Ora, in 3-D: Video di particelle virus-sized cercando di entrare cellule

Aprile 14, 2016 Admin Salute 0 1
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Il video rivela una particella virus-simili zippare in giro in modo rapido, irregolare finché non incontra una cella, rimbalza e pattini lungo la superficie, e sia ascensori offagain o, in molto meno tempo di quello necessario a lampeggiare un occhio, si infila nella interno della cellula. Il lavoro è stato pubblicato su Nature Nanotechnology.

"La sfida in di imaging questi eventi è che i virus e le nanoparticelle sono piccoli e veloci, mentre le cellule sono relativamente grandi e immobile", ha dichiarato Kevin Welsher, un ricercatore post-dottorato presso il Dipartimento di Chimica di Princeton e primo autore dello studio. "Che ha reso molto difficile catturare queste interazioni."




Il problema può essere paragonato a riprese video di un colibrì in quanto si aggira intorno a un vasto giardino, ha detto Haw Yang, professore associato di chimica e consulente di Welsher. Mettere a fuoco la fotocamera sul colibrì in rapido movimento, e lo sfondo sarà offuscata. Focus sul fondo, e sarà offuscata l'uccello.

I ricercatori hanno risolto il problema utilizzando due telecamere, una che bloccato sul nanoparticelle virus-simili e seguito fedelmente, e un altro che ha filmato l'ambiente cellulare e circostante.

Mettendo le due immagini insieme ha prodotto un livello di dettaglio circa il movimento delle particelle di dimensioni nanometriche che non è mai stato raggiunto, ha detto Yang. Prima di questo lavoro, ha detto, l'unico modo per vedere piccoli oggetti con una risoluzione simile è stato quello di utilizzare una tecnica chiamata microscopia elettronica, che richiede uccidendo la cellula.

"Quello che Kevin ha fatto che è veramente diverso è che lui può catturare una vista tridimensionale di una particella virale di dimensioni attaccare una cellula vivente, mentre la microscopia elettronica è in due dimensioni e le cellule morte", ha detto Yang. "Questo ci dà un nuovo livello di comprensione."

Oltre alla semplice visualizzazione buffonate della particella, i ricercatori possono utilizzare la tecnica per mappare i contorni della superficie cellulare, che è irregolare con proteine ​​che spingono da sotto la superficie. Seguendo il movimento della particella lungo la superficie della cellula, i ricercatori sono stati in grado di mappare le sporgenze, come un cieco potrebbe usare le sue dita per costruire un'immagine del volto di una persona.

"Dopo il movimento della particella ci ha permesso di tracciare le strutture molto fini, con una precisione di circa 10 nanometri, che è in genere disponibile solo con un microscopio elettronico", ha detto Welsher. (Un nanometro è un miliardesimo di un metro e circa 1000 volte inferiore alla larghezza di un capello.) Ha aggiunto che misura variazioni di velocità della particella permesso ai ricercatori di dedurre la viscosità dell'ambiente extracellulare appena sopra la superficie cellulare .

La tecnologia ha potenziali benefici sia per la scoperta di farmaci e la scoperta scientifica di base, Yang ha detto. "Crediamo che questo avrà un impatto lo studio di come le nanoparticelle in grado di fornire farmaci alle cellule, che potrebbe condurre ad alcune nuove linee di difesa nelle terapie antivirali," ha detto. "Per la ricerca di base, ci sono una serie di domande che possono ora essere esplorati, come ad esempio come un recettore sulla superficie cellulare interagisce con una particella virale o con un farmaco."

Welsher aggiunto che tale ricerca di base potrebbe portare a nuove strategie per mantenere i virus di entrare cellule in primo luogo.

"Se vogliamo capire ciò che sta accadendo al virus prima che arrivi alle cellule", ha detto Welsher, "allora possiamo pensare a modi per prevenire l'infezione del tutto. E 'come deviare i missili prima di arrivare lì piuttosto che cercare di controllare il danno una volta sei stato colpito. "

Per creare la particella virus-simili, i ricercatori hanno rivestito una palla di polistirolo minuscolo con punti quantici, che sono pezzi di semiconduttori che emettono luce e permettono la fotocamera per trovare la particella. Successivamente, la particella è stato fissato con segmenti di proteine ​​note come peptidi Tat, derivati ​​dal virus HIV-1, che aiutano la particella trovare la cella. La larghezza della particella finale era di circa 100 nanometri.

I ricercatori hanno poi lasciare perdere le particelle in un piatto che contiene le cellule della pelle noto come fibroblasti. Una telecamera seguì la particella mentre un secondo sistema di imaging preso le immagini della cella utilizzando una tecnica denominata microscopia a scansione laser, che consiste nel portare più immagini, ciascuna in un piano focale leggermente diversa, e la loro combinazione per rendere un'immagine tridimensionale.

Video: http://www.youtube.com/watch?v=J2OBq91sYiw

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