Influenza, El SARS-CoV-2 y otros virus vienen en una amplia variedad de formas y tamaños, y al estudiar estas formas, los científicos pueden aprender cómo funcionan y cómo se pueden vencer las enfermedades virales.

Ahora, un equipo de investigadores de Texas A&M AgriLife ha demostrado una forma no invasiva de estudiar virus que es más rápida y más detallada que el método "estándar de oro". El estudio apareció recientemente en Química analítica .

"La necesidad de una identificación de virus muy rápida y precisa siempre ha sido importante en el pasado, y este año es aún más importante porque sabemos que los virus cambian; ellos mutan, "dijo Dmitry Kurouski, Doctor., profesor asistente en el Departamento de Bioquímica y Biofísica de la Facultad de Agricultura y Ciencias de la Vida de Texas A&M, quien dirigió el estudio. "Si alguien tiene síntomas similares a los de la gripe, ¿Cómo podemos distinguir rápidamente la gripe del COVID-19? "

Sondeando el mundo nano

La mayoría de los virus son demasiado pequeños para verse con un microscopio típico. Entonces, Los científicos a menudo estudian muestras de virus congeladas instantáneamente con microscopios electrónicos. Estas herramientas utilizan haces de electrones para sondear las intrincadas estructuras moleculares de los viriones. Sin embargo, La preparación de muestras para microscopía electrónica requiere mucho tiempo y trabajo.

El equipo de Kurouski utilizó una combinación de dos técnicas sofisticadas que, En teoria, no debería requerir casi ninguna preparación de la muestra. El laboratorio de Kurouski es único en su capacidad para utilizar ambos métodos:espectroscopía Raman mejorada con punta y microscopía de fuerza atómica, espectroscopía infrarroja. Tianyi Dou, un estudiante de posgrado en el laboratorio de Kurouski, realizó los experimentos.

En ambos métodos, las muestras se abordan con una aguja de metal extremadamente afilada cubierta de oro. La espectroscopia Raman mejorada con punta detecta cómo una muestra dispersa la luz láser. Esta técnica permitió al equipo determinar la estructura general, las cualidades y la composición de la superficie de los virus.

Usando microscopía de fuerza atómica-microscopía infrarroja, el equipo pudo ver cómo las muestras absorben la luz infrarroja. Esto permitió a los investigadores obtener información sobre la estructura interna de los viriones.

Una historia de dos virus

Combinando los dos métodos, el equipo comparó la superficie y la estructura general del virus que causa el herpes labial, virus del herpes simple tipo 1, a la de un virus que infecta bacterias, bacteriófago MS2. Los investigadores pudieron distinguir los viriones de herpes y bacteriófagos con una precisión del 100%.

Es más, los resultados fueron consistentes con los obtenidos por el método estándar de oro, microscopía crioelectrónica. Junjie Zhang, Doctor., profesor asistente en el Departamento de Bioquímica y Biofísica, dirigió los experimentos de microscopía electrónica.

Un set de Lego súper pequeño

Además de la necesidad de preparar y congelar muestras, el método del patrón oro tiene otro inconveniente, Dijo Kurouski. La microscopía crioelectrónica implica promediar formas para construir un modelo tridimensional de un virus representativo. Sin embargo, este promedio puede ocultar la verdadera variedad de formas que puede adoptar un virus.

"Los virus se pueden describir en términos de un rompecabezas de Lego. Se pueden construir diferentes estructuras a partir de los mismos bloques de construcción, "Dijo Kurouski.

Y, la forma de un virus probablemente juega un papel importante en la infección, él dijo, porque el primer paso hacia la infección ocurre en las superficies del virus y la célula huésped.

La nueva combinación de métodos no promedia las formas, sino que examina las partículas de virus individuales.

"Antes, no teníamos ninguna herramienta para estudiar esta heterogeneidad, ", dijo." Ahora, podemos ver lo que realmente sucede en la naturaleza ".