Дослідники з Університету Дьюка розробили метод мікроскопії, який дозволяє захоплювати зображення вірусів, відстежуючи і візуалізуючи їх рухи. За допомогою цього способу вчені створили відеозапис, знятий протягом двох з половиною хвилин з визначенням місця розташування крихітної частинки 1000 разів на секунду.
Відео показує крихітну вірусну частинку, в тисячі разів меншу, ніж піщинка, коли вона гойдається і рухається серед щільно упакованих клітин кишечника людини. На короткий час вірус контактує з клітиною і ковзає по її поверхні, але не прилипає і знову відскакує.
Для створення відео дослідники використовували метод, який вони назвали 3D-мікроскопією з відстеженням і візуалізацією (3D-TrIm). Цей підхід поєднує два мікроскопи в одному. Перший “фіксується” на вірусу, який швидко рухається, проводячи лазером навколо вірусу десятки тисяч разів в секунду, щоб обчислити і оновити його положення. Поки вірус підстрибує і перекидається в рідкій оболонці клітини, мікроскоп постійно налаштовується, щоб утримувати його у фокусі.
Візуалізація траєкторії руху вірусу в міжклітинному середовищі. Відео: Courtney Johnson et al., Nature Methods
У той час як перший мікроскоп відстежує вірус, другий мікроскоп робить тривимірні зображення навколишніх клітин. Дослідники порівнюють готовий результат з електронними картами: вони показують не тільки поточне місце розташування машини під час водіння, але і місцевість, орієнтири і загальний рельєф.
Дослідники відзначають, що поки у методу є обмеження. Не можна, наприклад, просто спостерігати, як здорова людина вдихає частинки вірусу при кашлі або чханні інфікованої людини. Для зйомки дослідники повинні прикріпити до вірусу спеціальну флуоресцентну мітку, яку буде відслідковувати мікроскоп. Крім того, поки контролювати вірус можна тільки протягом декількох хвилин, перш ніж він зникне.
Візуалізація вірусів. Відео: Courtesy of the Welsher lab, Duke University
Проте, вчені сподіваються зрозуміти, яким чином віруси долають захисні бар’єри клітин і слизу, які вистилають дихальні шляхи і кишечник — одну з перших ліній захисту організму від інфекції.