Les virus ne sont pas faciles à caractériser. Mais nous en avons besoin car être capable de prédire rapidement la charge de surface des virus ouvre de nouvelles possibilités pour la purification de vaccins et la fabrication de traitements de thérapie génique pour les maladies oculaires et la dystrophie musculaire.

Caryn Heldt, directeur du Health Research Institute de la Michigan Technological University, étudie la chimie de la surface des virus grâce au financement du programme de développement de carrière (CAREER) du corps professoral de la National Science Foundation. Son dernier article, Publié dans Langmuir , se concentre sur l'utilisation de la charge de surface pour déterminer le point isoélectrique d'un virus, une façon courante de caractériser les virus.

L'innovation est qu'au lieu de la caractérisation en vrac, elle le fait en utilisant une méthode à particule unique.

"Nous avons donc ces méthodes en vrac où nous mettons un virus en solution et nous caractérisons la solution, " dit Heldt, qui est également titulaire de la chaire James et Lorna Mack en bio-ingénierie et professeur agrégé de génie chimique. "Mais si votre virus n'est pas complètement purifié, ce qui est également difficile à faire, alors votre caractérisation de votre solution en vrac signifie que vous caractérisez tout dans cette solution."

Pour améliorer la précision de cette caractérisation, Heldt suggère une méthode à particule unique qui utilise la microscopie à force atomique (AFM). L'adhérence entre la sonde AFM et les surfaces virales collantes peut être mesurée - c'est ce qu'on appelle la microscopie à force chimique (CFM).

"Les virus sont ces molécules compliquées qui ont beaucoup de chimies différentes sur elles, " Heldt a dit, ajoutant que comme un grand, molécule complexe, un virus atteint son point isoélectrique lorsque toutes ses charges négatives et positives s'équilibrent. "A un pH particulier, le virus a une charge neutre. Donc, si nous voulons que le virus ait une charge positive, nous mettons le pH en dessous du point isoélectrique et vice versa."

Cela signifie que l'équipe de Heldt pourrait rendre la sonde AFM positive ou négative, puis scannez une solution à travers différents pH pour déterminer le point isoélectrique d'un virus. Pour vérifier que la méthode a fonctionné, l'équipe a utilisé deux virus :le parovirus porcin non enveloppé (PPV), qui a un point isoélectrique bien documenté, et le virus enveloppé de la diarrhée virale bovine (BVDV), qui n'a pas de point isoélectrique connu. Les méthodes concordaient.

"Alors maintenant, nous pouvons essayer de prédire les conditions de chromatographie avec juste une petite quantité de virus, " Heldt a dit, expliquant que la chromatographie utilise la charge de surface pour déterminer si un virus est présent dans un test médical ou pour la purification d'un vaccin. "Aussi, nous avons des données préliminaires qui montrent que cela pourrait être utile pour fabriquer des virus qui pourraient être modifiés et utilisés pour cibler des gènes spécifiques afin de lutter contre des maladies comme la dystrophie musculaire et certaines maladies de la rétine. »

Dans les deux cas pour la chromatographie et la thérapie génique, moins est plus. Dans un corps ou un vaccin, il ne faut pas beaucoup de virus pour faire des ravages; les méthodes à particule unique pourraient fournir plus de réponses avec un échantillon plus petit. Pour la thérapie génique, l'utilisation d'un tas de capsides virales inactives que le système immunitaire d'un corps combattrait n'est pas un traitement idéal; CFM pouvait plus facilement distinguer les capsides inactives des capsides actives, qui pourraient ensuite être purifiés pour un traitement plus efficace.

En tant qu'ingénieur biomédical, Heldt souhaite faire le pont entre la compréhension fondamentale de la chimie des virus et de ses applications. En affinant la caractérisation des virus, les méthodes à particule unique pourraient rationaliser plusieurs processus médicaux, notamment la production de vaccins et la fabrication de thérapie génique.