Copyright: H.Wolff, Instituto GSF de Virología molecular, Neuherberg, Alemania
Aplicaciones de microscopía para su laboratorio

Soluciones de microscopía para virología

El estudio de los virus y las enfermedades víricas

La virología es un campo importante dentro de la microbiología y se dedica al estudio de los virus y las enfermedades víricas. El impacto de los virus en la población es enorme, ya que pueden provocar enfermedades pandémicas o endémicas graves, como la gripe española (virus de la gripe H1N1), SIDA (virus de la inmunodeficiencia humana VIH), la fiebre del dengue (virus del dengue DENV) o, más recientemente, la COVID-19 (Coronavirus SARS-CoV-2).

Estudiar los virus, su interacción con las células huésped y la respuesta inmune a los virus ayuda a desarrollar vacunas y tratamientos contra los patógenos víricos. Por tanto, la virología a menudo está muy vinculada a la inmunología.

En la rutina clínica hay disponibles multitud de métodos de laboratorio para confirmar las infecciones víricas. Con la llegada de las técnicas moleculares y la mayor sensibilidad de los análisis serológicos, la virología ha cambiado rápidamente con una amplia variedad de muestras usadas para el análisis virológico.

Muchos virus pueden crecer en cultivos celulares en el laboratorio. Para ello, el virólogo mezcla la muestra del virus con células huésped adecuadas, un proceso llamado absorción o inoculación, después del cual las células se infectan y se generan más copias del virus. Aunque algunos virus requieren un determinado tipo de células para replicarse, hay células que fomentan el crecimiento de una gran variedad de virus, como el linaje de células de riñón del mono africano (células Vero), los fibroblastos de pulmón humano (MRC-5) y las células de carcinoma epidermoide humanas (HEp-2).

Un signo para saber si las células están replicando correctamente el virus es buscar cambios en la morfología celular o una mayor muerte celular (apoptosis) mediante un microscopio invertido para aplicaciones de cultivo celular. Estos inducen cambios morfológicos, lo que se denomina efecto citopático (CPE). La microscopía óptica también es una herramienta valiosa para observar de forma rápida y eficiente cambios histopatológicos, como agregados típicos de virus dentro de células en los llamados cuerpos de inclusiones citoplasmáticas. Un ejemplo prominente son los cuerpos de Negri, que son inclusiones celulares patognomónicas más grandes que normalmente se observan con una tinción de hematoxilina y eosina (tinción HE) en varias células nerviosas para detectar infecciones de rabia con Lyssavirus.

La microscopía de fluorescencia cada vez es más importante en virología. La inmunofluorescencia es un método para diagnosticar y cuantificar ciertas infecciones víricas. El avance de los métodos de marcado de fluorescencia y el instrumental de microscopía abren nuevas posibilidades para realizar estudios más refinados sobre las interacciones huésped-virus, la propagación de los virus y su replicación, por ejemplo, a través de mediciones de colocalización entre compartimentos celulares y virus. Una mayor sensibilidad, una mejor resolución y una mayor automatización de estos sistemas de microscopio proporcionan la base para aplicaciones de cribado que permiten a los investigadores obtener mucha información sobre las células infectadas por virus, p. ej., al tratarlas con fármacos.

La microscopía electrónica a menudo se usa para examinar la ultraestructura y para identificar determinados virus. En particular, la correlación entre la microscopía óptica y electrónica (CLEM) puede proporcionar información única sobre las interacciones entre virus y huésped.

Soluciones de microscopía para virología

Requisitos del microscopio

Para fines de observación y mantenimiento en cultivos celulares, son esenciales microscopios ópticos invertidos de dimensiones reducidas, la opción de fluorescencia LED, una buena ergonomía y una óptica de alta calidad para la documentación digital fiable . La inmunofluorescencia abre la posibilidad de una detección rápida de agentes víricos con análisis de anticuerpos de fluorescencia indirecta (IFA) o directa (DFA), incluyendo kits de pruebas de anticuerpos frente a herpes simple (HSV), gripe A u otros virus respiratorios y enterovirus.

Los microscopios automatizados en caja con calibración integrada, control ambiental y opciones de fluorescencia son ideales para entornos de laboratorio con demandas de alto rendimiento , lo cual permite un cribado en 2D y 3D completamente automatizado de cultivos celulares y tejidos. Los microscopios confocales proporcionan al virólogo la opción de investigar los detalles de la invasión celular con mayor detalle y de preparar la muestra respectiva para una investigación posterior con microscopía electrónica inmunitaria.

Los desarrollos recientes en la microscopía electrónica de barrido (SEM) han demostrado que cumplen con los requisitos de resolución y calidad de imagen para los estudios con virus. El modo de captura de imágenes con campo de visión amplio en combinación con la microscopía óptica correlativa y los flujos de trabajo automatizados ahorran un valioso tiempo en la búsqueda de puntos víricos relevantes y proporciona resultados rápidos, incluso en 3D. 

Ejemplos de aplicación

Muestra: P. Walther, Centro de Microscopía electrónica, Universidad de Ulm, Alemania; J. von Einem, Instituto de Virología, Universidad de Ulm, Alemania.
Distribución intracelular y unida a la membrana de citomegalovirus marcados con GFP
La imagen con mucho aumento se captó con el detector STEM a 30 kV.
La forma característica de las células las identifica como células de rotavirus.
Muestra: M. Leppänen, Universidad de Jyväskylä, Finlandia
Interacciones de virus con bacterias como sucede en la placa de Petri
Muestra: C. Charlier y D. Dunia, Inserm U1043, CPTP, Toulouse, Francia
Cultivos neuronales primarios teñidos para antígenos de Bornavirus y toxina tetánica

Compartir este artículo

Descargas