ИСТИНА

Лазерные пинцеты (ЛП), также называемые оптическими ловушками (OЛ), представляют собой новую технологию, появившуюся в середине 1980-х годов. Появление ЛП открыло новые возможности манипулирования микрочастицами различной природы, в частности живыми клетками, без механического контакта и измерения сил взаимодействия между ними и окружающей средой. Большое влияние ЛП на фундаментальные и прикладные исследования было отмечено присуждением Нобелевской премии по физике 2018 года Артуру Ашкину - изобретателю ЛП. Принцип действия ЛП заключается в изменении импульса сил, действующих на клетку, при преломлении на ней остро сфокусированного или иным образом сформированного пучка света с ярко выраженным пространственным градиентом интенсивности. Вблизи фокуса пучка ОЛ ведет себя как линейная пружина, создающая силу, действующую на клетку, пропорциональную ее смещению от центра ловушки. Если положение перетяжки луча пространственно манипулируется, то же самое происходит и с положением клетки. Смещение клетки от положения равновесия внешними силами можно откалибровать так, чтобы эти силы можно было точно измерить в диапазоне 0,1 – 100 пН. Это диапазон сил упругих деформаций живых клеток при митозе, взаимодействии клеток друг с другом и окружающей средой и т. д. ЛП используются для изучения широкого круга явлений клеточной биофизики, например, механизмов функционирования молекулярных моторов, отвечающих за подвижность клеток, изменение их формы и внутриклеточный транспорт. Благодаря возможности приложения сил к отдельным молекулам и измерения сил, возникающих в их химических реакциях, аналитический ЛП идеально подходит для исследования механизмов механохимических превращений. В данной работе представлены последние результаты, полученные с помощью ЛП при изучении биофизики взаимодействия живых клеток при обратимой агрегации эритроцитов - фундаментальном процессе, механизмы которого остаются до конца не изученными. Изменения агрегации эритроцитов связаны с развитием таких заболеваний, как артериальная гипертензия (АГ), сахарный диабет (СД) и др. Измерялись силы взаимодействия эритроцитов при агрегации и дезагрегации в зависимости от состава среды, площади и продолжительности первичного контакта, характерного для крови здоровых доноров и больных, страдающих различными заболеваниями. Мы обнаружили, что измеренные силы чувствительны к различным изменениям крови, характерным для больных, страдающих АГ и СД. Сделан вывод, что использование ЛП позволяет проводить биофизические исследования на уровне отдельных клеток без механического контакта, что ранее было невозможно. Работа выполнена при поддержке гранта Российского Научного Фонда № 22-15-00120. Большой вклад в работу внесли Кисунг Ли, Алексей Н. Семенов, Андрей Е. Луговцов и Петр Б. Ермолинский, которым автор выносит искреннюю благодарность.