Los virus no son fáciles de caracterizar. Pero tenemos que hacerlo porque poder predecir rápidamente la carga superficial de los virus abre nuevas posibilidades para la purificación de vacunas y la realización de tratamientos de terapia génica para enfermedades oculares y distrofia muscular.

Caryn Heldt, director del Instituto de Investigación en Salud de la Universidad Tecnológica de Michigan, estudia la química de la superficie del virus con financiación a través del programa de desarrollo profesional temprano de la facultad (CAREER) de la National Science Foundation. Su último artículo, publicado en Langmuir , se centra en el uso de la carga superficial para determinar el punto isoeléctrico de un virus, una forma común de caracterizar los virus.

La innovación es que en lugar de caracterización a granel, lo está haciendo usando un método de una sola partícula.

"Tenemos estos métodos a granel en los que ponemos un virus en solución y caracterizamos la solución, "dijo Heldt, quien también es la Cátedra James y Lorna Mack en Bioingeniería y profesor asociado de ingeniería química. "Pero si su virus no está completamente purificado, lo cual también es difícil de hacer, entonces su caracterización de su solución a granel significa que está caracterizando todo en esa solución".

Para mejorar la precisión de esta caracterización, Heldt sugiere un método de una sola partícula que utiliza microscopía de fuerza atómica (AFM). La adhesión entre la sonda AFM y las superficies pegajosas del virus se puede medir; se llama microscopía de fuerza química (CFM).

"Los virus son estas moléculas complicadas que tienen muchas químicas diferentes, "Heldt dijo, agregando eso como un gran, Molécula compleja un virus alcanza su punto isoeléctrico cuando todas sus cargas negativas y positivas se equilibran. "A un pH particular, el virus tiene carga neutra. Entonces, si queremos que el virus tenga una carga positiva, ponemos el pH por debajo del punto isoeléctrico y viceversa ".

Eso significa que el equipo de Heldt podría hacer que la sonda AFM sea positiva o negativa, luego escanee una solución a diferentes pH para determinar el punto isoeléctrico de un virus. Para verificar que el método funcionó, el equipo utilizó dos virus:parovirus porcino no envuelto (PPV), que tiene un punto isoeléctrico bien documentado, y virus de la diarrea viral bovina envuelto (BVDV), que no tiene un punto isoeléctrico conocido. Los métodos coincidieron.

"Así que ahora podemos intentar predecir las condiciones de la cromatografía con solo una pequeña cantidad de virus, "Heldt dijo, explicando que la cromatografía usa la carga superficial para determinar si un virus está presente en una prueba médica o para la purificación de una vacuna. "También, tenemos datos preliminares que muestran que esto podría ser útil para fabricar virus que podrían modificarse y usarse para atacar genes específicos para ayudar con enfermedades como la distrofia muscular y algunas enfermedades de la retina ".

En ambos casos para cromatografía y terapia génica, menos es más. En un cuerpo o vacuna, no hace falta mucho virus para causar estragos; Los métodos de una sola partícula podrían proporcionar más respuestas con una muestra más pequeña. Para la terapia génica, el uso de un montón de cápsides de virus inactivos que el sistema inmunológico de un cuerpo podría combatir no es el tratamiento ideal; CFM podría discernir más fácilmente las cápsidas inactivas de las activas, que luego podría purificarse para un tratamiento más eficaz.

Como ingeniero biomédico, Heldt desea tender un puente sobre la comprensión fundamental de la química de los virus y sus aplicaciones. Refinando la caracterización del virus, Los métodos de partículas individuales podrían agilizar varios procesos médicos, incluida la producción de vacunas y la fabricación de terapias génicas.