O Walter Reed Army Institute of Research (WRAIR) está aproveitando capacidades avançadas de microscopia crioelectrônica (crio- EM) e conhecimentos cultivados internamente para desenvolver contramedidas médicas terapêuticas e preventivas de próxima geração para proteger a saúde dos membros do serviço dos EUA e garantir a disponibilidade e resiliência da Força. As capacidades Cryo-EM, alojadas na seção de biologia estrutural do Programa de Doenças Virais WRAIR, envolvem amostras biológicas frágeis que congelam flash para permitir a imagem em um microscópio eletrônico de transmissão. Isto permite amostras biológicas menores do que 0.5 micron de diâmetro a ser preservado e imagemdo. Os resultados são visões tridimensionais de moléculas biológicas em resolução quase atômica, revelando como os anticorpos se ligam aos vírus, como as vacinas se reúnem e como a resposta imune toma forma. Estas insights estão transformando como pesquisadores médicos militares projetam e refinam novos produtos.
. Antes, quando fizemos um novo produto, era um líquido claro num tubo claro. Nós poderíamos saber que funcionou, mas não poderíamos ver exatamente como funcionava ao nível molecular, disse o Dr. Paul Thomas, um associado de pesquisa que foi instrumental na configuração da infraestrutura Cryo-EM do WRAIR..Agora, podemos ver como o produto se parece em vários estágios, identificar recursos e problemas chave e fazer melhorias informadas.
Desde que os pioneiros primitivos do cryo-EM, ganharam o Prêmio Nobel em química em 2017, o impacto transformador da técnica foi reconhecido globalmente; mas os laboratórios de crio- EM permanecem um ativo raro nos EUA, principalmente espalhados por universidades e laboratórios governamentais. O laboratório de Cryo-EM do WRAIRŞ é atualmente o único nos EUA. Departamento de Guerra (DoW).
A precisão aumentada ativada pela tecnologia crio-EM está impactando diretamente os conduítes de pesquisa DoW. A equipe de Cryo-EM da WRAIR Ìs colaborou no HIV, SARS- CoV- 2, malária e Shigella projetos com parceiros, incluindo a Uniformed Services University, WRAIR..Para uma plataforma de vacinas amplamente aplicável, os dados do Cryo-EM ajudaram a determinar como a molécula se forma,. disse Dr. Gordon Joyce, chefe de biologia estrutural na WRAIR.. Essa visão estrutural pode refinar a vacina para os esforços do DoW.. Drs. Thomas e Joyce estão com o Henry M. Fundação Jackson para o Avanço da Medicina Militar (HJF), que suporta WRAIR e o cryo-EM.
O impacto do crio-EM se estende além do design de contramedidas para uma compreensão avançada das respostas imunes a um patógeno ou produto. Joyce explicou como sua equipe usou a tecnologia para ver exatamente onde os anticorpos de animais vacinados ou pessoas se ligam às proteínas virais..Agora que podemos ver onde os anticorpos estão entrando em contato com um vírus, os pesquisadores podem focar em alvos vulneráveis para prevenir ou parar infecções, disse ele. Esta informação pode reduzir o tempo e a incerteza envolvidos no desenvolvimento de contramedidas eficazes para a doença.
No último ano, a equipe WRAIR produziu aproximadamente um por cento de todas as alta resolução 3 -D mapas estruturais de crio-EM publicados globalmente, um nível notável de produtividade para um único laboratório militar. Estes conjuntos de dados suportam mais do que 10 Roteiros militares de desenvolvimento de contramedidas médicas para vacinas e terapêuticas contra uma série de patógenos.
À medida que o DoW moderniza sua empresa de biodefesa, a plataforma cryo-EM WRAIRÏs é um ativo nacional crítico, fornecendo a clareza e eficiência necessárias para superar os patógenos emergentes. Através da colaboração e inovação contínuas, esta capacidade garante que os militares dos EUA permaneçam na vanguarda do desenvolvimento global de contramedidas de doenças, mantendo a saúde e a força dos guerreiros americanos.