Oamenii de ştiinţă au filmat pentru prima dată un virus care „pândeşte” celulele din organism pentru a găsi o cale de a intra şi a provoca o infecţie.
Oamenii de ştiinţă au reuşit să facă, pentru prima dată, o înregistrare tridimensională, în timp real, a momentului în care un virus deturnează o celulă, oferind un nivel mai profund de înţelegere a modului în care infecţiile se instalează în organism.
Un film de natură microscopică, care durează două minute şi jumătate, arată un virus steril genetic de multe mii de ori mai mic decât un grăunte de nisip care călătoreşte de-a lungul unui perete de celule intestinale umane în căutarea unui punct de intrare.
Înţelegerea modului în care virusurile pătrund în celule este crucială pentru a găsi modalităţi mai bune de apărare împotriva lor, dar urmărirea acestor particule este incredibil de dificilă – nu în ultimul rând pentru că sunt mult mai mici decât celulele pe care le navighează.
„Este ca şi cum ai încerca să faci o poză cu o persoană care stă în faţa unui zgârie-nori”, spune chimistul Courtney Johnson, de la universitatea Duke, din Carolina de Nord, Statele Unite.
„Nu poţi obţine întregul zgârie-nori şi să vezi detaliile persoanei din faţa lui cu o singură imagine”.
În plus, particulele de virus se mişcă mult mai repede în afara celulei decât în interiorul ei, ceea ce face şi mai dificilă elaborarea unui proces de imagistică care trebuie reglat fin pentru a putea capta aceste dimensiuni şi viteze diferite.
Soluţia în acest caz este un sistem numit 3D-TrIm, sau 3D Tracking and Imaging Microscopy. Practic, sunt două microscoape într-unul: primul pentru a „urmări” particulele care se mişcă rapid, iar al doilea pentru a captura imagini 3D ale celulelor din jur.
Într-un fel, este ca o aplicaţie de navigaţie prin satelit, care urmăreşte locaţia maşinii în mijlocul unui peisaj mai larg.
Cu particulele virale iluminate printr-o etichetă fluorescentă specială, poziţia virusului poate fi reprezentată de 1.000 de ori pe secundă, oferind cercetătorilor detalii fără precedent şi o privire asupra mişcărilor sale într-o perioadă cheie a procesului de infecţie.
În videoclipul de mai jos al Universităţii Duke, calea şerpuitoare a virusului poate fi văzută ca o linie violetă, ondulată.
[ot-video][/ot-video]
„Uneori, când prezint această lucrare, oamenii se întreabă: „Este acesta un joc video sau o simulare?”, spune Johnson. „Nu, sunt imagini reale, care provin de la un microscop”.
Cu toţii respirăm milioane de virusuri în fiecare zi, care în marea lor majoritate nu reuşesc să facă vreun rău, dar oamenii de ştiinţă vor să afle mai multe despre cum anumite virusuri sparg stratul protector de celule şi mucus, care acoperă căile respiratorii şi intestinul, reuşind să provoace o infecţie.
Această nouă metodă imagistică 3D-Trim ar trebui să ajute, deşi are limitări: particulele de virus trebuie să fie etichetate înainte de filmare pentru a putea fi văzute, iar colorantul fluorescent de pe ele trebuie proiectat pentru a dura suficient de mult pentru a permite cercetătorilor să urmărească întregul proces de infecţie.
foto: traseul (albastru) unui virus care se deplasează de-a lungul suprafeţei celulelor (violet) înainte de a se prinde de celule (galben)
Echipa care a pus la punct tehnica 3D-Trim spune că sistemul poate fi îmbunătăţit rapid şi adaptat la alte tipuri de diagnostice medicale, fie că este vorba despre supravegherea virusurilor sau monitorizarea livrării de medicamente.
„Aplicaţia acestei tehnici poate fi extinsă la orice sistem în care are loc o dinamică rapidă a obiectelor de scară nanometrică, pe scări volumetrice mari, inclusiv livrarea de candidaţi de medicament la plămâni şi prin vascularizaţia tumorilor”, scriu cercetătorii în lucrarea lor publicată în urmă cu câteva zile în Nature Methods.
