Una técnica de bajo costo permite ver en 3D al nuevo coronavirus dentro de las células

Es un protocolo desarrollado por científicos brasileños que muestra al microorganismo replicándose en la periferia del núcleo celular. Esta metodología ayuda entender la acción del SARS-CoV-2 y puede aplicársela también en el estudio de otros virus

Por André Julião  |  Agência FAPESP – Científicos de la Universidad de Campinas (Unicamp), en el estado de São Paulo, Brasil, desarrollaron un método que permite visualizar el material genético del nuevo coronavirus dentro de las células. El mismo se basa en la técnica conocida como hibridación fluorescente in situ –FISH (fluorescent in situ hybridization)–, y permite visualizar al virus dentro de las células en tres dimensiones; y también efectuar la marcación simultánea de otros componentes celulares.

“Generalmente, los laboratorios emplean técnicas que permiten verificar el aumento de la carga viral en un cultivo de células o tejidos infectados como la de qPCR. No obstante, dichas técnicas no comprueban que el virus está dentro de las células o en qué parte de las células se encuentra instalado, lo cual es sumamente importante para la comprensión de la enfermedad”, dice Henrique Marques-Souza, docente del Instituto de Biología (IB) de la Unicamp, quien estuvo a la cabeza del desarrollo del referido método.

Marques-Souza cuenta con el apoyo de la FAPESP, y forma parte de la fuerza de tareas COVID-19 Unicamp, que aúna esfuerzos de investigación, insumos y recursos para la comprensión y el combate contra la enfermedad. Con este protocolo, desarrollado por la posdoctoranda Luana Nunes Santos, será posible profundizar los estudios sobre el nuevo coronavirus en marcha en su laboratorio, y materializar la colaboración con otros grupos de investigaciones de dentro y fuera de la Unicamp (lea más en: agencia.fapesp.br/33009/). 

“La visualización del virus dentro de las células es algo sumamente valioso para la comprensión de la infección. Esto puede también hacerse mediante microscopía electrónica de transmisión [MET] o por inmunocitoquímica [ICQ]. Pero la MET requiere de microscopios especializados y tarda entre una semana y 10 días para concluírsela. En tanto, la ICQ requiere de anticuerpos que se unan al virus, y es relativamente sencilla. Sin embargo, los insumos son caros y tardan mucho para llegar, debido a la alta demanda mundial generada por la pandemia”, explica.

Con la técnica FISH, los investigadores sintetizan una sonda, una molécula de ADN que se une al ARN del virus, lo cual permite a su vez la conexión de sustancias visibles con luz fluorescente. Al entrar en contacto con la célula infectada, la sonda se une (se hibrida) específicamente con el ARN del virus y las moléculas fluorescentes que se conectan con ella hacen posible la visualización de la marcación en un microscopio de fluorescencia.

Desde el punto de vista logístico, los ensayos realizados en el laboratorio de la Unicamp pueden concretarse con mayor agilidad, pues no dependen de la importación de los kits comerciales de FISH o de los anticuerpos que se emplean en la inmunocitoquímica, lo que genera también un ahorro económico. Otra ventaja reside en que el virus puede detectarse precozmente, toda vez que la inmunocitoquímica depende de que el virus replique su ADN y produzca un nivel detectable de la proteína viral.

Este trabajo se desarrolló en colaboración con el Laboratorio de Estudios de Virus Emergentes (LEVE), coordinado por José Luiz Proença Módena, y el INFABiC, las siglas del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología (INCT) en Fotónica Aplicada a la Biología Celular, uno de los INCTs apoyados por la FAPESP en el estado de São Paulo junto al Consejo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (CNPq), que está coordinado por Hernandes de Carvalho. Proença Módena y De Carvalho son docentes del IB-Unicamp. La investigación cuenta también el apoyo de la Prorrectoría de Investigación (Faepex) de la Unicamp. 

La acción del virus

Las imágenes en tres dimensiones tomadas hasta ahora muestran que el virus se replica cerca del núcleo de las células, probablemente instalándose en algunos orgánulos específicos como los endosomas. Los investigadores están aplicando esta técnica para dar respuesta a distintos interrogantes referentes al mecanismo de infección del nuevo coronavirus, y los primeros resultados se remitirán pronto para su publicación.

Este trabajo abre el camino a su vez para su aplicación en el estudio de otros virus, e incluso para establecer paralelos entre estos y el SARS-CoV-2. “Todo lo que descubramos sobre la dinámica del virus dentro de las células lo podremos adaptar para compararlo con otros virus más comunes, como el de la gripe. Así quizá sea posible entender por qué el nuevo coronavirus es tan agresivo”, dice Marques-Souza.

Si bien no es el enfoque por el momento, el trabajo también puede redundar en el desarrollo de un nuevo test de detección del virus en el futuro.

Este nuevo protocolo se puso a prueba en células Vero, originarias de riñones de monos, el modelo más utilizado en estudios de coronavirus. Las pruebas también tuvieron éxito en células pulmonares y en otras células humanas, lo que hace evidente la versatilidad de la técnica.