Ricercatori dell'Università di Leeds hanno rivelato per la prima volta la struttura di un virus che colpisce i pazienti sottoposti a trapianto di rene e midollo osseo con livelli di dettaglio quasi atomici.

Queste informazioni dettagliate servono come visualizzazione strutturale a livello molecolare, consentendo agli scienziati di studiare diversi potenziali bersagli per terapie o farmaci antivirali.

Per creare un farmaco in grado di colpire i virus, i ricercatori devono sapere che aspetto ha il virus. Con questa conoscenza, possono indirizzare i composti chimici su di esso in modo tale da legarsi con esso in modo preciso, impedendo al virus di funzionare. Più dettagliata è la struttura con cui devono lavorare, più precisione possono applicare.

Il team di ricerca dell'Astbury Center for Structural Molecular Biology dell'Università si è concentrato sul poliomavirus infettivo BK (BKV), utilizzando i due microscopi crioelettronici del centro per sviluppare l'imaging incredibilmente dettagliato richiesto.

Un documento di ricerca che annuncia le nuove strutture è stato pubblicato sulla rivista Struttura . Il livello di dettaglio nell'immagine consente agli scienziati di vedere le caratteristiche del virus con una larghezza di circa 3 Ångströms. Un Ångström è equivalente a un decimiliardesimo di metro o 0,1 nanometri. La struttura è così piccola che non può essere vista ad occhio nudo.

Dan Hurdiss, ricercatore PhD dell'Astbury Center, autore principale dell'articolo, ha dichiarato:"Le nostre strutture forniscono l'immagine più chiara fino ad oggi della particella del virus infettivo. Queste informazioni dettagliate servono come una tabella di marcia strutturale, permettendoci di visualizzare diversi potenziali bersagli per le terapie antivirali.

"Questi possono includere farmaci che bloccano l'ingresso di BKV nelle nostre cellule o che impediscono il corretto assemblaggio della particella virale. Andando avanti, queste strutture possono anche essere utilizzate per identificare come gli anticorpi di pazienti con altre malattie riconoscono la particella del virus BKV e quindi aiutano nello sviluppo di un vaccino".

Circa l'80% della popolazione adulta mondiale è infettata da BKV, ma il virus raramente causa malattie nelle persone con un sistema immunitario sano. Però, negli individui immunocompromessi, BKV può "riattivarsi" e causare gravi malattie.

Due di questi esempi di malattie associate a BKV sono la nefropatia associata a poliomavirus (PVAN) e la cistite emorragica (HC) che colpiscono rispettivamente i riceventi di trapianto di rene e midollo osseo.

Circa il 10% delle persone che ricevono un trapianto di rene soffrirà di PVAN e fino al 90% di queste subirà il rigetto degli organi trapiantati. Attualmente, ci sono opzioni di trattamento limitate disponibili per le persone che soffrono di malattie associate a BKV.

Le nuove strutture daranno speranza ai sofferenti, offrendo agli scienziati uno strumento di ricerca di migliore qualità con cui lavorare.

Le strutture sono state create utilizzando il metodo della microscopia crioelettronica, congelando particelle infettive di BKV e scattando migliaia di immagini utilizzando i microscopi. Queste immagini bidimensionali sono state poi combinate computazionalmente per produrre un'immagine ad alta risoluzione, visione tridimensionale del virus.

Professor Neil Ranson, Direttore della crio-microscopia elettronica presso l'Università di Leeds, ha dichiarato:"La microscopia crioelettronica esiste da 30 anni ed è stata incredibilmente utile, ma fino a poco tempo fa la tecnologia non era in grado di esaminare regolarmente le molecole al livello di dettaglio necessario.

"Senza quel dettaglio, gli scienziati a volte hanno faticato a capire la struttura delle molecole biologiche e come funzionano, soprattutto quando sono nel loro normale posto di lavoro:all'interno delle nostre cellule.

"Però, i microscopi Titan Krios che abbiamo installato a Leeds sono assolutamente all'avanguardia, e significa che queste limitazioni sono state infrante. I ricercatori e gli utenti del settore che lavorano con noi possono ora visualizzare molecole biologiche con una risoluzione incredibile. In modo cruciale, saremo anche in grado di vedere come queste molecole interagiscono tra loro".