Neue Imaging-Technologie, die das geheime Leben von Viren in Zellen sichtbar machen soll

Eine der Herausforderungen, die geheimen Leben von winzigen biologischen Agenzien - wie Viren in lebenden Zellen - zu entschlüsseln, ist, wie man nahe kommt, ohne deren Struktur und Verhalten zu stören.

Mit einem High-End-Imaging hat ein Team aus den USA einen Weg gefunden, das Respiratory-Syncytial-Virus (RSV) und seine Aktivität in lebenden Zellen zu markieren und zu untersuchen. Dies könnte eine allgemeine Methode sein, um die Geheimnisse vieler wichtiger RNA-Viren zu entschlüsseln.

Mit dem neuen Ansatz, Philip Santangelo - Associate Professor an Wallace H. Coulter Abteilung für Biomedizinische Technik an der Georgia Tech und Emory University - und Kollegen sagen, Wissenschaftler könnten untersuchen, wie das RSV-Virion oder infektiösen Virus Partikel in Zellen, wie es repliziert, wie viele Genome Es fügt in seine Wirte ein und entdeckt vielleicht, warum einige Arten von Lungenzellen es schaffen, Infektionen zu vermeiden.

In einer aktuellen Ausgabe der Zeitschrift ACS NanoSie schreiben darüber, wie sie die neue Bildgebungstechnik - die multiplikativ markierte tetravalente RNA-Bildgebungssonden (MTRIPS) und die direkte stochastische optische Rekonstruktionsmikroskopie (dSTORM) - nutzen, um die Lebensdauer von RSV in lebenden Zellen zu untersuchen.

Prof. Santangelo sagt:

"Wir wollen Werkzeuge entwickeln, mit denen wir herausfinden können, wie der Virus wirklich funktioniert. Wir müssen wirklich in der Lage sein, der Infektion in einer einzigen lebenden Zelle zu folgen, ohne zu beeinflussen, wie der Virus seine Wirte infiziert. Diese Technologie sollte es uns ermöglichen." TU das."

Wissenschaftler, die einen solchen Ansatz verwenden, könnten wichtige Informationen für die Entwicklung neuer antiviraler Medikamente und Impfstoffe gegen schwere RSV-Infektionen liefern.

Eine Infektion mit RSV kann schwerwiegend sein

RSV verursacht Infektionen der Lunge und der Atemwege. Das Virus ist so häufig, dass die meisten Kinder im Alter von 2 Jahren es hatten.

Bei Erwachsenen und älteren, gesunden Kindern verursacht RSV milde Symptome, ähnlich einer Erkältung, und Selbstbehandlung reicht meist aus, um sie zu lindern.

Eine RSV-Infektion kann jedoch bei Frühgeborenen und Säuglingen, die bereits krank sind, sowie bei Erwachsenen mit geschwächtem Immunsystem oder älteren Menschen mit Herz- und Lungenerkrankungen schwerwiegend sein. In diesen Fällen kann es zu Lungenentzündung und Bronchitis kommen, die stationär behandelt werden müssen und zu langfristigen Folgen führen.

RSV ist ein rutschiger Charakter zum Lernen

Der RSV stellt Wissenschaftler vor große Herausforderungen. Zum einen nimmt es viele Formen an, von 10 Mikrometer-Filamenten bis hin zu gewöhnlichen Kugeln. Es kann mehr als ein Genom in die Wirtszelle einfügen, und seine Struktur und Orientierung ist ungeordnet, was es schwierig macht, es zu charakterisieren.

Die Sonden-Technologie, die das Team verwendet hat, MTRIPS, bindet schnell an RNA innerhalb von Zellen. Die Sonde verwendet mehrere fluoreszierende Chemikalien, um das Vorhandensein der viralen RNA zu zeigen. Dies ermöglichte dem Team zu sehen, wohin es in Wirtszellen gelangt, und infektiöse Partikel zu beobachten, die die Zellen zur Verbreitung von Infektionen verlassen.

Prof. Santangelo fügt hinzu:

"Die Möglichkeit, das Genom und die Nachkommen-RNA zu sehen, die aus dem Genom mit den Sonden kommt, die wir verwenden, gibt uns wirklich viel mehr Einblick in den Replikationszyklus.

Dies gibt uns viel mehr Informationen darüber, was der Virus wirklich macht. Wenn wir den Eintritt, die Zusammensetzung und die Replikation des Virus visualisieren können, könnten wir entscheiden, was wir tun müssen, um das Virus zu bekämpfen. "

Enthüllen Geheimnisse anderer RNA-Viren

Obwohl das RSV ihr erstes Ziel sein wird, glaubt das Team, dass ihre Bildgebungstechnik verwendet werden könnte, um die Leben anderer RNA-Viren wie Influenza und Ebola zu untersuchen.

Sie hoffen auch, dass die Technik dazu beitragen wird, ein weiteres Rätsel zu lösen: warum bestimmte Lungenzellen ernsthaft mit RSV infiziert werden, während andere scheinbar unversehrt davonkommen.

Prof. Santangelo sagt, wenn man sich ein Zellfeld anschaut, sieht man große Unterschiede von Zelle zu Zelle. Sie konnten das überhaupt nicht verstehen:

"Wenn wir herausfinden können, warum einige Zellen mit dem Virus explodieren, während andere nicht, können wir vielleicht einen Weg finden, wie die schlechten besser den guten aussehen können."

Mittel aus dem National Institute of General Medical Sciences der National Institutes of Health halfen, die Studie zu finanzieren.

In einer Studie, die kürzlich in der Proceedings der Nationalen Akademie der Wissenschaften, ein anderes Team von US-Forschern festgestellt, dass Hunde in der Heimat vor Infektionen schützen können, einschließlich RSV.