Самарские ученые разрабатывают прибор для экспресс-диагностики рака

Ученые Самарского национального исследовательского университета, Самарского государственного медицинского университета (СамГМУ) и Самарского областного клинического онкологического диспансера (СОКОД) совместно разрабатывают прибор экспресс-диагностики раковых заболеваний, использующий оптические методы.

 

Необходимость создания подобного прибора диктуется ростом числа ежегодно выявляемых случаев заболевания рака как в России, так и во всем мире. Причем тяжесть лечения усугубляется поздним обращением за помощью, что связано с отсутствием в мире эффективных методов ранней диагностики рака в процессе профилактических мероприятий.

 

Метод оптического анализа биожидкостей, предложенный учеными Самарского университета совместно со специалистами СамГМУ и СОКОД, позволяет определять естественные онкологические биомаркеры в биожидкостях человека. Это может быть кровь, урина или слюна, однако разработчики планируют адаптировать прибор для слюны, как наиболее простого и удобного способа для экспресс-диагностики. Преимуществами данной разработки являются неинвазивность, быстрота и экономичность диагностики.

 

В новом приборе используется технология Lab-on-chip. Это миниатюрное устройство, соединяющее в себе целый набор нанотехнологий и позволяющее осуществлять один или несколько многостадийных комплексных анализов. По предварительным оценкам ученых Самарского университета по размерам прибор будет сравним с обычным смартфоном. Диагностика займет несколько минут. Образец биожидкости взятый у пациента будет помещен в емкость внутри чипа, в котором будет проведена микрофлюидная сортировка частиц биожидкости с одновременным их спектральным анализом с помощью миниатюрных волоконных лазеров.

 

"Прибор, над которым мы работаем - вещь очень сложная. Здесь собраны технологии, находящиеся на стыке оптики, биофизики, химии, биологии, медицины, наноинженерии, поэтому над прибором работают специалисты разных профилей нескольких факультетов нашего университета, кафедры онкологии СамГМУ, а также специалисты из ПГУТИ, которые разрабатывают специальное оптоволокно для детектора устройства. Все эти технологии мы должны соединить вместе в одном чипе, который потом будет использоваться в задачах диагностики", - отмечает доцент кафедры лазерных и биотехнических систем Иван Братченко.

 

Новая разработка была представлена научному сообществу на прошедших недавно в Китае конференциях "SPIE/COS Potonics Asia 2016" и "2016 International Conference on Laser Applications in Life Sciences" Иваном Братченко и ассистентом кафедры лазерных и биотехнических систем Олегом Мякинином.

 

В новом приборе потенциально могут быть также использованы разработки и других университетов России. В частности, исследования по гигантскому комбинационному рассеянию. Эта технология наноструктурирования поверхности позволяет существенно усилить оптический сигнал и избавить его от шумов, соответственно, возрастет и скорость, и качество экспресс-анализа. На прошедших конференциях были достигнуты предварительные договоренности о сотрудничестве в этой области.
 

Исследования ученых Самарского университета проводятся в тесном контакте со специалистами СамГМУ и СОКОД. Внедрение подобного прибора в клиническую практику способно вывести раннюю диагностику рака на качественно иной уровень.

"Человечество давно задается вопросом, нельзя ли по исследованию одной капли крови определить состояние здоровья человека, выяснить имеются или нет злокачественные клетки в организме? Эта красивая идея легла в основу нашего совместного проекта. С помощью спектрального анализа биологических жидкостей мы планируем выявить характерные для различных новообразований закономерности, которые так необходимы для ранней диагностики заболевания. Аппарат, который будет разработан, при помощи специального микрочипа будет способен выявлять эти скрытые для обычного обследования первые проявления онкологического заболевания. Быстрота, простота, точность метода могут сделать его доступным для скрининга, то есть для активной диагностики рака, что соответствует важнейшим приоритетам современной онкологии по определению экспертов ВОЗ", - считает заведующий кафедрой онкологии СамГМУ, заслуженный врач России, доктор медицинских наук, профессор Сергей Козлов.

Первый экспериментальный образец прибора будет готов в начале 2017 г., после чего последуют эксперименты и тестирование прибора в клинических условиях. По итогам тестирования прибора будут произведены работы по его оптимизации, а финальным этапом станет патентование и внедрение в клиниках России. Ученые Самарского университета работают также над тем, чтобы применить эту технологию и к диагностике других тяжелых заболеваний.