Ultrasonidos en la investigación de virus
La lisis y la extracción por ultrasonidos constituyen un método fiable y consolidado desde hace mucho tiempo para la ruptura celular y la posterior liberación de virus, proteínas virales, ADN y ARN.
Ultrasonidos en la investigación de coronavirus
La extracción de virus de tejidos de órganos es una etapa esencial de la preparación de muestras antes de analizar el virus (p. ej., ácido nucleico, capsómeros, glucoproteínas). La homogeneización ultrasónica es un método rápido, sencillo y reproducible para la preparación de muestras mediante procedimientos como la homogeneización de tejidos, la lisis, la ruptura celular, la extracción de material intracelular y la fragmentación de ADN y ARN.
La preparación de muestras por ultrasonidos es una etapa habitual antes de la reacción en cadena de los polímeros (PCR).
Aplicaciones de los ultrasonidos en virología
- lisis celular para extraer virus de tejidos y cultivos celulares
- dispersión de agrupaciones de virus
- cizallamiento / fragmentación de ADN y ARN
Ultrasonidos para la producción de vacunas y la formulación de fármacos antivirales
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Nanotransportadores de fármacos
Los sistemas de administración de fármacos de tamaño nanométrico se utilizan con éxito para transportar principios activos farmacológicos a las células, donde el fármaco puede ejercer sus efectos. Entre los nanotransportadores habituales de fármacos se encuentran las nanoemulsiones, liposomas, complejos de ciclodextrina, nanopartículas poliméricas, nanopartículas inorgánicas y vectores virales.
La emulsificación y la dispersión por ultrasonidos constituyen una técnica consolidada para producir formulaciones mejoradas mediante nanotecnología, como nanoemulsiones, liposomas, complejos de cyclodectrin y nanopartículas (p. ej., nanopartículas de núcleo y cubierta) cargadas con sustancias bioactivas.
Virus
Procesadores ultrasónicos para la lisis y la extracción celular
Hielscher Ultrasonics ofrece una amplia gama de sistemas ultrasónicos tanto para la sonicación de muestras de laboratorio muy pequeñas como para el procesamiento de cantidades muy grandes a escala industrial.
Nuestros sonicadores de sonda están disponibles en distintos rangos de potencia para que podamos recomendarle el equipo ideal para su aplicación. Una amplia gama de accesorios, como sonotrodos de distintos tamaños y formas, celdas de flujo y reactores con diversos tamaños y geometrías, así como otros complementos, permite configurar su equipo de ruptura celular por ultrasonidos para lograr la máxima eficiencia del proceso y comodidad de uso.
Un diseño ultrasónico único para la preparación de muestras es el VialTweeter. El VialTweeter de Hielscher permite sonicar hasta 10 tubos (p. ej., tubos Eppendorf, tubos de microcentrífuga, etc.) simultáneamente en las mismas condiciones de proceso. Las ondas ultrasónicas intensas se transmiten a través de las paredes de los tubos, lo que evita la contaminación cruzada y la pérdida de muestras. El VialTweeter es un sistema ultrasónico compacto que puede utilizarse en cualquier entorno de laboratorio. Sus principales ventajas son el control preciso de los parámetros del proceso, la reproducibilidad, el tratamiento simultáneo de varias muestras en las mismas condiciones sin contaminación cruzada y el registro automático de datos en una tarjeta SD integrada. La robustez de los equipos ultrasónicos de Hielscher permite un funcionamiento 24/7 en condiciones de trabajo intensivo y en entornos exigentes.
Ventajas de los sonicadores de Hielscher
Todos los equipos ultrasónicos de Hielscher están diseñados para funcionar 24/7 a plena carga. La fiabilidad y la robustez de los sonicadores de Hielscher permiten procesar sus materiales con gran eficiencia y obtener el resultado deseado. Nuestro ajuste automático de frecuencia garantiza un funcionamiento continuo a la amplitud seleccionada. La escalabilidad lineal facilita el aumento de los volúmenes de procesamiento manteniendo los mismos resultados del proceso, sin riesgos.
A partir de 200 vatios, todos nuestros sistemas ultrasónicos incluyen una pantalla táctil a color, control digital, una tarjeta SD integrada para el registro automático de datos, sensores de temperatura conectables y sensores de presión opcionales, y
La siguiente tabla ofrece una indicación de la capacidad de procesamiento aproximada de nuestros sonicadores:
| Volumen por lote | Caudal | Equipos recomendados |
|---|---|---|
| 1 a 500 mL | 10 a 200 mL/min | UP100H |
| 10 a 2000 mL | 20 a 400 mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 a 20 L | 0,2 a 4 L/min | UIP2000hdT |
| 10 a 100 L | 2 a 10 L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 a 100 L/min | UIP16000 |
| n.a. | mayor | conjunto de UIP16000 |
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Homogeneizadores ultrasónicos de alta potencia desde la escala de laboratorio hasta la escala piloto y la escala industrial.
Bibliografía y referencias
Información de interés
Coronavirus
El término coronavirus abarca toda una rama del árbol genealógico de los virus, incluidos los patógenos causantes del SARS (síndrome respiratorio agudo grave), del MERS (síndrome respiratorio de Oriente Medio) y de otras variantes. Hablar del «coronavirus» para referirse a una cepa viral peligrosa puede compararse con decir «mamífero» cuando se quiere decir «oso grizzly». Es técnicamente correcto, pero muy poco específico.
Virus
Un virus es una pequeña partícula infecciosa que necesita una célula huésped para replicarse. Los virus invaden las células vivas de organismos que van desde animales y plantas hasta microorganismos, incluidas bacterias y arqueas.
Formas, tamaños y tipos de virus
En general, los virus son considerablemente más pequeños que las bacterias. La mayoría de los virus estudiados hasta la fecha tienen un diámetro de entre 20 y 300 nanómetros. Como la mayoría de los virus son partículas tan diminutas, un microscopio óptico no ofrece suficiente aumento para hacerlos visibles. Para observar y estudiar los virus se requieren microscopios electrónicos de barrido y de transmisión (SEM y TEM, respectivamente).
Composición de un virión
Una partícula viral completa se denomina virión. Un virión consta de un núcleo interno de ácido nucleico, que puede ser ácido ribonucleico o desoxirribonucleico (ARN o ADN). El ácido nucleico está rodeado por una cubierta proteica externa protectora denominada cápside. La cápside está formada por subunidades proteicas idénticas llamadas capsómeros. El núcleo del virión confiere infectividad, mientras que la cápside proporciona especificidad al virus. Los priones son moléculas proteicas infecciosas que no contienen ADN ni ARN viral.
Virus envueltos frente a virus desnudos
Los virus que tienen una envoltura lipídica se conocen como virus envueltos. La denominada envoltura es un recubrimiento lipídico que rodea la cápside proteica. Los virus adquieren la envoltura de la membrana de la célula huésped durante el proceso de gemación. Algunos ejemplos de virus envueltos son SARS-CoV-2, HIV, HSV, SARS o viruela.
Los virus desnudos no tienen esta envoltura porque salen de la célula provocando su lisis. Sin embargo, algunos virus pueden desarrollar una «cuasienvoltura» que rodea completamente la cápside viral, pero carece de glucoproteínas virales. Algunos ejemplos de virus desnudos son poliovirus, nodavirus, adenovirus y SV40.
Morfología de los virus
Se distinguen cuatro tipos morfológicos principales de virus: helicoidales, icosaédricos, prolatos y envueltos. Además, existen las denominadas morfologías virales complejas.
La morfología de un virus está definida por la cápside y su forma. La cápside está formada por proteínas codificadas por el genoma viral. La forma de la cápside es la base de la distinción morfológica. Las subunidades proteicas codificadas por el virus, llamadas capsómeros, se autoensamblan para formar una cápside, lo que normalmente requiere la presencia del genoma del virus.
Virus helicoidales: Los virus helicoidales tienen una cápside cuya forma puede describirse como filamentosa o en forma de bastón. La estructura helicoidal tiene una cavidad central en la que se encuentra encerrado el ácido nucleico. Según la disposición de los capsómeros, la forma helicoidal confiere flexibilidad o rigidez a la cápside del virus.
Virus icosaédricos: La cápside de un virus icosaédrico consta de subunidades idénticas (capsómeros) que forman triángulos equiláteros, los cuales se disponen a su vez de forma simétrica. La forma icosaédrica proporciona una estructura de cápside muy estable que ofrece amplio espacio para el ácido nucleico.
Virus prolatos: La forma prolata es una variante de la forma icosaédrica y se encuentra en los bacteriófagos.
Virus envueltos: Algunos virus tienen una envoltura formada por fosfolípidos y proteínas. Para ensamblar la envoltura, el virus utiliza porciones de la membrana celular de su huésped. La envoltura actúa como una cubierta protectora de la cápside y contribuye así a proteger al virus del sistema inmunitario del huésped. La envoltura también puede contener moléculas receptoras que permiten al virus unirse a las células huésped y facilitan la infección de las células. Por una parte, la envoltura viral facilita la infección de las células; por otra, hace que el virus sea más susceptible a la inactivación por agentes ambientales, como los detergentes (p. ej., el jabón), que alteran los componentes lipídicos de la envoltura.
Virus complejos: Un virus complejo se caracteriza por una estructura de cápside que no es puramente helicoidal ni puramente icosaédrica. Además, los virus complejos pueden tener componentes adicionales, como colas proteicas o una pared externa compleja. Muchos bacteriófagos son conocidos por su estructura compleja, que combina una cabeza icosaédrica con una cola helicoidal.
Genoma de los virus
Las especies virales presentan una enorme variedad de estructuras genómicas. El conjunto de las especies virales contiene una mayor diversidad estructural genómica que las plantas, los animales, las arqueas o las bacterias. Existen millones de tipos distintos de virus, aunque hasta ahora solo se han descrito en detalle unos 5.000 tipos. Esto deja un amplio campo para la investigación futura de los virus.