Microscopie et solutions de préparation d'échantillons pour la virologie

L’étude des tissus et des cellules infectées par des virus pour comprendre les mécanismes infectieux et mettre au point des traitements pour les maladies présente des implications majeures pour la santé humaine. Les solutions Leica pour l’imagerie et la préparation d’échantillons vous aident à étudier l’apparition et la fusion des virus, l’intégration du génome, la réplication virale, l’assemblage et l’émergence des virus. Les données tirées de l’analyse d’échantillons bien préparés jouent également un rôle crucial dans l’étude des mécanismes cellulaires et des réponses immunitaires connexes. Le but ultime vise à développer des stratégies d’intervention.

Les virus sont étudiés depuis la biopsie jusqu’au niveau du virion unique. Parmi les virus les plus couramment étudiés figurent la grippe, les coronavirus (SRAS-CoV-2 causant la COVID-19, etc.), l’herpès, l’hépatite, la dengue, le zika, le VIH, la rage et le virus Ebola, mais il en existe beaucoup d’autres.

Les experts de Leica vous aideront à déterminer les bonnes solutions pour vos recherches sur la virologie.

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Nos experts en solutions d’imagerie et de préparation d’échantillons dans le domaine de la virologie seront ravis de trouver la solution la mieux adaptée à vos besoins.

Côté hôte du processus d’infection virale

Pour la recherche virologique, des organismes modèles sont parfois utilisés, mais ils n’imitent guère la morphologie de l’hôte humain. Les chercheurs s’appuient donc plus souvent sur des études de tissus humains, de biopsies ou de cultures cellulaires.

Les modèles d’infection ex vivo peuvent être générés à partir de tissus, de biopsies ou de modèles animaux. Ces modèles peuvent être étudiés à l’aide de stéréomicroscopes Leica.

Les cultures cellulaires, les sphéroïdes et les organoïdes peuvent être suivis grâce aux microscopes Leica à grand champ (composés).

Des recherches approfondies sur des modèles de contamination, des cultures cellulaires en 2D ou 3D, sont réalisées à l’aide de microscopes à fluorescence Leica plus sophistiqués, tels que les imageurs THUNDER.

Une analyse génétique plus fiable en aval peut être effectuée avec la microdissection laser de Leica Microsystems qui isole des cellules spécifiques des tissus environnants.

Des exemples d’applications cocernant les virus menées avec les solutions Leica sont présentés dans cette note d’application : Microscopie en virologie.

Cycle de réplication d’un virus dans une cellule hôte. Il commence par la liaison avec un récepteur à la surface de la cellule. Après l’absorption, le contenu viral est libéré dans la cellule. L’ARN (virus à ARN) peut être traduit directement en protéines, tandis que l’ADN (virus à ADN) doit d’abord être transcrit. De plus, le génome viral est répliqué dans le noyau ou dans ce que l’on appelle les usines à virus. Ensuite, les composants viraux sont assemblés pour construire des virions intacts. Ceux-ci quittent finalement la cellule soit par exocytose, en bourgeonnant à travers la membrane plasmique, soit par lyse.

Image illustrating doubled-labelled HIV pseudovirus particles decorated with JRFL Env (HIV-1JRFL) losing DiD signal (red) and maintaining immobile eGFP signal (green) when attempting fusion in 2-deoxyglucose (2-DG) treated TZM-bl cells, suggesting arrest at hemifusion. Diagram illustrating the concept of single-particle tracking with double-labelled virions with DiD and eGFP-gag. Image recorded with a SP8 X SMD confocal microscope. — Image illustrant des particules de pseudo-virus du VIH avec un double marquage, décorées de JRFL Env (HIV-1JRFL) perdant le signal DiD (rouge) et maintenant le signal eGFP immobile (vert) lors d'une tentative de fusion dans des cellules TZM-bl traitées au 2-désoxyglucose (2-DG), suggérant un arrêt à l'hémifusion. Diagramme illustrant le concept de suivi de particules uniques avec des virions doublement marqués au DiD et à l’eGFP-gag. Image enregistrée avec un microscope confocal SP8 X SMD.

Imagerie en fluorescence haute résolution pour la recherche en virologie

La microscopie en haute résolution constitue un atout majeur pour l’étude des maladies infectieuses, car elle permet de suivre les virus ou les agents pathogènes responsables. Combinée au marquage en fluorescence des composants cellulaires ou viraux, elle permet d'explorer les multiples aspects des processus infectieux.

Ainsi, la microscopie confocale à balayage laser et la microscopie par fluorescence à réflexion interne totale (TIRF) pour une super-résolution constituent des instruments de premier choix pour la recherche virale.

Les techniques de microscopie avancées, telles que la microscopie multiphotonique et à feuille de lumière, peuvent vous donner accès à des événements infectieux se produisant dans différents contextes, tels que des coupes de tissus, des modèles animaux et des modèles d’infection en 3D comme les organoïdes.

Les microscopes Leica qui vous offrent des avantages pour l’étude d'échantillons 3D concernant la recherche sur la virologie comprennent la plateforme confocale STELLARIS et les solutions TIRF.

Image et diagramme adaptés de Coomer et al. PLOS Pathogen (2020) 16(2) : e1008359, DOI: 10.1371/journal.ppat.1008359

Ultrastructure des virus

Pour évaluer l’ultrastructure des virus, il faut une résolution proche de 1 nm. Actuellement, cette résolution ne peut être obtenue qu’avec la microscopie électronique. La cryomicroscopie électronique peut même atteindre une résolution inférieure au nanomètre.

La résolution ultrastructurale vous permet de voir réellement l’interaction entre l’hôte et le virus à l’échelle nanométrique, ainsi que de confirmer les résultats de différentes technologies analytiques et d’identifier les sites cibles potentiels des médicaments. En outre, les ligands ou les petites molécules des récepteurs de surface cellulaire ciblés lors des interactions entre les particules virales sont essentiels à la conception guidée par la structure des vaccins et des inhibiteurs d’entrée virale.

Pour la cryomicroscopie électronique et la microscopie conventionnelle, la préparation de l’échantillon est cruciale. Elle nécessite un équipement et une expertise spécifiques que Leica Microsystems vous propose grâce à un vaste portefeuille de préparation d’échantillons pour la ME et aux conseils éclairés de Leica.

Cryo-electron micrograph of subviral particles of a common cold virus bound to liposomes. Courtesy of Mohit Kumar and Dieter Blaas, MFPL, Vienna (Austria) — Micrographie cryoélectronique de particules subvirales d’un virus du rhume commun liées à des liposomes. Avec l'aimable autorisation de Mohit Kumar et Dieter Blaas, MFPL, Vienne (Autriche).

Produits associés

Leica Microsystems vous propose une variété de solutions d’imagerie et de préparation d’échantillons. Elles comprennent des microscopes à grand champ (stéréo et composé) avec fluorescence et fond clair, des microscopes confocaux et TIRF (fluorescence par réflexion interne totale) permettant d’obtenir une super-résolution, des systèmes CLEM (microscopie corrélative optique et électronique), des systèmes de microdissection laser et de préparation d’échantillons de microscopie électronique.