В Беларуси создан единственный в мире прибор, способный определять магнитные свойства клеток

Поле для диагностики

В Институте тепло- и массообмена НАН Беларуси создан единственный в мире прибор, способный определять магнитные свойства клеток
Магнитные свойства имеются у всех материальных объектов на Земле, в том числе у живых, а значит, и у их клеток. Однако в течение десятилетий были предприняты лишь немногочисленные эксперименты по их измерению. Настоящий прорыв случился лишь в последние годы: благодаря бурному развитию цифровых технологий появилась возможность сконструировать оборудование, выводящее исследования на новый уровень. Так, в Институте тепло– и массообмена НАН Беларуси был создан единственный в своем роде прибор — магнитоцитометр, способный определять магнитные свойства клеток. Разработан он доктором физико–математических наук, ведущим научным сотрудником института Брониславом Кашевским, под руководством которого и развивается тема, тесно связавшая интересы физиков и медиков.


Сердце магнитоцитометра — маленькая ячейка, где создается специальное магнитное поле. В нее помещаются клетки, и с помощью микроскопа и цифровой камеры идет запись их движения. Просмотреть видео можно на мониторе компьютера. Оказывается, проанализировав траекторию движения клеток, реально можно извлечь немало информации об их состоянии. Например, физики в совместной работе с учеными из Института физиологии НАН Беларуси изучали клетки злокачественных опухолей и различных органов у мышей, которым был «привит» рак. И выяснилось: их магнитные характеристики определенным образом изменились. Преподнесли «сюрприз» и клетки крови пациентов, страдающих диабетом, — тут работа шла в кооперации с кафедрой эндокринологии БГМУ. Антон Жолудь, научный сотрудник лаборатории физико–химической гидродинамики Института тепло– и массообмена, поясняет, что именно эритроциты — наиболее интересный объект для изучения с точки зрения физики:

— Основная составляющая эритроцитов — гемоглобин — постоянно меняет свои магнитные свойства. Когда он выполняет свою функцию, связывает кислород, то теряет их, а как только отдает кислород, они вновь появляются. То есть по магнитным свойствам можно судить о наличии кислорода в клетках. Так вот, в процессе исследований мы обнаружили, что эритроциты страдающих сахарным диабетом хуже связывают кислород. В будущем эту особенность можно будет использовать для диагностики заболевания как дополнительный критерий.


Антон Жолудь держит в руке микрошприц.


Еще одну необычную способность эритроцитов ученые обнаружили при совместной работе с кафедрой биофизики БГУ: было зарегистрировано, что если красные кровяные тельца подвергнуть определенной «встряске», быстро пропустив через магнитное поле, то они начинают связывать кислород гораздо интенсивнее. Если учесть, что эти клетки отвечают за транспортировку кислорода в ткани организма, то такая их особенность может иметь большое значение. Еще одно направление работы с магнитоцитометром — разделение клеток крови. Модельные эксперименты показали, что магнитным способом можно выделить конкретные клетки для их дальнейшего использования.

— Уже понятно, что магнитные свойства клеток чувствительны к наличию каких–либо заболеваний. Но широко использовать такой способ на практике пока сложно, потому что еще не созданы обширные базы данных магнитных особенностей клеток при той или иной болезни. Сейчас идет наработка такой информации. Этим в мире занимаются всего несколько групп ученых, например, в США и Японии, а также наша, — Антон Жолудь уверен, что в перспективе знание, которое сейчас нарабатывается в фундаментальных исследованиях, ляжет в основу новых методов диагностики и лечения целого ряда заболеваний.


Такое сотрудничество физиков и медиков — показательный пример мультидисциплинарного взаимодействия, без которого в современной науке невозможно движение вперед. У нас оно стало реальным благодаря программе «Конвергенция», направленной на кооперацию ученых из разных областей.

Кстати

На «заводской» табличке магнитоцитометра, занимающего почетное место в лаборатории физико–химической гидродинамики, значится «№ 1». На сегодня это единственный такой прибор не только в нашей стране, но и в мире. В его создании по госпрограмме «Эталоны и научные приборы» участвовали, кроме сотрудников Института тепло– и массообмена, специалисты научно–технического центра ЛЭМТ. Прибор, работающий на схожих принципах и также использующийся пока в научных целях, сделан и в США, однако он не дает возможности оценивать целый ряд параметров движения клеток и создавать такое же сильное магнитное поле, как магнитоцитометр.

vasililishina@sb.by

Советская Белоруссия № 48 (24930). Среда, 16 марта 2016
Заметили ошибку? Пожалуйста, выделите её и нажмите Ctrl+Enter