Отзыв ведущей организации (Взаимодействие эритроцитов в средах, индуцирующих их агрегацию - исследование с помощью лазерных пинцетов)

"УТВЕРЖДАЮ" и.о. директора Научного центра волновых исследований Федерального рственного бюджетного уки Института оощей Прохорова емии наук (филиал), Г.А. Шафеев реля" 2016 г. ОТЗЫВ ведущей организации о диссертационной работе Ли Кисуна «Взаимодействие эритроцитов в средах, индуцирующих их агрегацию: исследование с помощью лазерных пинцетов», представленной на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 03.

03.01.02— «Биофизика» Исследование биофизических механизмов взаимодействия живых клеток и применение новых оптических (лазерных) методов для этих исследовании занимают центральное место в современной биофизике клетки, а также в различных прикладных задачах, в том числе клинической диагностики и терапии, В последнее время в связи с развитием и едставлений о значимости микроциркуляции крови появилась большая потреоность в Р изучении фундаментальных процессов взаимодействия красных клеток крови. Использование стремительно развивающихся оптических (лазерных) методов позволило проводить углу.бленное изучение взаимодействия клеток, которое ранее не было доступным.

Разработка протоколов проведения экспериментов с применением новых методов, несомненно, является важной задачей. Число публикации в мировои печати в этой области стремительно растет, отражая большой интерес научнои оощественности к данной области науки. В рамках этого направления исследовании выполнена и диссертация Ли Кисуна. Рецензируемая работа представляет собой фундаментальный труд по развитию методов изучения биомеханики взаимодействия эритроцитов, и ее применению для углубленного изучения взаимодействия клеток.

Автором разработаны оригинальные методы с использованием лазерных пинцетов для измерения параметров, характеризующих взаимодействия эритроцитов. С использованием разработанного им метода Ли Кисун провел обширную экспериментальную работу, позволяющую оценить вклад различных макромолекул во взаимодействие клеток.

Осуществлена апробация метода и сравнение получаемых р' езультатов с результатами, получаемыми несколькими другими методами, известными из литературы, такими как атомно-силовая микроскопия, сканирующая электронная микроскопия, оптическая фотометрия (агрегометрия) эритроцитов. Для получения этих результатов, была проделана комплексная работа по калибровке лазерных пинцетов и отработке процедуры измерения.

Оценены погрешности измерений и влияние лазерного излучения на клетки. В рабате сформулированы выводы о роли механизмов взаимодействия в агрегации эритроцитов. Впервые показано количественное отличие процессов агрегации и дезагрегации эритроцитов, физика которых оставалась неясной и ранее не обсуждалась в литературе. Полученные результаты могут служить базой как для дальнейшего совершенствования лазерных методов измерения параметров взаимодействия живых клеток, так и для и поиска параметров взаимодействия, наиболее чувствительных к патологиям и пригодных для клинической диагностики.

Таким образом, результаты диссертации как фундаментальные, по физике взаимодействия, так и прикладные с возможностью использования в клинической практике, представляют научный и практический интерес и, несомненно, являются актуальными. Диссертация построена по классической схеме. Состоит из введения, 4 глав, включая обзор литературы, заключения и списка литературы. Работа изложена на 95 страницах, содержит 37 рисунков и 2 таблицы. Библиография включает 143 наименования. Во введении обоснована актуальность работы, ее научная новизна, теоретическая и практическая значимость, сформулированы цели и задачи исследования.

В первой главе содержится детальный, но при этом достаточно лаконичный анализ литературных данных, посвященных значимости агрегации эритроцитов, существующим экспериментальным методам изучения взаимодействия эритроцитов при их агрегации и разработанным биомеханическим моделям взаимодействия. Рассмотрены особенности использования различных методов для изучения взаимодействия эритроцитов и описаны основные результаты, а также достоинства и недостатки существующих методов. Подчеркивается и обосновывается потребность использования нового инструментария- лазерного пинцета для захвата и перемещения эритроцитов, с которым были выполнены основные экспериментальные исследования свойств эритроцитов.

Эта глава иллюстрирует хорошее владение автором обсуждаемого материала. Все основные, содержащиеся в обзоре данные имеют непосредственное отношение к рассматриваемой теме и используются в дальнейшем для решения поставленных задач. Вторая глава посвящена описанию процедуры подготовки материалов экспериментальных образцов, использовавшихся в работе. Подробно описаны использованные методы, принцип работы и процедура измерения параметров, характеризующих взаимодействие эритроцитов, а также процедура обработки и анализа полученных данных, оценки погрешности. Особо следует отметить подробное описание лазерного пинцета, собранного в ходе работы, и процедура его калибровки, а также многие важные детали, возникающие в процессе работы с лазерным пинцетом. Третья глава посвящена экспериментальным результатам, полученным в ходе комплексного исследования, в частности, параметрам, необходимым для описания процесса взаимодействия эритроцитов.

Проведено обсуждение роли разных макромолекул плазмы крови в этом процессе. Дается также сравнение результатов измерений параметров агрегации эритроцитов, получаемых на уровне больших ансамблей клеток с применением методов диффузного рассеяния света от образцов цельной крови, и на уровне одиночных клеток, получаемых с применением лазерных пинцетов.

Впервые выявлена и обсуждается их хорошая корреляция. Четвертая глава является заключительной. В ней проводится подробное обсуждение экспериментальных результатов, полученных в работе на основе принципов биомеханики взаимодействия эритроцитов. Подробно проанализированы достоинства и недостатки имеющихся моделей. Выявлена их значимость для интерпретации экспериментальных результатов по взаимодействию клеток, полученных в данной диссертационной работе, а также в нескольких других работах.

Предложена и разработана феноменологическая модель «подвижныхл мостиков для описания взаимодействия клеток на основе оценки энергии взаимодействия по данным проведенных измерений. Работа открывает новые модельные представления и обосновывает ограниченную применимость существующих моделей взаимодействия клеток. Рецензируемая работа, в целом, и полученные результаты, в частности, оставляют хорошее впечатление.

Разработанные и используемые в работе экспериментальные подходы обоснованы, а способ представления полученных результатов нагляден и информативен. При общей высокой оценке диссертационной работы следует отметить ряд замечаний: 1, в обзоре литературы отсутствуют ссылки на серию работ группы О,Аг1шапп по деформируемости эритроцитов с аномальным скачком проницаемости при температуре 36.6 С, которая была бы весьма полезна при изучении температурных особенностей формирования столбиков эритроцитов (О.М. Аг!гпапп, С.

Ке1егпеп, О. Рога!, О. Вп1й, апс! Я. СЬ)еп, Тетрегагиге Тгапз!1!опз оГ Ргоге!и Ргорег!!ез !и Ншпап Кем В1оос1 Се11з, ВюрЬуз. 3., 75, 3179 (1998]); 2. обзор был бы более полным, если бы включал работы по физике деформируемости эритроцитов (Я. М. РегзЬ!и, ОггЬо/Рата НзО Сопчегз!оп ш багет апй а )шпр !и Г1п!Й1у оГ Егу!Ьгосугез 1Ьгоп8Ь а М!сгосар!1!агу аг гЬе Тегпрега1пге 36.6 +/- 0.3 С, РЬуз. оГ Жаче РЬепотепа, 17(4), 241-250 (2009)), в которой учитывается новая степень свободы воды; квантовые отличия спиновых изомеров НзО (Першин С.М.

Орто-пара-спин-конверсия НзО в водных растворах как квантовый фактор парадоксов Коновалова П Биофизика. 2014, 59(6), 1209-1219); 3. в тексте диссертации отсутствует оценка предельной величины зазора между эритроцитами в столбике, а также физическая причина такого зазора; 4, в работе нет обсуждения влияния оболочки гидратации на механизм сближения!разъединения эритроцитов, которая выявлена в огибающей ОН полосы водных растворов, (ХО.

13айз, К.Р. О!егзха1, Р. %ап8 й 13. Веп-Атогх, 'Магше, 491, 582-585 (2012)) как проявление льдоподобных каркасов гидратации в виде доминирующей компоненты 3220 см'; 5. при работе новым инструментом - лазерным пинцетом мало уделено внимания на изменение температуры раствора и как этот нагрев влияет на свойства эритроцитов и фактор рН раствора. Приведенные замечания носят рекомендательный характер, не затрагивают сути работы, ее основных выводов и не снижают общую положительную оценку работы. Допущенные автором неточности стилистического характера не нарушают ясность изложения и, в целом, не влияют на достоверность представленных результатов.

Диссертация с уверенностью может быть квалифицирована как законченная работа. Ли Кисуном успешно решены все поставленные задачи. Результаты работы доложены на нескольких Российских и международных конференциях и оформлены в 3-х рецензируемых статьях из списка ВАК. Автореферат и публикации в полной мере отражают содержание выполненной диссертационной работы. Сделанные автором выводы вполне обоснованы и достоверны и подтверждаются приведенным в работе фактическим материалом. Результаты работы можно рекомендовать для применения в институтах Российской академии наук, МГУ и медицинских вузах, а также в прикладных научноисследовательских организациях.

Авторские методики и технологии могут быть использованы при решении широкого круга научных и практических задач взаимодействия клеток эритроцита друг с другом, имеющих отношение к гемореологии и микроциркуляции крови. Новые результаты, полученные автором, могут лечь в основу развития новых перспективных подходов к диагностике изменений микроциркуляции крови, вызванных такими социально значимыми заболеваниями, как диабет, гипертензия и атеросклероз. Считаем, что диссертационная работа Ли Кисуна по своей актуальности, научной новизне и значимости полученных результатов отвечает всем требованиям ВАК, предъявляемым к кандидатским диссертациям, а ее автор — Ли Кисун безусловно заслуживает присуждения ему ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 03.01.02— «Биофизика».

Отзыв был заслушан, обсужден и одобрен на семинаре Научного центра волновых исследований Института общей физики имени А. М. Прохорова Российской Академии Наук 16 марта 2016г,протокол № 3 Отзыв составил доктор физ,-мат.наук, главный научный сотрудник лаборатории Лазерной спектроскопии Научного центра волновых исследований Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института общей физики им, А.М. Прохорова ук (филиал) ~6 С М Першин .