Учёные создали микрофлюидную платформу для изучения паразита, вызывающего бабезиоз
Микрофлюидная платформа позволяет получать композитные конфокальные изображения, показывающие митохондрии B. microti, окрашенные MitoTracker Green внутри эритроцитов (RBC, фазовый контраст). Справа обозначены четыре типа клеток: (1) заражённые эритроциты, (2) здоровые эритроциты, (3) гранулоциты и (4) мерозоиты (внеклеточные B. microti). Автор: Carnegie Mellon University Chemical Engineering
Бабезиоз — инфекционное заболевание, симптомы которого напоминают малярию, а способ распространения схож с болезнью Лайма. Раньше эта болезнь была редкой в США, но сейчас её случаи учащаются, особенно на северо-востоке, в Среднеатлантическом регионе и на Верхнем Среднем Западе.
Чтобы помочь учёным лучше изучить бабезиоз, исследователи из Университета Карнеги-Меллон разработали новую платформу для мониторинга инфекции в эритроцитах.
Заболевание вызывается паразитом Babesia microti, который живёт в крови грызунов. Он передаётся, когда клещ кусает заражённого грызуна, а затем человека. Паразит попадает в кровоток, заражая и разрушая эритроциты.
Ранняя и точная диагностика критически важна для лечения. Бабезиоз может протекать бессимптомно или вызывать гриппоподобные симптомы, которые могут быть тяжёлыми у пожилых и людей с ослабленным иммунитетом.
Механизмы передачи и заражения паразитом изучены недостаточно. В журнале Advanced Science Тагбо Ниепа и его коллеги представили микрофлюидную систему для изучения Babesia microti.
«Мы хотели создать инструмент, в котором паразит может оставаться жизнеспособным, чтобы его можно было изучать in vitro», — говорит Ниепа, доцент кафедры химической и биомедицинской инженерии.
Лаборатория Niepa μBiointerface разрабатывает микрофлюидные платформы для культивирования микроорганизмов в условиях, близких к естественным. Микроорганизмы ведут себя в лабораторных условиях иначе, чем в природной среде, что было серьёзным ограничением для экспериментов in vitro.
Для лучшего изучения жизненного цикла Babesia microti исследователи создали платформу, поддерживающую микросреду цельной крови для паразита. В работе участвовали Чао Ли, научный сотрудник лаборатории Niepa μBiointerface, и Даниэль Тафтс, доцент кафедры инфекционных заболеваний и микробиологии и иммунологии Питтсбургского университета.
Их технология использует гидрофобные и гидрофильные свойства поверхности. Точное размещение масла и воды позволяет создать микроскопический канал, достаточный для одного слоя эритроцитов.
«Вы можете наблюдать монослой клеток и видеть динамику заражения Babesia с течением времени», — объясняет Ниепа.
Платформа упрощает идентификацию паразита, измерение его плотности в крови и отслеживание повреждений заражённых эритроцитов. Исследователи окрасили Babesia microti так, чтобы они флуоресцировали на конфокальных изображениях, создавая чёткий контраст с эритроцитами.
Ниепа работает над интеграцией платформы с автоматизированным управлением, визуализацией и анализом изображений с помощью ИИ. Высококачественные конфокальные изображения требуют дорогостоящего оборудования и дней сбора данных, в отличие от быстрого и дешёвого теста, используемого в больницах.
Ниепа видит потенциал ИИ в оптимизации процесса, ускорении обнаружения и предоставлении медицинскому сообществу больше информации об уровне заражения.
Образцы крови в системе Ниепы и Ли остаются жизнеспособными в течение 72 часов. Лаборатория работает над улучшением платформы, чтобы продлить этот срок до недели, превзойдя современные аналоги.
Дополнительная информация: Chao Li et al, In Vitro Monitoring of Babesia microti Infection Dynamics in Whole Blood Microenvironments, Advanced Science (2025). DOI: 10.1002/advs.202508185
0 комментариев