Lo curioso del virus que causa la varicela es que nadie sabe con certeza cómo él o muchos de sus primos del herpesvirus invaden e infectan las células. Es un pequeño problema:sin ese conocimiento, Ha sido difícil encontrar mejores formas de tratar y prevenir no solo la varicela, pero otras enfermedades causadas por virus estrechamente relacionados, como el citomegalovirus, Virus de Epstein-Barr y herpes zóster:una condición dolorosa relacionada con la varicela.

Ahora, Los virólogos de Stanford están trabajando con científicos en la nueva instalación de microscopía crioelectrónica de Stanford-SLAC para analizar cómo infectan las células los virus del herpes. Con el apoyo de una subvención de semillas de Stanford Bio-X, están tomando algunas de las imágenes más detalladas de las proteínas en la superficie del virus de la varicela, también conocido como virus varicela-zoster. Estas imágenes pronto pueden revelar pistas sobre cómo bloquear las infecciones por herpesvirus, dijo Stefan Oliver, un científico investigador senior en el laboratorio de Ann Arvin, la profesora de Pediatría Lucile Salter Packard y profesora de microbiología e inmunología.

"Estamos utilizando la tecnología crio-EM para ver el panorama general de manera bastante literal, "Dijo Oliver.

La clave de las nuevas imágenes, Oliver dijo, es una tecnología relativamente nueva llamada microscopía electrónica criogénica, o crio-EM. En el pasado, si los investigadores quisieran estudiar cómo un virus usa proteínas en su superficie para infectar células, primero producirían formas abreviadas de proteínas víricas y las cristalizarían. Al dispersar los rayos X de ese cristal, los equipos podrían inferir la estructura de la proteína, que podría proporcionar información sobre cómo funciona.

El problema, Arvin dijo, es que la forma cristalizada no tiene necesariamente la misma forma que una proteína que existe en un virus o cuando se produce en células infectadas. Y lo que es más, La cristalografía de rayos X no puede revelar cómo cambian las formas de esas proteínas a medida que se abren camino hacia las células, porque solo captura la proteína en un estado.

Cryo-EM resuelve esos problemas, dijo el colaborador de Arvin y Oliver, Wah Chiu, un profesor de ciencia fotónica, de bioingeniería y de microbiología e inmunología. Al congelar repentinamente los virus a temperaturas de cientos de grados bajo cero, esencialmente deteniendo su movimiento sin dejar de preservar su estructura, los investigadores pueden usar microscopios electrónicos para tomar fotografías de virus y sus proteínas. Es un proceso intensivo en datos:el laboratorio de crio-EM trabaja en estrecha colaboración con el Centro de Computación de Investigación de Alto Rendimiento en SLAC, pero el resultado final son imágenes con detalles a nivel atómico, algo que no es posible de otra manera.

Hasta aquí, Oliver, Arvin y Chiu han comenzado a recopilar imágenes del virus varicela-zoster y una proteína que ayuda a que el virus ingrese a las células. glicoproteína B, junto con un anticuerpo contra la proteína. Esas imágenes revelaron dónde se une el anticuerpo a la proteína, información que podría ayudar a otros investigadores a diseñar moléculas para interferir con la infección. El siguiente paso, Chiu dijo, es tomar fotografías del virus junto con las células reales, lo que permitiría al equipo ver el virus varicela-zoster y sus proteínas en varias etapas de la infección.

Con esa información en la mano, Arvin dijo, "Tenemos una idea mucho mejor de cómo interferir con el proceso de infección". Abajo de la línea, ese conocimiento podría conducir a nuevas formas de prevenir la varicela en los niños que no pueden recibir la vacuna estándar y mejores tratamientos para el herpes zóster y sus secuelas. También podría preparar el escenario para una mejor comprensión de otras infecciones por herpesvirus, Dijo Arvin.