Учёные Саратовского национального исследовательского государственного университета имени Н.Г. Чернышевского совместно с иранскими коллегами провели исследование, которое открывает новые возможности для лечения и диагностики рака молочной железы. Их работа сосредоточена на изучении оптических свойств тканей опухоли, что позволяет понять, как свет взаимодействует с различными видами тканей. Этот подход особенно важен для разработки эффективных методов лазерной терапии, которая может стать более точной и безопасной альтернативой традиционным способам лечения.
Для экспериментов учёные использовали модельную опухоль карциномы молочной железы у лабораторной мыши. Эта модель имитирует агрессивный рак молочной железы человека, дающий метастазы. Работа с такими моделями позволяет исследовать сложные механизмы болезни и тестировать методы лечения, которые в дальнейшем можно адаптировать для применения у людей.
Главный вывод исследования – ткани опухолей молочной железы имеют меньшую способность рассеивать свет по сравнению со здоровыми тканями. Это открытие имеет большое значение: снижение рассеяния позволяет свету проникать глубже в опухоль, а это важно для таких методов лечения, как фотодинамическая и фототермическая терапия. Исследователи обнаружили, что свет проходит почти в два раза глубже через поражённые клетки в ключевых диапазонах спектра. Это значит, что лазеры смогут воздействовать на опухоль более эффективно, при этом меньше затрагивая здоровую ткань.
О результатах исследований рассказала профессор кафедры оптики и биофотоники Элина Алексеевна Генина:
Важное преимущество нашей работы состоит в том, что мы использовали мультимодальный подход к исследованию, включающий спектрофотометрию, спектроскопию комбинационного рассеяния света и многоволновую рефрактометрию. Результаты хорошо согласуются между собой, дополняют и уточняют информацию, полученную разными методами. Кроме того, мы провели сравнительный анализ оптических параметров ткани здоровой молочной железы мыши и человека (на основе литературных данных) и здоровой ткани и карциномы молочной железы мыши. Такое комплексное исследование было проведено впервые. Полученные результаты позволяют надёжно дифференцировать здоровые и опухолевые ткани.
Лазерная терапия уже активно применяется для лечения некоторых видов рака, но её точность и эффективность часто зависят от того, насколько хорошо свет проникает в опухоль. Изучение оптических свойств тканей позволяет учёным создавать компьютерные модели, которые предсказывают, как свет будет распространяться внутри организма. В будущем это поможет врачам индивидуально подбирать параметры лазера для каждого пациента. Кроме того, исследование открывает путь к использованию наночастиц, которые могут повышать температуру опухоли, уничтожая раковые клетки, но не повреждая здоровые.
Современные методы лечения рака, такие как химиотерапия и лучевая терапия, часто воздействуют на весь организм, вызывая серьёзные побочные эффекты. Лазерная терапия, наоборот, направлена только на злокачественные клетки, а понимание оптических характеристик тканей помогает сделать этот метод ещё более избирательным.
По словам учёных, их работа носит фундаментальный характер и позволяет углубить знания о взаимодействии света с биологическими тканями. Эти данные крайне важны для разработки новых технологий диагностики и лечения рака. Развитие альтернативных методов лечения, которые направлены на удаление только злокачественных клеток и сохранение здоровых, чрезвычайно востребовано.
Информация об оптических параметрах важных биологических объектов, в частности различных типов рака, также пользуется спросом благодаря развитию оптических методов диагностики. Её применяют в компьютерном моделировании взаимодействия света с биотканями при разработке новых подходов к лечению рака. Данной проблемой занимаются ведущие научные группы многих стран мира. В 2020 году издательство Springer выпустило книгу «Мультимодальная оптическая диагностика рака», в число соредакторов которой вошёл и член-корреспондент РАН, заведующий кафедрой оптики и биофотоники СГУ, профессор В.В. Тучин.
Исследование выполнено совместно с учёными Университета имени Шахида Бехешти и поддерживалось международным грантом Российского фонда фундаментальных исследований и Национальным научным фондом Ирана (грант № 20-52-56005). Проект уже завершился, но исследования по теме продолжатся. Одним из направлений, включённых в проект СГУ «Приоритет 2030» по заявке научного коллектива, является разработка технологии комбинированной противоопухолевой плазмонной фототермической и фотодинамической терапии.
Результаты исследования уже вызвали интерес мирового научного сообщества. Они опубликованы в престижных журналах, в частности в научном журнале биофотоники.
