Kétfoton technika alkalmazása a vírusellenes küzdelemben

Two-photon microscopy as an effective tool for investigation of SARS-CoV-2 infection

Abstract

The effects of viral infections, such as Covid-19, are well studied now, as well as their cellular mechanisms. However, there is little information about the dynamics of how the infection spreads among or within cells in the living organs. Two-photon (2P) imaging, combined with the adequate labeling technique is very effective tool for studying in vivo mechanisms both at cellular or subcellular levels. Here we present a novel calcium sensor designed and developed for the identification of the infection level within the cells of a cell culture or organoids. The reported novel 2P technology as cell viability assay could identify cells in different states of the infection cycle. This method provides information on how the normal cell calcium signaling network is perturbed by the virus. Moreover, the method allows the quantitative analysis of the virus infection dynamics, providing a novel approach to study the progression of the virus induced injection and to test and quantify the effect of variants, and infectious virus titers. This method offers the possibility to determine the effects of various drugs on the infection too on cell cultures or organoids.

Kivonat

A vírusfertőzések, például a Covid-19 hatásait és sejtszintű mechanizmusait ma már jól ismerjük. Arról azonban kevés információnk van arról, hogy a fertőzés hogyan terjed az élő szervek sejtjei között vagy azokon belül. Mivel a kétfoton (2P) képalkotásos technika hatékony eszköz az in vivo mechanizmusok tanulmányozására celluláris és szubcelluláris szinten is, mi egy olyan új kalciumszenzort fejlesztettünk ki, amely alkalmas a fertőzés mértékének meghatározására egy sejtkultúrán vagy akár organoid szinten is. A módszerrel a sejtek életképességének vizsgálatát tudjuk azonosítani a sejtek fertőzési ciklusának különböző állapotaiban, közben információt kapunk arról is, hogy a normál sejten belüli kalcium alapú szabályozó mechanizmusokat hogyan zavarja meg a vírus. Ezen felül a módszer lehetővé teszi a vírusfertőzés dinamikájának kvantitatív elemzését, újszerű megközelítést biztosítva a vírusfertőzés előrehaladásának tanulmányozásához, valamint a variánsok és a fertőző vírustiterek hatásának vizsgálatához és számszerűsítéséhez. Ez a módszer lehetővé teszi a különböző gyógyszerek fertőzésre gyakorolt hatásának kvantitatív meghatározását sejtkultúrákon, de akár organoid szinten is.