p Minúsculo e rápido, os vírus são difíceis de capturar em vídeo. Agora, pesquisadores da Universidade de Princeton conseguiram uma visão sem precedentes de uma partícula semelhante a um vírus enquanto ela tenta invadir e infectar uma célula. A técnica que desenvolveram pode ajudar os cientistas a aprender mais sobre como entregar medicamentos por meio de nanopartículas - que têm quase o mesmo tamanho que os vírus - e também como prevenir a ocorrência de infecções virais. p O vídeo revela uma partícula semelhante a um vírus voando em um movimento rápido, maneira errática até encontrar uma célula, salta e desliza ao longo da superfície, e levanta de novo ou, em muito menos tempo do que leva para piscar, desliza para o interior da célula. O trabalho foi publicado em Nature Nanotechnology .

p "O desafio na imagem desses eventos é que os vírus e nanopartículas são pequenos e rápidos, enquanto as células são relativamente grandes e imóveis, "disse Kevin Welsher, pesquisador de pós-doutorado no Departamento de Química de Princeton e primeiro autor do estudo. "Isso tornou muito difícil capturar essas interações."

p O problema pode ser comparado a filmar um beija-flor enquanto ele vagueia por um vasto jardim, disse Haw Yang, professor associado de química e conselheiro de Welsher. Foque a câmera no beija-flor que se move rapidamente, e o fundo ficará desfocado. Concentre-se no fundo, e o pássaro ficará borrado.

p Os pesquisadores resolveram o problema usando duas câmeras, um que travou na nanopartícula semelhante a um vírus e o seguiu fielmente, e outra que filmou a célula e o ambiente circundante.

p A junção das duas imagens produziu um nível de detalhe sobre o movimento das partículas nanométricas que nunca antes foi alcançado, Yang disse. Antes deste trabalho, ele disse, a única maneira de ver pequenos objetos com uma resolução semelhante era usar uma técnica chamada microscopia eletrônica, que requer matar a célula.

p "O que Kevin fez de realmente diferente é que ele pode capturar uma visão tridimensional de uma partícula do tamanho de um vírus atacando uma célula viva, enquanto a microscopia eletrônica está em duas dimensões e em células mortas, "Yang disse." Isso nos dá um nível de compreensão completamente novo. "

p Além de simplesmente ver as travessuras da partícula, os pesquisadores podem usar a técnica para mapear os contornos da superfície celular, que é acidentado com proteínas que sobem da superfície. Ao seguir o movimento da partícula ao longo da superfície da célula, os pesquisadores foram capazes de mapear as saliências, assim como uma pessoa cega pode usar os dedos para construir uma imagem do rosto de uma pessoa.

p "Seguir o movimento da partícula nos permitiu traçar estruturas muito finas com uma precisão de cerca de 10 nanômetros, que normalmente só está disponível com um microscópio eletrônico, "Welsher disse. (Um nanômetro é um bilionésimo de um metro e cerca de 1000 vezes menor que a largura de um cabelo humano.) Ele acrescentou que medir as mudanças na velocidade da partícula permitiu aos pesquisadores inferir a viscosidade do ambiente extracelular apenas acima da superfície da célula.

p A tecnologia tem benefícios potenciais tanto para a descoberta de medicamentos quanto para a descoberta científica básica, Yang disse. "Acreditamos que isso terá impacto no estudo de como as nanopartículas podem entregar medicamentos às células, potencialmente levando a algumas novas linhas de defesa em terapias antivirais, "disse ele." Para pesquisa básica, há uma série de questões que agora podem ser exploradas, such as how a cell surface receptor interacts with a viral particle or with a drug."

p Welsher added that such basic research could lead to new strategies for keeping viruses from entering cells in the first place.

p "If we understand what is happening to the virus before it gets to your cells, " said Welsher, "then we can think about ways to prevent infection altogether. It is like deflecting missiles before they get there rather than trying to control the damage once you've been hit."

p To create the virus-like particle, the researchers coated a miniscule polystyrene ball with quantum dots, which are semiconductor bits that emit light and allow the camera to find the particle. Próximo, the particle was studded with protein segments known as Tat peptides, derived from the HIV-1 virus, which help the particle find the cell. The width of the final particle was about 100 nanometers.

p The researchers then let loose the particles into a dish containing skin cells known as fibroblasts. One camera followed the particle while a second imaging system took pictures of the cell using a technique called laser scanning microscopy, which involves taking multiple images, each in a slightly different focal plane, and combining them to make a three-dimensional picture.