تمكن العلماء لأول مرة من إجراء تسجيل ثلاثي الأبعاد في الوقت الفعلي للحظة التي يخطف فيها الفيروس خلية، ما يمنحنا مستوى أعمق في فهم كيفية انتشار العدوى بالجسم.

ويستمر فيلم الطبيعة المجهري لمدة دقيقتين ونصف الدقيقة، ويظهر فيروساً معقمًا وراثيًا بعدة آلاف من المرات أصغر من حبّة رمل تنتقل على طول جدار من الخلايا المعوية البشرية أثناء بحثه عن نقطة دخول.

ويعد فهم كيفية اقتحام الفيروسات للخلايا أمرًا بالغ الأهمية في إيجاد طرق أفضل للدفاع ضدها، ولكن تتبع هذه الجسيمات أمر صعب للغاية، لأسباب ليس أقلها أنها أصغر بكثير من الخلايا التي تتنقل فيها.

وفي توضيح أكثر لهذا الأمر، تقول الكيميائية كورتني جونسون من جامعة ديوك بنورث كارولينا «يبدو الأمر كما لو كنت تحاول التقاط صورة لشخص يقف أمام ناطحة سحاب. لا يمكنك الحصول على ناطحة سحاب كاملة ورؤية تفاصيل الشخص الذي أمامها بصورة واحدة. علاوة على ذلك، تتحرك جزيئات الفيروس خارج الخلية بشكل أسرع بكثير من داخلها، ما يجعل من الأصعب التوصل إلى عملية تصوير يتم ضبطها بدقة للتعامل مع هذه الأحجام والسرعات المختلفة. وان الحل في هذه الحالة هو نظام يسمى 3D-TrIm أو 3D Tracking and Imaging Microscopy. إنه في الأساس مجهران في واحد: الأول يثبت على جسيم سريع الحركة، والثاني لالتقاط صور ثلاثية الأبعاد للخلايا المحيطة. إنه يشبه إلى حد ما تطبيق الملاحة عبر الأقمار الصناعية الذي يتتبع موقع سيارتك وسط منظر طبيعي أوسع»، وذلك وفق ما نشر موقع ««ساينس إليرت»» العلمي المتخصص.

ومع إضاءة جسيم الفيروس عبر ملصق فلورسنت خاص، يمكن رسم موضعه 1000 مرة في الثانية، ما يمنح الباحثين نظرة على تحركاته عبر فترة رئيسية بعملية العدوى بتفاصيل غير مسبوقة، حسب جونسون، التي تضيف «أحيانًا عندما أقدم هذا العمل، يسأل الناس هل هذه لعبة فيديو أم محاكاة؟ لا، هذا شيء جاء من مجهر حقيقي».

وتؤكد جونسون «نتنفس جميعًا ملايين الفيروسات كل يوم، والغالبية العظمى منها تفشل في إحداث أي ضرر؛ لكن العلماء يريدون معرفة المزيد حول كيفية اختراق بعض الفيروسات للطبقة الواقية من الخلايا والمخاط الذي يغطي الممرات الهوائية والأمعاء لإنشاء عدوى. يجب أن تساعد طريقة 3D-Trim الجديدة هذه، على الرغم من قيودها؛ يجب وضع علامة على جزيئات الفيروس قبل التصوير حتى يمكن رؤيتها. كما يجب تصميم الصبغة الفلورية عليها لتدوم لفترة كافية لتمكين الباحثين من تتبع عملية العدوى بأكملها».

من جانبه، يقول الفريق الذي يقف وراء 3D-Trim إن هناك إمكانية لتحسين النظام بسرعة، والتكيف مع أنواع أخرى من التشخيصات الطبية، سواء كان مراقبة الفيروسات أو مراقبة توصيل الأدوية.

وخلص باحثو الدراسة بورقتهم المنشورة بمجلة «Nature Methods» «الأهم من ذلك أن تطبيق هذه التقنية يمكن أن يمتد إلى أي نظام تحدث فيه ديناميات سريعة للأجسام النانوية على نطاقات حجمية كبيرة، بما في ذلك توصيل الأدوية المرشحة بمقياس نانوي إلى الرئتين ومن خلال الأوعية الدموية الورمية المتسربة».