Мы используем cookie файлы.
Пользуясь сайтом, вы соглашаетесь с нашей Политикой конфиденциальности.

Приглашенный ученый Жаров Владимир Павлович Россия
Номер договора
14.Z50.31.0044 , 075-15-2021-617
Период реализации проекта
2018-2022

По данным на 01.11.2022

20
Количество специалистов
25
научных публикаций
6
Объектов интеллектуальной собственности
Общая информация

Метастатические опухоли – это нерешенная проблема человечества и одна из лидирующих причин смертности. Ученые лаборатории разрабатывают техническую базу многофункциональной диагностической платформы, использующей принципы in vivo фотоакустической проточной цитометрии. Данная система, в частности, позволит осуществлять диагностику и лечение меланомы. Отличительной чертой данной технологии является ее сверхвысокая чувствительность и неинвазивность.   

Название проекта: Фотоакустические технологии для ранней тераностики метастатических опухолей


Цели и задачи
Направления исследований: Разработка фотоакустических технологий для ранней диагностики и лечения смертельных заболеваний путем неинвазивного in vivo обнаружения циркулирующих в крови биомаркеров этих заболеваний в чрезвычайно малых концентрациях, недоступных существующим методам

Цель проекта: Развитие новой концепции ранней диагностики и лечения онкологических, инфекционных и сердечно-сосудистых заболеваний с увеличением чувствительности до 1000 раз по сравнению с существующими методами

Практическое значение исследования
Научные результаты:

В рамках проекта был разработан ряд in vivo цитометров для работы с лабораторными животными и, в перспективе, с пациентами:

  1. Стационарный цитометр исследовательского класса с перестраиваемым лазером, универсальная реализация которого позволяет работать с суспензией опухолевых клеток как in vitro, так и in vivo (в потоке модельной жидкости в полимерной трубке, в кровотоке животных),
  2. Стенд-демонстратор технологии – мобильный цитометр для клинических исследований.

Также в ходе реализации деятельности лаборатории были:

  1. Разработаны принципы и методы построения многофункциональной технической платформы фотоакустической проточной цитометрии (ФАПЦ), включая создание экспериментального прототипа и разработку программного обеспечения для регистрации движущихся поглощающих объектов с фокусом на быстрые алгоритмы анализа импульсных фотоакустических сигналов.
  2. Оптимизированы основные режимы и параметры ФАПЦ платформы на фантомах клеток крови и преклинических моделях животных с фокусом на раннюю диагностику циркулирующих онкологических клеток, включая исследование возможности терапии циркулирующих меланомных клеток in vivo на мышах с метастатической меланомой.
  3. Разработаны принципы и новые методы оптического просветления биотканей для усиления фотоакустических сигналов от кровеносных сосудов, включая создание адекватных фантомов кровеносных сосудов и биотканей, а также исследование изменения фотоакустического контраста сосудов в процессе использования различных методов оптического просветления кожи
  4. Разработаны мультимодальные высококонтрастные маркеры, содержащие плазмонные нанопробы и красители, а также изучено биораспределение разработанных контрастных агентов, проведена их функционализация для обеспечения комбинации максимально возможного фотоакустического отклика и целевой доставки капсулированного противоракового препарата.
  5. Перечисленные и иные полученные научные результаты были опубликованы в ведущих мировых научных изданиях: ведущий ученый и члены научного коллектива опубликовали 25 научных статей в журналах, индексируемых в базе данных Web of Science Core Collection, причем из них 22 опубликованы в изданиях, относящихся к первому квартилю (Q1). Проведенные разработки привели к регистрации 6 объектов интеллектуальной собственности. За время реализации проекта научный коллектив получил более 10 научных грантов (РНФ, Стипендии Президента РФ для обучения за рубежом, гранты РФФИ для аспирантов).

Внедрение результатов исследования:

Продукты и технологии, разработанные в рамках проекта, реализованы на доклиническом уровне. Полученные фундаментальные научные результаты развиваются непрерывно, реализуясь в виде публикаций в высокорейтинговых научных журналах. Научные разработки в прикладных сферах планируются к реализации в средне- и долгосрочной перспективе, что обусловлено учетом непосредственной деятельности бенефициаров и соответствующих контролирующих органов.

Образование и переподготовка кадров:

Лаборатория предназначена как для решения научных задач, так и для обучения и переподготовки специалистов высокой квалификации, которые знакомятся и развивают наиболее современные методы оптических и биомедицинских исследований, разрабатывают уникальные новые материалы.

  • Организовано обучение по использованию оборудования для проведения научных исследований в лаборатории для сотрудников из организаций: Саратовский государственный медицинский университет имени В. И. Разумовского (Россия), Институт биохимии и физиологии растений и микроорганизмов РАН (Россия), Сколковский институт науки и технологий (Россия). Исполнители проекта принимали активное участие в организации международной школы-конференции «SARATOV FALL MEETING», которая проводится на регулярной основе.  
  • Организованы стажировки для сотрудников лаборатории в лазерной лаборатории ведущего ученого в Арканзасском центре наномедицины при Арканзасском университете медицинских наук (США), в том числе в рамках выигранных ими стипендий Президента РФ для обучения за рубежом.

Организационные и инфраструктурные преобразования:

Лаборатория является уникальным современным лабораторно-клиническим комплексом, оснащенным оборудованием для разработки оптического оборудования и ультразвуковой медицинской техники, которое не представлено ни в одном научном подразделении Саратовской области. Это позволяет проводить как уникальные научные исследования, так и разработку научного и медицинского оборудования, тестирование его работы на различных этапах подготовки к доклиническим и клиническим испытаниям и промышленному производству. По сравнению с существующими лабораториями возможности представленного лабораторного комплекса уникальны, поскольку позволяют решать комплексные задачи, связанные с разработкой уникальных установок фотоакустической диагностики и проведением научных исследований как для задач разработки исследовательских и медицинских приборов, так и для лучшего понимания патологических процессов, происходящих в организме при различных социально значимых заболеваниях.

Другие результаты:

Организована 20-я специализированная международная конференция «Фотоакустические и фототермические явления», The 20th International Conference on Photoacoustic and Photothermal Phenomena, ICPPP 20, 7-12 июля 2019, г. Москва (Россия).

Сотрудничество:
  • Арканзасский университет медицинских наук (США): обмен сотрудниками, совместные научные исследования и публикации.
  • Саратовский государственный медицинский университет имени В. И. Разумовского (Россия), Первым Московским государственным медицинским университетом имени И. М. Сеченова (Россия), Сколковский институт науки и технологий (Россия), Институт биохимии и физиологии растений и микроорганизмов РАН (Россия): совместные научные исследования и публикации.
  • IPG Photonics индустриальный партнер.

Скрыть Показать полностью
M.A.Juratli, Y.A.Menyaev, M.Sarimollaoglu, E.Siegel, D.A.Nedosekin, W.C.Culp, J.Y.Suen, E.I.Galanzha, V.P.Zharov.
Noninvasive label-free detection of circulating white and red blood clots in deep vessels with focused photoacoustic probe // Biomedical Optics Express, 2018, 9.
J.Nolan, D.A.Nedosekin, E.I.Galanzha, V.P.Zharov.
Detection of apoptotic circulating tumor cells using in vivo fluorescence flow cytometry // Cytometry Part A, 2018, 95(6).
M.V.Novoselova, D.N.Bratashov, M.Sarimollaoglu, D.A.Nedosekin, W.Harringston, J.A.Watts, M.Han, B.N.Khlebtsov, E.I.Galanzha, D.A.Gorin, V.P.Zharov.
Giant photoacoustic effects at multilayered plasmon–dye interfaces // Journal of Biophotonics, 2019, 12(4).
E.A.Genina, Y.I.Surkov, I.A.Serebryakova, A.N.Bashkatov, V.V. Tuchin, V.P. Zharov.
Rapid Ultrasound Optical Clearing of Human Light and Dark Skin // IEEE Trans Med Imaging, 2020, 39(10).
M.V. Novoselova, T.O. Abakumova, B.N. Khlebtsov, T.S. Zatsepina, E.N. Lazareva, V.V. Tuchin, V.P. Zharov, D.A. Gorin, E.I. Galanzha.
Optical clearing for photoacoustic lympho- and angiography beyond conventional depth limit in vivo // Photoacoustics., 2020, 20.
Kozlova, D. Bratashov, O. Inozemtseva, O. Grishin, A. Abdurashitov, E. Prikhozhdenko, R. Verkhovskii, E. Shashkov, V. P. Zharov.
Dynamic blood flow phantom for in vivo liquid biopsy standardization // Sci. Rep., 2020, 41598.
P.A. Dyachenko (Timoshina), L.E. Dolotov, E.N. Lazareva, A.A. Kozlova, O.A. Inozemtseva, R.A. Verkhovskii, G.A. Afanaseva, N.A. Shushunova, V.V. Tuchin, E.I. Galanzha, V.P. Zharov.
Detection of melanoma cells in whole blood samples using spectral imaging and optical clearing // IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics – 2020, 27(4).
N. Besedina, V. Chernyshev, O. Efimova, P. Rudakovskaya , M. Novoselova, D. Bratashov, R. ChuprovNetochin, R. Kamyshinsky, A. Vasiliev, D. Chermoshentsev, S. Dyakov, V. Zharov, N. Gippius, D. Gorin, A. Yashchenok.
Gold Nanoparticle-Carbon Nanotube Multilayers on Silica Microspheres: Optoacoustic-Raman Enhancement and Potential Bioapplications // Materials Science & Engineering C., 2020, DOI: 10.1016/j.msec.2020.111736.
M.D. Mokrousov, W.Thompson, S.A. Ermilov, T. Abakumova, M.V. Novoselova, O.A. Inozemtseva, T.S. Zatsepin, V.P. Zharov, E.I. Galanzha, D.A.
Gorin Indocyanine green dye based bimodal contrast agent tested by photoacoustic/fluorescence tomography setup // Biomedical Optics Express, 2021, 9.
Фотоальбомы
Вторник , 03.12.2019
Другие лаборатории и ученые
Лаборатория, принимающая организация
Область наук
Город
Приглашенный ученый
Период реализации проекта
Лаборатория лазерного молекулярного имиджинга и машинного обучения

Томский государственный университет (НИУ) - (ТГУ)

Медицинские технологии

Томск

Леднев Игорь Константинович

Россия, США

2021-2023

Лаборатория клинических смарт-нанотехнологий

Первый Московский государственный медицинский университет им. И. М. Сеченова Минздрава России - (Сеченовский университет)

Медицинские технологии

Москва

Лянь Син-Цзе

Китай

2021-2023

Научная лаборатория оптической когерентной томографии

Приволжский исследовательский медицинский университет Минздрава России - (ПИМУ Минздрава России)

Медицинские технологии

Нижний Новгород

Виткин Илья Алекс

Канада

Гладкова Наталья Дорофеевна

Россия

2013-2017