Malaria pathogeen in de "Radar Trap"

Onderzoekers meten de snelheid van parasieten in lichaamsweefsel

Hoe snel bewegen malariapathogenen zich in menselijk weefsel? © Universitair ziekenhuis Heidelberg
voorlezen

Snelle parasieten: wetenschappers hebben voor het eerst onderzocht hoe snel en krachtig malariapathogenen zich in menselijk lichaamsweefsel verplaatsen. Hun lasermetingen laten zien dat de kleine plasmodia snelheden bereiken van ten minste zeven millimeter per uur. Ze zijn ongeveer tien keer sneller dan de fagocyten van de afweer van het lichaam - een opmerkelijke prestatie.

Malaria is nog steeds een van de ergste plagen van de mensheid. Therapieën zijn moeilijk, omdat de ziekteverwekker verfijnd is en, zoals het ook ongrijpbaar lijkt: de zogenaamde Plasmodia oorspronkelijk bereikt door een muggenbeet uit het speeksel van de mug in het menselijke organisme. Ze migreren vervolgens van de huid naar de bloedbaan, van daar naar levercellen en vervolgens naar bloedcellen.

De gerichte zelfbeweging van de eencellige wezens speelt ook een belangrijke rol op dit pad. Het is al bekend dat de parasieten gemodificeerde vormen van eiwitten gebruiken voor hun bewegingen, die ook worden aangetroffen in menselijke spieren: actine en myosine. Actine-eiwitten vormen een soort spalk op de parasieten, waarop myosine-eiwitten zich als kleine motoren voortbewegen en daardoor de cel naar voren duwen. Maar hoe precies de mechanismen van deze bewegingsmachine werken, weten de wetenschappers nog niet.

Tempotest met parasieten

Onderzoekers onder leiding van Friedrich Frischknecht van het Centre for Infectious Diseases van het Universitair Ziekenhuis Heidelberg zijn nu in ieder geval een beetje dichter bij het beantwoorden van deze vraag. Het team heeft onderzocht hoe snel en krachtig de malariaparasieten in menselijk lichaamsweefsel bewegen.

Malariaparasieten migreren van de huid naar de bloedbaan, van daar naar levercellen en vervolgens naar bloedcellen © CDC

Voor hun metingen plaatsten de wetenschappers kleine plastic kralen op het oppervlak van de parasieten en richtten ze fijne laserstralen erop. De kraal bleef daar vastzitten aan bepaalde oppervlaktestructuren, zodat het de eencellige niet kon strippen tijdens voortbeweging. tonen

Met de kleine ballen als fixatiepunt was het eindelijk mogelijk om de snelheid van de kleine dieren vast te leggen. "De parasieten van 0, 01 millimeter lang bereiken tenslotte de opmerkelijke snelheid van ongeveer zeven millimeter per uur", meldt Frischknecht.

Kleine krachtpatsers

De onderzoekers waren ook in staat om conclusies te trekken uit de parasiet: als het plasmodium probeerde vrij te komen van de bal, was het mogelijk om een ​​zeer gevoelige detector te gebruiken Om kracht te grijpen waaraan het besteedde.

"De krachten hier zijn natuurlijk minimaal, maar we hebben kunnen aantonen dat de door myosine opgewekte kracht wordt overgedragen op de oppervlakte-eiwitten van de parasiet, waarmee het in wisselwerking staat met zijn omgeving. overstag. Deze metingen vormen de basis voor onze verdere onderzoeken, "zeggen de wetenschappers.

Bewegingsmechanismen blijven scherp

Met behulp van microscopische hightech meetmethoden wil het team nu andere medisch belangrijke vragen beantwoorden samen met internationale collega's: welke moleculaire mechanismen liggen aan de basis van de beweging? Hoe lukt het de parasiet zo snel door menselijk weefsel te kruipen?

Het onderzoeksteam zal genetisch gemanipuleerde parasieten produceren die selectief kleine defecten in de componenten van de motormachines veroorzaken. De vergelijking van de motiliteit van deze plasmodia met ongewijzigde zou dan moeten uitwijzen welke componenten welke functie hebben.

Het project kon al een fundamenteel succes boeken: het internationale team van wetenschappers concurreerde met 198 concurrenten voor een promotie van de "Human Frontier Science Program Organization": de onderzoekers ontvingen een subsidie ​​van 300.000 euro. (ACS Nano, 2016; doi: 10.1021 / acsnano.5b06417)

(Universitair ziekenhuis Heidelberg, 9 mei 2016 - DAL)