p Pela primeira vez, os cientistas sabem o que acontece com a forma de um vírus quando invade uma célula hospedeira, graças a um experimento realizado por pesquisadores da Penn State College of Medicine e da University of Pittsburgh School of Medicine. Compreender como a forma do vírus muda pode levar a terapias antivirais mais eficazes. p O experimento foi projetado para investigar como a casca da proteína de um vírus - seu capsídeo - muda enquanto ele se prepara para injetar seu material genético em uma célula. Essas partículas virais alteradas são conhecidas como partículas A, ou intermediários de entrada de vírus.

p Em experimentos anteriores, a exposição de um vírus a calor extremo ou proteínas fazia com que a forma de todo o capsídeo mudasse. Essas foram as simulações observáveis ​​mais próximas de um vírus invadindo uma célula que havia sido inventada na época.

p "Usando esses truques de laboratório, meu laboratório e os de outros pesquisadores foram capazes de criar estruturas de alta resolução das partículas virais alteradas, mas todos esses truques estavam acionando o capsídeo de todas as direções, "disse Susan Hafenstein, professor assistente de medicina e microbiologia e imunologia, Penn State College of Medicine.

p Hafenstein levantou a hipótese de que, em uma simulação mais realista, apenas a parte do vírus que interagia com os receptores na célula mudaria de forma.

p No novo experimento, Hafenstein e seus co-pesquisadores simularam a superfície de uma célula usando membranas simuladas chamadas nanodiscs. Eles inseriram moléculas de proteína em receptores de células humanas que permitem que sinais externos entrem na célula - nos nanodiscos, a primeira vez que isso foi feito para capturar um capsídeo de vírus. Os resultados foram relatados em uma edição recente da revista. Avanços da Ciência .

p "Este receptor em particular tem uma longa cauda que se enterra na membrana celular, "Hafenstein explicou." Em nosso experimento, enterrou sua cauda no nanodisco, dando-nos uma membrana simulada exibindo o receptor apropriado para se ligar ao vírus. "

p Os pesquisadores então adicionaram capsídeos do vírus às membranas receptoras e observaram as mudanças resultantes no capsídeo usando uma técnica de imagem chamada microscopia crioeletrônica.

p Quando as milhares de imagens 2D que eles tiraram foram remontadas em um capsídeo 3D - um processo muito parecido com uma tomografia computadorizada - eles descobriram que as mudanças de forma observadas anteriormente aconteciam apenas onde os receptores se ligavam ao vírus.

p "Nosso trabalho mostra que um poro se abre apenas naquele ponto de interação com a célula hospedeira, "Hafenstein disse." E é isso que vai configurar o capsídeo para liberar o material genético na célula. Acreditamos ter capturado o primeiro capsídeo do vírus fisiologicamente preciso preparado para entrar no hospedeiro. Todos os que estudamos anteriormente mostraram mudanças ocorrendo em todo o capsídeo. "

p Um recente avanço na microscopia crioeletrônica - detecção direta de elétrons - tornou a observação possível.

p "Esta forma de tirar fotos nos permitiu tirar imagens realmente rápidas que podem ser corrigidas em dados perfeitos, "Hafenstein disse." Agora podemos obter resolução atômica usando cryoEM. "

p Os pesquisadores usaram um vírus chamado coxsackievirus B3 (CVB3) em seu experimento. CVB3 é um tipo de picornavírus, uma família de pequenos vírus RNA mutantes que causam doenças que vão desde o resfriado comum até a pancreatite e a poliomielite.

p Os vírus de RNA - um grupo que também inclui o HIV - mudam toda vez que se replicam. Esses vírus altamente mutantes podem escapar dos medicamentos antivirais.

p O objetivo final é entender as complexidades nas etapas do ciclo de vida do vírus, como a forma como o vírus entra na célula hospedeira, e direcionar antivirais para essas etapas específicas, Hafenstein disse. "Então, se o vírus sofrer mutação para escapar da droga, ele também perderá a capacidade de entrar na célula. "

p Próximo, O grupo de Hafenstein planeja usar um nanodisco maior para capturar o processo do vírus interagindo com a membrana simulada.

p "Como os nanodiscos neste conjunto de experimentos eram tão pequenos, não estamos obtendo a melhor imagem da interação, e esse é um lugar para melhorar, "ela disse. Este, ela espera, revelará "a etapa mais importante - descobrir o que desencadeia a liberação do RNA na célula".