Si la clave para ganar batallas es conocerte a ti mismo y a tu enemigo, Entonces, los científicos están ahora en camino de convertirse en los Sun Tzus de la medicina al dar un paso gigante hacia una ventaja invaluable:la capacidad de ver a los soldados en acción en el campo de batalla.

Los investigadores del Instituto de Investigación Virginia Tech Carilion han inventado una forma de obtener imágenes directamente de las estructuras biológicas en su nivel más fundamental y en sus hábitats naturales. La técnica es un avance importante hacia el objetivo final de obtener imágenes de los procesos biológicos en acción a nivel atómico.

"Es como la diferencia entre ver a Han Solo congelado en carbonita y verlo caminar atacando a los soldados de asalto, "dijo Deborah Kelly, profesor asistente en el Instituto de Investigación VTC y autor principal del artículo que describe la primera prueba exitosa de la nueva técnica. "Viendo virus, por ejemplo, en acción en su entorno natural es invaluable ".

La técnica consiste en tomar dos microchips de nitruro de silicio con ventanas grabadas en sus centros y presionarlos juntos hasta que solo quede un espacio de 150 nanómetros entre ellos. Luego, los investigadores llenan este bolsillo con un líquido que se asemeja al entorno natural de la estructura biológica que se va a tomar la imagen. creando una cámara de microfluidos.

Luego, porque las estructuras flotantes producen imágenes con mala resolución, los investigadores cubren la superficie interior del microchip con una capa de ataduras biológicas naturales, como anticuerpos, que se adhieren naturalmente a un virus y lo mantienen en su lugar.

En un estudio reciente en Laboratorio en un chip , Kelly se unió a Sarah McDonald, también profesor asistente en el Instituto de Investigación VTC, para demostrar que la técnica funciona.

McDonald proporcionó una muestra pura de partículas de doble capa de rotavirus para el estudio.

"Lo que falta en el campo de la biología estructural en este momento es la dinámica:cómo se mueven las cosas en el tiempo, ", dijo McDonald." Debbie está desarrollando tecnologías para cerrar esa brecha, porque ese es claramente el próximo gran avance que necesita la biología estructural ".

El rotavirus es la causa más común de diarrea severa entre bebés y niños. A la edad de 5 años, casi todos los niños del mundo se han infectado al menos una vez. Y aunque la enfermedad tiende a manejarse fácilmente en el mundo desarrollado, en los países en desarrollo, el rotavirus mata a más de 450, 000 niños al año.

En el segundo paso del ciclo de vida del patógeno, rotavirus arroja su capa exterior, que le permite entrar en una celda, y se convierte en lo que se llama una partícula de doble capa. Una vez que se expone su segunda capa, el virus está listo para comenzar a utilizar la propia infraestructura de la célula para producir más virus. Fue la estructura viral en esta etapa la que los investigadores tomaron en imágenes en el nuevo estudio.

Kelly y McDonald cubrieron la ventana interior del microchip con anticuerpos contra el virus. Los anticuerpos Sucesivamente, se adhirió a los rotavirus que se inyectaron en la cámara de microfluidos y los mantuvo en su lugar. Luego, los investigadores utilizaron un microscopio electrónico de transmisión para obtener imágenes del portaobjetos preparado.

La técnica funcionó a la perfección.

El experimento arrojó resultados similares a los logrados con los métodos tradicionales de congelación para preparar rotavirus para microscopía electrónica. demostrando que la nueva técnica puede ofrecer resultados precisos.

"Es la primera vez que los científicos obtienen imágenes de algo a esta escala en líquido, "dijo Kelly.

El siguiente paso es continuar desarrollando la técnica con miras a obtener imágenes de estructuras biológicas dinámicamente en acción.

Específicamente, McDonald busca comprender cómo se ensambla el rotavirus, para conocer mejor y desarrollar herramientas para combatir este enemigo particular de la salud infantil.

Los investigadores dijeron que su colaboración continua es un ejemplo del trabajo interdisciplinario que se está convirtiendo en un sello distintivo del Instituto de Investigación VTC.

"Es una colaboración ideal porque Sarah proporciona un sistema de modelo fenomenal mediante el cual podemos desarrollar nuevas tecnologías para hacer avanzar el campo de la biología microestructural, "dijo Kelly.

"Es muy beneficioso para todos, ", Agregó McDonald." Si bien el virus es una gran herramienta para que Debbie desarrolle sus técnicas, su tecnología es fundamental para permitirme comprender cómo este virus mortal se ensambla y cambia dinámicamente con el tiempo ".