Отслеживание вируса ВИЧ: Исследователи показывают, как патогены СПИДа размножаются в теле

Ученые преуспели в использовании изображений с высоким разрешением для визуализации вплоть до миллисекунды, как вирус иммунодефицита человека размножается в живых клетках хозяина, и какие молекулы ему нужны для этой цели.

Чтобы лучше лечить болезни, мы должны понимать, как они возникают. Международная команда исследователей под руководством доктора Сирила Фаварда и доктора Дельфины Муро из Института исследований инфекционных заболеваний в Монтпелье в сотрудничестве с профессором Кристианом Эггелингом из Лейбницкого института фотонных технологий (ЛИФТ) в Университете Фридриха Шиллера в Йене и Оксфордском университете на данный момент преуспели в использовании изображений с супервысоким разрешением для визуализации до миллисекунды, как ВИЧ размножается в живых клетках хозяина, и какие молекулы ему требуются для этой цели.

Видео дня

Используя STED флуоресцентную микроскопию с супервысоким разрешением, исследователи впервые обеспечили прямое доказательство того, что патоген СПИДа создает определенное липидное окружение для репликации. "Мы, таким образом, создали механизм исследования, как это размножение потенциально возможно предотвратить", - говорит Кристиан Эггелинг. Команда исследователей, которая также включила ученых из Барселоны и Сауспорта, в Австралии, опубликовала результаты в журнале Science Advances 2019.

Исследователи сфокусировались на шлюзе, через который ВИЧ вирус (вирус иммунодефицита человека) возникает из клетки, после того, как он ее инфицировал: мембрана плазмы клетки хозяина. Они использовали протеин Gag как маркер, который координирует процессы, задействованные в сборке частиц вируса. "Там, где накапливается этот протеин, происходят решающие процессы, которые приводят к тому, что вирус высвобождается и инфицирует другие клетки", - объясняет Кристиан Эггелинг. Чтобы расшифровать это, исследователи изучили диффузию на точках возникновения частиц вируса. Они обнаружили, что только определенные липиды взаимодействуют и выборочно используются ВИЧ вирусом. Хотя эти липиды в принципе уже были известны, команда исследователей смогла доказать это взаимодействие напрямую в живых инфицированных клетках впервые.

Точка для атаки на предотвращение вирусов от размножения

"Это обеспечивает нас потенциальной целью для антивирусных лекарств", - говорит Кристиан Эггелинг. – "Знание того, какие молекулы нужны ВИЧ для того, чтобы покинуть клетку и размножиться, является решающей предпосылкой для изучения того, как можно это предотвратить. С нашей технологией, мы теперь можем непосредственно следовать за этим". Кристиан Эггелинг и его команда теперь хотят разработать антитела, которые атакуют именно эти молекулы – и, таким образом, подавить распространение вируса.

"Мы хотим не только изучить эти антитела с медицинской точки зрения, но также обнаружить, как их биофизическое взаимодействие может быть использовано для увеличения их эффективности", - говорит Эггелинг, описывая свою исследовательскую программу. "С этой целью, мы анализируем биологические процессы – конкретно взаимодействие клеток и молекул – с помощью физических параметров, таких, как диффузия. Более года назад, физик переехал из Оксфорда в Йену. В придачу к своему профессорству в области Микроскопии супервысокого разрешения в университете, он возглавляет исследовательскую кафедру Биофизических изображений в ЛИФТ. Он также ведет свою исследовательскую группу в Отделе иммунологии человека Медицинского исследовательского совета и в Центре изображений Вольфсона Института молекулярной медицины Везеролла при Оксфордском университете.

Кристиан Эггелинг пространственно объединяет технику флуоресцентной микроскопии с супервысоким разрешением с методами, которые позволяют отслеживать в реальном времени передвижение отмеченных молекул для того, чтобы понимать, как развивается болезнь на минимальном молекулярном уровне. Это позволяет ему и его команде исследователей изучать индивидуальные молекулы – например, в мембранах клеток – в живых клетках в пространстве и времени. "Это позволяет нам обнаруживать клеточные механизмы на молекулярном уровне, что было более, чем слишком быстро для предыдущих методов исследования, и работать на чрезвычайно малой пространственной шкале.

Кристиан Эггелинг уже провел исследование новых техник флуоресцентной микроскопии с супервысоким разрешением в Институте биофизической химии им. Макса Планка в Геттингене в группе Штефана В. Хелля. Вместе с Эриком Бетцигом и Вильямом Э. Мернером, Штефан Хелль получил Нобелевскую премию по химии в 2014. В Йене, Кристиан Эггелинг в данный момент тесно сотрудничает с биологами и физиками, чтобы узнать, как эти методы могут быть использованы для того, чтобы обнаруживать заболевания раньше и более точно, и, возможно, даже предупреждать их. Читайте больше на virus-stop.com.ua