Pour la première fois, des scientifiques ont pu réaliser un enregistrement en trois dimensions et en temps réel du moment où un virus détourne une cellule, nous permettant de mieux comprendre comment les infections s’installent dans le corps.
Le film sur la nature microscopique dure deux minutes et demie et montre une génétiquement stérile virus plusieurs milliers de fois plus petit qu’un grain de sable voyageant le long d’une paroi de cellules intestinales humaines à la recherche d’un point d’entrée.
Comprendre comment virus pénétrer dans les cellules est crucial pour trouver de meilleurs moyens de se défendre contre elles, mais suivre ces particules est incroyablement difficile, notamment parce qu’elles sont beaucoup plus petites que les cellules dans lesquelles elles naviguent.
“C’est comme si vous essayiez de prendre en photo une personne debout devant un gratte-ciel”, dit la chimiste Courtney Johnson, de l’Université Duke en Caroline du Nord. “Vous ne pouvez pas obtenir l’ensemble du gratte-ciel et voir les détails de la personne devant lui avec une seule photo.”
De plus, les particules virales se déplacent beaucoup plus rapidement à l’extérieur de la cellule qu’à l’intérieur, ce qui rend encore plus difficile la mise au point d’un processus d’imagerie adapté pour faire face à ces tailles et vitesses variables.
La solution dans ce cas est un système appelé 3D-TrIm, ou 3D Tracking and Imaging Microscopy. Il s’agit essentiellement de deux microscopes en un : le premier pour « se verrouiller » sur la particule en mouvement rapide, et le second pour capturer des images 3D des cellules environnantes. C’est un peu comme une application de navigation par satellite qui suit l’emplacement de votre voiture au milieu d’un paysage plus large.
Avec la particule virale illuminée via une étiquette fluorescente spéciale, sa position peut être tracée 1 000 fois par seconde, donnant aux chercheurs un aperçu de ses mouvements à travers une période clé du processus d’infection avec des détails sans précédent.
Dans la vidéo de l’Université Duke ci-dessous, le chemin sinueux du virus peut être vu comme une ligne violette sinueuse.
frameborder=”0″ allow=”accéléromètre ; lecture automatique; presse-papiers-écrire ; support crypté ; gyroscope; image dans l’image” autoriser le plein écran>
“Parfois, quand je présente ce travail, les gens demandent, ‘est-ce un jeu vidéo ou une simulation ?'” dit Johnson. “Non, c’est quelque chose qui vient d’un vrai microscope.”
Nous respirons tous des millions de virus chaque jour, dont la grande majorité ne fait aucun mal – mais les scientifiques veulent en savoir plus sur la façon dont certains virus traversent la couche protectrice de cellules et de mucus recouvrant les voies respiratoires et l’intestin pour établir un infection.
Cette nouvelle méthode 3D-Trim devrait aider, bien qu’elle ait ses limites : les particules virales doivent être étiquetées avant l’imagerie afin qu’elles puissent être vues, et le colorant fluorescent sur elles doit être conçu pour durer suffisamment longtemps pour permettre aux chercheurs de suivre le tout le processus d’infection.
Cependant, l’équipe derrière 3D-Trim affirme que le système a le potentiel de s’améliorer rapidement et de s’adapter à d’autres types de diagnostics médicaux, qu’il s’agisse de surveiller les virus ou de surveiller l’administration de médicaments.
« Surtout, l’application de cette technique peut être étendue à tout système où la dynamique rapide des objets à l’échelle nanométrique se produit sur de grandes échelles volumétriques, y compris l’administration de candidats-médicaments à l’échelle nanométrique aux poumons et à travers le système vasculaire tumoral qui fuit », écrivent les chercheurs dans leur article publié.
La recherche a été publiée dans Méthodes naturelles.
