийскими и тайваньскими коллегами разработали новые подходы для исследования биологических тканей пациентов с тяжёлыми заболеваниями, такими как сахарный диабет, онкопатологии и другими. В качестве инструмента ученые используют методы нелинейной оптической микроскопии, которая даёт большой объём новых данных об изменениях, происходящих в тканях пациентов. Эти данные помогут создавать эффективные методы лечения и выявлять, например, причины плохого заживления ран. Результаты исследований изложены в высокретийнговом журнале Journal of Applied Physics (Q2), издаваемом Американским институтом физики с 1931 года. Статья выбрана центральной темой номера и размещена на его обложке. 

– В диагностике заболеваний, проводимой на основе анализа биотканей, важны два момента: информация о структуре и молекулярном составе, т.е. составе и количестве белков и других веществ, – объясняет один из авторов статьи, заведующий лабораторией биофотоники ФФ ТГУ, исполнительный директор Института биомедицины ТГУ Юрий Кистенёв. – Традиционная микроскопия в большинстве случае даёт информацию только о структуре тканей. Но появление мощных фемтосекундных лазеров привело к появлению методов нелинейной микроскопии, позволяющих исследовать тонкие эффекты в биологической материи. 

С помощью этих методов можно увидеть распределение различных белков (эластина, коллагена и других), оценить метаболизм внутри клетки (например, энергетический обмен) и другие параметры. В статье авторы описывают широкие диагностические возможности, которые открывает использование отдельных методов нелинейной микроскопии и их комбинации. 

В качестве одного из примеров учёные ТГУ приводят результаты исследований, связанных с ранозаживлением у пациентов с лимфедемой – тяжелой патологией, которая часто развивается после радикального лечения ряда онкологических заболеваний. 

– Когда речь идёт о здоровых тканях, проблем с заживлением ран нет. Но при наличии тяжёлых патологий, например, сахарного диабета, процесс регенерации имеет свои особенности и нередко затягивается, протекает с осложнениями, – говорит Юрий Кистенёв. – Чтобы понимать, как эффективно решать подобные проблемы, нужно знать, какие отклонения от нормы развиваются в тканях таких пациентов. Выявить их могут методы нелинейной микроскопии. 

Так, в случае с лимфедемой в эксперименте, смоделированном на крысах, биофизики ТГУ выявили дезорганизацию распределения коллагена и другие нарушения молекулярного состава, которые могут быть причиной плохого заживления ран.

122.jpg 

Результаты исследований, изложенные в статье «Label-free multimodal nonlinear optical microscopy for biomedical applications», помогут другим учёным, занимающимся медицинской физикой, создавать новые технологии для диагностики заболеваний. Данные, полученные с помощью методов биофотоники, станут основой для новых лечебных подходов.

Важность исследовательской работы группы учёных из России, Индии и Тайваня отметила и редакция Journal of Applied Physics, выбрав публикацию для обложки номера. В письме авторам редакция благодарит их за выбор журнала для публикации результатов исследования и выражает надежду вскоре увидеть ещё одну новую статью. 

333.jpg 

Добавим, что биомедицина является одним из приоритетных научных направлений, успешно развиваемых в Томском госуниверситете. Среди последних разработок учёных – несколько новых технологий диагностики, сочетающих методы биофотоники и искусственного интеллекта. Например, в рамках большого междисциплинарного проекта создан новый подход к диагностике опухолей щитовидной железы, основанный на анализе крови; совместно с сотрудниками НИИ микрохирурги и разработан инструмент для ранней диагностики лимфедемы. 

Сейчас учёные ТГУ вместе с коллегами МГУ, ВШЭ, СГУ, СибГМУ и ИПЛИТ РАН реализуют масштабный проект, который позволит получить новые фундаментальные данные о коронавирусе. В ходе исследований специалисты выяснят факторы, обуславливающие высокую способность вируса к передаче от одного человека другому. 

Помимо этого исследователи получили мегагрант Правительства РФ на разработку трёх новых подходов к неинвазивной диагностике вирусных и бактериальных инфекций. Главными инструментами в новых технологиях выступят современные методы оптической спектроскопии и машинного обучения. Инновационные подходы позволят уменьшить время, необходимое на выявление патогенов, с нескольких дней до нескольких минут. 

Источник: ​www.tsu.ru

Похожие новости

  • 02/09/2021

    Книга учёных ТГУ поможет создать новые методы диагностики на основе ИИ

    ​Международное общество инженеров биофотоники (Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers, SPIE, США) выпустило монографию учёных Томского государственного университета – «Medical applications of Laser Molecular Imaging and Mashine Learning».
    352
  • 18/06/2021

    Формирование экосистемы молодежного технологического предпринимательства обсуждают в Томске

    Глава ТПУ Андрей Яковлев представил факторы и целевые рамки развития технологического предпринимательства в университетах на стратегической сессии «Проектирование региональной экосистемы молодежного технологического предпринимательства» в Томске.
    1198
  • 01/09/2021

    Диплом за лучший доклад, подписание соглашения о сотрудничестве, участие в выставке и круглые столы: ТУСУР на форуме «Армия — 2021»

    Делегация Томского госуниверситета систем управления и радиоэлектроники приняла участие в международном научно-техническом форуме «Армия — 2021». Сотрудники университета провели несколько круглых столов, выступили на пленарных заседаниях, подписали соглашение о сотрудничестве.
    418
  • 31/08/2021

    В ТПУ будет создан центр изучения терроризма, экстремизма, радикализации и киберугроз

     В Томском политехническом университете на базе Школы базовой инженерной подготовки (ШБИП) в сентябре 2021 года откроется центр, который объединит экспертов и практиков из разных областей. Вместе они будут работать над созданием системы заблаговременного обнаружения потенциально опасных тенденций в социальной среде и предлагать рекомендации относительно мер противодействия и методов профилактики радикализации среди молодежи.
    348
  • 29/12/2020

    Дмитрий Седнев: «Наша школа играет роль интегратора»

    ​Директор Инженерной школы неразрушающего контроля и безопасности ТПУ Дмитрий Седнев поделился результатами, которых достиг коллектив школы в 2020 году, и рассказал о целях и задачах на будущий год.
    1315
  • 04/08/2021

    Эксперт ТПУ рассказал о Консорциуме водородных технологий на интенсиве «Архипелаг 2021»

    ​Директор Инженерной школы природных ресурсов Томского политеха Артем Боев стал участником экспертной сессии, посвященной водородной энергетике — новому направлению технологического развития.Мероприятие в рамках проектно-образовательного интенсива по подготовке команд в сфере сквозных технологий «Архипелаг 2121» собрало экспертов из разных сфер и отраслей: профильных министерств, крупных индустриальных компаний, представителей регионов России.
    1513
  • 05/08/2021

    12 научных центров займутся созданием технологий повышения иммунитета

    12 ведущих научных центров РФ объединились в консорциум для реализации масштабного проекта «Программирование иммунитета для терапии и здорового долголетия». В коллаборации участвуют Томский государственный университет; Томский НИМЦ, в структуре которого шесть академических институтов СО РАН; НМИЦ кардиологии Минздрава России; Научный центр акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.
    1526
  • 11/08/2021

    Искусственный интеллект создает психологический портрет

    Искусственный интеллект уже знает о нас больше, чем мы сами о себе думаем, утверждают специалисты. Он беспристрастен, а потому с холодным "сердцем" и математическим разумом анализирует цифровые следы, которые мы оставляем в социальных сетях.
    622
  • 01/09/2021

    Гендиректор СХК познакомился с прорывными научными тематиками ТПУ

    ​Томский политехнический университет посетила делегация АО «Сибирский химический комбинат». Возглавил ее генеральный директор предприятия, выпускник ТПУ Сергей Котов. C и.о. ректора Томского политеха Дмитрием Седневым они обсудили перспективные направления сотрудничества между вузом и СХК.
    409
  • 04/03/2021

    Биомедицина и изменение климата: что будут изучать томские учёные в рамках Большого университета

    ​В рамках проекта "Большой университет" томские ученые планируют проводить совместные исследования в области изменения климата. Также будут проводиться исследования в области биомедицины, синтетической биологии, будут изучаться новые материалы и их свойства.
    504