Nueva tecnología de imágenes para revelar la vida secreta del virus en las células

Uno de los desafíos de desbloquear la vida secreta de los pequeños agentes biológicos, como los virus dentro de las células vivas, es cómo acercarse sin alterar su estructura y comportamiento.

Ahora, usando imágenes de alta gama, un equipo de EE. UU. Ha encontrado una forma de etiquetar y estudiar el virus sincicial respiratorio (VSR) y su actividad en células vivas que podría convertirse en un método general para desbloquear los secretos de muchos virus ARN importantes.

Con el nuevo enfoque, Philip Santangelo, profesor asociado del Departamento de Ingeniería Biomédica de Wallace H. Coulter en Georgia Tech y Emory University, y sus colegas dicen que los científicos podrían estudiar cómo el virión del RSV o la partícula del virus infeccioso ingresa en las células, cómo se replica, cuántos genomas se inserta en sus hosts, y tal vez descubra por qué algunos tipos de células pulmonares logran evitar la infección.

En un número reciente de la revista ACS Nano, escriben acerca de cómo utilizaron la nueva técnica de imágenes, que reúne sondas de imágenes de ARN tetravalente (MTRIPS) y microscopía de reconstrucción óptica estocástica directa (dSTORM) para investigar la vida del VRS en las células vivas.

El Prof. Santangelo dice:

"Queremos desarrollar herramientas que nos permitan ver cómo funciona realmente el virus. Realmente debemos ser capaces de seguir la infección en una sola célula viva sin afectar la forma en que el virus infecta a sus huéspedes, y esta tecnología debería permitirnos Haz eso."

Los científicos que utilizan este enfoque podrían proporcionar información importante para desarrollar nuevos medicamentos antivirales y vacunas contra las infecciones graves por VSR.

La infección con RSV puede ser grave

El RSV causa infecciones de los pulmones y del tracto respiratorio. El virus es tan común que a la edad de 2 años, la mayoría de los niños lo han tenido.

En adultos y niños mayores, sanos, el VRS causa síntomas leves, más bien como un resfriado común, y el autocuidado suele ser suficiente para aliviarlos.

Pero la infección por VRS puede ser grave en bebés prematuros y bebés que ya están enfermos, así como en adultos con sistemas inmunológicos debilitados o personas mayores con enfermedades cardíacas y pulmonares. En estos casos, puede convertirse en neumonía y bronquitis, requiriendo hospitalización y conduciendo a consecuencias a largo plazo.

RSV es un personaje resbaladizo para estudiar

RSV plantea algunos grandes desafíos para los científicos. Por un lado, adopta muchas formas, desde filamentos de 10 micras hasta esferas ordinarias. Puede insertar más de un genoma en la célula huésped, y su estructura y orientación está desordenada, lo que dificulta su caracterización.

La tecnología de sonda utilizada por el equipo, MTRIPS, se une rápidamente al ARN dentro de las células. La sonda usa varios productos químicos fluorescentes para mostrar la presencia del ARN viral. Esto permitió al equipo ver a dónde va en las células del huésped y observar partículas infecciosas que salen de las células para diseminar la infección.

El Prof. Santangelo agrega:

"Ser capaz de ver el genoma y la progenie del ARN que proviene del genoma con las sondas que usamos realmente nos da mucha más información sobre el ciclo de replicación.

Esto nos da mucha más información sobre lo que realmente está haciendo el virus. Si podemos visualizar la entrada, el ensamblaje y la replicación del virus, eso nos permitiría decidir qué buscar para combatir el virus ".

Desbloqueo de secretos de otros virus de ARN

Aunque el RSV será su primer objetivo, el equipo cree que su técnica de imágenes podría usarse para investigar la vida de otros virus de ARN, como la gripe y el Ébola.

También esperan que la técnica ayude a resolver otro misterio: por qué ciertas células pulmonares se infectan gravemente con VSR, mientras que otras parecen escapar relativamente indemnes.

El Prof. Santangelo dice que si observa un campo de celdas, puede ver grandes diferencias de celda a celda. No podían entender esto en absoluto:

"Si podemos descubrir por qué algunas células explotan con virus mientras que otras no, tal vez podamos encontrar una manera de ayudar a que las malas se parezcan más a las buenas".

Los fondos del Instituto Nacional de Ciencias Médicas Generales de los Institutos Nacionales de Salud ayudaron a financiar el estudio.

En un estudio publicado recientemente en el procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias, otro equipo de investigadores de EE. UU. descubrió que los perros en el hogar pueden proteger contra las infecciones, incluido el VSR.