تصویرسازی از کل پشه‌ برای درک بهتر انگل‌های مالاریا

تیمی از محققان به رهبری بنجامین لیفلر از دانشگاه آدلاید با استفاده از میکروسکوپ توسعه‌ای موفق شدند تا انگل‌های مالاریا را درون پشه‌ها بررسی کنند. این روش امکان جدیدی برای مطالعه میکروب‌ها در بستر آناتومیک میزبان فراهم می‌آورد و پتانسیل بالایی برای تحقیقات آینده دارد.

🔬 تصویرسازی از کل پشه‌ها امیدی جدید برای بررسی انگل‌های مالاریا

وقتی بنجامین لیفلر، زیست‌شناس انگل از دانشگاه آدلاید، یاد گرفت که چگونه می‌توان با میکروسکوپ توسعه‌ای کار کرد، به عنوان یک محقق پسادکتری در دانشگاه ایندیانا، بلافاصله به اهمیت این روش برای حوزه خود پی برد.

او می‌گوید: "وقتی مشغول مطالعه انگل‌ها هستید، میکروسکوپ خوب یک نیاز ضروری است زیرا انگل‌های مالاریا تنها 1 تا 1.5 میکرون اندازه دارند." به عنوان موجوداتی یوکاریوتی، انگل‌ها دارای چندین ارگانل هستند که در بدن کوچکشان به‌طور متراکم قرار دارند و برای دیدن این ساختارهای حیاتی نیاز به میکروسکوپ تخصصی داریم.

این موضوع لیفلر را واداشت تا دوباره به اهداف تحقیقاتی خود فکر کند. او گفت: "من همیشه خودم را بیشتر یک فرد متخصص انگل می‌دانستم، اما حالا متوجه شدم که احتمالا 50-50 درگیر انگل‌ها و میکروسکوپ هستم." پس از این، او لابراتوری تأسیس کرد تا از میکروسکوپ‌های تخصصی استفاده کند و بیولوژی انگل‌ها را بهتر درک کند.

او و تیمش به تازگی پروتکلی استاندارد توسعه دادند که به آن‌ها اجازه داد تا انگل‌های مالاریا را درون کل پشه‌ها با استفاده از میکروسکوپ توسعه‌ای بررسی کنند. این روش فرصتی فراهم کرد تا میکروب‌ها را در بستر آناتومیک میزبان خود مطالعه کنند.

راه به تصویر کشیدن پلاسmodium (انگل عامل مالاریا) در کل پشه‌ها طولانی بود. در سال 2023، لیفلر و همکارانش ابتدا پروتکل‌هایی برای تصویر برداری از انگل‌ها در سلول‌های قرمز خون کشت داده شده توسعه دادند و سپس در سال 2024، روشی برای مشاهده میکروب‌ها در غدد بزاقی و روده‌های میانه پشه‌ها ارائه کردند.

سرانجام، لیفلر و یکی از اعضای تیمش، جو ون دن برگ، ایده‌ای را مطرح کردند که به جای خارج کردن غدد بزاقی و روده میانه از پشه، چرا کل پشه را توسعه ندهیم؟ او می‌گوید: "ما در یک فرآیند طولانی کار کردیم تا مقدار مواد شیمیایی و زمان انکوباسیون را بهینه کنیم تا نمونه‌ای برای میکروسکوپ توسعه‌ای آماده کنیم." بعد از چندین بار آزمایش، تیم موفق شد راهی پیدا کند تا پوسته بیرونی پشه را با هیدروژل پیوند دهد، به‌طوری که افزودن آب به نمونه به گسترش فیزیکی آن برای میکروسکوپی منجر شود.

لیفلر می‌گوید: "دیدن کل پشه جالب بود، اما ما بیشتر به انگل‌های داخل آن علاقه داشتیم که تنها یک بخش بسیار کوچک از کل پشه هستند." او اضافه کرد که تصویر برداری از یک نمونه ضخیم چالش برانگیز بود. در کنفرانس میکروسکوپ توسعه‌ای در گوتینگن، او از تلاش‌های ناموفقش صحبت کرد که در آنجا، میگل کاردوزو مستر، دانشجوی تحصیلات تکمیلی در دانشگاه کمبریج، روش جایگزینی را پیشنهاد داد.

این روش شامل استفاده از لنز آب‌غوطه‌ور و ظرف تصویر برداری با همان شاخص انکسار آب بود که به آن‌ها اجازه داد تصویر عمیق‌تری از نمونه بگیرند. لیفلر این روش را با نمونه‌های پشه خود آزمایش کرد و گفت: "این واقعاً تغییر دهنده بازی برای ما بود." پروتکل جایگزین به همراه رنگ‌آمیزی برای پروتئین و DNA به لیفلر و تیمش کمک کرد تا انگل‌ها را درون بدن پشه با آناتومی داخلی حفظ شده مشاهده کنند.

در حالی که لیفلر از دیدن انگل‌ها درون پشه خوشحال بود، اعتراف کرد که هدف اصلی این پروژه حل چالش‌های فنی بوده و نه پاسخ به سوال زیست‌شناسی خاص. اما زمانی که او تصاویر را دید و فهمید که این تصاویر نمای بهتری از انگل‌ها نسبت به هر زمان دیگری ارائه می‌دهد، پی برد که این ابزار چه پتانسیل زیادی دارد.

او امیدوار است که این تکنیک به طور گسترده‌تری برای پاسخ به سوالات جالب استفاده شود و گفت: "آنچه من بیشتر دوست دارم این است که مردم از آن استفاده کنند برای کاربردهایی که به‌طور اساسی نمی‌توانستم پیش‌بینی کنم. امید من این است که از آنچه که مردم با این تکنیک انجام می‌دهند شگفت‌زده شوم."