Ένα πρωτοποριακό μικροσκοπικό σύστημα καταγράφει ζωντανά τη στιγμή που ο ιός της γρίπης κολλά στο κύτταρο, το εξαπατά και ανοίγει δρόμο για τη μόλυνση
Η επιστήμη μπορεί να μας δείξει πλέον, σχεδόν βήμα-βήμα, πώς ακριβώς αρρωσταίνουμε από τη γρίπη. Στις εντυπωσιακές εικόνες, ο ιός πλησιάζει, η ανθρώπινη κυτταρική μεμβράνη αντιδρά, και η μόλυνση ξεκινά σαν μια σιωπηλή χορογραφία που διαδραματίζεται στο μικροσκοπικό όριο ζωής και ασθένειας.
Μια ομάδα ερευνητών από την Ελβετία και την Ιαπωνία πέτυχε να παρακολουθήσει σε πραγματικό χρόνο τη στιγμή που ο ιός της γρίπης εισβάλλει σε ζωντανό ανθρώπινο κύτταρο σε τρυβλίο. Η νέα μέθοδος, η οποία συνδυάζει τη μικροσκοπία ατομικής δύναμης (AFM) με τη μικροσκοπία φθορισμού, ονομάζεται διπλή ομοεστιακή απεικόνιση ιού και AFM (ViViD-AFM). Το εργαλείο επιτρέπει ζουμ σε επίπεδο νανομέτρων, πάνω στην εξωτερική επιφάνεια του κυττάρου και για πρώτη φορά, καταγράφηκε το κρίσιμο δευτερόλεπτο της εισόδου του ιού.
Ο επικεφαλής της έρευνας, Γιοχέι Γιαμαούτσι από το ETH Ζυρίχης, περιγράφει τη διαδικασία σαν «χορό». Πρόκειται για έναν παράδοξο χορό: το κύτταρο, ενώ δεν έχει τίποτα να κερδίσει, μοιάζει να βοηθά τον εισβολέα. Ο ιός εκμεταλλεύεται ένα ζωτικό σύστημα πρόσληψης ουσιών, χωρίς το οποίο τα κύτταρα δεν μπορούν να ζήσουν. Αυτό το σύστημα συνήθως μεταφέρει βασικές ουσίες όπως ορμόνες, χοληστερόλη ή σίδηρο στο κύτταρο. Χρησιμοποιεί δηλαδή την ίδια την αρχιτεκτονική της ζωής για να ξεκινήσει τη μόλυνση.
Ο ιός «κολλάει» πάνω στην κυτταρική μεμβράνη και στη συνέχεια γλιστράει στην επιφάνειά της σαν να κάνει σερφ. Προχωρά από μόριο σε μόριο ώσπου να φτάσει σε ένα σημείο πλούσιο σε υποδοχείς — εκεί που η είσοδος γίνεται ευκολότερη. Το κύτταρο αντιλαμβάνεται την παρουσία του, και η μεμβράνη βυθίζεται ελαφρά σχηματίζοντας μια τσέπη. Η πρωτεΐνη κλαθρίνη χτίζει γύρω του έναν θόλο που, λίγο αργότερα, μετατρέπεται σε κυστίδιο. Με μια εσωτερική έλξη, ο ιός τραβιέται μέσα. Από εκεί, το υπόλοιπο είναι γνωστό: απελευθέρωση, πολλαπλασιασμός, ασθένεια.
Παλαιότερες μικροσκοπικές τεχνικές έβλεπαν μόνο «στιγμιότυπα», επειδή έπρεπε να θανατωθεί το κύτταρο. Η παρακολούθηση σε δράση ήταν αδύνατη. Με τη νέα τεχνολογία ViViD-AFM, που συνδυάζει ατομική μικροσκοπία δύναμης και φθορισμό, η είσοδος του ιού δεν είναι πια κρυφή. Φαίνεται καθαρά: το κύτταρο καλεί την κλαθρίνη στο σημείο πρόσδεσης, η μεμβράνη σηκώνεται για να «αρπάξει» τον ιό, δημιουργεί κυματισμούς όταν ο ιός πάει να ξεφύγει. Μια εντελώς διαφορετική εικόνα από τη στατική αφήγηση που είχαμε μέχρι σήμερα.
Με αυτό το εργαλείο, οι ερευνητές απέδειξαν ότι τα κύτταρα βοηθούν τον ιό σε διάφορα στάδια εισόδου. Καλούν σημαντικές πρωτεΐνες κλαθρίνης στο σημείο όπου προσκολλάται ο ιός. Η μεμβράνη σε αυτό το σημείο ωθεί επίσης προς τα πάνω, σχεδόν σαν να προσπαθεί να συλλάβει τον ιό. Αυτές οι κυματιστές κινήσεις εντείνονται εάν ο ιός προσπαθήσει να απομακρυνθεί από την επιφάνεια.
Επειδή η τεχνική ViViD-AFM επιτρέπει στους επιστήμονες να παρατηρούν τη μόλυνση ενώ αυτή εκτυλίσσεται, προσφέρει έναν πολύτιμο τρόπο για να δοκιμάσουν υποψήφια αντιιικά φάρμακα απευθείας σε κυτταροκαλλιέργειες. Η ομάδα σημειώνει ότι η τεχνική μπορεί επίσης να εφαρμοστεί στη μελέτη άλλων ιών ή ακόμα και εμβολίων, δίνοντας στους ερευνητές μια εικόνα σε πραγματικό χρόνο για το πώς αυτά τα σωματίδια αλληλεπιδρούν με τα κύτταρα.
