I ricercatori hanno osservato i virus passare attraverso nanopori sintetici che imitano i pori nucleari, le porte d’ingresso attraverso le quali infettano i nuclei cellulari. Quando la concentrazione è sufficiente si formano dei tappi che limitano la traslocazione, tappi le cui caratteristiche forniscono informazioni sulle interazioni tra i virus e la superficie del nucleo.
I virus hanno proprietà fisiche notevoli e interazioni complesse con il loro ambiente. Di solito immaginiamo il trasporto di questi agenti patogeni da parte del respirazione persone infette attraverso le goccioline emesse durante l’espirazione, come reso popolare da numerose opere durante l’emergenza del Covid-19.
Tuttavia, il movimento dei virus verso il sito dell’infezione è complesso e molto diversificato. Per entrare nel cuore delle cellule e infettarle, devono farsi strada in ambienti a volte molto ristretti. Nel momento critico della penetrazione nel nucleo cellulare, alcuni virus devono passare attraverso le “porte” formate dai pori nucleari situati sulla superficie del nucleo, un fenomeno di capitale importanza per comprendere l’infettività virale.
È in questa fase critica che i team di scienziati del Laboratorio di Fisica (LPENSL, CNRS/ENS de Lyon), delIstituto Di Ricerca in Infettiologia di Montpellier (IRIM, CNRS / Università di Montpellier), dell’Istituto di Chimica Molecolare di Parigi (IPCM, CNRS/ Sorbona University), il Centro Internazionale di Ricerca in Infettivologia (CIRI, CNRS / ENS de Lyon / INSERM / Université Claude Bernard), GULLIVER (CNRS / ESPCI Paris – PSL) e Interfacce, Trattamenti, Organizzazione et Dinamico dei Sistemi (ITODYS, CNRS / Università Paris Cité), utilizzando un approccio in vitro che imita il trasporto dei virus nel nucleo. Per fare ciò, hanno studiato il passaggio dei virus attraverso aperture nanometriche sintetiche comunemente chiamate nanopori, osservandole mediante il rilevamento ottico ultrasensibile.
Sorprendentemente, i ricercatori hanno scoperto che i virus tendono a interagire tra loro quando vengono forzati in questi pori e che poi, quando la densità è sufficiente, formano facilmente un ingorgo, principalmente a causa dell’adesione dei virus tra loro e sulla superficie dei pori. Utilizzando un modello fisico, gli scienziati sfruttano questo stato di cose a proprio vantaggio, dimostrando che possiamo utilizzare questo fenomeno di tappo per quantificare le interazioni dei virus tra loro e con il poro.
A) Rappresentazione artistica della formazione di un tappo virale all’ingresso del nanoporo.
B) Misura della frequenza di passaggio attraverso una rete di nanopori sintetici in funzione della pressione applicato per spingere i virus.
La significativa riduzione della frequenza di passaggio a fronte di un aumento della concentrazione del virus è il segno distintivo della formazione di un tappo all’interno del poro. I punti rappresentano le misurazioni sperimentali e le linee continue rappresentano le previsioni del modello fisico sviluppato per questo studio.
© Vincent Demery, Fabien Montel e Leah Chazot-Franguiadakis.
Questo lavoro offre quindi un nuovo metodo per comprendere e caratterizzare le interazioni dei virus con il loro ambiente. Con questo tipo di esperimenti è possibile testare ad esempio l’influenza dei farmaci sul trasporto dei virus nel nucleo. Possiamo anche considerare l’utilizzo di questa tecnica per controllare l’aggregazione delle nanoparticelle utilizzando un nanoporo. Questi risultati sono pubblicati sulla rivista Comunicazioni sulla natura.
Riferimenti:
Inceppamento morbido delle particelle virali nei nanopori, Comunicazioni sulla naturapubblicato il 23 luglio 2024.
Doi: 10.1038/s41467-024-50059-9 (accesso libero)
