La cosa divertente del virus che causa la varicella è che nessuno sa con certezza come esso o molti dei suoi cugini herpesvirus invadano e infettino le cellule. È un po' un problema:senza questa conoscenza, è stato difficile trovare modi migliori per curare e prevenire non solo la varicella, ma altre malattie causate da virus strettamente correlati, come il citomegalovirus, Virus di Epstein-Barr e fuoco di Sant'Antonio - una condizione dolorosa correlata alla varicella.

Ora, I virologi di Stanford stanno lavorando con gli scienziati presso la nuova struttura di microscopia Cryo-Electron di Stanford-SLAC per dare un nuovo sguardo a come gli herpesvirus infettano le cellule. Con il supporto di una sovvenzione seme di Stanford Bio-X, stanno scattando alcune delle immagini più dettagliate mai viste delle proteine ​​sulla superficie del virus della varicella, noto anche come virus varicella-zoster. Queste immagini potrebbero presto rivelare indizi su come bloccare le infezioni da herpesvirus, ha detto Stefan Oliver, un ricercatore senior nel laboratorio di Ann Arvin, il Lucile Salter Packard Professore di Pediatria e professore di microbiologia e immunologia.

"Stiamo usando la tecnologia cryo-EM per guardare il quadro più ampio in modo abbastanza letterale, " ha detto Oliviero.

La chiave delle nuove immagini, Oliver ha detto, è una tecnologia relativamente nuova chiamata microscopia elettronica criogenica, o crio-EM. Nel passato, se i ricercatori volessero studiare come un virus usa le proteine ​​sulla sua superficie per infettare le cellule, prima produrrebbero forme accorciate di proteine ​​virali e le cristallizzerebbero. Disperdendo i raggi X da quel cristallo, i team potrebbero dedurre la struttura della proteina, che potrebbe fornire informazioni su come funziona.

Il problema, Arvin ha detto, è che la forma cristallizzata non ha necessariamente la stessa forma di una proteina che esiste su un virus o quando è prodotta in cellule infette. Cosa c'è di più, La cristallografia a raggi X non può rivelare come cambiano le forme di quelle proteine ​​mentre si insinuano nelle cellule, perché cattura la proteina solo in uno stato.

Cryo-EM risolve questi problemi, ha detto il collaboratore di Arvin e Oliver Wah Chiu, un professore di scienza dei fotoni, di bioingegneria e di microbiologia e immunologia. Congelando i virus a temperature di centinaia di gradi sotto lo zero, fermando essenzialmente il loro movimento pur conservando la loro struttura, i ricercatori possono utilizzare i microscopi elettronici per fotografare i virus e le loro proteine. È un processo ad alta intensità di dati:il laboratorio cryo-EM lavora a stretto contatto con l'High Performance Research Computing Center dello SLAC, ma il risultato finale sono immagini con dettagli a livello atomico, qualcosa che non è possibile in nessun altro modo.

Finora, Oliviero, Arvin e Chiu hanno iniziato a raccogliere immagini del virus varicella-zoster e di una proteina che aiuta il virus a entrare nelle cellule, glicoproteina B, insieme ad un anticorpo alla proteina. Quelle immagini hanno rivelato dove l'anticorpo si lega alla proteina, informazioni che potrebbero aiutare altri ricercatori a progettare molecole per interferire con l'infezione. Il prossimo passo, Chiu ha detto, è fotografare il virus insieme a cellule reali, che consentirebbe al team di vedere il virus varicella-zoster e le sue proteine ​​nelle varie fasi dell'infezione.

Con queste informazioni in mano, Arvin ha detto, "abbiamo un'idea molto migliore di come interferire con il processo di infezione". Giù la linea, questa conoscenza potrebbe portare a nuovi modi per prevenire la varicella nei bambini che non possono ottenere il vaccino standard e trattamenti migliori per l'herpes zoster e i suoi effetti collaterali. Potrebbe anche preparare il terreno per una migliore comprensione di altre infezioni da herpesvirus, ha detto Arvin.