Unveiling viral structures by single-molecule localization microscopy
- Autores: María Arista Romero
- Directores de la Tesis: Lorenzo Albertazzi (dir. tes.), Silvia Pujals Riatós (codir. tes.)
- Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2021
- Idioma: inglés
- Tribunal Calificador de la Tesis: Ricardo Henriques (presid.), Mario Montes Usategui (secret.), Sofía Pérez del Pulgar Gallart (voc.)
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: TDX
- Resumen
El virus de la influenza A (gripe) es uno de los virus humanos más destacados.
Produce epidemias estacionales cada año, ha provocado 5 pandemias entre el siglo XX y el XXI y es responsable de más de 60 millones de muertes. Los principales tratamientos contra la gripe son pequeñas moléculas análogos, anticuerpos monoclonales y vacunas; sin embargo, debido a la rápida mutación de la cepa de estacional, estos métodos quedan obsoletos fácilmente, por lo que la producción de vacunas y el desarrollo antiviral deben estar en continuo crecimiento y estudio para mejorar la inmunidad y lucha contra la influenza. La caracterización de la estructura viral y la identificación de los mecanismos de acción de los antivirales recién sintetizados son cruciales para desarrollar tratamientos rápidos y potentes, sin embargo, debido al pequeño tamaño de los virus, las técnicas de fluorescencia convencionales carecen del poder de resolución para resolver estructuras virales individuales. En este contexto, la microscopía de súper-resolución se ha posicionado en la última década como una poderosa técnica para caracterizar construcciones virales logrando resoluciones de hasta 10 nm.
Aquí, hemos optimizado y establecido un tipo de técnica de microscopía de súper resolución denominada microscopía de localización de una sola molécula (SMLM) para estudiar las estructuras virales a nivel de una sola partícula mediante la caracterización de varias estructuras virales, antivirales y vacunas.
En primer lugar, pudimos caracterizar la formación de filamentos del virus de la influenza y describir cómo los anticuerpos monoclonales perturbaban el desarrollo de esos filamentos, deformándolos. Además, podríamos relacionar esta malformación con una inhibición de la infectividad, lo que sugiere el papel crucial de la formación de filamentos en la infectividad de la influenza. Además, optimizamos e implementamos un novedoso SMLM denominado DNA-PAINT en el estudio de distribución y cuantificación de blancos en la nanoescala, validando este método utilizando nanopartículas comerciales para su posterior implementación en el estudio de la expresión de proteínas recombinantes de influenza y la partícula viral correspondiente, demostrando cómo este método podría funcionar como plataforma de caracterización para la mejora de la producción de vacunas recombinantes.
Además, estudiamos e identificamos varias otras estructuras virales e interacciones antivirales utilizando SMLM, como la distribución de la hepatitis B y la hepatitis Delta en tejidos de parafina, la interacción de análogos del ácido siálico en cuatro cepas de influenza y la absorción de nanovacunas por parte de células presentadora de antígenos, obteniendo características sobre cómo estos virus y antivirales interactúan con el fin de producir un diseño inteligente de antivirales y vacunas, corroborando cómo SMLM podría incrementar el conocimiento del mecanismo de acción de los virus.
