Микроскоп МИМ-Н поможет врачам бороться с онкологией на новом уровне

МИМ-Н способен создавать графические трехмерные изображения клеток крови, тканей, бактерий, а также проводить их цифровой анализ. К примеру – при помощи данного микроскопа можно с высокой степенью достоверности различать здоровые и опухолевые клетки и отслеживать, как они меняются в процессе лечения онкологических заболеваний. Эти данные помогут врачам подбирать наиболее точную дозировку противоопухолевых препаратов и анализировать их эффективность.

В основу разработки положен оригинальный алгоритм расчета фазовых изображений, основанный на получении набора интерферограмм и определения фазы на участках интерференционной кривой с минимальной погрешностью. Большинство конструктивных решений и программное обеспечение разработаны и созданы в России. Над изделием специалисты УОМЗ трудились в кооперации с Пермским федеральным исследовательским центром (ПФИЦ УрОРАН). НИОКР выполнялись специалистами центра, а наше предприятие выступило в качестве индустриального партнера, осуществляя подготовку производства к серийному выпуску изделий.

Результатом совместной работы российских ученых и инженеров стал микроскоп со сверхвысоким разрешением – до 0,1 нанометра по вертикали и до 100 нанометров в плоскости объекта. Характеристики значительно опережают известные в том числе зарубежные аналоги. Так по разрешающей способности МИМ-Н в 1,5 раза опережает ближайший аналог DHM^® T-1000 производства Lyncce Tec (Швейцария).

Специальная камера для поддержания жизнеспособности изучаемых объектов дает возможность исследовать их в динамике и существенно упрощает процесс пробоподготовки. И поскольку микроскоп способен различать фазово-контрастные структуры клетки, не нужно применять дорогостоящие реагенты и красители. Еще одно преимущество МИМ-Н – мобильность. Компактные размеры и вес, не превышающий 70 килограмм, позволяют расположить изделие в небольших лабораторных помещениях.

В настоящее время лазерный микроскоп МИМ-Н применяется в исследованиях ПФИЦ УроРАН для изучения опухолевых клеток под воздействием различных факторов, том числе – микрогравитации (невесомости).

В 2019 году было выявлено, что от 80 до 90 % раковых клеток погибает в течение 24 часов в условиях невесомости, поскольку недостаток гравитации нарушает механизмы клеточного деления. Это называют «эффектом механической разгрузки» и по неизвестным причинам он намного сильнее негативно влияет на раковые клетки, чем на общее состояние организма.

Ученые Пермского центра с помощью микроскопа МИМ-Н исследуют морфологические и динамические изменения, происходящие с клетками в условиях микрогравитации с помощью симулятора невесомости – клиностата.

Кроме того, на обсуждении вопрос о проведении с помощью микроскопа биомедицинских исследований на Международной космической станции. Так что, возможно, в перспективе микроскоп МИМ-Н отправится за пределы Земли, чтобы помочь обнаружить конкретные рецепторы и биохимические пути, из-за которых раковые клетки гибнут в невесомости, понять механизм программируемой клеточной гибели и продвинуться в лечении онкологических заболеваний.