«Desarrollo de una Animación 3D sobre la Microscopia de Onda Evanescente y su aplicación en Virología: una herramienta para el estudio y comprensión de los mecanismos de infección por microorganismos en célula viva»

Abstract

En el estudio de los mecanismos de invasión por patógenos (virus, bacterias, parásitos), es importante abordar, a nivel avanzado y molecular, los procesos que gobiernan la fusión de membrana, como uno de los eventos biológicos clave en la infección por microorganismos y en el contexto de las Enfermedades Infecciosas. En este contexto, es importante entender cómo funcionan las proteínas de los patógenos que regulan la invasión de células y tejidos, mediante el control y promoción del proceso de fusión de membrana entre el patógeno y la célula diana. Donde el empleo de la miscroscopía de onda evanescente es importante. Las ilustraciones científicas en este tema suelen ser láminas o esquemas 2D fijos, que ilustran la función de las proteínas implicadas y la fusión de membranas entre patógeno y célula diana, con cadenas secuenciales de imágenes no dinámicas, y difícilmente se ilustra el funcionamiento de este microscopio de última generación. En este capítulo se presenta, a modo de resumen, nuestro proyecto de innovación docente ULL, cuyo objetivo ha sido la creación y generación, por vez primera, de material de Animación 3D para ilustrar de forma pedagógica, y con el mayor reigor ciéntifico, la aplicación de la tecnología de microscopía fluorescente de onda evanescente (TIRFM) en el estudio de células vivas y del mecanismo de su infección por patógenos, aplicándolo a la comprenión del proceso de fusión de membranas y, en particular, al proceso de infección temprana por el virus VIH-1.

In the study of the mechanisms of invasion by pathogens (viruses, bacteria, parasites), it is important to address, at an advanced and molecular level, the processes that govern membrane fusion, as one of the key biological events in infection by microorganisms and in the context of Infectious Diseases. In this scenario, it is important to understand how the proteins of the pathogens that regulate the invasion of cells and tissues work, by controlling and promoting the process of membrane fusion between the pathogen and the target cell. In this matter, the use of evanescent wave microscopy (TIRFM) is key and very important. The scientific illustrations in this topic are usually fixed sheets or 2D-diagrams that illustrate the function of the proteins involved and the fusion of membranes between pathogen and target cell, with sequential chains of non-dynamic images, where it is difficult to illustrate how this last generation microscope works. In this chapter we briefly present our ULL teaching innovation project, whose objective has been the creation and generation, for the first time, of a 3D Animation material to illustrate in a pedagogical way, and with the greatest scientific rigor, the application of the evanescent wave fluorescence microscopy technology in the study of living cells and the mechanism of their infection by pathogens, applying it to the understanding of the membrane fusion process and, in particular, to the process of early infection by the HIV-1.