Química

Prueba de práctica: virus de la influenza


Figura 1

Lucha contra las infecciones virales con nanoconchas envolventes

2020-07-22 – Noticias del Departamento de Física

En lugar de dirigirse a proteínas o enzimas específicas de virus mediante moléculas pequeñas como lo hacen los antivirales actuales, los investigadores del proyecto VIROFIGHT, financiado con fondos europeos, desarrollarán nanoconchas que se supone que envuelven y neutralizan virus enteros. Este enfoque novedoso tiene el potencial de ayudar a combatir múltiples enfermedades causadas por virus como COVID-19, infección por VIH, influenza y hepatitis B con el mismo enfoque.

Las infecciones virales afectan a millones de personas cada año. Tienen un gran número de muertes y causan enormes sufrimientos humanos y costos a la sociedad. Para aproximadamente el 70% de todos los virus enumerados por la OMS, no hay tratamiento disponible y los medicamentos antivirales que existen deben aplicarse muy pronto después de la infección para que sean efectivos. La pandemia actual de COVID-19 es solo uno de esos ejemplos. El consorcio VIROFIGHT propone un nuevo enfoque para combatir las infecciones virales, abordar la falta de tratamientos antivirales de amplia aplicación y crear medios para combatir los patógenos emergentes.

“Nuestra misión es desarrollar y probar prototipos de nanoconchas que tienen la capacidad principal de neutralizar cualquier virus al engullirlos”, dice el coordinador del proyecto Hendrik Dietz, profesor de Nanotecnología Biomolecular en la Universidad Técnica de Munich (TUM) e Investigador Principal en la Escuela de Bioingeniería de Múnich de TUM. “Creemos que esto puede conducir a la neutralización del patógeno por oclusión. Se pueden combatir diferentes tipos de virus utilizando la misma plataforma ". Ulrike Protzer, profesora de virología en TUM, añade: "Esto también puede ayudar a prevenir los efectos negativos que pueden provocar los anticuerpos utilizados para la neutralización del virus".

Las nanoconchas biocompatibles desarrolladas por los investigadores combinan origami de ADN, diseño de proteínas y evolución in vitro. Su interior estará recubierto con una capa de moléculas específicas de virus para aprovechar los efectos de la avidez de una unión fuerte y específica del virus. Estos efectos de unión se probarán a escala de laboratorio en una variedad de virus. Para lograr este objetivo tecnológico, el proyecto interdisciplinario integra expertos en química supramolecular, nanoingeniería molecular y virología.


Prueba de práctica: Influenza - Virus - Química y Física

El virus de la influenza de los murciélagos tiene una adaptabilidad / efectos de transmisión sorprendentemente altos a otros animales y los humanos son difíciles de evaluar / publicar en Nature Microbiology

Investigadores del Centro Médico de la Universidad de Freiburg, el Instituto Friedrich Löffler y la Universidad Estatal de Colorado y la Universidad Estatal de Kansas en los Estados Unidos han investigado el potencial de infección del virus de la influenza H18N11 descubierto en murciélagos. Este tipo de virus mostró una adaptabilidad sorprendentemente alta, lo que hace que la probabilidad de transmisión a otras especies animales y humanos sea difícil de predecir. Los científicos publicaron sus hallazgos el 16 de septiembre de 2019 en la revista Nature Microbiology.

"Los virus de la influenza generalmente tienen una alta tasa de mutación", dice el Prof. Dr. Martin Schwemmle, líder del grupo de estudio e investigación del Instituto de Virología del Centro Médico de la Universidad de Friburgo. “Sin embargo, nos sorprendió la rapidez con la que los virus del tipo H18N11 desarrollan cambios genéticos en el cultivo celular”. En particular, los investigadores encontraron cambios que promueven la propagación del virus. Encontraron evidencia de la función previamente desconocida de la proteína viral similar a la neuraminidasa: al regular la concentración de la proteína inmune MHC-II en la superficie celular, permite la liberación eficiente de virus infecciosos de las células huésped infectadas.

Sospecha de bajo riesgo de infección para humanos

Schwemmle es cautelosamente optimista sobre el posible riesgo de infección por el virus de la influenza tipo H18N11 para los humanos: “Los hurones han demostrado ser modelos animales para la probabilidad de transmisión de otros virus de la influenza a los humanos. Si este es también el caso de nuestro tipo de virus, hasta donde sabemos, no hay indicios de un riesgo de infección relevante. Sin embargo, no se puede descartar una transmisión natural. La evaluación del riesgo es particularmente difícil debido a la alta adaptabilidad genética del virus ”. Los investigadores de Schwemmle están investigando actualmente el funcionamiento exacto de la proteína similar a la neuraminidasa y la adaptabilidad del virus tipo H18N11 a otros receptores que podrían permitir la entrada en las células huésped. estudios de seguimiento.

Contacto científico:

Prof. Dr. Martin Schwemmle
Líder del grupo de investigación
Instituto de Virología
hospital universitario de Friburgo
Teléfono: 0761203-6526
[email protected]

Publicación original:

Título original de la publicación: Los virus de la influenza en murciélagos se transmiten entre los murciélagos, pero no se adaptan bien a especies que no son murciélagos.
DOI: 10.1038 / s41564-019-0556-9

Información adicional:

Características de este comunicado de prensa:
Periodistas, científicos, todos
Biología, nutrición / salud / cuidado, medicina
suprarregional
Resultados de investigación, publicaciones científicas
alemán


Tapa LP 21

Los estudiantes y hellip

  • NMG 1.2.c, el enlace se abrirá en una nueva ventana :. Conocer formas de mantener la salud y fortalecer el bienestar (por ejemplo, ejercicio, sueño, nutrición, cuidado del cuerpo, amistades).
  • NMG 1.2.e, el enlace se abrirá en una nueva ventana :. están familiarizados con las medidas preventivas para mantener la salud y son capaces de implementarlas (por ejemplo, medidas de higiene, cuidado del cuerpo, nutrición, ejercicio).
  • NMG 1.4, el enlace se abrirá en una nueva ventana :. Puede describir la estructura del propio cuerpo y explicar las funciones de órganos seleccionados.

Membrana ecológica desarrollada

Un equipo internacional de investigadores encabezado por Raffaele Mezzenga, profesor de alimentos y materiales blandos en ETH Zurich, ha desarrollado una nueva membrana de filtro que es altamente eficaz para eliminar virus del agua y es respetuosa con el medio ambiente. Los investigadores utilizaron materias primas naturales para su producción.

La membrana del filtro se basa en el mismo principio que Mezzenga y sus empleados desarrollaron para eliminar metales pesados ​​o preciosos del agua. La base de la membrana son proteínas de suero desnaturalizadas que se ensamblan en las fibras más finas, las llamadas fibrillas amiloides. Los investigadores ahora han combinado esta estructura de fibrillas con nanopartículas hechas de hidróxido de hierro (Fe-O-HO).

La fabricación de la membrana es relativamente sencilla. Para producir las fibrillas, las proteínas de suero del procesamiento de la leche se acidifican y se calientan a 90 grados centígrados. Como resultado, las proteínas se estiran y se adhieren entre sí, de modo que se forman fibrillas. Las nanopartículas se pueden generar en el mismo recipiente de reacción que las fibrillas elevando el valor del pH y añadiendo sal de hierro. Esto se "descompone" en nanopartículas de hidróxido de hierro que se adhieren a las fibrillas de amiloide. En este caso, Mezzenga y sus colegas utilizaron celulosa como portador de la membrana.

La combinación de fibrillas de amiloide y nanopartículas de hidróxido de hierro hace que la membrana sea una trampa muy eficaz y eficiente para varios virus que circulan en el agua. El óxido de hierro con carga positiva atrae electrostáticamente a los virus con carga negativa y los inactiva. Las fibrillas de amiloide solas no podrían hacer esto, ya que, al igual que las partículas de virus, también están cargadas negativamente a un valor de pH neutro. Sin embargo, las fibrillas son el vehículo ideal para las nanopartículas de óxido de hierro.


Microorganismos y virus

Foto: Jürgen Kneifel, Hessen crea conocimiento

Foto: Jürgen Kneifel, Hessen crea conocimiento

Foto: Jürgen Kneifel, Hessen crea conocimiento

Foto: Jürgen Kneifel, Hessen crea conocimiento

El foco del campus "Microorganismos y virus", anteriormente "Microbiología y virología", combina la experiencia molecular, ecológica y médica en virología, microbiología y parasitología de las universidades de Gießen y Marburg y la Universidad Técnica de Hesse Central con los socios de cooperación Max Planck. Instituto de microbiología terrestre en Marburg, Paul-Ehrlich-Institut en Langen y University Clinic Gießen-Marburg.

El campo de la investigación interdisciplinar se aborda en el microbiología toda la gama de microorganismos con su ecología, patogénesis, genética y evolución, así como los temas orientados al futuro de la microbiología sintética o los procesos de reciclaje.

En el virología la atención se centra en la educación molecular de enfermedades virales generalizadas como la influenza, así como de infecciones nuevas y recurrentes causadas por el coronavirus del Ébola o MERS.

En el parasitología La atención se centra en la malaria y la esquistosomiasis, en los modelos de infección y el desarrollo de principios activos y vacunas.

Se busca una comprensión mecanicista fundamental del nivel molecular y celular a través de comunidades microbianas a modelos preclínicos en todas las áreas. La atención se centra en reconocer las estrategias generales de microbios y virus, así como su interacción entre sí y con el anfitrión. En la investigación traslacional, la atención se centra en la prevención y el tratamiento de enfermedades infecciosas, la utilización de microorganismos y la mejora de tecnologías en las industrias farmacéutica, agrícola y química.

Estos enfoques de la investigación básica y traslacional también dan como resultado una estrecha cooperación dentro del campus de investigación con las áreas de enfoque y perfil "Investigación de infecciones e inflamación", "Biotecnología de insectos y biorecursos", "Informática biomédica y salud electrónica" y "Medicina pulmonar y cardíaca. "así como con el Instituto Fraunhofer de Biorecursos, que se está creando actualmente.

  • DFG Collaborative Research Center SFB / TRR 84: Inmunidad innata de los pulmones: mecanismos de ataque de patógenos y defensa del huésped en la neumonía
    Duración: 2010-2023
  • DFG Collaborative Research Center 174: Dinámica espacio-temporal de las células bacterianas
    Duración: 2017-2021
  • DFG Collaborative Research Center SFB 593: Mecanismos de compartimentación celular y sus cambios relacionados con la enfermedad
    Duración: 2003-2014
  • DFG Collaborative Research Center SFB 535: Mecanismos de invasión y estrategias de replicación de patógenos
    Duración: 1997-2008
  • DFG Collaborative Research Center SFB 395: Interacción, adaptación y capacidades catalíticas de los microorganismos del suelo
    Duración: 1996-2007
  • Participación en DFG focus SPP 1935: Descifrando el código mRNP: determinantes ligados al ARN de la regulación génica postranscripcional
    Duración: desde 2016
  • DFG focus SPP 1710: Dinámica de interruptores redox basados ​​en tiol en fisiología celular
    Duración: 2014-2021
  • Participación en DFG focus SPP 1596: Ecología y barreras de especies en nuevas enfermedades virales TP Factores activos antivirales de tipo I - sistemas de interferón en pequeños mamíferos
    Duración: 2013-2020
  • DFG Graduiertenkolleg GRK 2355: Redes reguladoras en el ciclo de vida del ARNm: de los ARN codificantes a los no codificantes
    Duración: 2018-2022
  • DFG Graduate College GRK 2213: Plasticidad de membranas en el desarrollo y remodelación de tejidos
    Duración: 2016 a 2021
  • DFG International Research Training Group GRK 767: Control de transcripción en procesos de desarrollo
    Duración: 2002-2010
  • DFG Research Group KFO 309: Lesión pulmonar inducida por virus: patobiología y nuevas estrategias terapéuticas
    Duración: 2016-2019
  • Centro LOEWE: Nuevos objetivos farmacológicos contra las enfermedades infecciosas tropicales desatendidas y relacionadas con la pobreza (DRUID)
    Duración: 2018-2021
  • LOEWE focus: MOSLA - almacenamiento molecular para archivo a largo plazo
    Duración: 2019-2022
  • Foco LOEWE: RNomics médicos - Redes reguladas por ARN en enfermedades humanas
    Duración: 2015-2018
  • Foco LOEWE: SynChemBio: Química sintética innovadora para la modulación selectiva de procesos biológicos
    Duración: 2014-2016
  • Participación en LOEWE focus: MegaSyn: control y diseño de megasintásicas multifuncionales
    Duración: 2017-2020
  • ECFexpress en ERASynBio, una plataforma de expresión ortogonal e independiente del organismo basada en factores Sigma de función extractoplásmica (ECF)
    Prof. A. Becker / UMR, Prof. A. Goesmann / JLU y Dr. Georg Fritz / UMR UMR, JLU, investigadores del Reino Unido, Austria y EE. UU.
    Duración: 2015-2017
    en la Universidad Philipps de Marburg, el único laboratorio de este tipo en Alemania en una universidad
    ”- Instalación conjunta con el enfoque del campus“ Informática biomédica y e-salud ”
    - Establecimiento conjunto de la Universidad Philipps de Marburg y el Instituto Max Planck de Microbiología Terrestre (financiado por LOEWE de 2011 a 2018)
    Coordinador: Dr. G. Bange / UMR, 2016

    La Justus-Liebig-Universität Gießen, la Philipps-Universität Marburg, la Technische Hochschule Mittelhessen y el Paul-Ehrlich-Institut Langen forman el sitio DZIF. )
    - Instituto Federal de Vacunas y Medicamentos Biomédicos

En la Universidad Justus Liebig de Giessen

  • Prof. Dr. Katja Becker
    Bioquímica y Biología Molecular, Departamento de Ciencias Agrícolas, Ciencias de la Nutrición y Gestión Ambiental, JLU
  • Dr. Bork Berghoff
    Microbiología y Biología Molecular, Departamento de Biología y Química, JLU
  • Prof. Dr. Albrecht Bindereif
    Bioquímica, Departamento de Biología y Química, JLU
  • Prof. Dr. Trinad Chakraborty
    Microbiología médica, Facultad de Medicina, JLU
  • Prof. Dr. Eugene Domann
    Microbiología médica, Facultad de Medicina, JLU
  • PD Dr. Elena Evguenieva-Hackenberg
    Microbiología y Biología Molecular, Departamento de Biología y Química, JLU
  • Prof. Dr. Linda Falgenhauer
    Instituto de Microbiología Médica, JLU
  • Jane Falgenhauer
    Instituto de Microbiología Médica, JLU
  • Dr. Moritz Fritzenwanker
    Instituto de Microbiología Médica, JLU
  • Prof. Dr. Stefan Gäth
    Gestión de Residuos y Recursos, Departamento de Ciencias Agrícolas, Ciencias de la Nutrición y Gestión Ambiental, JLU
  • Prof. Dr. Dieter Glebe
    Virología Médica, Facultad de Medicina, JLU
  • Prof. Dr. Alexander Goesmann
    Bioinformática y Biología de Sistemas, Departamento de Biología y Química y Centro de Microbiología Sintética SYNMIKRO, JLU
  • Prof. Dr. Christoph Grevelding
    Departamento de Medicina Veterinaria, Instituto de Parasitología, JLU
  • Prof. Dr. Susanne Herold
    Enfermedades agudas de los pulmones, Departamento de Medicina, JLU
  • Dr. Sybille Duke
    Virología, Departamento de Medicina Veterinaria, JLU
  • PD Dr. ¿Puede Imirzalioglu
    Director médico, Instituto de Microbiología Médica, Departamento de Medicina, JLU
  • Prof. Dr. Dr. Peter luchador

Microbiología de procesos de reciclaje, Departamento de Ciencias Agrarias, Ciencias de la Nutrición y Gestión Ambiental, JLU

Prof. Dr. Gabriele Klug
Microbiología y Biología Molecular, Departamento de Biología y Química, JLU

Prof. Dr. Karl-Heinz Kogel
Fitopatología, Departamento de Ciencias Agrícolas, Ciencias de la Nutrición y Gestión Ambiental, JLU


Los virus murieron en los experimentos en muy poco tiempo.

“Nuestras pruebas demostraron que un recubrimiento hecho de nanopartículas de cobre tiene un fuerte efecto antivírico. Los virus examinados murieron en muy poco tiempo ”, explica Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. tecn. Thomas Grießer de la Cátedra de Química del Plástico de la Universidad de Montan Leoben.

Muchos estudios ya han demostrado que el cobre metálico tiene una fuerte actividad antiviral: puede matar virus que causan bronquitis, polio, herpes simple, influenza y sarampión, entre otros, en minutos. “Aprovechamos las propiedades especiales de la superficie de los fotopolímeros para el recubrimiento. Las nanopartículas antivirales se unen a la superficie a través de una simple reacción química y permanecen firmemente ancladas allí ”, explica Romana Schwarz, MSc, estudiante de doctorado con el Prof. Grießer.


Una sonda de intercalación forzada de ARN fluorescente como marcador panselectivo para la infección por el virus de la influenza A

Un buen ajuste: Se diseñó una sonda pan-selectiva del virus de la influenza A (IAV), IAV QB-FIT, para apuntar a los extremos 5 'del ARNv de IAV altamente conservados. Este oligonucleótido de ARN 2'-O-metilado y sonda marcada con colorante de intercalación forzada es adecuada para detectar específicamente infecciones por IAV en células fijas, independientemente de la línea celular utilizada, y puede emplearse para controlar diferentes estados de infección.

Abstracto

El genoma del virus de la influenza A (IAV) está segmentado en ocho ribonucleoproteínas virales, cada una de las cuales expresa un ARN viral orientado negativamente (ARNv). A lo largo del ciclo de infección, los ARN virales pequeños monocatenarios (ARNv) muy abundantes se transcriben de una manera específica de segmento. Las secuencias de los ARNv y de los extremos 5 'del ARNv son idénticas y están muy conservadas entre todas las cepas de IAV. Aquí, demostramos que estas secuencias se pueden utilizar como un objetivo para un sensor pan-selectivo de la infección por IAV. Con este fin, utilizamos una sonda de ARN de intercalación forzada fluorescente complementaria (IAV QB-FIT) con una única sustitución de ácido nucleico bloqueado para aumentar el brillo. Demostramos mediante hibridación fluorescente in situ (FISH) que esta sonda es adecuada y fácil de usar para detectar la infección de diferentes tipos de células por una amplia variedad de cepas de IAV aviar, porcina y humana, pero no por otros tipos de virus de la influenza. IAV QB-FIT también proporciona una herramienta útil para caracterizar diferentes estados de infección de la célula huésped.


Centro de Coordinación de Estudios Clínicos Marburg(con sucursal en Giessen)

Ejemplos seleccionados de contribuciones al progreso terapéutico de 2009 a 2019

Estudios confirmatorios de fase III

Leucemia mieloide aguda y crónica Sangre 2018 Leucemia 2015
Tumores neuroendocrinos gastrointestinales J Clin Oncol 2009
Cáncer de ovarios N Engl J Med 2019 Lancet Oncol. 2016
Tumores de células germinales J Clin Oncol 2012
Carcinoma de la corteza suprarrenal N Engl J Med.2012
EPOC N Engl J Med 2011
enfermedad de Parkinson N Engl J Med.2013 y 2006
Anorexia nerviosa The Lancet 2014

Estudios de fase I / II

Asma alérgica y ARNzimas N Engl J Med 2015
Pemphigus vulgaris Inmunoterapia basada en portadores
Desarrollo de vacunas Virus de ARN

Prueba de práctica: Influenza - Virus - Química y Física

Los virus de la influenza de los murciélagos utilizan un acceso a la célula completamente diferente al de todos los tipos de influenza previamente conocidos / En el laboratorio, las células humanas también pueden infectarse / Publicación en la naturaleza

Investigadores del Centro Médico Universitario de Friburgo y la Universidad de Zúrich han descubierto una forma completamente nueva de infección con los virus de la influenza. Un tipo de influenza descubierto en murciélagos infecta células humanas y animales al unirse al complejo de superficie MHC-II y no, como todos los virus de influenza conocidos, al ácido siálico. Dado que la proteína inmune MHC-II es muy similar en muchas especies animales y en humanos, el descubrimiento juega un papel importante en la evaluación del riesgo de infección y el peligro potencial del tipo de virus. El estudio, que se publicó en la revista Nature el 20 de febrero de 2019, también proporciona nuevos enfoques para el desarrollo evolutivo de los virus de la influenza.

“En el laboratorio, los virus de los murciélagos pueden usar los complejos MHC-II de ratones, cerdos, pollos o humanos para la entrada celular. Por lo tanto, no se puede descartar una transmisión natural de estos virus de la influenza de los murciélagos a otros vertebrados e incluso a los humanos ”, dice el Prof. Dr. Martin Schwemmle, líder del grupo de estudio e investigación del Instituto de Virología del Centro Médico de la Universidad de Friburgo.

El análisis de la expresión genética y las tijeras genéticas conducen al éxito

Con una doble estrategia y mucho esfuerzo, los investigadores de Friburgo y Zúrich finalmente lograron identificar el factor celular para la entrada del virus en la célula. Por un lado, los investigadores de Zúrich encabezados por el Prof.Dr. Silke Sterz del Instituto de Virología Médica de la Universidad de Zurich, cuyas proteínas se producen en células infectables frente a no infectables. En este denominado análisis de expresión génica, en el que se estima la cantidad de proteínas utilizando copias de ARNm, ya había mucha evidencia del complejo MHC-II. Además, en innumerables experimentos, los investigadores de Friburgo del grupo del profesor Schwemmle cortaron uno de un total de 20.000 genes en células animales individuales utilizando las tijeras de genes CRISPR-Cas. “Las células en las que apagamos el MHC-II se volvieron inmunes a la infección. Esa fue la prueba de que el virus penetró en la célula con la ayuda del MHC-II ”, dice el virólogo.

Con la aparición de un segundo mecanismo de infección, surge la pregunta para los investigadores sobre qué tipo es evolutivamente más antiguo. “Es muy posible que la vía de infección a través del MHC-II que ahora se ha descubierto se haya originado en la vía del ácido siálico que conocemos”, dice el profesor Schwemmle. Muchas preguntas de investigación nuevas surgen del estudio: ¿Hay otros virus de la influenza que utilicen el receptor de la célula huésped previamente desconocido? ¿Con qué facilidad pueden los virus de la influenza cambiar los receptores y existe la posibilidad de que se desarrollen virus de la influenza que infecten las células diana a través de ambos receptores? “Todas estas son preguntas que queremos explorar ahora. Porque los virus de la influenza son obviamente mucho más versátiles de lo que se pensaba ”, dice el virólogo Prof. Schwemmle.

Contacto científico:

Prof. Dr. Martin Schwemmle
Líder del grupo de investigación
Instituto de Virología
hospital universitario de Friburgo
Teléfono: 0761203-6526
[email protected]

Publicación original:

Título original de la publicación: Las proteínas MHC de clase II son receptores de entrada de especies cruzadas para los virus de la influenza en murciélagos
DOI: 10.1038 / s41586-019-0955-3

Características de este comunicado de prensa:
Periodistas, científicos, todos
Biología, nutrición / salud / cuidado, medicina, medio ambiente / ecología
suprarregional
Resultados de investigación, publicaciones científicas
alemán


Video: Práctica 3 Diagnostico viral laboratorio de parasitologia (Enero 2022).