هر زمستان، وقتی هوا سردتر می شود و شال گردن ها دوباره روی شانه ها می نشینند، یک مهمان قدیمی هم بازمی گردد: آنفلوانزا. این بیماری خود را با تب، بدن درد و آبریزش بینی نشان می دهد. اما پشت این نشانه ها، نمایشی میکروسکوپی در جریان است که اکنون به لطف اختراع جدید دانشمندان می توانیم آن را تماشا کنیم.

به گزارش ایسنا، عامل این بیماری ویروس آنفلوانزا است که سوار بر قطرات ریزی می شود که ما آن ها را تنفس می کنیم. وقتی وارد بدن می شود، از سد دفاعی ما عبور می کند و تهاجم خاموش خود را با هدف گرفتن سلول هایی که ما را زنده نگه می دارند، آغاز می کند.

به نقل از نیواطلس، روی سطح ویروس آنفلوانزا دو کلید مولکولی قرار دارد: هماگلوتینین (HA) و نورآمینیداز (NA). این ها ابزار نفوذ ویروس هستند؛ ابزارهایی که به آن اجازه می دهند وارد سلول های ما شود و از یک میزبان به میزبان دیگر گسترش یابد.

ویروس آنفلوانزا مانند دزدی عمل می کند که به دنبال درهای باز می گردد. پروتیین های HA و NA به مولکول های کوچکی به نام اسیدهای سیالیک روی سطح سلول ها می چسبند. پس از اتصال، ویروس روی سطح سلول می لغزد تا زمانی که سلول، شکل خود را تغییر دهد و ویروس را ببلعد. این فرایند اندوسیتوز نام دارد.

اما مشاهده این که ویروس آنفلوانزا چگونه مخفیانه وارد سلول ها می شود، دشوار بوده است، زیرا میکروسکوپ های معمولی قادر نیستند این مراحل سریع و بسیار ریز را با وضوح کافی ثبت کنند.

در یک مطالعه پیشگامانه، دانشمندانی از سوییس و ژاپن نوع جدیدی از ابرمیکروسکوپ ساختند؛ آن ها دو ابزار تصویربرداری قدرتمند یعنی میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) و میکروسکوپ فلورسانس را با هم ترکیب کردند و روشی تازه به نام سامانه تصویربرداری دوگانه هم کانونی و میکروسکوپ نیروی اتمی را برای مشاهده ویروس ها به اختصار ViViD-AFM پدید آوردند. این سامانه ترکیبی به پژوهشگران اجازه می دهد با جزییاتی خارق العاده به درون سلول های زنده انسانی زوم کنند و برای نخستین بار، نگاهی زنده و هم زمان به عملکرد ویروس آنفلوانزا داشته باشند.

برای اولین بار، پژوهشگران توانستند در مقیاس نانومتری، نمایش ورود ویروس آنفلوانزا به سلول را واقعا ببینند. اما شگفت آورترین بخش ماجرا، نقش خود سلول هدف بود. سلول به جای آن که منفعلانه اجازه ورود بدهد، انگار واکنش نشان می داد: کش می آمد، جابه جا می شد و حتی تلاش می کرد ویروس را در اختیار بگیرد؛ گویی می خواست کنترل این مواجهه را به دست بگیرد.

با استفاده از این سامانه جدید، گروه پژوهشی مشاهده کرد که ذرات منفرد ویروس آنفلوانزا چگونه در شرایط مختلف روی سطح سلول حرکت می کنند؛ از جمله زمانی که برخی پروتیین های ویروسی مسدود شده اند، وقتی محل های اتصال روی سلول کمتر است، یا زمانی که انواع مختلفی از ویروس آزمایش می شوند. آن ها همچنین بررسی کردند که غشای سلول پیش از ورود ویروس و در طول آن چگونه تغییر شکل می دهد.

برای دیدن واضح ویروس آنفلوانزا، دانشمندان معمولا برچسب های فلورسانس به آن اضافه می کنند تا بدرخشد. اما ابزار جدید حتی می تواند ویروس ها را بدون هیچ برچسبی دنبال کند. این روش به پژوهشگران اجازه می دهد هم زمان هم شکل سلول و هم سیگنال های نوری ویروس را ببینند و تصویری دقیق از چگونگی اتصال و تعامل پروتیین های ویروس با سلول به دست آورند.

این مطالعه نشان داد که ویروس آنفلوانزا برای ورود به سلول به برجستگی های بزرگ تری روی سطح سلول نیاز دارد. این برجستگی ها از پروتیینی به نام اکتین ساخته می شوند که به شکل دهی سلول کمک می کند. جالب آن که این فرایند توسط برخی مهارکننده ها متوقف نشد که نشان می دهد ممکن است مشابه دیگر فعالیت های طبیعی سلولی باشد.

پس از اتصال ویروس به خوشه های گیرنده، سیگنال هایی ارسال می شود که سلول را وادار می کند ویروس را با پوششی به نام کلاترین احاطه کند و یک برجستگی اکتینی بسازد که ویروس را به درون می کشد. سپس ویروس درون یک وزیکول جدا می شود و به عمق سلول، به سمت هسته، منتقل می شود.

این فناوری جدید میکروسکوپی می تواند مسیر توسعه داروهای آینده را نیز هموار کند. پژوهشگران می توانند از آن برای آزمایش کارایی داروهای ضدویروسی مستقیما در سلول های زنده و مشاهده نتایج به صورت زنده استفاده کنند. این گروه همچنین تاکید می کند که همین ابزار می تواند برای مطالعه رفتار سایر ویروس ها و نیز بررسی تعامل واکسن ها با سلول ها به کار رود.