L'assemblage des deux images a donné un niveau de détail sur le mouvement des particules de taille nanométrique qui n'a jamais été atteint auparavant, dit Yang. Avant ce travail, il a dit, la seule façon de voir de petits objets à une résolution similaire était d'utiliser une technique appelée microscopie électronique, ce qui nécessite de tuer la cellule.

"Ce que Kevin a fait de vraiment différent, c'est qu'il peut capturer une vue en trois dimensions d'une particule de la taille d'un virus attaquant une cellule vivante, alors que la microscopie électronique est en deux dimensions et sur des cellules mortes, " a déclaré Yang. " Cela nous donne un tout nouveau niveau de compréhension. "

En plus de simplement visualiser les singeries de la particule, les chercheurs peuvent utiliser la technique pour cartographier les contours de la surface cellulaire, qui est cahoteuse avec des protéines qui poussent sous la surface. En suivant le mouvement de la particule le long de la surface de la cellule, les chercheurs ont pu cartographier les protubérances, tout comme une personne aveugle pourrait utiliser ses doigts pour construire une image du visage d'une personne.

« Suivre le mouvement de la particule nous a permis de tracer des structures très fines avec une précision d'environ 10 nanomètres, qui n'est généralement disponible qu'avec un microscope électronique, " a déclaré Welsher. (Un nanomètre est un milliardième de mètre et environ 1000 fois plus petit que la largeur d'un cheveu humain.) Il a ajouté que la mesure des changements dans la vitesse de la particule a permis aux chercheurs de déduire la viscosité de l'environnement extracellulaire juste au-dessus de la surface cellulaire.

La technologie présente des avantages potentiels à la fois pour la découverte de médicaments et la découverte scientifique fondamentale, dit Yang. "Nous pensons que cela aura un impact sur l'étude de la façon dont les nanoparticules peuvent fournir des médicaments aux cellules, potentiellement conduire à de nouvelles lignes de défense dans les thérapies antivirales, " dit-il. " Pour la recherche fondamentale, il y a un certain nombre de questions qui peuvent maintenant être explorées, comme la façon dont un récepteur de surface cellulaire interagit avec une particule virale ou avec un médicament."

Welsher a ajouté qu'une telle recherche fondamentale pourrait conduire à de nouvelles stratégies pour empêcher les virus de pénétrer dans les cellules en premier lieu.

"Si nous comprenons ce qui arrive au virus avant qu'il n'atteigne vos cellules, " dit le gallois, "then we can think about ways to prevent infection altogether. It is like deflecting missiles before they get there rather than trying to control the damage once you've been hit."

To create the virus-like particle, the researchers coated a miniscule polystyrene ball with quantum dots, which are semiconductor bits that emit light and allow the camera to find the particle. Prochain, the particle was studded with protein segments known as Tat peptides, derived from the HIV-1 virus, which help the particle find the cell. The width of the final particle was about 100 nanometers.

The researchers then let loose the particles into a dish containing skin cells known as fibroblasts. One camera followed the particle while a second imaging system took pictures of the cell using a technique called laser scanning microscopy, which involves taking multiple images, each in a slightly different focal plane, and combining them to make a three-dimensional picture.