Una proteína para la producción masiva de anticuerpos
Un raro defecto genético proporciona un conocimiento fundamental sobre los anticuerpos
Científicos del Instituto de Biología Molecular de la Academia Austriaca de Ciencias y de la Universidad de Columbia Británica han descubierto un papel importante de la proteína JAGN1 en la producción de anticuerpos y la capacidad del cuerpo para montar una defensa contra los patógenos, incluyendo los virus.
Anticuerpo glicosilado
(c) IMBA/Méhu
Los anticuerpos juegan un papel fundamental en la medicina, y la respuesta inmune mediada por anticuerpos es el objetivo final en la búsqueda de una vacuna para derrotar la pandemia actual. Estas diminutas proteínas, también llamadas inmunoglobulinas, son utilizadas por el cuerpo como un elemento disuasorio crítico contra los patógenos invasores. Lo hacen reconociendo y marcando las sustancias extrañas para que puedan ser identificadas por el sistema inmunológico. También ayudan a destruir a los intrusos con la ayuda de otras células inmunes.
El JAGN1 como jugador del equipo del sistema inmunológico
El grupo del Dr. Josef Penninger en el IMBA y en la UBC, donde es director del Instituto de Ciencias de la Vida y profesor del Departamento de Genética Médica, se centró en el papel de una proteína específica llamada JAGN1 en la producción de anticuerpos. El gen JAGN1 había sido identificado previamente como un actor en el sistema inmunológico del cuerpo por el laboratorio Penninger en colaboración con el laboratorio Klein de la LMU en Munich entre los pacientes con neutropenia congénita severa (SCN) - una enfermedad causada por una mutación en el gen JAGN1. Los pacientes con SCN tienen niveles anormalmente bajos de glóbulos blancos llamados neutrófilos y sufren de infecciones graves porque sus sistemas inmunológicos no pueden matar eficazmente a los invasores bacterianos o fúngicos.
En el presente estudio, los investigadores arrojan luz sobre el papel del JAGN1 en relación con las células B, glóbulos blancos que pueden convertirse en células plasmáticas cuando reconocen sustancias extrañas (antígenos) como sustancias químicas, bacterias, virus y polen. En la forma de células plasmáticas, las células B pueden producir miles de anticuerpos por segundo que se dirigen a un antígeno específico. Esta producción se produce en un lugar dentro de la célula conocido como retículo endoplásmico.
Como toque final de su producción, los anticuerpos están "decorados" con moléculas de azúcar en su región Fc, un área que interactúa con otras partes del sistema inmunológico. Este proceso, llamado glicosilación, facilita la capacidad del anticuerpo para unirse a otras células inmunes, fortaleciendo así la reacción defensiva del cuerpo. Se sabe que las estructuras de azúcar características que se unen a las proteínas tienen un impacto en la estabilidad de las proteínas y en la comunicación entre las células y su entorno.
"Cuando eliminamos el JAGN1 en las células B de los ratones, pudimos medir una reducción drástica en el número de anticuerpos", dice la Dra. Astrid Hagelkruys, Investigadora Asociada Principal del IMBA y primera autora del estudio. "Además, su patrón de glicosilación - la adición de moléculas de azúcar específicas - se alteró en los anticuerpos de las células B deficientes del JAGN1".
"El JAGN1 parece influir en las fábricas de anticuerpos de las células", dice el Dr. Penninger. "Para nuestra sorpresa, este cambio en la estructura del azúcar también lleva a una mejor capacidad de los anticuerpos para unirse a otras células inmunes y fortalece la reacción de defensa".
Los científicos también fueron capaces de demostrar este mecanismo en muestras humanas. "Los defectos genéticos raros ocurren sólo en un puñado de personas", añade el Dr. Penninger, "pero a veces pueden ayudarnos a descifrar principios básicos de la biología. En este caso, pudimos demostrar que un determinado gen afecta al retículo endoplásmico y, por lo tanto, es esencial para la producción masiva de anticuerpos. Al mismo tiempo, también descubrimos que la "capa de azúcar" de los anticuerpos se modifica, lo que tiene un efecto importante en la forma en que tales anticuerpos trabajan realmente en el cuerpo".
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