Los virus tienen propiedades físicas notables y generan interacciones complejas con su entorno. Habitualmente se representa el transporte de estos patógenos por la respiración de las personas infectadas a través de gotas emitidas durante la exhalación, tal como lo han popularizado numerosos estudios tras la aparición del Covid-19.
Sin embargo, el desplazamiento de los virus hacia el lugar de una infección es complejo y muy variado. Para entrar en el núcleo de las células y poder infectarlas, los virus deben hallar su camino en entornos a veces muy confinados. En el momento crítico que representa la penetración del núcleo celular, algunos virus deben atravesar las "puertas" formadas por los poros nucleares ubicados en la superficie del núcleo, un fenómeno de suma importancia para comprender la infectividad viral.
Es esta etapa crítica la que acaban de estudiar equipos científicos del Laboratorio de Física (LPENSL, CNRS / ENS de Lyon), del Instituto de Investigación en Infectología de Montpellier (IRIM, CNRS / Universidad de Montpellier), del Instituto Parisino de Química Molecular (IPCM, CNRS / Sorbonne Université), del Centro Internacional de Investigación en Infectología (CIRI, CNRS / ENS de Lyon / INSERM / Universidad Claude Bernard), GULLIVER (CNRS / ESPCI París - PSL) e Interfaces, Tratamientos, Organización y Dinámica de Sistemas (ITODYS, CNRS / Universidad Paris Cité), utilizando un enfoque in vitro que imita el transporte de virus en el núcleo. Para ello, estudiaron el paso de virus en aperturas nanométricas sintéticas comúnmente llamadas nanoporos, observándolos mediante una detección óptica ultrasensible.
De manera sorprendente, los investigadores e investigadoras descubrieron que los virus tienden a interactuar entre sí cuando se les obliga a entrar en estos poros, y que entonces forman fácilmente un atasco cuando la densidad es suficiente, debido principalmente a la adhesión de los virus entre ellos y con la superficie del poro. Con la ayuda de un modelo físico, los científicos aprovechan esta situación demostrando que se puede utilizar este fenómeno de atasco para cuantificar las interacciones entre los virus y con el poro.
Atasco de virus en un nanoporo sintético.
A) Vista artística de la formación de un atasco de virus en la entrada del nanoporo.
B) Medición de la frecuencia de paso a través de una red de nanoporos sintéticos en función de la presión aplicada para empujar los virus.
La importante reducción de la frecuencia de paso para un aumento de la concentración de virus es el distintivo de la formación de un atasco dentro del poro. Los puntos representan las mediciones experimentales, y las líneas continuas representan las predicciones del modelo físico desarrollado para este estudio.
© Vincent Démery, Fabien Montel & Léa Chazot-Franguiadakis.
Este trabajo sugiere un nuevo método para comprender y caracterizar las interacciones de los virus con su entorno. Por ejemplo, se puede probar la influencia de medicamentos en el transporte de virus en el núcleo mediante este tipo de experimentos. También se puede considerar el uso de esta técnica para controlar la agregación de nanopartículas utilizando un nanoporo. Estos resultados han sido publicados en la revista Nature Communications.
Referencias:
Soft jamming of viral particles in nanopores, Nature Communications, publicado el 23 de julio de 2024.
Doi: 10.1038/s41467-024-50059-9 (open access)