疟疾研究：通过结合两种先进的显微镜技术，由Niels Bohr研究所的博士后谢尔盖·卡皮什尼科夫领导的国际科学家团队设法获得有关疟疾寄生虫在袭击受害者时应用的肆虐操作模式的新信息。在设计新药物以更有效地对抗疟疾时，可以利用这些信息 - 这种疾病每年有超过400,000人死亡，其中大多数是婴儿。

对疟疾寄生虫进行实时研究是很困难的 - 你必须把它保持在非常短的皮带上才有可能成功。并且允许近距离检查的皮带可能涉及使用液氮。这是由丹麦哥本哈根大学Niels Bohr研究所(NBI)的X射线和中子科学的博士后谢尔盖·卡皮什尼科夫领导的国际研究项目所示。

该项目将作为本周科学报告的一篇文章出现，它是丹麦，德国，瑞士，西班牙和以色列的研究机构之间的合作 - 除了谢尔盖·卡皮什尼科夫，NBI由名誉教授Jens代表ALS-尼尔森。

谢尔盖·卡皮什尼科夫说，科学家们充分利用了这样一个事实：生物材料中的所有生命过程都是“快速冷冻”，因此如果材料被保存在液氮中则会被暂停。

“在实验室中，我们用疟疾寄生虫感染人体红细胞。然后 - 最终 - 放置受感染的血细胞液氮在-196摄氏度极冷 - 这样我们就能够获得有关寄生虫在拆除受害者红细胞时如何工作的新信息。观察这一点也为我们提供了一些关于寄生虫如何可能脱轨的新的和创造性的想法 - 例如，通过定制可以破坏其废物处理系统的药物，使它们最终淹没在自己的垃圾中。这是我们将进一步研究的内容，我们当然希望开发针对疟疾的新型药物的概念。这种抗疟药是非常需要的 - 因为每当药物使用一段时间后，对它的抵抗将不可避免地弹出并开始扩散，然后你显然需要引入新的药物“。

谢尔盖·卡皮什尼科夫及其同事凭借两种不同形式的先进显微镜检查能够进行调查：X射线荧光显微镜(XRF)和软X射线断层扫描(SXT)，在西班牙，德国和瑞士的同步加速器设施中进行。

结合这两种方法，科学家们可以在内部定位造成损害的寄生虫储存铁(以血红素分子的形式)。谢尔盖·卡皮什尼科夫解释说，这种铁 - 对疟疾寄生虫来说是非常有毒并且可能致命的 - 来自受害者红细胞的寄生虫入侵。

“当受害者被疟疾感染的蚊子叮咬时，寄生虫会在受害者身上发展 - 发育的最初阶段发生在受害者的肝脏中。从那里开始，寄生虫被释放到血液中并在入侵时以高速率繁殖更多的红细胞 - 如果不进行医学治疗，这个人最终将面临死于这次袭击的风险。虽然寄生虫正在破坏，但它们会降低红细胞中血红蛋白的“嵌套”。同时，寄生虫必须应对一直存在的挑战，谢尔盖·卡皮什尼科夫说：

“他们必须摆脱血红素，他们正在破坏的血红蛋白的铁部分 - 众所周知，寄生虫通过结晶血红素解决了这个问题。这意味着铁现在被安全地锁定，因此被中和，以便它不再对寄生虫构成威胁。然而，科学仍在努力解决与结晶过程相关的一些问题和解释。这就是为什么我们设计了一个我们的设置 - 感谢XRF显微镜和SXT断层扫描 - 能够在人体血细胞中创建疟疾寄生虫的3D图像。这使我们能够看到之前从未描述的细节 - 一些与寄生虫中血红素的定位有关，一些与结晶过程有关“，Sergey Kapishnikov解释说。 。

科学家在他们的论文中进行分析时，这些观察结果指出了可能存在某种反馈原理 - 这是血红蛋白消化的速度和执行以及疟疾寄生虫进行的结晶过程的核心原则。

谢尔盖·卡皮什尼科夫说：“我们假设这种机制控制着疟疾寄生虫消化血红蛋白的速度 - 从而也限制了有毒血红素的释放速度”。

“如果情况确实如此，你可能会通过用药物瞄准这种机制来阻止疟疾寄生虫的生存。这种药物可能旨在加速疟疾感染人体红细胞中血红蛋白的释放，达到这样的程度。寄生虫没有足够的时间进行结晶过程。这将使它们死于自己的有毒废物“。

科学家们还将研究操纵和脱离特定蛋白质的可能性，这种蛋白质被认为是“促进”寄生虫血红素排泄和随后结晶之间的过渡。计划在不久的将来进行的这项研究将与美国同事合作进行。

旅行细胞

一家血库向科学家提供了他们所需的红细胞，科学家们决定用恶性疟原虫感染这些细胞，恶性疟原虫是感染人类的​​五种疟疾中最可怕的。一旦测试细胞中的疟疾发作达到一定水平，所有细胞都暴露于液氮 - 在-196摄氏度“速度冷冻” - 然后进行进一步检查，随后挑出八(8)个细胞。

谢尔盖·卡皮什尼科夫说：为了通过XRF和SXT研究选定的细胞，它们必须符合某些标准：“细胞必须没有损坏 - 周围的冰层不能太厚 - 否则它我们不可能观察到血细胞内的寄生虫。我们花了相当大的努力来定位这些完美的细胞，但现在我们知道如何追踪它们 - 所以下次我们将能够继续进行更大的研究疟疾感染细胞的数量“。

谢尔盖·卡皮什尼科夫说，科学家遇到的挑战之一就是在参与的研究机构之间来回运送受感染的血细胞。

“从这八个细胞被挑出来进行实验的那一刻起，直到它全部结束，细胞必须保持在-196摄氏度。这意味着每当我们运输细胞时，它们被保存在一个特殊的小管中。重量大约20公斤的行李箱。在某些时候我不得不将这个行李箱 - 我热心守护 - 从以色列带到德国，事实上它提前做了很多文书工作来说服这两个国家的当局他们可以安全地让我登机以及下飞机 - 手提箱“。