Os vírus têm propriedades físicas notáveis e interações complexas com seu ambiente. Habitualmente, imagina-se o transporte desses patógenos pela respiração de pessoas infectadas através de gotículas emitidas na expiração, como foi amplamente divulgado durante o surgimento da Covid-19.
No entanto, o deslocamento dos vírus para o local de uma infecção é complexo e muito diversificado. Para entrar no núcleo das células e infectá-las, eles precisam encontrar seu caminho em ambientes às vezes muito confinados. No momento crítico representado pela penetração no núcleo celular, alguns vírus precisam atravessar as "portas" que são os poros nucleares, localizados na superfície do núcleo, um fenômeno de importância crucial para a compreensão da infectividade viral.
É essa etapa crítica que equipes de cientistas do Laboratório de Física (LPENSL, CNRS / ENS de Lyon), do Instituto de Pesquisa em Infectologia de Montpellier (IRIM, CNRS / Universidade de Montpellier), do Instituto Parisiense de Química Molecular (IPCM, CNRS / Sorbonne Université), do Centro Internacional de Pesquisa em Infectologia (CIRI, CNRS / ENS de Lyon / INSERM / Universidade Claude Bernard), GULLIVER (CNRS / ESPCI Paris - PSL) e Interfaces, Tratamentos, Organização e Dinâmica dos Sistemas (ITODYS, CNRS / Universidade Paris Cité) acabaram de estudar, utilizando uma abordagem in vitro que imita o transporte de vírus no núcleo. Para isso, estudaram a passagem de vírus por aberturas nanométricas sintéticas comumente chamadas de nanoporos, observando-os com uma detecção ótica ultra-sensível.
Surpreendentemente, os pesquisadores descobriram que os vírus tendem a interagir entre si quando são forçados a entrar nesses poros, e que facilmente formam um engarrafamento quando a densidade é suficiente, devido principalmente à adesão dos vírus entre si e à superfície do poro. Utilizando um modelo físico, os cientistas transformam esse fato em vantagem, mostrando que é possível usar esse fenômeno de obstrução para quantificar as interações dos vírus entre si e com o poro.
Engarrafamento de vírus em um nanoporo sintético.
A) Vista artística da formação de um bloqueio de vírus na entrada do nanoporo.
B) Medição da frequência de passagem através de uma rede de nanoporos sintéticos em função da pressão aplicada para empurrar os vírus.
A redução significativa da frequência de passagem para um aumento na concentração de vírus é o sinal distintivo da formação de um bloqueio dentro do poro. Os pontos representam as medições experimentais e as linhas contínuas representam as previsões do modelo físico desenvolvido para este estudo.
© Vincent Démery, Fabien Montel & Léa Chazot-Franguiadakis.
Esses trabalhos propõem, assim, um novo método para compreender e caracterizar as interações dos vírus com seu ambiente. Por exemplo, a influência de medicamentos sobre o transporte de vírus no núcleo pode ser testada por esse tipo de experimento. Também é possível considerar o uso dessa técnica para controlar a agregação de nanopartículas utilizando um nanoporo. Esses resultados foram publicados na revista Nature Communications.
Referências:
Soft jamming of viral particles in nanopores, Nature Communications, publicado em 23 de julho de 2024.
Doi: 10.1038/s41467-024-50059-9 (acesso livre)