Ce qui est amusant avec le virus qui cause la varicelle, c'est que personne ne sait avec certitude comment il ou plusieurs de ses cousins ​​herpèsvirus envahissent et infectent les cellules. C'est un peu un problème :sans cette connaissance, il a été difficile de trouver de meilleurs moyens de traiter et de prévenir non seulement la varicelle, mais d'autres maladies causées par des virus étroitement apparentés, comme le cytomégalovirus, Virus d'Epstein-Barr et zona – une affection douloureuse liée à la varicelle.

Maintenant, Les virologues de Stanford travaillent avec des scientifiques de la nouvelle installation de microscopie cryo-électronique de Stanford-SLAC pour jeter un nouveau regard sur la façon dont les virus de l'herpès infectent les cellules. Avec le soutien d'une subvention de démarrage Stanford Bio-X, ils prennent certaines des photos les plus détaillées jamais réalisées de protéines à la surface du virus de la varicelle, également connu sous le nom de virus varicelle-zona. Ces images pourraient bientôt révéler des indices sur la façon de bloquer les infections à herpèsvirus, dit Stefan Oliver, un chercheur scientifique principal dans le laboratoire d'Ann Arvin, le professeur Lucile Salter Packard de pédiatrie et un professeur de microbiologie et d'immunologie.

"Nous utilisons la technologie cryo-EM pour avoir une vue d'ensemble assez littéralement, ", a déclaré Olivier.

La clé des nouvelles images, Olivier a dit, est une technologie relativement nouvelle appelée microscopie électronique cryogénique, ou cryo-EM. Autrefois, si les chercheurs voulaient étudier comment un virus utilise des protéines à sa surface pour infecter des cellules, ils produiraient d'abord des formes raccourcies de protéines virales et les cristalliseraient. En diffusant des rayons X sur ce cristal, les équipes ont pu déduire la structure de la protéine, qui pourrait fournir des informations sur son fonctionnement.

Le problème, Arvin a dit, est que la forme cristallisée n'a pas nécessairement la même forme qu'une protéine telle qu'elle existe sur un virus ou lorsqu'elle est fabriquée dans des cellules infectées. Quoi de plus, La cristallographie aux rayons X ne peut pas révéler comment les formes de ces protéines changent lorsqu'elles pénètrent dans les cellules, car il ne capture la protéine que dans un seul état.

Cryo-EM résout ces problèmes, a déclaré le collaborateur d'Arvin et Oliver, Wah Chiu, professeur de science des photons, de la bio-ingénierie et de la microbiologie et de l'immunologie. En gelant rapidement les virus à des températures de plusieurs centaines de degrés en dessous de zéro, arrêtant essentiellement leur mouvement tout en préservant leur structure, les chercheurs peuvent utiliser des microscopes électroniques pour prendre des photos de virus et de leurs protéines. C'est un processus gourmand en données - le laboratoire cryo-EM travaille en étroite collaboration avec le Centre de calcul de recherche haute performance du SLAC - mais le résultat final est des images avec des détails au niveau atomique, quelque chose qui n'est pas possible autrement.

Jusque là, Olivier, Arvin et Chiu ont commencé à rassembler des images du virus varicelle-zona et d'une protéine qui aide le virus à pénétrer dans les cellules, glycoprotéine B, avec un anticorps contre la protéine. Ces images ont révélé où l'anticorps se lie à la protéine, des informations qui pourraient aider d'autres chercheurs à concevoir des molécules pour interférer avec l'infection. L'étape suivante, Chiu a dit, est de prendre des photos du virus à côté de cellules réelles, ce qui permettrait à l'équipe de voir le virus varicelle-zona et ses protéines à différents stades de l'infection.

Avec ces informations en main, Arvin a dit, "nous avons une bien meilleure idée de la façon d'interférer avec le processus d'infection." Sur toute la ligne, cette connaissance pourrait conduire à de nouvelles façons de prévenir la varicelle chez les enfants qui ne peuvent pas recevoir le vaccin standard et de meilleurs traitements pour le zona et ses séquelles. Cela pourrait également ouvrir la voie à une meilleure compréhension d'autres infections à herpèsvirus, dit Arvin.