В России создадут оптическую ИИ-систему для диагностики рака
Новая платформа MIP-FLIM объединит фототермическую визуализацию в среднем инфракрасном диапазоне и флуоресцентную микроскопию с временным разрешением в видимом диапазоне. По замыслу разработчиков, сочетание этих методов позволит получать взаимодополняющую молекулярную и функциональную информацию о тканях. Для анализа данных также создадут программное обеспечение с алгоритмами ИИ, в том числе глубокого обучения, которое должно выявлять признаки патологических изменений.
Авторы рассчитывают преодолеть ограничения существующих методов исследования тканей. Например, при стандартной гистологической подготовке с окрашиванием гематоксилином и эозином часть биомолекул, включая липиды, удаляется из образца – их структура может содержать информацию о биомаркерах заболеваний. Традиционная флуоресцентная визуализация, в свою очередь, часто требует применения внешних красителей или иммунофлуоресцентного мечения, что может ограничивать ее использование из-за недостаточной специфичности, фотобесцвечивания и потенциальной токсичности реагентов.
Проект будет разделен на пять этапов. Сначала ученые спроектируют первую версию системы фототермической визуализации, определят ее разрешение, глубину проникновения в ткани и допустимый уровень фотоповреждения, а также начнут разрабатывать алгоритмы спектрального анализа. На втором этапе исследователи изучат спектральные характеристики доброкачественных и злокачественных участков тканей и сопоставят полученные данные с результатами традиционной гистологии и иммуногистохимии. По итогам планируется сформировать предварительную библиотеку молекулярных сигнатур, характерных для опухолевых процессов.
Третий этап предполагает создание оптических фантомов, воспроизводящих свойства эпителиальной ткани при различных морфологических состояниях. С их помощью ученые оценят чувствительность метода к изменениям клеточной структуры. На заключительных этапах MIP-FLIM планируют протестировать на послеоперационных образцах опухолевой и неопухолевой ткани молочной железы для определения границ резекции, а также на образцах предстательной железы, полученных при биопсии и хирургическом лечении рака ранних стадий. Результаты сравнят с данными стандартного морфологического исследования. Кроме того, разработчики намерены подготовить техническую документацию на опытный образец системы, подать патентную заявку и опубликовать пять научных статей.
ПИМУ выступит основным исполнителем проекта, ВШЭ займется разработкой и испытанием мультимодальной оптической системы с измерением времени релаксации флуоресценции для оптической биопсии мочевого пузыря, а Сколтех будет разрабатывать фантомы биологических тканей с микрочастицами ватерита, содержащими инкапсулированные неорганические частицы и органические красители. Квалифицированным заказчиком проекта указано ООО «Сверхпроводниковые нанотехнологии».
Российские университеты и научные центры активно ведут разработки и исследования в ключевых для онкологии направлениях. Для выполнения задач, обозначенных в Программе фундаментальных научных исследований на 2021–2030 годы, отечественные специалисты с начала осени 2026 года представили проекты по созданию радиофармпрепаратов, технологии молекулярной диагностики, генетического скрининга, маршрутизации пациентов и поиска новых терапевтических мишеней. Подробнее о наиболее заметных разработках – в обзоре Vademecum.
