p Quando eles têm dois anos, a maioria das crianças teve vírus sincicial respiratório (VSR) e não apresentou sintomas piores do que um forte resfriado. Mas para algumas crianças, especialmente bebês prematuros e aqueles com problemas de saúde subjacentes, O RSV pode causar pneumonia e bronquite - o que pode exigir hospitalização e ter consequências a longo prazo. p Uma nova técnica para estudar a estrutura do vírion RSV e a atividade do RSV em células vivas pode ajudar os pesquisadores a desvendar os segredos do vírus, incluindo como ele entra nas células, como ele se replica, quantos genomas ele insere em seus hospedeiros - e talvez por que certas células pulmonares escapam da infecção relativamente ilesas. Isso poderia fornecer aos cientistas as informações de que precisam para desenvolver novos medicamentos antivirais e talvez até mesmo uma vacina para prevenir infecções graves por RSV.

p "Queremos desenvolver ferramentas que nos permitam descobrir como o vírus realmente funciona, "disse Philip Santangelo, professor associado do Departamento de Engenharia Biomédica Wallace H. Coulter da Georgia Tech and Emory University. "Nós realmente precisamos ser capazes de acompanhar a infecção em uma única célula viva sem afetar a forma como o vírus infecta seus hospedeiros, e esta tecnologia deve permitir-nos fazer isso. "

p A pesquisa foi apoiada pelo Instituto Nacional de Ciências Médicas Gerais dos Institutos Nacionais de Saúde e publicada online antes da impressão no jornal ACS Nano em 30 de dezembro, 2013. Embora RSV seja o primeiro alvo para o trabalho, os pesquisadores acreditam que a técnica de imagem que desenvolveram poderia ser usada para estudar outros vírus de RNA, incluindo influenza e Ebola.

p "Mostramos que podemos marcar o genoma usando nossas sondas, "explicou Santangelo." O que aprendemos com isso é que o genoma é incorporado ao vírion, e que as partículas de vírus criadas são infecciosas. Conseguimos caracterizar alguns aspectos da própria partícula do vírus em super-resolução, até 20 nanômetros, usando imagem de microscopia ótica estocástica direta (dSTORM). "

p RSV pode ser difícil de estudar. Por uma coisa, a partícula infecciosa pode assumir diferentes formas, variando de filamentos de 10 mícrons a esferas comuns. O vírus pode inserir mais de um genoma nas células hospedeiras e a orientação e estrutura do RNA são desordenadas, o que torna difícil caracterizar.

p A equipe de pesquisa, que incluiu cientistas da Vanderbilt University e da Emory University, usou uma tecnologia de sonda que se liga rapidamente ao RNA dentro das células. A sonda usa vários fluoróforos para indicar a presença do RNA viral, permitindo aos pesquisadores ver para onde vai nas células hospedeiras - e observar como as partículas infecciosas deixam as células para espalhar a infecção.

p "Ser capaz de ver o genoma e a progênie de RNA que vem do genoma com as sondas que usamos realmente nos dá muito mais informações sobre o ciclo de replicação, "Disse Santangelo." Isso nos dá muito mais informações sobre o que o vírus realmente está fazendo. Se pudermos visualizar a entrada, montagem e replicação do vírus, isso nos permitiria decidir o que ir atrás para combater o vírus. "

p A pesquisa dependia de um novo método para rotular vírus de RNA usando sondas de imagem de RNA tetravalente com múltiplas marcações (MTRIPS). As sondas consistem em uma combinação quimérica de oligonucleotídeos de DNA e RNA marcados internamente com fluoróforos complexados tetravelemente com neutravidina. A combinação quimérica foi usada para ajudar as sondas a escapar das defesas celulares.

p "Existem muitos sensores na célula que procuram por RNA estranho e DNA estranho, mas para o celular, esta sonda não se parece com nada, "Santangelo explicou." A célula não vê o ácido nucléico como estranho. "

p Introduzido nas células, as sondas se difundem rapidamente através de uma célula infectada com RSV e se ligam ao RNA do vírus. Apesar de amarrar firmemente, a sonda não afeta as atividades normais do vírus e permite que os pesquisadores acompanhem a atividade por dias usando técnicas de microscopia padrão. O MTRIPS pode ser usado para complementar outra tecnologia de sonda, como GFP e nanopartículas de ouro.

p O trabalho realizado pelo aluno de graduação Eric Alonas para concentrar o vírus foi fundamental para o projeto, Disse Santangelo. A concentração teve que ser feita sem afetar adversamente a infectividade do vírus, o que teria impactado sua capacidade de entrar nas células hospedeiras.

p "Demorou um pouco para obter as técnicas certas para concentrar o RSV, ", disse ele." Agora podemos fazer muitos vírus infecciosos que são rotulados e podem ser armazenados para que possamos usá-los quando quisermos. "

p Para estudar o progresso da infecção em células individuais, os pesquisadores enfrentaram outro desafio:as células vivas se movem, e segui-los complica a pesquisa. Para lidar com esse movimento, o laboratório de Thomas Barker - também no Departamento de Coulter - usou fibronectina micro-padronizada em vidro para criar "ilhas" de 50 mícrons que continham as células durante o estudo.

p Entre os mistérios que os pesquisadores gostariam de resolver está por que certas células pulmonares estão gravemente infectadas - enquanto outras parecem escapar dos efeitos nocivos.

p "Se você olhar para um campo de células, você vê grandes diferenças de célula para célula, e isso é algo que não é compreendido de forma alguma, "Disse Santangelo." Se pudermos descobrir por que algumas células estão explodindo com o vírus e outras não, talvez possamos descobrir uma maneira de ajudar os maus a se parecerem mais com os bons. "

p Além dos já mencionados, a equipe de pesquisa incluiu James Crowe, professor de pediatria na Vanderbilt University; Elizabeth Wright, professor assistente na Escola de Medicina da Emory University; Daryll Vanover, Jeenah Jung, Chiara Zurla, Jonathan Kirschman, Vincent Fiore, e Alison Douglas, do Departamento de Engenharia Biomédica Wallace H. Coulter da Georgia Tech and Emory University; Aaron Lifland e Manasa Gudheti da Vutara Inc. em Salt Lake City, e Hong Yi, da Escola de Medicina da Emory University.

p Um dos desafios de estudar o RSV é manter sua atividade no ambiente de laboratório - um problema que pais de crianças pequenas não compartilham.

p “Quando você lida com este vírus no laboratório, você tem que sempre ter cuidado para não perder a infectividade, "Santangelo observou." Mas se você pegar uma sala cheia de crianças que não foram infectadas e deixar uma criança infectada entrar, 15 minutos depois, todas as crianças estarão infectadas. "