Forskare från University of Leeds har avslöjat strukturen hos ett virus som påverkar njur- och benmärgstransplanterade patienter i nära atomära detaljnivåer för första gången.

Denna detaljerade information fungerar som en strukturell visualisering på molekylär nivå, tillåta forskare att studera flera potentiella mål för antivirala terapier eller läkemedel.

För att skapa ett läkemedel som kan rikta sig mot virus, forskare behöver veta hur viruset ser ut. Med denna kunskap, de kan rikta kemiska föreningar mot det på ett sådant sätt att de binder till det exakt, stoppa viruset från att fungera. Ju mer detaljerad struktur de har att arbeta med, desto mer precision kan de tillämpa.

Forskargruppen vid universitetets Astbury Center for Structural Molecular Biology fokuserade på det infektiösa BK-polyomviruset (BKV), med hjälp av centrets två kryo-elektronmikroskop för att utveckla den otroligt detaljerade avbildning som krävs.

En forskningsartikel som tillkännager de nya strukturerna har publicerats i tidskriften Strukturera . Detaljnivån i bilden gör att forskare kan se drag på viruset så små som ~3 Ångströms breda. En Ångström motsvarar en tiomiljarddels meter eller 0,1 nanometer. Strukturen är så liten att den inte kan ses med blotta ögat.

Astbury Centers doktorandforskare Dan Hurdiss, huvudförfattare till tidningen, sa:"Våra strukturer ger den tydligaste bilden hittills av den infektiösa viruspartikeln. Denna detaljerade information fungerar som en strukturell färdplan, så att vi kan visualisera flera potentiella mål för antivirala terapier.

"Dessa kan inkludera läkemedel som blockerar BKV från att komma in i våra celler eller som förhindrar korrekt montering av viruspartikeln. Framöver, dessa strukturer kan också användas för att identifiera hur antikroppar från patienter med andra sjukdomar känner igen BKV-viruspartikeln och på så sätt hjälpa till i utvecklingen av ett vaccin."

Cirka 80 % av världens vuxna befolkning är infekterad med BKV, men viruset orsakar sällan sjukdom hos personer med ett sunt immunförsvar. Dock, hos immunförsvagade individer, BKV kan "återaktivera" och orsaka allvarliga sjukdomar.

Två sådana exempel på BKV-associerade sjukdomar är polyomavirusassocierad nefropati (PVAN) och hemorragisk cystit (HC) som drabbar njur- respektive benmärgstransplanterade.

Cirka 10 % av personer som får en njurtransplantation kommer att lida av PVAN och upp till 90 % av dessa kommer att få sina transplanterade organ avstötade. För närvarande, det finns begränsade behandlingsalternativ för individer som lider av BKV-relaterade sjukdomar.

De nya strukturerna kommer att ge hopp till drabbade, genom att ge forskare ett forskningsverktyg av bättre kvalitet att arbeta med.

Strukturerna skapades med hjälp av kryo-elektronmikroskopimetoden, genom att frysa in smittsamma BKV-partiklar och ta tusentals bilder med hjälp av mikroskopen. Dessa tvådimensionella bilder kombinerades sedan beräkningsmässigt för att producera en högupplöst, tredimensionell bild av viruset.

Professor Neil Ranson, Direktör för kryo-elektronmikroskopi vid University of Leeds, sa:"Kryo-elektronmikroskopi har funnits i 30 år och har varit otroligt användbar, men tills nyligen saknade tekniken förmågan att rutinmässigt titta på molekyler på den detaljnivå som behövs.

"Utan den detaljen, forskare kämpade ibland för att förstå strukturen hos biologiska molekyler och hur de fungerar, speciellt när de är på sin vanliga arbetsplats:inne i våra celler.

"Dock, Titan Krios-mikroskopen vi har installerat i Leeds är absolut toppmoderna, och innebär att dessa begränsningar har krossats. Forskare och industrianvändare som arbetar med oss ​​kan nu avbilda biologiska molekyler med en otrolig upplösning. Avgörande, vi kommer också att kunna se hur dessa molekyler interagerar med varandra."