Патоген за малария в "Радарна капана"

Изследователите измерват скоростта на паразитите в телесната тъкан

Колко бързо се движат патогените на маларията в човешката тъкан? © Университетска болница Хайделберг
чете на глас

Бързи паразити: Учените за първи път разследват колко бързо и мощно се развиват патогените от малария в тъканите на човешкото тяло. Техните лазерни измервания показват, че малките плазмодии достигат скорост от поне седем милиметра на час. Те са около десет пъти по-бързи от фагоцитите на защитните сили на организма - забележително постижение.

Маларията все още е една от най-лошите язви на човечеството. Терапиите са трудни, тъй като патогенът е усъвършенстван и, както изглежда също неуловимо: така наречената плазмодия, първоначално достигната от ухапване от комар от слюнката на комара в човешкия организъм. След това те мигрират от кожата в кръвообращението, оттам в чернодробните клетки и впоследствие в кръвните клетки.

Насоченото самодвижение на едноклетъчните същества също играе важна роля по този път. Вече е известно, че паразитите използват модифицирани форми на протеини за движението си, които се намират и в човешките мускули: актин и миозин. Актиновите протеини образуват един вид шина на паразитите, върху която миозиновите протеини се движат заедно като малки двигатели и по този начин избутват клетката напред. Но как точно работят механизмите на тази локомотивна машина, учените все още не знаят.

Темпотест с паразити

Изследователи, водени от Фридрих Фришкнехт от Центъра по инфекциозни болести в Университетската болница Хайделберг, сега са се приближили поне малко до отговора на този въпрос. Екипът е проучил колко бързо и мощно се движат маларийните паразити в човешката телесна тъкан.

Маларийните паразити мигрират от кожата в кръвообращението, оттам в чернодробните клетки и след това в кръвните клетки © CDC

За измерванията си учените поставили мънички пластмасови топчета върху повърхността на паразитите и насочили към тях фини лазерни лъчи. Мънистата остава прикрепена към определени повърхностни структури там, така че не може да съблече едноклетъчната по време на движение. показ

С малките топки като фиксираща точка най-накрая беше възможно да се запише скоростта на малките животни. "В крайна сметка паразитите с дължина 0, 01 милиметра достигат забележителната скорост от около седем милиметра на час", съобщава Frischknecht.

Малки електроцентрали

Изследователите също успяха да направят изводи от паразитите: ако плазмодият се опита да се освободи от топката, беше възможно да се използва високо чувствителен детектор за отстраняване на паразита Да схвана сила, която го изразходва.

„Силите тук са минимални, разбира се, но успяхме да покажем, че силата, генерирана от миозина, се прехвърля върху повърхностните протеини на паразита, с които той взаимодейства със заобикалящата го среда лепнали. Тези измервания са основа за по-нататъшните ни проучвания “, казват учените.

Механизмите за локомоция остават на фокус

С помощта на микроскопични високотехнологични методи за измерване, екипът сега иска да отговори на други медицински важни въпроси заедно с международни колеги: Кои молекулни механизми са в основата на движението? Как паразитът успява да пропълзи толкова бързо през човешката тъкан?

Изследователският екип ще произведе генетично проектирани паразити, които селективно произвеждат малки дефекти в компонентите на двигателната техника. Сравнението на подвижността на тези плазмодии с непроменени трябва да покаже кои компоненти имат коя функция.

Проектът вече успя да отбележи основен успех: международният екип от учени се състезаваше срещу 198 състезатели за промоция на „Организацията на научната програма за човешка граница“: изследователите получиха субсидия от 300 000 евро. (ACS Nano, 2016; doi: 10.1021 / acsnano.5b06417)

(Университетска болница Хайделберг, 9 май 2016 г. - DAL)