Física Virología

por Manuel Sánchez

A continuación publicamos un artículo en el blog español al Curiosidades de Microbiologia. Este post fue escrito por el anfitrión blog Manuel Sánchez y se publica en la traducción con su permiso.

Fuente.

Virología física. Tal es el título delartículo que apareció enNature Physics. Este es el nombre de una nueva disciplina que está en desarrollo. Su objetivo es el estudio de los virus desde una perspectiva física. Visto de esta manera, los virus son las nanopartículas naturales con distintas propiedades mecánicas y termodinámicas

Profesores Roos W. y GJL wuite de la Fundación para la Investigación Fundamental en materia de la Universidad de Amsterdam y R. Bruinsma del Departamento de Física de la UCLA resumir en este artículo las posibles implicaciones de esta nueva disciplina, especialmente para la medicina.

Los virus son capaces de reunirse espontáneamente en icosaedros que rodean su material genético, y lo hacen en un entorno, tales como el citoplasma de las células huésped, que se carga con moléculas similares. Este proceso se lleva a cabo sin una fuente externa de energía, que se sigue la leyes de la termodinámica de los sistemas reversibles de autoensamblaje. Pero hay una diferencia fundamental: una vez montado, la cápsida no se desmonte.Por esta razón, los virus son un buen modelo para estudiar la formación de nanoestructuras que requieren sólo el gasto de energía mínimo.

Muchos estudios físicos de los virus de utilizar el microscopio de fuerza atómica. Este microscopio actúa como la aguja de un tocadiscos antiguo. Con esta técnica no sólo puede "ver" cápsidas virales, sino también estudiar las propiedades mecánicas de cada partícula. Para ello, la aguja actúa como un martillo, golpeando la cápside para producir muescas. Resulta que cápsidas sufren de fatiga del material, al igual que las estructuras macroscópicas. La medición de la deformación de las curvas de cápsidas diferentes, los autores encontraron que actúan como módulos elásticos cuya resistencia varía entre el de polietileno y plexiglás. Algunos cápsidas pueden soportar presiones internas osmótica superior a 10 atmósferas.

Medición de nanoindentación con un microscopio de fuerza atómica. En un (a) la aguja no toque el virus y ninguna fuerza se ejerce (b). En (c) la punta ejerce una fuerza sobre el virus. Al principio, la deformación es reversible, pero después de un determinado umbral, se convierte en irreversible (d).Fuente.

Uno de los resultados inesperados ha sido que algunos virus "ablandar" durante la maduración, mientras que otros se endurecen y se vuelven más resistentes a la presión. Un ejemplo del primero es el VIH, de los bacteriófagos segundo. En el caso del VIH, existe una correlación entre el grado de "suavidad" e infectividad. Inmaduros partículas de VIH son "más difícil", pero mucho menos infecciosos.

Imágenes de un virus de partículas VHS solo (a) antes y después de nanoindentación. Los capsómeros son fácilmente visibles. En (c) el gráfico muestra el perfil a lo largo de las flechas blancas. (D) y (e) muestran los números de los capsómeros y la sangría en los capsómeros en rojo fueron retirados como resultado del fracaso de la cáscara. Fuente.

El hecho de que el proceso de montaje y estabilización de los viriones se puede describir en términos de la mecánica de los cuerpos elásticos macroscópico puede dar lugar a posibles usos de la biotecnología. Una idea es utilizar los virus como nanocontainers para el transporte de sustancias a las células de su huésped. Los virus pueden ser muy específicos en la unión a las células huésped, por lo que se puede utilizar para el transporte de medicamentos a ciertas partes del cuerpo y no a otros.

Roos, W. Bruinsma, R., y wuite, G. (2010). Física virología Nature Physics, 6 (10), 733-743 DOI:10.1038/nphys1797

http://schaechter.asmblog.org/schaechter/2010/11/physical-virology.html