العلماء يسجلون خلايا فيروس "تطوف" بحثا عن طريق للانتشار والعدوى!
تمكن علماء، لأول مرة، من إجراء تسجيل ثلاثي الأبعاد في الوقت الفعلي للحظة التي يخطف فيها الفيروس خلية ما، وهو ما يمنحنا مستوى أعمق لفهم كيفية انتشار العدوى في الجسم.
يستمر فيلم الطبيعة المجهري لمدة دقيقتين ونصف، ويظهر فيروسا معقما وراثيا وهو بعدة آلاف من المرات أصغر من حبة رمل ينتقل على طول جدار من الخلايا المعوية البشرية في أثناء بحثه عن نقطة دخول.
ويعد فهم كيفية اقتحام الفيروسات للخلايا أمرا بالغ الأهمية في إيجاد الطرق الأفضل للدفاع ضدها، ولكن تتبع هذه الجسيمات أمر صعب للغاية - لأسباب ليس أقلها أنها أصغر بكثير من الخلايا التي تتنقل فيها.
ويقول الكيميائي كورتني جونسون، من جامعة ديوك في نورث كارولينا: "يبدو الأمر كما لو كنت تحاول التقاط صورة لشخص يقف أمام ناطحة سحاب. فلا يمكنك الحصول على ناطحة سحاب كاملة ورؤية تفاصيل الشخص الذي أمامها في صورة واحدة".
وعلاوة على ذلك، تتحرك جزيئات الفيروس خارج الخلية بشكل أسرع بكثير مما داخلها، ما يجعل من الأصعب التوصل إلى عملية تصوير يتم ضبطها بدقة للتعامل مع هذه الأحجام والسرعات المختلفة. والحل في هذه الحالة هو نظام يسمى 3D-TrIm أو 3D Tracking and Imaging Microscopy. إنه في الأساس مجهران في واحد: الأول "يثبت'' على الجسيم السريع الحركة، والثاني لالتقاط صور ثلاثية الأبعاد للخلايا المحيطة. ويشبه إلى حد ما تطبيق الملاحة عبر الأقمار الصناعية الذي يتتبع موقع سيارتك في وسط منظر طبيعي أوسع.
ومع إضاءة جسيم الفيروس عبر ملصق فلورسنت خاص، يمكن رسم موضعه 1000 مرة في الثانية، ما يمنح الباحثين نظرة إلى تحركاته عبر فترة رئيسية في عملية العدوى بتفاصيل غير مسبوقة.
وفي فيديو جامعة ديوك، يمكن رؤية المسار المتعرج للفيروس كخط أرجواني متعرج.
ويقول جونسون: "أحيانا عندما أقدم هذا العمل، يسأل الناس، هل هذه لعبة فيديو أم محاكاة؟. لا، هذا شيء أتى من مجهر حقيقي".
نتنفس جميعا ملايين الفيروسات كل يوم، والغالبية العظمى منها تفشل في إحداث أي ضرر - لكن العلماء يريدون معرفة المزيد حول كيفية اختراق بعض الفيروسات للطبقة الواقية من الخلايا والمخاط الذي يغطي الممرات الهوائية والأمعاء لإنشاء عدوى.
ويجب أن تساعد طريقة 3D-Trim الجديدة هذه، على الرغم من وجود قيود تعيقها: إذ يجب وضع علامة على جزيئات الفيروس قبل التصوير حتى تمكن رؤيتها، ويجب تصميم الصبغة الفلورية عليها لتدوم لفترة كافية لتمكين الباحثين من تتبع عملية العدوى بأكملها.
ومع ذلك، يقول الفريق الذي يقف وراء 3D-Trim إن هناك إمكانية لتحسين النظام بسرعة، والتكيف مع أنواع أخرى من التشخيصات الطبية - سواء كان ذلك يراقب الفيروسات أو يراقب توصيل الأدوية.
وكتب الباحثون في ورقتهم المنشورة: "الأهم من ذلك، أن تطبيق هذه التقنية يمكن أن يمتد إلى أي نظام تحدث فيه ديناميات سريعة للأجسام النانوية على نطاقات حجمية كبيرة، بما في ذلك توصيل الأدوية المرشحة بمقياس نانوي إلى الرئتين ومن خلال الأوعية الدموية الورمية المتسربة".
وقد نُشر البحث في مجلة Nature Methods.
المصدر: ساينس ألرت
