ИСТИНА

Проект посвящен разработке нового комплексного подхода к изучению взаимосвязи изменений микрореологических параметров клеточных компонентов крови (главным образом эритроцитов и тромбоцитов), системы гемостаза и сосудистого эндотелия, которые характеризуют состояние пациентов, страдающих кардиологическими заболеваниями и постковидным синдромом и являются предикторами осложнений в течении болезни. В рамках выполнения Проекта будет установлена связь изменений этих параметров с параметрами микроциркуляции крови, измеряемыми iv vivo, а также определены возможные причины изменений циркуляции крови в капиллярах. На основе полученных результатов будут сформулированы рекомендации по коррекции критически важных для нормализации микроциркуляции крови свойств при терапии данных заболеваний. Комплекс экспериментальных методов будет включать измерения микрореологических (агрегационных и деформационных) параметров крови как на уровне отдельных клеток с использованием современных оптических методов (в частности, оптической микроскопии, оптического захвата и манипуляции с помощью лазерного пинцета), так и на уровне образцов цельной крови и суспензий эритроцитов с использованием методов диффузного рассеяния света, лазерной дифрактометрии и цифровой обработки изображений. Также будут использоваться такие методы анализа системы гемостаза, как тромбоэластометрия, тромбодинамика и агрегометрия тромбоцитов. Эти эксперименты будут проводиться in vitro с образцами крови в статике и / или в условиях потока в каналах микрофлюидики. Измерения параметров микроциркуляции крови и функции эндотелия будут проводиться in vivo на пациентах, включённых в группу исследования. Участники проекта непосредственно принимали участие в разработке и адаптации данных методов к биомедицинским применениям. Использование этих методов в комплексе со статистической (корреляционной) обработкой полученных данных, позволит значительно расширить знания о взаимосвязи изменений указанных параметров при социально значимых патологиях, включая такие, как сердечно-сосудистые заболевания и постковидный синдромом, и создаст базу для усовершенствования современных клинических методов диагностики состояния пациентов и мониторинга терапии. Полученная информация позволит также раскрыть новые фундаментальные биофизические механизмы явлений, лежащих в основе взаимодействия клеток крови и сосудистого эндотелия, выявит факторы, связанные с влиянием изменений этого взаимодействия на состояние человека. Этот мультидисциплинарный проект будет реализован группой физиков, биологов и медиков МГУ им. М.В. Ломоносова и Ярославского педагогического университета им. К.Д. Ушинского, представленной как ведущими специалистами мирового уровня, так и молодыми учёными, студентами и аспирантами, работающими в области биомедицинской фотоники и применения оптических технологий в исследовании живых систем, гемореологии и кардиологии.

The Project is dedicated to the development of a new comprehensive approach to studying the relationship between changes in the microrheological parameters of the cellular components of the blood (mainly erythrocytes and platelets), the hemostatic system and vascular endothelium, which characterize the condition of patients suffering from cardiac diseases and postcovid syndrome and are predictors of complications during the course of the disease. As part of the Project, the relationship between changes in these parameters and the parameters of blood microcirculation measured iv vivo will be established, as well as possible causes of changes in blood circulation in capillaries will be determined. Based on the results obtained, recommendations will be formulated for the correction of properties that are critical for the normalization of blood microcirculation in the treatment of these diseases. The set of experimental methods will include measurements of microrheological (cells aggregation and deformation) parameters of blood both at the level of individual cells using modern optical methods (in particular, optical microscopy, optical trapping and manipulation with laser tweezers), and at the level of whole blood samples and erythrocyte suspensions using diffuse light scattering, laser diffractometry and digital image processing. Also, such methods of analysis of the hemostasis system as thromboelastometry, thrombodynamics and platelet aggregometry will be used. These experiments will be carried out in vitro with static and / or flowing blood samples in microfluidic channels. Measurements of blood microcirculation parameters and endothelial function will be carried out in vivo on patients included in the study group. The project participants were directly involved in the development and adaptation of these methods to biomedical applications. The use of these methods in combination with statistical (correlation) processing of the obtained data will significantly expand knowledge about the relationship between changes in these parameters in socially significant pathologies, including such as cardiac diseases and postcovid syndrome, and will create a basis for improving modern clinical methods for diagnosing patients' condition and monitoring therapy. The information obtained will also make it possible to reveal new fundamental biophysical mechanisms of the phenomena underlying the interaction of blood cells and vascular endothelium, and will reveal the factors associated with the influence of changes in this interaction on the human condition. This multidisciplinary project will be implemented by a group of physicists, biologists and physicists of the M.V. Lomonosov Moscow State University and K. D. Ushinsky Yaroslavl Pedagogical University, represented by both leading world-class experts and young scientists, students and graduate students working in the fields of biomedical photonics application of optical technologies in the study of living systems, hemorheology and cardiology.

Одной их актуальных проблем современной биомедицинской диагностики, требующей быстрого решения и внедрения в медицинскую практику, является всестороннее изучение фундаментальных биофизических процессов в жизненно важных органах и тканях человека. В частности, это касается системы крови и сосудов, которые находятся в постоянном контакте, определяющем их сильную взаимозависимость. Предлагаемый проект направлен на создание нового диагностического подхода, способного на основе in vivo и in vitro изменений многочисленных параметров и корреляционной обработки полученных данных установить связь между изменениями этих параметров, характерными для рассматриваемых заболеваний. Понимание этой связи значительно расширит существующие возможности лечения этих заболеваний и мониторинга состояния пациентов, что несомненно актуально. Использование новейших высокотехнологичных методов измерений и современных методов статистической обработки данных определяет высокий научный уровень исследования. Научная значимость решения проблемы определяется возможностью поднятия персонализированной медицины на более высокий уровень в результате внедрения разработанного в Проекте подхода в медицинскую практику. Научная значимость и актуальность решения обозначенных проблем определяется также тем, что будут даны ответы на вопросы о фундаментальных механизмах взаимодействия элементов рассматриваемой системы, в частности о механизмах действия газотрансмиттеров, выделяемых эндотелием при взаимодействии с различными компонентами крови, и их влиянии на её микрореологические параметры и, как следствие, на её текучесть. Актуальность обозначенной проблемы также связана с непрерывно растущим числом пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями и постковидным синдромом из-за пандемии COVID-2019, необходимостью реабилитации таких пациентов, коррекции расстройств исследуемых систем. В результате выполнения проекта ожидается разработка нового подхода для комплексного анализа изменений микрореологических характеристик, параметров микроциркуляции, параметров гемостаза и функции эндотелия у пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями и постковидным синдромом и выработка рекомендаций для применения этого подхода в клинике, а также мониторинга состояния больных данными заболеваниями, что конечно является важной социальной задачей.

Проект объединяет специалистов разного уровня и профиля – сотрудников, аспирантов и студентов лаборатории «Биомедицинской фотоники» (зав. лабораторией, к.ф.м.н. А.В. Приезжев) и кафедры биофизики физического факультета МГУ, Медицинского научно-образовательного центра МГУ и лабораторий «Прикладной физиологии» (зав. лабораторией, д.б.н. А.В. Муравьев) и «Реологии крови и гемостаза» (зав. лабораторией, д.б.н. И.А. Тихомирова) Ярославского педагогического университета им. К.Д. Ушинского. Участники Проекта обладают более чем 20-ти летним опытом проведения совместных междисциплинарных исследований на стыке физики, биологии и медицины при тесном сотрудничестве физиков, биологов и медиков. В частности, это касается работ по определению биомеханических и реологических параметров клеток человека и животных, параметров микроциркуляции и функции эндотелия, а также биофизики системы гемостаза. Часть этих совместных исследований выполнялась в рамках межфакультетского научного проекта МГУ «Оптика крови в норме и патологии», а также нескольких успешно завершенных научных проектов, поддержанных РФФИ и РНФ. При этом был приобретен ценный опыт сотрудничества, получен научный и методический задел, необходимый для выполнения данного Проекта.