(PhysOrg.com) -- I ricercatori del National Institute of Standards and Technology e del Weill Cornell Medical College hanno progettato "protocelle" artificiali che possono attirare, intrappolare e inattivare una classe di virus umani mortali:pensa alle esche con i denti. La tecnica offre un nuovo strumento di ricerca che può essere utilizzato per studiare in dettaglio il meccanismo con cui i virus attaccano le cellule, e potrebbe persino diventare la base per una nuova classe di farmaci antivirali.
Un nuovo documento* descrive in dettaglio come le nuove cellule artificiali abbiano raggiunto un tasso di successo vicino al 100% nella disattivazione degli analoghi sperimentali dei virus Nipah e Hendra, due henipavirus emergenti che possono causare encefalite fatale (infiammazione del cervello) nell'uomo.
"Spesso le chiamiamo protocelle di vasetti di miele, " dice lo scienziato dei materiali del NIST David LaVan, "Il richiamo, l'esca irresistibilmente dolce che puoi usare per catturare qualcosa."
Henipavirus, LaVan spiega, appartengono a un'ampia classe di agenti patogeni umani, altri esempi includono la parainfluenza, virus respiratorio sinciziale, parotite e morbillo, chiamati virus con involucro perché sono circondati da una membrana lipidica a due strati simile a quella che racchiude le cellule animali. Una coppia di proteine incorporate in questa membrana agiscono di concerto per infettare le cellule ospiti. Uno, la cosiddetta proteina "G", funge da osservatore, riconoscere e legarsi a una specifica proteina "recettore" sulla superficie della cellula bersaglio.
La proteina G poi segnala la proteina "F", spiega LaVan, anche se l'esatto meccanismo non è ben compreso. "La proteina F fa schifo come una molla, e una volta che si avvicina abbastanza, spara il suo arpione, che penetra nel doppio strato cellulare e consente al virus di penetrare nella cellula. Quindi le membrane si fondono e il carico utile può essere consegnato nella cella e prendere il sopravvento." Può farlo solo una volta, però.
Le protocelle "honey pot" hanno un nucleo di silice nanoporosa, inerte ma che fornisce resistenza strutturale, avvolto in una membrana lipidica come una cellula normale. In questa membrana il team di ricerca ha incorporato l'esca, la proteina Efrina-B2, un noto bersaglio di henipavirus. Per provarlo, hanno esposto le protocellule ad analoghi sperimentali degli henipavirus sviluppati a Weill Cornell. Gli analoghi sono quasi identici agli henipavirus all'esterno, ma invece dell'RNA enipavirale, portano il genoma di un virus non patogeno che è progettato per esprimere una proteina fluorescente dopo l'infezione. Ciò consente di contare e visualizzare le cellule infette.
In esperimenti controllati, il team ha dimostrato che le protocelle sono esche incredibilmente efficaci, essenzialmente eliminando una soluzione di prova di virus attivi, misurato utilizzando la proteina fluorescente per determinare quante cellule normali sono state infettate dai virus rimanenti.
Il beneficio immediato, LaVan dice, è un potente strumento di ricerca per studiare il funzionamento dei virus dell'involucro. "Questo è un bel sistema per studiare questo tipo di coreografia tra un virus e una cellula, che è stato molto difficile da studiare. Una cellula normale avrà decine di migliaia di proteine di membrana. Potresti studiare questo, ma forse è uno degli altri che stanno davvero influenzando il tuo esperimento. Riduci questa cellula naturale essenzialmente incredibilmente complicata a un sistema molto puro, quindi ora puoi variare i parametri e cercare di capire come puoi ingannare i virus."
A lungo termine, dicono i ricercatori, le protocelle del vaso di miele potrebbero diventare un'intera nuova classe di farmaci antivirali. virus, fanno notare, sono noti per evolversi rapidamente per diventare resistenti ai farmaci, ma poiché i vasi di miele usano il meccanismo di infezione di base del virus, qualsiasi virus che si è evoluto per evitarli probabilmente sarebbe meno efficace nell'infettare anche le cellule normali.
