Оптический пинцет помогает изучать малярию

Во время экзоэритроцитарной стадии малярии происходит размножение паразитических клеток малярийного плазмодия в печени зараженного человека. После образования новых мерозоитов, они выходят в кровоток, прикрепляются к мембране эритроцитов и, проникая внутрь, поражают эти клетки. Сложность в изучении этой стадии заболевания состоит в быстрой скорости перемещения паразитических клеток от одного эритроцита к другому — заражение происходит в течение минуты. Если же мерозоит не смог проникнуть в эритроцит, он быстро теряет инфекционность. Ученые полагают, что если научиться подавлять процесс на этой стадии, борьба со смертельным заболеванием, уносящим ежегодно 600000 жизней, может быть успешно завершена.

Чтобы разработать лекарства, препятствующие взаимодействию мерозоита с эритроцитом, необходимо разобраться в механизмах этих взаимодействий. Трудность в разрешении этих быстрых реакций смогли преодолеть ученые из Института Сенгера (The Wellcome Trust Sanger Institute) под руководством доктора Джулиан Райнер (Dr. Julian C. Rayner). Для контроля перемещений клеток они использовали оптический пинцет.

Принцип работы этого инструмента основан на манипуляции микроскопическими объектами с помощью давления светового лазерного пучка, а также на измерении расстояния между такими объектами. Райнер и коллеги смогли захватить в оптическую ловушку индивидуальные клетки в момент их выхода из эритроцитов, доставить их к другому эритроциту и проследить за контактом между клетками.

Ученые обнаружили, что паразит связывается с поверхностью эритроцита за счет нескольких слабых взаимодействий. Даже когда мерозоит уже не может проникнуть внутрь, он по-прежнему способен удерживаться на поверхности эритроцита, деформируя его мембрану. Райнер и коллегам удалось протестировать несколько веществ на их способность препятствовать этим контактам. Эти работы могут быть продолжены, и рано или поздно эффективные соединения будут найдены.

Кроме того, ученые планируют идентифицировать гены и белки, критичные для этих взаимодействий, что поможет вести поиск эффективных ингибиторов направленно, и в оптимальном случае, влиять сразу на несколько стадий процесса. Вполне вероятно, оптические пинцеты можно успешно применять и для изучения других патологических межклеточных взаимодействий.