Capturado por primera vez en 3D un virus atacando una célula

Investigadores de la Universidad de Duke han captado las primeras imágenes en 3D en tiempo real de virus en movimiento, justo antes de que secuestren una célula

En la imagen superior, el intruso se enfoca en su objetivo, buscando un punto de entrada, pero esto no es una cámara de seguridad de una tienda, se trata de un virus. Los investigadores de la Universidad de Duke en EE UU filmaron a lo largo de dos minutos y medio un virus (en rojo) atacando una célula intestinal humana (en verde) localizando su ubicación 1.000 veces por segundo. El virus es miles de veces más pequeña que un grano de arena.

Durante un momento fugaz, el virus entra en contacto con una célula y roza su superficie, pero no se adhiere. Poco después entra en la célula. Cada día inhalamos, ingerimos y tomamos millones de virus. La mayoría de ellos son inofensivos, pero algunos -como los virus que causan la gripe o el COVID-19- pueden hacernos enfermar.

La infección comienza cuando un virus se une a una célula y entra en ella, donde secuestra la maquinaria celular para hacer copias de sí mismo. Pero antes de poder entrar, un virus tiene que llegar primero a la célula, y este es el momento que se ha capturado en directo. Los resultados de la investigación aparecen en Nature.

Para que un virus ataque el organismo a menudo debe atravesar la capa protectora de células y mucosidad que recubre las vías respiratorias y el intestino, una de las primeras líneas de defensa contra las infecciones. Los investigadores querían entendercómo navegan los virus por estas complejas barreras.

Sin embargo estos movimientos de los virus no se pueden observar con los métodos de microscopía existentes. El motivo es que los virus se mueven mucho más rápido en el espacio del exterior de la célula, en comparación con el interior. Para complicar aún más las cosas desde el punto de vista de las imágenes, los virus son cientos de veces más pequeños que las células que infectan.

El equipo desarrolló un nuevo método llamado Microscopía de Seguimiento e Imagen 3D (3D-TrIm), que combina dos microscopios en uno. El primer microscopio «se enfoca» en el virus que se mueve rápidamente, barriendo un láser alrededor del virus decenas de miles de veces por segundo para calcular y actualizar su posición. A medida que el virus rebota y da vueltas en el exterior de la célula, la platina del microscopio se ajusta continuamente para mantenerlo enfocado.

Mientras el primer microscopio sigue al virus, el segundo toma imágenes en 3D de las células circundantes. El efecto combinado, según Welsher, es similar al de la navegación con Google Maps: no sólo muestra tu ubicación actual mientras conduces, sino también el terreno, los puntos de referencia y la disposición general del terreno, pero en 3D.

REFERENCIA

Capturing the start point of the virus–cell interaction with high-speed 3D single-virus tracking