О направлении исследований

Эта тематика исследований была начата еще в кандидатской диссертации "Фотодинамическое повреждение нервных и глиальных клеток: механизмы клеточной смерти и нейроглиальные взаимодействия" (2005 г.), которую я выполнял под руководством профессора Анатолия Узденского. Там я изучал феноменологию взаимной поддержки выживаемости клеток нервной ткани двух типов: нейронов и глии. Не вдаваясь в подробности, скажу, что кое-что тогда обнаружить удалось, но многие вопросы остались без ответа. В частности вопрос об основных химических медиаторах, опосредующих взаимодействия между нейронами и глиальными клетками при повреждающих воздействиях.

Позже, в ходе выполнения проекта по гранту Президента РФ, лауреатом которого я стал в 2010-11 гг., в нейронах беспозвоночных – нашем основном объекте исследований – удалось выявить белковый рецептор нейротрофинов p75. Опосредованная нейротрофинами сигнализация между клетками нервной ткани ранее считалась прерогативой нервных систем млекопитающих. Сейчас появляются данные о наличии такой сигнальной системы и у высших беспозвоночных. Наши результаты подтверждают это. Выявить упомянутый рецептор p75 в нервных клетках удалось, освоив методику иммунофлуоресцентного мечения клеточных белков в тотальных препаратах нервной ткани. Эта методика не применялась ранее в нашем университете. Сложность заключалась в том, что необходимо было метить белки не в единичных клетках – это сравнительно простая задача, а в нервных и глиальных клетках в относительно толстом слое нервной ткани, или, как говорят, в тотальном препарате. На отработку этой методики ушло более года и, конечно, была незаменима поддержка президентского гранта. Эта, также как и другая методика флуоресцентной визуализации выживаемости клеток нервной ткани, разработанная мною во время аспирантуры, оказались весьма востребованными в нашем университете, и активно используются коллегами по сей день. В настоящее время работа по поиску медиаторов нейроглиальной коммуникации ведется в рамках гранта, поддержанного в этом году Российским фондом фундаментальных исследований.

О практической деятельности

Помимо фундаментальных исследований на кафедре биофизики и биокибернетики ведутся и опытно-конструкторские работы, в том числе с привлечением студентов. Так, например, нами в сотрудничестве с доцентом Владимиром Яценко и магистрантом Евгением Дузем была разработана и протестирована приставка к микроскопу, позволяющая осуществлять внутриклеточные микроинъекции. Спектр приложения этого оборудования довольно широк – от научных исследований, например, для отслеживания связей нейронов при введении в один из них флуоресцентной метки, до процедуры интрацитоплазматического введения сперматозоидов (ИЦИС/ИКСИ) при экстракорпоральном оплодотворении в медицине. Наше устройство отличает наличие пъезопреобразователя, который облегчает введение веществ в клетки, расположенные в глубине тканей. Прототип разработанной приставки был отмечен дипломом ВВЦ в ходе выставки Optics-Expo 2013.

В последнее время наша кафедра предлагает студентам физического факультета профильную подготовку в области медицинской физики. Это новая специализация, связанная с использованием физических излучений для медицинской диагностики и терапии. Соответствующее оборудование (томографы, ускорители) уже установлено в ведущих медицинских центрах области, а несколько выпускников кафедры уже занимаются его эксплуатацией в медуниверситете и онкологическом институте. В связи с появлением этого профиля подготовки нам представляется перспективным такое новое направление научных исследований, как изучение механизмов сонодинамического эффекта. Старший брат этого эффекта – фотодинамический эффект – известен уже давно, и используется для фотодинамической терапии (ФДТ) злокачественных опухолей. В ходе ФДТ специальное вещество – фотосенсибилизатор, склонное накапливаться в опухоли, облучается видимым светом (обычно лазером), что вызывает образование в опухоли активных форм кислорода, разрушающих ее клетки. Несмотря на все достоинства метода, у него есть существенный недостаток, связанный с малой глубиной проникновения света в биологическую ткань. Недавно появились сообщения о наблюдении сонодинамического эффекта, когда разрушения клеток удается достичь при использовании сенсибилизатора и ультразвукового излучения, глубина проникновения в биологические ткани несравненно больше, чем у видимого света. Физика этого явления пока плохо понятна, и мы планируем ее изучить.

О перспективах исследований

Происходящие структурные изменения пойдут на пользу исследователям ЮФУ, если дорогостоящее научное оборудование, приобретенное за средства университета, получит статус обособленных центров коллективного пользования. Тогда к нему будут иметь доступ все заинтересованные исследователи. А это, в свою очередь, позволит улучшить публикационные показатели университета. В первую очередь, за счет активизации тех молодых исследователей, которые ставят вопросы на стыке традиционных областей естественных наук: физики, химии и биологии. Как известно, именно здесь происходят наиболее интересные открытия. Например, Нобелевская премия 2014 года по химии была дана физикам за разработку микроскопа для биологов!

В целом, несмотря на непростые времена перемен, я с оптимизмом смотрю вперед, и верю в большое будущее своего университета. А в качестве пожелания студентам и начинающим исследователям хочу сказать: найдите свое любимое дело, и занимайтесь им, и тогда все у вас будет хорошо!