Интервью с преподавателем: Владимир Макаров
Что скрывается за словом «биоспектроскопия» и как можно лечить светом? Об этом в ИФИБ не просто знают, но и читают курсы. Наш сегодняшний гость – Владимир Макаров, доцент кафедры «Лазерные микро-нано и биотехнологии» – читает два курса по этой теме для наших магистрантов. Хотите узнать, как нам удалось поставить свет на службу медицине? Тогда читайте интервью!
Добрый день! Расскажите, пожалуйста, о себе.
— Здравствуйте! Меня зовут Владимир Макаров, мне 33 года, я доцент кафедры № 87 «Лазерные микро-нано и биотехнологии». Преподаю на кафедре с 2020 года, сначала работал в должности ассистента кафедры, с 2022 года перешел на должность доцента. В настоящий момент читаю два курса лекций и практических занятий: «Нанофотосенсибилизаторы для тераностики» и «Флуоресцентная диагностика и фотодинамическая терапия».
Вы ведете научную деятельность помимо преподавательской работы?
— Да, с 2010 года я работаю в Институте общей физики им. А.М. Прохорова РАН в лаборатории лазерной биоспектроскопии, сейчас на должности научного сотрудника. Как раз на базе этой лаборатории и была создана кафедра № 87 «Лазерные микро-нано и биотехнологии». В лабораторию я пришел еще будучи студентом 4-го курса. Научно-исследовательская работа, которую я выполнял в то время, легла в основу моей дипломной работы. Далее были аспирантура и защита кандидатской диссертации в 2019 году. Собственно говоря, защита диссертации и позволила мне устроиться на кафедру в МИФИ преподавателем.
Расскажите подробнее об области своей работы.
— Наш институт благодаря Александру Михайловичу Прохорову занимается исследованиями в области лазерных технологий. Если внимательно посмотреть на названия курсов, которые я преподаю в МИФИ, можно понять, что моя работа связана с применением света в медицине как для диагностики, так и для лечения. Собственно, модное сегодня слово тераностика является совмещением слов терапия и диагностика. То есть один тераностический метод позволяет проводить одновременно и диагностику, и терапию. Например, флуоресцентная диагностика и фотодинамическая терапия – это методы фототераностики.
Это если в целом. Если более конкретно, то в нашей лаборатории мы исследуем сложные, но очень интересные процессы взаимодействия фоточувствительных веществ – фотосенсибилизаторов, оптического излучения и живых объектов. Начиная от отдельных клеток и заканчивая человеческим организмом. В качестве диагностического метода мы используем спектроскопию – это и спектроскопия обратного рассеяния, и флуоресцентная спектроскопия с временным разрешением, и спектроскопия поглощения и рассеяния, и спектроскопия комбинационного рассеяния, а также другие спектрометрические методы. Сочетания этих методов позволяет получать очень широкую информацию о живых клетках и тканях. Скорость клеточного метаболизма, тип клеточного дыхания, снабжение тканей кислородом, наличие или отсутствие опухолевых, а также иммунных клеток – все это можно «вытащить» при помощи лазерной спектроскопии!
Также мы работаем практически со всеми ведущими онкоцентрами и медицинскими институтами Москвы. Дело в том, что в 2013 году вышел приказ, что все онкоцентры федерального уровня должны быть оснащены кабинетами для проведения флуоресцентной диагностики и фотодинамической терапии. Вот мы и помогаем нашим дорогим врачам разбираться во всех тонкостях этих подходов, ездим в клиники на плановые операции, проводим измерения, обучаем врачей методам фототераностики.
Расскажите, пожалуйста, о предмете вашего курса.
— Ну, про курс «Флуоресцентная диагностика и фотодинамическая терапия» я уже многое рассказал, отвечая на предыдущий вопрос. Но если более конкретно, то мы изучаем основные принципы и механизмы, методы и подходы для применения этих методов в реальной практике. Рассматриваем основные виды фотосенсибилизаторов, применяющихся сегодня в клинической практике, изучаем их характеристики, знакомимся с аппаратурой, которая позволяет проводить такие процедуры, учимся анализировать и обсчитывать полученные данные, а также изучаем границы применимости этих методов.
Что касается курса «Нанофотосенсибилизаторы для тераностики», то здесь важно знать, что в настоящее время наночастицы в клинической практике можно использовать очень ограниченно. Хотя исследования применения различных наноматериалов в медицине проводятся уже довольно давно и вполне успешно, в силу большой сложности внедрения новых методов в клиническую практику, они в большинстве своем находятся на стадиях клинических исследований. Преимущества нанофотосенсибилизаторов заключается в том, что они по многим параметрам – например, таким как избирательность накопления в целевой ткани, – могут существенно превосходить клинически разрешенные фотосенсибилизаторы.
В течение курса мы изучаем типы нанофотосенсибилизаторов, методы их синтеза и характеризации по различным параметрам, изучаем мировой опыт применения нанофотосенсибилизаторов для тех или иных задач.
Он является практическим или теоретическим?
— Часть курса теоретическая, где я рассказываю об основных методах и подходах, применяемых в данной области науки и принятых во всем мире. Другая часть – практическая, где студенты на конкретных примерах изучают применение данных методов и подходов в реальных исследованиях. Например, решают задачу приготовления коллоидных растворов наночастиц с заданными параметрами размеров и концентраций. Или определяют неизвестную массовую концентрацию наночастиц в коллоиде спектроскопическими методами: это можно сделать, измерив поглощение на определенной длине волны с учетом рассеяния, а также по флуоресцентным характеристикам коллоида. Узнают, как при помощи динамического рассеяния света или микроскопии определять размеры наночастиц в коллоиде. Также для понимания, какой необходимо использовать источник излучения для лазерного воздействия, методами спектрофотометрии характеризуют нанофотосенсибилизаторы по поглощению и рассеянию, и многое другое.
В рамках какой образовательной программы преподается ваш курс?
— В рамках программы «Биомедицинская фотоника» и «Биомедицинские нанотехнологии».
На каком году обучения студенты с ним знакомятся?
— В рамках программы «Биомедицинская фотоника» – на втором курсе магистратуры, а в рамках программы «Биомедицинские нанотехнологии» – на первом, тоже магистратуры.
Какие компетенции получают студенты после прохождения вашего курса?
— Так как мы знакомимся с основными методами лазерных спектроскопических исследований применительно к биообъектам, то студенты приобретают навыки анализа спектров различного типа, узнают, какими способами можно доставить свет к биологическим тканям и что при помощи этого можно сделать.
Как эти компетенции применяются в процессе трудовой деятельности?
— Если вы обладаете базисом знаний, необходимых для проведения научных исследований, и широким научным кругозором, то достичь успешного результата в задаче, поставленной, например, научным руководителем, будет несомненно проще. Также при взаимодействии с врачами в клинике часто возникают непредвиденные или неоднозначные ситуации, поэтому правильный и грамотный подход к проведению измерений является краеугольным камнем для достижения успешного результата.
В каких сферах, кроме работы по специальности, можно будет применить компетенции, полученные на вашем курсе?
— Отвечу цитатой М.В. Ломоносова: «Из наблюдений устанавливать теорию, через теорию исправлять наблюдения есть лучший всех способ к отысканию правды»
Могли бы вы дать какой-нибудь совет студентам и абитуриентам?
— Не бойтесь задавать вопросы, если что-то непонятно или просто интересно. Мы с радостью постараемся на них ответить. Если какая-то тема вас заинтересовала, лучше сразу спросить у преподавателя, можно ли вести научно-исследовательскую работу по этой теме. Преподаватель обязательно посоветует, куда и к кому обратиться!