Відео дня
Відстеження вірусу ВІЛ: Дослідники показують, як патогени СНІДу розмножуються в тілі
Вчені досягли успіху у використанні зображень з високою роздільною здатністю для візуалізації аж до мілісекунди, як вірус імунодефіциту людини розмножується в живих клітинах господаря, і які молекули йому потрібні для цієї мети.
Щоб краще лікувати хвороби, ми повинні розуміти, як вони виникають. Міжнародна команда дослідників під керівництвом доктора Сирила Фаварда і доктора Дельфіни Муро з Інституту досліджень інфекційних захворювань в Монтпелье у співпраці з професором Крістіаном Егелінгом з Лейбніцького інституту фотонних технологій (ЛІФТ) в Університеті Фрідріха Шиллера в Єні і Оксфордському університеті на даний момент досягли успіху у використанні зображень з супервисокою роздільністью для візуалізації до мілісекунди, як ВІЛ розмножується в живих клітинах господаря, і які молекули йому потрібні для це мети.
Використовуючи STED флуоресцентну мікроскопію з супервисокою роздільною здатністю, дослідники вперше забезпечили прямий доказ того, що патоген СНІДу створює певне ліпідне оточення для реплікації. "Ми, таким чином, створили механізм дослідження, як цього розмноження потенційно можливо запобігти", - каже Крістіан Егелінг. Команда дослідників, яка також включила вчених з Барселони і Сауспорта, в Австралії, опублікувала результати в журналі Science Advances 2 жовтня 2019.
Дослідники сфокусувалися на шлюзі, через який ВІЛ вірус (вірус імунодефіциту людини) виникає з клітини, після того, як він її інфікував: мембрана плазми клітини господаря. Вони використовували протеїн Gag як маркер, який координує процеси, задіяні в збірці частинок вірусу. "Там, де накопичується цей протеїн, відбуваються вирішальні процеси, які призводять до того, що вірус вивільняється і інфікує інші клітини", - пояснює Крістіан Егелінг. Щоб розшифрувати це, дослідники вивчили дифузію на точках виникнення частинок вірусу. Вони виявили, що тільки певні ліпіди взаємодіють і вибірково використовуються ВІЛ. Хоча ці ліпіди в принципі вже були відомі, команда дослідників змогла довести цю взаємодію безпосередньо в живих інфікованих клітинах вперше.
Точка для атаки на запобігання вірусів від розмноження
"Це забезпечує нас потенційною ціллю для антивірусних ліків", - каже Крістіан Егелінг. - "Знання того, які молекули потрібні ВІЛ для того, щоб покинути клітку і розмножитися, є вирішальною передумовою для вивчення того, як можна цьому запобігти. З нашою технологією, ми тепер можемо безпосередньо слідувати за цим ". Крістіан Егелінг і його команда тепер хочуть розробити антитіла, які атакують саме ці молекули - і, таким чином, придушити поширення вірусу.
"Ми хочемо не тільки вивчити ці антитіла з медичної точки зору, але також виявити, як їхню біофізичну взаємодію можна використати для збільшення їх ефективності", - каже Еггелінг, описуючи свою дослідницьку програму. "З цією метою, ми аналізуємо біологічні процеси - конкретно взаємодію клітин і молекул - за допомогою фізичних параметрів, таких, як дифузія. Понад рік тому, фізик переїхав з Оксфорда в Єну. На додачу до свого професорства в області мікроскопії супервисокої роздільності в університеті, він очолює дослідницьку кафедру біофізичних зображень в ЛІФТ. Він також веде свою дослідницьку групу у Відділі імунології людини Медичної дослідницької ради і в Центрі зображень Вольфсона Інституту молекулярної медицини Везеролла при Оксфордському університеті.
Крістіан Егелінг просторово об'єднує техніку флуоресцентної мікроскопії з супервисокою роздільною здатністю з методами, які дозволяють відслідковувати в реальному часі пересування зазначених молекул для того, щоб розуміти, як розвивається хвороба на мінімальному молекулярному рівні. Це дозволяє йому і його команді дослідників вивчати індивідуальні молекули - наприклад, в мембранах клітин - в живих клітинах в просторі і часі. "Це дозволяє нам виявляти клітинні механізми на молекулярному рівні, що було більш, ніж занадто швидко для попередніх методів дослідження, і працювати на надзвичайно малій просторовій шкалі.
Крістіан Еггелінг вже провів дослідження нових технік флуоресцентної мікроскопії з супервисокою роздільною здатністю в Інституті біофізичної хімії ім. Макса Планка в Геттінгені в групі Штефана В. Хеля. Разом з Еріком Бетциґом і Вільямом Е. Мернером, Штефан Хель отримав Нобелівську премію з хімії в 2014. У Єні, Крістіан Егелінг в даний момент тісно співпрацює з біологами і фізиками, щоб дізнатися, як ці методи можуть бути використані для того, щоб виявляти захворювання раніше і більш точно, і, можливо, навіть попереджати їх. Читайте більше на virus-stop.com.ua
