曾獲諾貝爾獎的低溫電子顯微鏡成像技術有望精確鎖定和成像病毒體
根據去年宣佈的諾貝爾獎，低溫電子顯微鏡使科學家能夠“開始想象他們以前從未見過的過程”。它依賴於一種精確的冷凍方法，將細胞內的水轉化為固體以保持其細胞結構，同時還有一個改進的電子顯微鏡，與先進的數學演算法相結合，已經使科學家們能夠使用低溫電子顯微鏡來探測有毒細菌，抗脊髓灰質炎植物病毒的祕密以及蜱唾液的免疫調節作用。
現在，奧塔哥大學和沖繩科學技術研究所（OIST）的科學家們正在利用它來探索殺死癌症的設計師病毒的潛力。
“冷凍電子顯微鏡是當今生命科學領域最具活力的領域之一，這是2017年諾貝爾獎所認可的事實，”該研究的共同作者Mihnea Bostina稱 “我們現在能夠修復我們感興趣的無定形冰（即近天然條件下），我們可以使用先進的顯微鏡收集數以千計的高解析度影象，用複雜的演算法進行分析。所以儲存、成像並分析樣品的方法變得更為簡單。結果是我們可以在原子細節上檢查重要分子組成的結構。“
Bostina是奧塔哥電子顯微鏡中心的負責人，他的研究人員專注於塞內卡山谷病毒的構成。與其他抗癌病毒一樣，它被視為抗癌的潛在有力武器，因為它選擇性地靶向腫瘤細胞，同時保持健康細胞不受傷害。這些能力已經在關於小兒實體瘤和小細胞肺癌的I期和II期臨床試驗中得到證實。
Seneca Valley病毒被認為是一種特別有前途的抗癌病毒，因為它可以鎖定一種名為ANTXR1的受體，這種受體幾乎發生在人類癌症的三分之二病例中。引起團隊興趣的是該病毒如此故意地與腫瘤細胞上的ANTXR1結合，同時對一種名為ANTXR2的近親沒有明顯的興趣，後者僅出現在健康組織中。這種高度選擇性難以複製。
“到目前為止，特別難以定位ANTXR1，因為兩種受體之間的藥物不能很好地區分，”Bostina解釋說。
Seneca Valley病毒作為癌症治療的病毒療法形式的另一個缺點是，因為它是一種病毒，它會引發患者的免疫反應，並在幾周內有效地將其殺死。而通過使用它對塞內卡山谷病毒進行成像，科學家們希望能夠選擇與ANTXR1結合的獨特功能，然後改進這些功能，以便它能夠躲過免疫系統足夠長的時間來完成這項工作。他們對病毒的重建揭示了其外殼中以前未知的特徵，它與ANTXR1的結構特徵完全吻合，但在ANTXR2上沒有發現。
“這些元件必須像鎖中的鑰匙一樣契合在一起 - 這是一個高度發展的系統，一切都非常完美，”OIST的共同資深作者Matthias Wolf說。
Bostina將這些成分稱為殘留物，並且通過對這些成分的新知識，他說科學家們可以開始探索如何增強病毒以達到抗癌目的。
“我們的工作確切地顯示哪些殘基對於受體識別很重要，我們可以保持這些殘基的完整性，並使病毒表面的殘基發生變異，從而逃脫免疫系統攻擊，這是所有病毒已採用的策略，”他說。
鑑於ANTXR1和塞內卡山谷病毒的廣泛存在，這一突破的優點在於它可能對癌症研究的許多途徑產生影響。關於其如何工作的新的深入知識也可能為病毒療法提供基礎，這些療法被調整以鎖定不同種類的受體，作為治療不同型別癌症的方法。