X射线显微镜下的疟疾病原体

大约40%的人类生活在受疟疾影响的地区，每年约有2亿人感染该病，估计有60万人因此丧生。由于气候变化，传播疟疾病原体的按蚊蚊子正在传播。这些病原体是单细胞生物(浆原体)，它们沉积在其宿主的红细胞内，并在那里代谢血红蛋白，从而生长和繁殖。

应对这种疾病的主要途径是用喹啉家族中的活性化合物治疗，以及最近来自青蒿素家族中的活性化合物。然而，迄今为止，活性化合物控制病原性疟原虫的确切方法一直存在争议。

一个论文涉及致病性疟原虫的消化过程。研究表明，疟原虫在他们的消化液泡(一种类似于袋子的细胞器)中储存了大量的血红蛋白。这会释放出疟原虫无法耐受的含铁血红蛋白分子。疟原虫设法使这些有毒的hezozoin分子结晶，以使它们不再能使它们中毒。想法是活性化合物可能会阻止血红蛋白晶体的形成，从而抵制疟原虫的解毒过程。

由哥本哈根大学的谢尔盖·卡皮什尼科夫(Sergey Kapishnikov)和以色列雷霍沃特的魏兹曼科学研究所领导的研究小组，连同丹麦，西班牙，法国和柏林的同事，现在首次对感染的血细胞中的这一过程进行了研究。血细胞感染了疟疾病原体恶性疟原虫，然后与不同浓度的喹啉家族溴喹混合。

血细胞中的疟疾病原体只能在同步加速器源处使用X射线显微镜在体内及其自然环境中进行检查。其他研究方法，例如电子显微镜，要求将病原体干燥并切成超薄切片。

在BESSY II中，Stephan Werner和Peter Guttmann以及Sergey Kapishnikov能够使用X射线显微镜检查样品。Guttmann解释说：“对血液样本进行了冷冻检查，以便我们可以在体内观察病原体并产生三维X射线断层扫描图像。”在巴塞罗那的ALBA同步加速器光源上进行了进一步的X射线显微镜研究。

在格勒诺布尔的欧洲同步辐射设施ESRF上进行的荧光光谱显微镜可以绘制血细胞中元素的分布图。当与三维X射线图像揭示的细胞结构结合时，可以精确地解释溴喹的分布及其作用方式。Kapishnikov解释说：“我们在图像中看到，溴喹在血hemo素晶体表面积聚。这应该导致对晶体生长的抑制，从而破坏疟原虫的解毒过程。”

这些研究还可以扩展到其他药物类别，例如青蒿素，并为设计更有效的疟疾治疗方法提供有价值的信息。

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