МОСКВА, 5 ноября. /ТАСС/. Исследователи из России и Южной Кореи разработали специальное нанопокрытие для оптических компонентов фотоакустического микроскопа, которое позволяет получать трехмерные изображения органоидов, миниатюрных подобий мозга, и отслеживать то, как меняется концентрация различных веществ в их толще. Это расширит применение органоидов при изучении механизмов развития нейродегенеративных болезней, сообщил центр научной коммуникации МФТИ.
"Потенциал нашего метода не ограничивается органоидами мозга и выявлением нейромеланина. Так можно "увидеть" и другие вещества или биообъекты, что открывает путь для создания быстрых и портативных систем для усовершенствованных диагностических инструментов и платформ скрининга эффективности лекарственных средств на основе фотоакустической микроскопии", - пояснил ведущий научный сотрудник МФТИ Александр Барулин, чьи слова приводит центр научной коммуникации вуза.
Как отмечают ученые, органоиды - трехмерные клеточные структуры, напоминающие по устройству и характеру взаимодействий клеток реальный мозг или другие органы тела - можно в теории использовать для изучения механизмов развития болезней Паркинсона, Альцгеймера и решения многих других задач, однако на практике этому часто мешает то, что у ученых отсутствовали простые и эффективные методы, позволяющие наблюдать за процессами внутри органоидов.
Существующие устройства такого рода способны "видеть" процессы, происходящие лишь на небольшой глубине, или же для этого нужно проводить много замеров и тратить большое количество вычислительных ресурсов. Российские и южнокорейские физики разработали подход, который позволяет вести эти наблюдения при помощи обычного фотоакустического микроскопа и разработанной ими металинзы. Она представляет собой массив из множества микроскопических вертикальных столбиков одинаковой высоты и разного диаметра, выстроенных в особый узор на плоской поверхности.
"Каждый элемент определенным образом меняет траекторию и фазу излучения, проходящего через металинзу, в результате получается луч, способный сфокусироваться в области шириной порядка 2 микрометров и "глубиной" до полумиллиметра. Это в 13,5 раза больше, чем глубина изображения системы из оптических линз. Всю информацию мы получим за один раз, и кроме того, металинза очень компактна, так как ее толщина составляет менее микрометра", - отметил Барулин.
Используя этот прибор, российские исследователи и их коллеги из Южной Кореи впервые проследили за тем, как в глубинах миниатюрного аналога мозга с течением времени меняется концентрация нейромеланина, одного из маркеров развития болезни Паркинсона. Схожим образом, по словам ученых, можно наблюдать и за распространением лекарств по толще органоида, а также для изучения других веществ, играющих важную роль в работе клеток мозга и других органов тела.
