Вторжение Боррелия бургдорфери (Bb) в тканеинженерной модели кожных микрососудов. а) Эндотелиальные клетки дермы микрососудов человека (HDMEC), посеянные в микрожидкостное устройство во внеклеточном матриксе коллагена I типа. б) HDMEC образуют сплошной монослой через 2 дня под напряжением сдвига (4 дин см−2). c) Инокуляция меченых GFP си-бемоль в дермальный микрососуд. г) после прививки, си-бемоль мигрировать из места инъекции. e) Флуоресцентные изображения кожных микрососудов через 0 и 48 ч после инокуляции флуоресцентно мечеными си-бемоль (зеленый). HDMEC (пурпурный). Поток поддерживался на уровне 4 дин см.−2. f) Флуоресцентные изображения в непосредственной близости от места прививки (см. красную рамку на панели (e)) с течением времени. g) Тепловая карта, показывающая количественную оценку си-бемоль в периваскулярной области по ходу сосуда с течением времени. Визуализация проводилась в экваториальной плоскости микрососуда с глубиной резкости ≈4,3 мкм. си-бемоль концентрацию получали в области в пределах 20 мкм от эндотелия в экваториальной плоскости по обеим сторонам сосуда (т.е. спереди и сзади от места инокуляции). Расположение вдоль микрососуда относительно точки, ближайшей к месту инокуляции, и простирается примерно на 3 мм как вверх, так и вниз по течению. Кредит: Передовая наука (2022). DOI: 10.1002/advs.202204395
По оценкам, 476 000 американцев ежегодно заражаются болезнью Лайма, заболеванием, вызывающим широкий спектр симптомов, включая лихорадку, сыпь и боль в суставах, а также воздействие на центральную нервную систему и сердце. Хотя общеизвестно, что Borrelia burgdorferi — бактерии, вызывающие заболевание, — попадают в организм через укус зараженного оленьего клеща, до сих пор не ясно, как бактериям удается мигрировать от этого укуса в кровоток человека.
Инженеры Johns Hopkins, возможно, нашли ответ. Используя специально разработанную трехмерную модель тканевой инженерии, они узнали, что B. burgdorferi использует цепкие движения методом проб и ошибок, чтобы найти и проскользнуть через крошечные отверстия, называемые соединениями, в слизистой оболочке. кровеносный сосуд рядом с местом первоначального укуса. Это позволяет им передвигаться с кровотоком по всему телу, потенциально заражая другие ткани и органы. Их результаты появляются сегодня в Передовая наука.
«Наши наблюдения показали, что если бактерии не находили одно из этих соединений с первой попытки, они продолжали поиск до тех пор, пока оно не было найдено», — сказал руководитель группы Питер Сирсон, профессор кафедры материаловедения и инженерии Школы инженерии Уайтинга. научный сотрудник Института нанобиотехнологий Джона Хопкинса. «Бактерии тратят час или два, используя это поведение, чтобы найти путь в кровеносные сосуды, но попав туда, они начинают циркулировать за считанные секунды».
Команда ввела в свою трехмерную модель, которая имитирует кровеносный сосуд человека и окружающую его кожную ткань, бактерии, имитирующие укус клеща, и использовала метод оптической визуализации с высоким разрешением для наблюдения за его движениями. Они заметили, что, хотя ткань в месте первоначального укуса была препятствием для преодоления спиралевидными бактериями, им требовалось небольшое усилие, чтобы проникнуть в соединения и попасть в кровоток.
«Ранее мы создали тканеинженерные модели сосудов других тканей, поэтому мы применили полученные знания для создания модели кожной ткани для изучения поведения и механизмов распространения трансмиссивных патогенов», — сказал Сирсон.
Болезнь Лайма распространена в Северной Америке, Европе и Азии, и хотя лечение антибиотиками эффективно, у некоторых пациентов симптомы могут сохраняться в течение месяцев, а в некоторых случаях и лет. Команда Хопкинса говорит, что понимание того, как B. burgdorferi распространяется по всему телу, может помочь в лечении для предотвращения бактерии от первичного укуса, проникающего в другие ткани и органы.
«Мы также считаем, что созданная нами модель, созданная на основе тканевой инженерии человека, может широко применяться для визуализации деталей динамических процессов, связанных с другими трансмиссивными заболеваниями, а не только с болезнью Лайма», — сказал Сирсон.
Дополнительная информация:
Zhaobin Guo et al, Визуализация динамики инвазии и интравазации бактерий, вызывающих болезнь Лайма, в модели дермальных микрососудов, созданных с помощью тканевой инженерии, Передовая наука (2022). DOI: 10.1002/advs.202204395
Предоставлено
Университет Джона Хопкинса
Цитата: Под атакой: исследователи проливают свет на то, как болезнь Лайма поражает организм (2022 г., 19 декабря), получено 19 декабря 2022 г. с https://phys.org/news/2022-12-lyme-disease-infects-body.html.
Этот документ защищен авторским правом. За исключением любой честной сделки с целью частного изучения или исследования, никакая часть не может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в ознакомительных целях.
