Les ultrasons dans la recherche sur les virus
La lyse et l’extraction par ultrasons constituent une méthode fiable et établie de longue date pour désintégrer les cellules et libérer ensuite les virus, les protéines virales, l’ADN et l’ARN.
Les ultrasons dans la recherche sur les coronavirus
L’extraction des virus à partir de tissus d’organes est une étape essentielle de la préparation des échantillons avant l’analyse du virus (par exemple, des acides nucléiques, des capsomères et des glycoprotéines). L’homogénéisation par ultrasons est une méthode rapide, simple et reproductible pour préparer les échantillons, notamment par homogénéisation des tissus, lyse, désintégration cellulaire, extraction de matière intracellulaire et fragmentation de l’ADN et de l’ARN.
La préparation des échantillons par ultrasons est une étape courante avant la réaction en chaîne des polymères (PCR).
Applications des ultrasons aux virus
- lyse cellulaire pour extraire les virus des tissus et des cultures cellulaires
- dispersion des agrégats de virus
- cisaillement / fragmentation de l’ADN et de l’ARN
Les ultrasons pour la production de vaccins et la formulation de médicaments antiviraux
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Nanovecteurs de médicaments
Les systèmes d’administration de médicaments de taille nanométrique sont utilisés avec succès pour acheminer des principes actifs pharmacologiques vers les cellules, où le médicament peut exercer ses effets. Les nanovecteurs couramment utilisés pour les médicaments sont les nanoémulsions, liposomes, complexes de cyclodextrine, les nanoparticules polymériques, les nanoparticules inorganiques et les vecteurs viraux.
L’émulsification et la dispersion par ultrasons constituent une technique bien établie pour produire des formulations améliorées par des nanostructures, telles que des nanoémulsions, des liposomes, des complexes de cyclodextrine et des nanoparticules (par exemple, des nanoparticules cœur-coquille) chargés en substances bioactives.
Virus
Processeurs à ultrasons pour la lyse et l’extraction cellulaires
Hielscher Ultrasonics propose une large gamme de systèmes à ultrasons pour la sonication de très petits échantillons de laboratoire ainsi que pour le traitement de très grandes quantités à l’échelle industrielle.
Nos appareils à ultrasons à sonde sont disponibles dans différentes gammes de puissance afin que nous puissions vous recommander l’appareil idéal pour votre application. Un large éventail d’accessoires, tels que des sonotrodes de différentes tailles et formes, des cellules à circulation et des réacteurs de tailles et de géométries variées, ainsi que d’autres équipements complémentaires, vous permet de configurer votre désintégrateur cellulaire à ultrasons pour obtenir une efficacité de traitement et un confort d’utilisation optimaux.
Un dispositif à ultrasons de conception unique pour la préparation des échantillons est le VialTweeter. Le Hielscher VialTweeter permet la sonication simultanée de jusqu’à 10 tubes (par exemple, des tubes Eppendorf, des tubes de microcentrifugation, etc.) dans les mêmes conditions de traitement. Les ondes ultrasonores intenses sont transmises à travers les parois des tubes, ce qui évite la contamination croisée et la perte d’échantillon. Le VialTweeter est un système à ultrasons compact qui peut être utilisé dans tout environnement de laboratoire. Ses principaux avantages sont le contrôle précis des paramètres de traitement, la reproductibilité, le traitement simultané de plusieurs échantillons dans les mêmes conditions sans contamination croisée et l’enregistrement automatique des données sur une carte SD intégrée. La robustesse des équipements à ultrasons de Hielscher permet un fonctionnement 24/7 en service intensif et dans des environnements exigeants.
Avantages des appareils à ultrasons Hielscher
Tous les appareils à ultrasons Hielscher sont conçus pour une utilisation 24/7 à pleine charge. La fiabilité et la robustesse des appareils à ultrasons Hielscher vous permettent de traiter vos matériaux avec une grande efficacité et d’obtenir le résultat souhaité. Notre réglage automatique de la fréquence garantit un fonctionnement continu à l’amplitude sélectionnée. La mise à l’échelle linéaire facilite le passage à des volumes de traitement supérieurs tout en conservant les mêmes résultats, sans risques.
À partir de 200 watts, tous nos systèmes à ultrasons sont équipés d’un écran tactile couleur, d’une commande numérique, d’une carte SD intégrée pour l’enregistrement automatique des données, de capteurs de température raccordables et de capteurs de pression en option, et
Le tableau ci-dessous vous donne une indication de la capacité de traitement approximative de nos appareils à ultrasons :
| Volume par lot | Débit | Appareils recommandés |
|---|---|---|
| 1 à 500mL | 10 à 200mL/min | UP100H |
| 10 à 2000mL | 20 à 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 à 20L | 0,2 à 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 à 100L | 2 à 10L/min | UIP4000hdT |
| sans objet | 10 à 100L/min | UIP16000 |
| sans objet | supérieur | ensemble de UIP16000 |
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Homogénéisateurs à ultrasons de haute puissance, du laboratoire à l’échelle pilote et à l’échelle industrielle.
Bibliographie et références
Informations utiles
Coronavirus
Le terme coronavirus englobe une branche entière de l’arbre généalogique des virus, notamment les agents pathogènes responsables du SARS (syndrome respiratoire aigu sévère) et du MERS (syndrome respiratoire du Moyen-Orient), parmi plusieurs autres variants. Parler du « coronavirus » en faisant référence à une souche virale dangereuse revient à dire « mammifère » lorsque l’on veut dire « grizzli ». C’est techniquement correct, mais très peu précis.
Virus
Un virus est une petite particule infectieuse qui a besoin d’une cellule hôte pour se répliquer. Les virus envahissent les cellules vivantes d’organismes allant des animaux et des plantes aux microorganismes, y compris les bactéries et les archées.
Formes, tailles et types de virus
En général, les virus sont nettement plus petits que les bactéries. La plupart des virus étudiés à ce jour ont un diamètre compris entre 20 et 300 nanomètres. Comme la plupart des virus sont des particules aussi minuscules, le grossissement d’un microscope optique n’est pas suffisant pour les rendre visibles. Pour observer et étudier les virus, des microscopes électroniques à balayage et à transmission (SEM et TEM, respectivement) sont nécessaires.
Composition d’un virion
Une particule virale complète est appelée virion. Un tel virion se compose d’un cœur interne d’acide nucléique, qui peut être de l’acide ribonucléique ou désoxyribonucléique (ARN ou ADN). L’acide nucléique est entouré d’une enveloppe protéique externe protectrice appelée capside. Une capside est constituée de sous-unités protéiques identiques appelées capsomères. Le cœur du virion confère l’infectiosité, tandis que la capside assure la spécificité du virus. Les prions sont des molécules protéiques infectieuses qui ne contiennent ni ADN ni ARN viral.
Virus enveloppés et virus nus
Les virus qui possèdent une enveloppe lipidique sont appelés virus enveloppés. Cette enveloppe est un revêtement lipidique qui entoure la capside protéique. Les virus acquièrent leur enveloppe à partir de la membrane de la cellule hôte lors du processus de bourgeonnement. Parmi les exemples de virus enveloppés figurent SARS-CoV-2, HIV, HSV, SARS ou la variole.
Les virus nus ne possèdent pas cette enveloppe, car ils quittent la cellule en provoquant sa lyse. Cependant, certains virus peuvent développer une « quasi-enveloppe » qui entoure complètement la capside virale, mais qui est dépourvue de glycoprotéines virales. Parmi les exemples de virus nus figurent le poliovirus, le nodavirus, l’adénovirus et SV40.
Morphologie des virus
On distingue quatre principaux types morphologiques de virus : hélicoïdal, icosaédrique, allongé et enveloppé. Il existe également des morphologies virales dites complexes.
La morphologie d’un virus est définie par la capside et sa forme. La capside est constituée de protéines codées par le génome viral. La forme de la capside sert de base à la distinction morphologique. Les sous-unités protéiques codées par le virus, appelées capsomères, s’autoassemblent pour former une capside, ce qui nécessite normalement la présence du génome viral.
Virus hélicoïdaux : Les virus hélicoïdaux possèdent une capside dont la forme peut être décrite comme filamenteuse ou en bâtonnet. La forme hélicoïdale comporte une cavité centrale dans laquelle l’acide nucléique est enfermé. Selon l’agencement des capsomères, la forme hélicoïdale confère à la capside virale de la souplesse ou de la rigidité.
Virus icosaédriques : La capside d’un virus icosaédrique se compose de sous-unités identiques (capsomères) qui forment des triangles équilatéraux, eux-mêmes disposés de manière symétrique. La forme icosaédrique permet la formation d’une capside très stable offrant beaucoup d’espace pour l’acide nucléique.
Virus allongés : La forme allongée est une variante de la forme icosaédrique et se rencontre chez les bactériophages.
Virus enveloppés : Certains virus possèdent une enveloppe constituée de phospholipides et de protéines. Pour assembler cette enveloppe, le virus utilise des portions de la membrane cellulaire de son hôte. L’enveloppe constitue une couche protectrice autour de la capside et contribue ainsi à protéger le virus du système immunitaire de l’hôte. L’enveloppe peut également porter des molécules réceptrices qui permettent au virus de se lier aux cellules hôtes et facilitent l’infection des cellules. D’une part, l’enveloppe virale facilite l’infection des cellules ; d’autre part, elle rend le virus plus sensible à l’inactivation par des agents environnementaux, tels que les détergents (par exemple, le savon), qui désorganisent les constituants lipidiques de l’enveloppe.
Virus complexes : Un virus complexe se caractérise par une structure de capside qui n’est ni purement hélicoïdale ni purement icosaédrique. En outre, les virus complexes peuvent posséder des composants supplémentaires, tels que des queues protéiques ou une paroi externe complexe. De nombreux bactériophages sont connus pour leur structure complexe, qui associe une tête icosaédrique à une queue hélicoïdale.
Génome viral
Les espèces virales présentent une immense variété de structures génomiques. Le groupe des espèces virales présente une plus grande diversité structurelle des génomes que les plantes, les animaux, les archées ou les bactéries. Il existe des millions de types différents de virus, bien que seulement environ 5 000 types aient été décrits en détail jusqu’à présent. Cela laisse un vaste champ à la recherche future sur les virus.