Virusurile sunt mici. Într-adevăr mic. Unele sunt de 1.000 de ori mai mici decât diametrul unui păr uman. După ce au atacat și atașat la o celulă, ei tind să se miște încet, ceea ce face posibilă vizualizarea lor la un microscop electronic. Dar înainte de asta, atunci când sunt pe cont propriu, sunt doar niște bucăți mici de material genetic într-un strat proteic, care se ridică în modele imprevizibile, ceea ce le face aproape imposibil de urmărit. Aceasta a fost mult timp o problemă pentru virologi, care doresc să urmărească virușii pentru a înțelege mai bine comportamentul acestora.
Continut Asemanator
- Slime-ul acestei broaște ucide virusurile gripei
- Încercați să nu vă îmbolnăviți? Știința spune că probabil o faci greșit
Acum, cercetătorii de la Duke University au dezvoltat o modalitate de a face doar asta - urmăriți virușii neatacți care se deplasează în timp real. Această „camă antivirus” ar putea oferi o perspectivă asupra modului în care virusurile se pătrund în celule, dând naștere la noi modalități de prevenire a infecțiilor.
„Ceea ce încercăm să facem este să ne dăm seama cum se comportă virusurile înainte să interacționeze cu celulele sau țesutul, astfel încât să putem găsi noi modalități de a întrerupe procesul de infecție”, spune Kevin Welsher, chimistul care a condus cercetarea. Rezultatele au fost publicate recent în revista Optics Letters .
Un videoclip realizat de camera cu virus reprezintă calea unui lentivirus, parte dintr-un grup de viruși care provoacă boli mortale la om, în timp ce se deplasează printr-o soluție de apă sărată, călătorind într-o zonă abia mai largă decât un păr uman. Schimbările de culoare din videoclip reprezintă trecerea timpului - albastru la început, trecând la roșu la sfârșit.
Această imagine arată calea 3-D a unui lentivirus individual care se deplasează printr-o soluție de apă sărată. Culorile reprezintă timpul (albastru este cel mai devreme, roșul este cel mai recent). (Universitatea Duke) Welsher spune că comportamentul virușilor neatacți este „un fel de teritoriu neexplorat”. El pare să încerce să urmărească un virus neatins în acțiune pentru a urmări o goana de mașină de mare viteză cu un satelit.
„Virusul tău este o mașină mică și iei imagini din satelit și le reîmprospătezi cât de repede poți”, spune el. „Dar nu știi ce se întâmplă între ele, pentru că ești limitat de rata de refresh.”
El spune virusul este mai mult ca un elicopter, spune el. Se poate bloca de fapt pe poziția virusului și îl poate urmări continuu. Camera a fost construită de cercetătorul postdoctoral Duke Shangguo Hou, care a echipat un microscop pentru a utiliza un laser pentru a urmări virusul, astfel încât acesta să poată fi vizionat de platforma microscopului, care este proiectat pentru a răspunde foarte rapid la feedback-ul optic de la laser.
Welsher spune că este posibilă pentru că se poate bloca în poziția virusului, dar acum este tot ce face. Îmbunătățind analogia de urmărire a mașinilor, el asemănă cu virusul la un elicopter care urmează o mașină, dar nu poate vedea niciunul din împrejurimile sale - drumul, clădirile, alte mașini. Următorul lor pas este de a trece dincolo de simpla urmărire a poziției virusului, pentru a încerca să înțeleagă mediul său. Welsher și echipa sa ar dori să integreze came antivirus cu imagistica 3D a suprafețelor celulare, pentru a vedea cum interacționează virusurile cu celulele înainte de a încerca să le pătrundă.
Nu este prima dată când cercetătorii au prins particule individuale care se deplasează în timp real. Cu trei ani în urmă, în timp ce se afla la Princeton, Welsher însuși a dezvoltat o metodă de urmărire a unei perle fluorescente, asemănătoare virusului, formate din nanoparticule de plastic care se deplasează într-o membrană celulară.
Virusurile sunt mai dificil de urmărit decât perlele, deoarece, spre deosebire de perlă, virușii nu dau lumină singuri. Etichetarea virușilor cu particule fluorescente face ca virusurile să fie mai ușor de observat, dar acele particule sunt cu atât mai mari decât virușii înșiși, probabil că interferează cu modul în care virusii se mișcă și infectează celulele, potrivit Welsher. Noul microscop, datorită feedback-ului optic oferit de laser, poate detecta lumina foarte slabă emisă de proteine fluorescente minuscule, care sunt mult mai mici decât virusul. Așadar, Welsher și echipa sa au inserat o proteină fluorescentă galbenă în genomul virusului, pentru a permite urmărirea ei fără a schimba modul în care se mișcă.
Oamenii de știință au mai venit cu alte modalități de a urmări lucruri foarte mici. O echipă a folosit algoritmi pentru a urmări virușii, antrenându-și microscopurile în cazul în care algoritmii au prezis virusii. În ultimii ani, cercetătorii britanici au dezvoltat, de asemenea, un microscop optic incredibil de sensibil, care poate vedea structuri cât mai mici de 50 de nanometri, la fel de mici ca și viruși. Acest lucru le permite să vadă virușii care își desfășoară activitatea în interiorul celulelor vii, în timp ce microscopurile electronice pot fi utilizate numai pentru celule moarte, pregătite special.
Odată ce chimiștii înțeleg mai multe despre modul în care virusurile interacționează cu celulele, virologii și biologii moleculari s-ar putea implica să vadă cum poate fi manipulat comportamentul lor, poate oprirea lor înainte de a infecta o celulă sănătoasă.
„Scenariul ideal este să descoperim o perspectivă care poate fi acționată”, spune Welsher.
