Grippe, Le SRAS-CoV-2 et d'autres virus se présentent sous une grande variété de formes et de tailles, et en étudiant ces formes, les scientifiques peuvent apprendre comment ils fonctionnent et comment vaincre les maladies virales.

Maintenant, une équipe de chercheurs de Texas A&M AgriLife a démontré un moyen non invasif d'étudier les virus qui est plus rapide et plus fin que la méthode "gold standard". L'étude est parue récemment dans Chimie analytique .

"La nécessité d'une identification très rapide et précise des virus a toujours été importante dans le passé, et cette année c'est encore plus important parce que nous savons que les virus changent; ils mutent, " a déclaré Dmitri Kurouski, Doctorat., professeur adjoint au Département de biochimie et de biophysique du Texas A&M College of Agriculture and Life Sciences, qui a dirigé l'étude. "Si quelqu'un a des symptômes grippaux, comment distinguer rapidement la grippe du COVID-19 ?"

Sonder le monde nano

La plupart des virus sont trop petits pour être vus sous un microscope typique. Donc, les scientifiques étudient souvent des échantillons de virus surgelés au microscope électronique. Ces outils utilisent des faisceaux d'électrons pour sonder les structures moléculaires complexes des virions. Cependant, la préparation d'échantillons pour la microscopie électronique demande du temps et du travail.

L'équipe de Kurouski a utilisé une combinaison de deux techniques sophistiquées qui, en théorie, devrait nécessiter presque aucune préparation d'échantillon. Le laboratoire de Kurouski est unique dans sa capacité à utiliser les deux méthodes – spectroscopie Raman à pointe améliorée et microscopie à force atomique – spectroscopie infrarouge. Tianyi Dou, un étudiant diplômé du laboratoire de Kurouski, effectué les expériences.

Dans les deux méthodes, les échantillons sont approchés avec une aiguille métallique extrêmement pointue recouverte d'or. La spectroscopie Raman améliorée par pointe détecte comment un échantillon diffuse la lumière laser. Cette technique a permis à l'équipe de déterminer la composition globale, les qualités de surface et la composition des virus.

En utilisant la microscopie à force atomique-microscopie infrarouge, l'équipe a pu voir comment les échantillons absorbent la lumière infrarouge. Cela a permis aux chercheurs d'obtenir des informations sur la structure interne des virions.

L'histoire de deux virus

En combinant les deux méthodes, l'équipe a comparé la surface et la structure globale du virus qui cause les boutons de fièvre, virus de l'herpès simplex de type 1, à celui d'un virus qui infecte les bactéries, bactériophage MS2. Les chercheurs ont pu distinguer les virions de l'herpès et du bactériophage avec une précision de 100 %.

Par ailleurs, les résultats étaient cohérents avec ceux obtenus par la méthode de l'étalon-or, cryo-microscopie électronique. Junjie Zhang, Doctorat., professeur adjoint au Département de biochimie et biophysique, a dirigé les expériences de microscopie électronique.

Un super petit ensemble Lego

Outre la nécessité de préparer et de congeler les échantillons, la méthode de l'étalon-or a un autre inconvénient, dit Kurouski. La microscopie cryoélectronique consiste à faire la moyenne des formes pour construire un modèle tridimensionnel d'un virus représentatif. Cependant, cette moyenne peut masquer la véritable gamme de formes qu'un virus peut prendre.

"Les virus peuvent être décrits en termes de puzzle Lego. Différentes structures peuvent être construites à partir des mêmes blocs de construction, " a déclaré Kurouski.

Et, la forme d'un virus joue probablement un grand rôle dans l'infection, il a dit, parce que la première étape vers l'infection se produit à la surface du virus et de la cellule hôte.

La nouvelle combinaison de méthodes ne fait pas la moyenne des formes, mais examine plutôt les particules virales individuelles.

"Avant, nous n'avions aucun outil pour étudier cette hétérogénéité, " dit-il. " Maintenant, nous pouvons regarder ce qui se passe réellement dans la nature."