Всё сочувствие, на которое мы решились
 

Новый прибор для анализа малярии способен выявлять тяжесть заболевания

Анализ течения малярии является крайне важным для выработки плана лечения. Исследователи из Британской Колумбии разработали новый прибор, позволяющий быстро и чувствительно измерить деформируемость эритроцитов.

Новый прибор для анализа малярии способен выявлять тяжесть заболевания

Малярия — группа инфекционных заболеваний, передаваемых человеку при укусах самками комаров рода Anopheles. Вызывается паразитическими протистами рода Plasmodium (в 90 % случаев — Plasmodium falciparum).

По последним оценкам ВОЗ, в год происходит от 124 до 283 миллионов случаев заражения малярийными плазмодиями и от 367 до 755 тысяч смертей от малярии. Центральным моментом в патогенезе малярии является протеолиз гемоглобина в гем, который хранится в пищеварительной вакуоли паразита в качестве инертного гемозоина. Паразитизм в конечном счете приводит к гемолизу и к последующему высвобождению цитотоксического гемоглобина и гема из эритроцитов. В обычных условиях, свободно циркулирующий гем изолируется белками-мусорщиками (scavenger proteins) и доставляется в клетки для детоксикации, но этот механизм легко перегружается. В результате избыток гема из-за своего окислительного действия способствует серьезному повреждению сосудистой ткани, печени, почек и селезенки, а также приводит к гиперактивному иммунному ответу. Свободный гем также оказывает сильное воздействие на эритроциты-наблюдатели (bystander red blood cells (RBCs)), где он индуцирует сшивки в цитоскелете и перекисное окисление липидов. Эти поврежденные эритроциты теряют способность деформироваться и впоследствии удаляются из кровообращения посредством эритрофагоцитоза, что приводит к гемолитической анемии.

Учитывая центральную роль гема в патологии малярии, мониторинг гемолитического стресса как зараженных, так и эритроцитов-наблюдателей может свидетельствовать о прогрессировании заболевания. Раннее исследователи анализировали уровень активных видов кислорода или фосфатидилсерина. Однако данный анализ не совсем точный, требует сложной аппаратуры и не всегда доступен в регионах с ограниченными ресурсами, где малярия является эндемичной. В отличие от этого измерение деформируемости RBC может стать альтернативным средством оценки гемолитического окислительного стресса в эритроцитах.

Исследователи для быстрого и чувствительного клинического анализа деформируемости RBC разработали новый прибор — мультиплексный флюидный плунжер (the multiplexed fluidic plunger).

Новый прибор для анализа малярии способен выявлять тяжесть заболевания
Мультиплексный флюидный плунжер. (A) Фотография плунжера. (B) Увеличенная модель одного из микроканалов. (C) 2D-модель всего устройства. Для иллюстрации 34-канальный прибор представлен здесь шестью каналами.

Прибор индуцирует деформацию эритроцитов-наблюдателей, пропуская их через микроворонки в микроканале. Давление, необходимое для прохода эритроцитов через такие микроструктуры, напрямую связано с деформируемостью клетки. Данный прибор позволяет измерить 36 ячеек. Из нескольких ячеек сразу можно построить профиль деформируемости RBC в минутах. Здоровые эритроциты чрезвычайно гибкие, способные протискиваться в тонкие кровеносные сосуды, или в такие микроканалы. Инфицированные эритроциты становятся менее деформируемы.

Новый прибор для анализа малярии способен выявлять тяжесть заболевания
Измерения и анализ деформируемости эритроцитов. (A) Программное обеспечение. Регистрируется точное давление, необходимое для «продавливания» эритроцитов в канал (желтая стрелка и правая вставка). (B) Затем показатель давления используется для расчета напряжения стенок (Tc) для каждого эритроцита в критической точке прохода через воронку. (C) Фиксируется каждый случай с аномальной морфологией. Количество аномальных эритроцитов увеличивались с увеличением концентрации гемина (вызывает окислительный стресс у эритроцитов).

Разработанный мультиплексный флюидный плунжер — простая и потенциально недорогая альтернатива существующим методам измерения напряжения клеточной стенки, которые в конечном итоге могут быть использованы для проведения клинической оценки заболеваемости при малярии. Помимо такой оценки, информация о деформируемости эритроцитов была бы полезной при разработке противомалярийных препаратов, а также в освещении механизма уничтожения эритроцитов.

Статья опубликована в Integrative Biology.

Мы и раньше писали о различных способах борьбы с малярией. Например, британские генетики заставили малярийных плазмодиев заставили застревать в клетках крови, а американские биологи создали генетически модифицированных комаров, организм которых устойчив к заражению плазмодиями, вызывающими малярию.

Автор: Лилия Фахранурова

Ссылка на источник

Просмотров
Всего:
1 073 | За месяц: 0 | За неделю: 0 | За сутки: 0