Сучасна візуалізація та мікроскопія в біомедичних дослідженнях: досвід з міжнародного курсу в EMBL Heidelberg

У період з 14 по 18 липня 2025 року в одному з провідних науково-дослідних центрів Європи — Європейській молекулярно-біологічній лабораторії (EMBL) у Гайдельберзі, Німеччина, відбувся навчальний курс «Fluorescence Lifetime Imaging: From Fundamentals to Applications», в якому прийняла участь професорка кафедри інфекційних та інвазійних хвороб Вікторія ЛЕВИЦЬКА.

EMBL (European Molecular Biology Laboratory), заснована у 1974 році як міжурядова науково-дослідна установа, є одним із флагманів світової біомедичної науки. Її мета — здійснення передових досліджень у галузі молекулярної біології, підготовка нового покоління вчених і розробка високотехнологічної інфраструктури для всієї наукової спільноти Європи. EMBL має шість наукових центрів у різних країнах, а головний кампус у Гайдельберзі поєднує найсучасніше обладнання, міжнародну дослідницьку спільноту та активні освітні ініціативи.

Лабораторія тісно пов’язана з низкою Нобелівських премій. Зокрема, в EMBL була створена кріоелектронна мікроскопія, за яку Жак Дюбоше та колеги отримали Нобелівську премію з хімії у 2017 році. Тут також проводилися ключові дослідження ембріонального розвитку плодової мушки (премія з медицини, 1995), активно застосовувалась технологія редагування геному CRISPR-Cas9 (премія з хімії, 2020), а відкриті дані EMBL лягли в основу створення алгоритму AlphaFold, що приніс Нобелівську премію з хімії у 2024 році. У 2023 році лабораторія підтримала розробку технології мРНК-вакцин через партнерства з BioNTech, що стало частиною Нобелівської премії з медицини того ж року. EMBL не просто центр досліджень — це інституція, що формує майбутнє науки.

Курс було присвячено інноваційним підходам до візуалізації клітинних процесів на основі аналізу тривалості флуоресцентного сигналу, що відкриває новий вимір у дослідженнях молекулярної взаємодії, сигналінгу та біосенсорики. Завдяки використанню високочутливих флуорофорів та розширених конфокальних режимів, учасники мали змогу спостерігати внутрішньоклітинні структури розміром менше 5 мкм із надзвичайною чіткістю та точністю.

Технічною перлиною курсу стала робота з флагманською системою STELLARIS від Leica Microsystems — модульною платформою нового покоління, яка поєднує можливості FLIM, STED-суперроздільної візуалізації, мультифотонної мікроскопії (MP), дифузійного світлорозсіювання (DLS) та раманівської спектроскопії (CRS). Платформа STELLARIS дозволяє в режимі реального часу не лише локалізувати білки, а й вимірювати їхню взаємодію, активність або зміну мікрооточення з точністю до наносекунд. Це відкриває вражаючі перспективи для функціональної мікроскопії, зокрема для вивчення клітинного метаболізму, патологічних змін, або впливу лікувальних агентів у живих системах.

Серед учасників курсу була й представниця української наукової школи — доктор ветеринарних наук, професор кафедри інфекційних та інвазійних хвороб Вікторія ЛЕВИЦЬКА. Під час навчання вона опанувала найсучасніші методики функціональної мікроскопії, зокрема вивчення взаємодії паразитарних агентів із клітинами хазяїна, використання біосенсорів для моніторингу клітинних процесів та візуалізацію зразків тваринного походження на живих моделях. Отриманий досвід відкриває нові можливості для застосування методів супервисокої роздільної здатності у ветеринарній паразитології, зокрема для вивчення особливостей патогенезу паразитарних захворювань, дослідження взаємодії збудника з клітинами хазяїна, а також для впровадження сучасних підходів до викладання біомедичних дисциплін в Україні.

Сьогодні, коли біомедична візуалізація стає точкою перетину фундаментальної науки, прикладної медицини та ветеринарії, такі навчальні ініціативи, як курс в EMBL, відіграють ключову роль у формуванні нової генерації дослідників, здатних працювати з технологіями, які ще донедавна здавалися фантастикою.