Soluciones con imágenes y preparación de muestras para investigación de virus

El estudio de tejidos y células infectados por virus para comprender los mecanismos de la infección y desarrollar tratamientos para la enfermedad supone implicaciones de gran relevancia para la salud humana. Las soluciones de Leica para la preparación de imágenes y muestras le ayudan con la investigación de la entrada y la fusión viral, la integración del genoma, la replicación viral, el ensamblaje viral y el nacimiento de virus. Los datos del análisis de muestras bien preparadas también son importantes para estudiar los mecanismos celulares relacionados y la respuesta inmunitaria. El objetivo final es la creación de estrategias de intervención.

Los virus se estudian desde la biopsia hasta el nivel de un único virión. Algunos de los virus más comunes estudiados son la gripe, los coronavirus (SARS-CoV-2, que provoca la COVID-19, etc.), el herpes, la hepatitis, el dengue, el zika, el VIH y el ébola, pero existen muchos otros.

Los expertos de Leica están para ayudarle a encontrar la solución adecuada para su investigación de virus.

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Nuestros expertos en soluciones en imagen y preparación de muestras de aplicación virológica estarán encantados de ayudarle a encontrar la solución a sus necesidades.

Proceso de infección del virus desde el punto de vista del huésped

Aunque a veces se utilizan organismos como modelo para la investigación de virus, no se imita bien la morfología del huésped humano. Por ello, los investigadores suelen basarse más a menudo en tejido humano, biopsias o estudios de cultivos de células.

Los modelos de infección ex vivo pueden generarse a partir de tejido, biopsias o modelos animales. Estos modelos pueden investigarse con la ayuda de los microscopios estereoscópicos Leica.

Los cultivos celulares, los esferoides y los organoides pueden controlarse con la ayuda de losmicroscopios de campo amplio (combinado).

El inicio de nuevas investigaciones de modelos de infección y cultivos de células en 2D o 3D con microscopios fluorescentes más sofisticados de Leica, como los generadores de imágenes THUNDER.

Puede llevarse a cabo un análisis genético más fiable con microdisección láser de Leica Microsystems, que aísla células específicas del tejido que las rodea.

En esta nota de aplicación (Microscopy in Virology) aparecen ejemplos de aplicaciones de virus estudiadas con soluciones de Leica..

El ciclo de replicación de un virus en una célula huésped. Comienza con la vinculación al receptor en la superficie de la célula. Después de su penetración, el contenido vírico se libera en la célula. Los virus ARN pueden traducirse directamente en proteínas, mientras que los virus ADN deben transcribirse primero. Además, el genoma viral se replica en el núcleo o en las llamadas factorías del virus. Después, los componentes víricos se unen para crear viriones intactos. Estos finalmente abandonan la célula o bien por exocitosis, surgiendo a través de la membrana plasmática, o por lisis.

Imagen que ilustra las partículas de pseudovirus de doble cadena de VIH con JRFL Env (HIV-1JRFL) perdiendo señal DiD (roja) y manteniendo inmóvil la señal eGFP (verde) al intentar la fusión con células TZM-bI tratadas con 2-desoxiglucosa (2-DG) , lo que sugiere la detención en la hemifusión. Diagrama que ilustra el concepto de seguimiento de partículas únicas con viriones de doble cadena con DiD y eGFP. Imagen grabada con un microscopio confocal SP8 X SMD. Imagen y diagrama adaptados de Coomer et al. PLOS Pathogen (2020) 16(2): e1008359, DOI: 10.1371/journal.ppat.1008359.

Imagen de alta resolución fluorescente para investigación de virus

El microscopio de alta resolución es una ventaja para estudios de enfermedades infecciosas, ya que le permite rastrear virus o patógenos causantes de enfermedades. Al poder marcar de fluorescente componentes celulares o componentes vitales, le permite probar múltiples aspectos de procesos infecciosos.

De este modo, tanto la microscopía de barrido láser confocal como la microscopía de fluorescencia de reflexión interna total (TIRF) de gran resolución son los instrumentos preferidos para la investigación de virus.

Las técnicas microscópicas avanzadas, como el microscopio de multifotón y de hoja de luz pueden darle acceso a eventos de infección que tienen lugar en diferentes contextos, como secciones de tejido, modelos de animales y modelos de infección 3D como organoides.

Los microscopios Leica le ofrecen ventajas para el estudio de muestras en 3D relativas a la investigación de virus que incluyen la plataforma confocal STELLARIS y soluciones TIRF.

Imagen y diagrama adaptados de Coomer et al. PLOS Pathogen (2020) 16(2): e1008359, DOI: 10.1371/journal.ppat.1008359

Ultraestructura de los virus

Para la evaluación de la ultraestructura de los virus, necesita una resolución cercana a 1 nm. Por el momento, esta resolución solo puede conseguirse por medio de un microscopio de electrones. Cryo EM puede conseguir incluso una resolución de subnanómetro.

La resolución ultraestructural le permite ver realmente la interacción entre el huésped y el virus a nanoescala, así como confirmar los resultados de diferentes tecnologías analíticas e identificar objetivos de medicamentos potenciales. Además, los ligandos o pequeñas moléculas de receptores de superficie celular que son afectadas por las interacciones de partículas virales son clave para el diseño guiado de vacunas e inhibidores de entrada víricos.

Para EM convencionales y cryo EM, la preparación de muestras es crucial. Requiere equipo especial y la experiencia que le ofrece Leica Microsystems a través de una amplia cartera para la preparación de muestras EM, así como el asesoramiento de expertos de Leica.

Micrografo criolectrónico de partículas subvíricas de un virus común frío vinculado a liposomas. Por cortesía de Mohit Kumar y Dieter Blaas, MFPL, Viena. Austria.

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Leica Microsystems le ofrece una amplia variedad de soluciones para imagen y de preparación muestras. Incluyen microscopios de campo amplio (estéreo y combinado) con fluorescencia y campo claro, confocal y microscopios TIRF (fluorescencia de reflexión total interna) que alcanzan una gran resolución, CLEM (microscopía correlativa de luz de electrones), microdisección láser y sistemas de preparación de muestras de microscopía electrónica.