По данным Британского общества гастроэнтерологии, более полумиллиона человек в Великобритании живут с воспалительными заболеваниями кишечника (ВЗК), двумя основными формами которых являются болезнь Крона и язвенный колит. Эти заболевания могут развиться в любом возрасте, но, по словам экспертов, чаще всего их диагностируют в возрасте от 15 до 40 лет — что является феноменально неудобным временем, чтобы быть поражённым неизлечимой болезнью, учитывая, что образование, работа и отношения требуют внимания.

Теперь исследователи надеются, что уникальный микроскоп поможет им понять такие заболевания и найти новые методы лечения. Микроскоп находится в Институте Розалинд Франклин в научно-инновационном кампусе Харвелл в Оксфордшире, где доктор Карина Помбо-Гарсия является руководителем группы.

«Что эта микроскопная технология и наука, которую мы делаем в лаборатории, могут принести — это действительно лучше понять механизм [ВЗК]», — сказала Помбо-Гарсия. «При ВЗК и многих других заболеваниях, которые мы изучаем совместно с другими группами, есть некоторые методы лечения, но, возможно, эти методы всё ещё не самые лучшие или не самые целенаправленные, потому что мы... фундаментально не понимаем болезнь полностью».

С чёрным корпусом, серыми шлангами и множеством проводов микроскоп на удивление незаметен. Это также не заурядная техника. Он работает с разрешением в 10 раз выше, чем обычная световая микроскопия, позволяя исследователям видеть детали размером всего до 20 нм.

Чтобы достичь этого, микроскоп, получивший прозвище «Кюри», использует двухлазерную технику, известную как микроскопия с истощением stimulated emission depletion (STED), которая принесла его изобретателям Нобелевскую премию по физике в 2014 году. В этой установке интересующие особенности внутри клеток помечаются флуоресцентными метками, которые поглощают энергию от первого лазерного луча, а затем испускают свет, или флуоресценцию. Второй лазерный луч в форме пончика перекрывается с областью, освещённой первым. Ключевой момент: этот второй луч «выключает» флуоресценцию во внешнем кольце, означая, что флуоресценция обнаруживается только из центра пончика — очень маленькой области.

«Это позволяет микроскопу различать структуры, которые находятся гораздо ближе друг к другу, чем это было бы возможно с помощью обычного флуоресцентного микроскопа, создавая изображения с исключительно высоким разрешением», — сказала Помбо-Гарсия.

Микроскоп также имеет дополнительные функции, делающие его единственным в своём роде в Великобритании. К ним относятся деформируемые зеркала, которые могут корректировать оптические искажения, вызванные образцом. «Это позволяет исследователям получать чёткие изображения из более глубоких слоёв относительно толстых тканей и мини-органов», — сказала она. «Он также имеет терморегулируемый столик, позволяющий изучать живые клетки и мини-органы в условиях, близких к нормальной температуре тела».

Димитриос Иоаннидис, аспирант, использует микроскоп, чтобы понять, как клетки, выстилающие наши внутренние органы, включая кишечник, соединяются и создают защитные барьеры. «Чтобы это произошло, у нас есть специфические белковые комплексы, которые, как мы предполагаем, могут меняться со временем. Поэтому, используя это оборудование, мы можем визуализировать эти комплексы за пределами того, что [мы можем видеть с помощью] обычного микроскопа», — сказал он, добавив, что изучает, как структура этих белковых комплексов меняется от внутриутробного развития до взрослого состояния. «Если структура меняется, меняется и функция», — сказал он.

Иоаннидис отметил, что, понимая, как должна выглядеть здоровая ткань, а затем сравнивая и понимая различия, наблюдаемые у людей с заболеванием, можно пролить свет на то, что пошло не так. «И затем, если вы работаете и копаете немного глубже, вы потенциально можете найти коренную причину некоторых заболеваний, которые поражают людей», — сказал он, отметив, что это включает ВЗК.

Микроскоп был представлен министром науки Крисом Макдональдом вместе с объявлением о финансировании Института Розалинд Франклин в размере 67 млн фунтов стерлингов на следующие пять лет с апреля 2027 года.