Muchos virus, incluidos el VIH y la influenza A, mutan tan rápidamente que identificar vacunas o tratamientos eficaces es como intentar alcanzar un objetivo en movimiento. Una mejor comprensión de la propagación y evolución viral en células individuales podría ayudar. Hoy, los científicos informan sobre una nueva técnicaque no solo puede identificar y cuantificar el ARN viral en células vivas, sino también detectar cambios menores en las secuencias de ARN que podrían darles una ventaja a los virus o convertir a algunas personas en "superpropagadores".
Los investigadores presentarán sus resultados en la Reunión y Exposición Virtual de Otoño de 2020 de la American Chemical Society ACS.
"Para estudiar un nuevo virus como el SARS-CoV-2, es importante comprender no solo cómo las poblaciones responden al virus, sino cómo los individuos, ya sean personas o células, interactúan con él", dice Laura Fabris, Ph.D., investigador principal del proyecto. "Así que hemos centrado nuestros esfuerzos en estudiar la replicación viral en células individuales, lo que en el pasado ha sido un desafío técnico".
El análisis de células individuales en lugar de grandes poblaciones podría contribuir en gran medida a comprender mejor muchas facetas de los brotes virales, como los superpropagadores. Ese es un fenómeno en el que algunas células o personas portan cantidades inusualmente altas de virus y, por lo tanto, pueden infectar a muchas otras.Los investigadores podrían identificar células individuales con altas cargas virales en superpropagadores y luego estudiar las secuencias virales en esas células, tal vez podrían aprender cómo los virus evolucionan para volverse más infecciosos o burlar terapias y vacunas. Además, las características de la propia célula huésped podrían ayudarvarios procesos virales y, por lo tanto, se convierten en objetivos de las terapias. En el otro extremo del espectro, algunas células producen virus mutados que ya no son infecciosos. Comprender cómo sucede esto también podría conducir a nuevas terapias antivirales y vacunas.
Pero primero, Fabris y sus colegas de la Universidad de Rutgers necesitaban desarrollar un ensayo que fuera lo suficientemente sensible como para detectar el ARN viral y sus mutaciones en células vivas individuales. El equipo basó su técnica en la espectroscopia Raman mejorada de superficie SERS, una técnica sensiblemétodo que detecta interacciones entre moléculas a través de cambios en la forma en que dispersan la luz. Los investigadores decidieron utilizar el método para estudiar la influenza A. Para detectar el ARN del virus, agregaron a las nanopartículas de oro un "ADN baliza" específico para la influenza A. En presenciadel ARN de la influenza A, la baliza produjo una señal SERS fuerte, mientras que en ausencia de este ARN, no lo hizo. La baliza produjo señales SERS más débiles con un número creciente de mutaciones virales, lo que permitió a los investigadores detectar tan solo dos cambios de nucleótidos.Es importante destacar que las nanopartículas podrían ingresar a las células humanas en un plato y produjeron una señal SERS solo en aquellas células que expresan ARN de influenza A.
Ahora, Fabris y sus colegas están haciendo una versión del ensayo que produce una señal fluorescente, en lugar de una señal SERS, cuando se detecta el ARN viral. "SERS no es una tecnología clínicamente aprobada. Ahora está entrando en la clínica".Fabris señala: "Así que queríamos proporcionar a los médicos y virólogos un enfoque con el que estuvieran más familiarizados y tuvieran la tecnología para usar en este momento". En colaboración con virólogos y matemáticos de otras universidades, el equipo está desarrollando dispositivos de microfluidos, o "tecnologías de laboratorio en un chip ", para leer muchas muestras fluorescentes simultáneamente.
Debido a que SERS es más sensible, más barato, más rápido y más fácil de realizar que otros ensayos basados en fluorescencia o la reacción en cadena de la polimerasa con transcriptasa inversa conocida como RT-PCR, podría resultar ideal para detectar y estudiar virus en el futuro.Fabris ahora está colaborando con una empresa que fabrica un espectrómetro Raman portátil de bajo costo, que permitiría que el ensayo SERS se realizara fácilmente en el campo.
Fabris y su equipo también están trabajando en la identificación de regiones del genoma del SARS-CoV-2 para apuntar con las sondas SERS. "Estamos en el proceso de obtener fondos para trabajar en posibles diagnósticos del SARS-CoV-2 con el método SERS.que desarrollamos ", dice Fabris.
Un video nuevo sobre la investigación está disponible en http://www.acs.org/fall2020-outbreaks .
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Sociedad Química Estadounidense . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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