El ADN robado refuerza la diversidad inmunitaria
El "robo" de material genético ajeno sigue un plan
Para combatir los patógenos, el sistema inmunitario necesita un enorme número de anticuerpos diferentes. En un estudio del MDC, un grupo dirigido por la profesora de BIH Kathrin de la Rosa ha descrito ahora en la revista PNAS un mecanismo de "robo" que contribuye a la diversidad de anticuerpos.
Una ilustración de la diversificación de anticuerpos por intercambio de ADN entre cromosomas. El ADN codificado en loci distantes de diferentes cromosomas puede integrarse en el locus de la cadena pesada del anticuerpo (tanto en el alelo materno como en el paterno). De este modo, otras partes de nuestro genoma contribuyen a la formación de anticuerpos que contienen fragmentos adicionales (resaltados en distintos colores).
© AG de la Rosa, MDC
Hace unos años, la profesora Kathrin de la Rosa y sus colegas del laboratorio del inmunólogo suizo Antonio Lanzavecchia hicieron un descubrimiento inusual. El equipo encontró anticuerpos en la sangre de pacientes con malaria que se habían fabricado según el esquema de un gen que en realidad tenía una función totalmente diferente. "Este gen suele codificar un receptor que inhibe el sistema inmunitario, al que el patógeno de la malaria puede dirigirse para reproducirse más fácilmente", explica de la Rosa, que dirige el Laboratorio de Mecanismos Inmunitarios y Anticuerpos Humanos del Centro Max Delbrück de Medicina Molecular de la Asociación Helmholtz (MDC) de Berlín y del Instituto de Salud de la Charité (BIH).
Sin embargo, los sistemas inmunitarios de las personas infectadas por la malaria se habían defendido de forma evidente. "Los anticuerpos que encontramos habían integrado una parte de este receptor, llamado LAIR1, con lo que habían adquirido la capacidad de reconocer a los parásitos con mayor eficacia", afirma de la Rosa, que también es titular en el BIH de la cátedra Johanna Quandt de Mecanismos Inmunitarios Traslacionales, financiada por la Stiftung Charité.
La estrategia está muy extendida
El descubrimiento inicial planteó muchas preguntas a De la Rosa. ¿Podría este truco ser realizado únicamente por el sistema inmunitario de los pacientes de malaria? ¿O por personas de origen africano? ¿Es el receptor LAIR1 único en cuanto a su capacidad de integrarse en los anticuerpos? ¿O acaso han descubierto un mecanismo totalmente desconocido utilizado generalmente por el sistema inmunitario humano para fabricar anticuerpos a medida en sus células B?
En un estudio que se acaba de publicar en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences(PNAS), de la Rosa y su equipo han dado las primeras respuestas a estas preguntas. "En más del 80 por ciento de los donantes europeos y africanos, detectamos anticuerpos cuya creación requería el uso de genes extraños u otros fragmentos de ADN distantes", informa Mikhail Lebedin, primer autor del estudio e investigador del laboratorio de de la Rosa en el MDC. "Y no importaba si estas personas se habían infectado de malaria antes o a qué grupo étnico pertenecían".
El robo sigue un plan
Además, según Lebedin, el material extraño sólo se encontró en una región específica de los anticuerpos, los segmentos de la cadena pesada de las proteínas en forma de Y. Para él y sus colegas, esto era un indicio importante de que el "robo" de material genético extraño seguía un plan. Los investigadores encontraron pruebas que lo corroboraban cuando mapearon los fragmentos robados en el genoma humano y descubrieron patrones llamativos de su origen. "Por ejemplo, muy a menudo procedían de las mitocondrias de las células o de los extremos de los cromosomas en el núcleo celular", explica Lebedin.
Para su trabajo, el equipo de investigación desarrolló su propia técnica para estudiar los transcritos de los anticuerpos -es decir, las matrices de ARN que se leen durante la producción de proteínas- mediante un análisis de alto rendimiento. "Necesitábamos un procedimiento muy sensible, ya que de otro modo los anticuerpos con componentes extraños se pasarían por alto fácilmente en las masas de anticuerpos", dice de la Rosa. "Porque sólo uno de cada diez mil o cien mil anticuerpos en la sangre tiene estas propiedades especiales". Pero, al parecer, eso es suficiente para que el sistema inmunitario sea especialmente robusto en determinadas condiciones, como la malaria.
El objetivo es una vacuna celular
"Hasta ahora, se suponía que la diversidad de anticuerpos sólo era resultado de mutaciones en los genes de los anticuerpos", explica de la Rosa. Pero esta suposición era incompleta. "No obstante, nuestro estudio acaba planteando más preguntas que respuestas", afirma. Para de la Rosa, las dos preguntas más importantes son: ¿Cómo funciona realmente el proceso de robo de ADN? ¿Y puede utilizarse para crear artificialmente nuevos anticuerpos específicos y las células B que los producen?
"Durante la pandemia de COVID, millones de personas de todo el mundo aprendieron y experimentaron personalmente lo importantes que son los anticuerpos, ya que nos protegen de patógenos como el SARS-CoV-2. Se crean cuando nos infectamos o nos vacunamos", afirma el inmunólogo. "Para mí es muy importante entender cómo se produce la diversidad de anticuerpos, pues sólo así podremos desarrollar nuevos enfoques que nos ayuden a fabricar vacunas aún mejores en el futuro". Una de las posibilidades que tiene en mente De la Rosa es una vacuna celular. Su objetivo es modificar las células B endógenas en su laboratorio para que produzcan anticuerpos aún más potentes que sus modelos naturales.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Más noticias del departamento ciencias
Reciba la industria de las ciencias biológicas en su bandeja de entrada
No se pierda nada a partir de ahora: Nuestro boletín electrónico de biotecnología, productos farmacéuticos y ciencias de la vida le pone al día todos los martes y jueves. Las últimas noticias del sector, los productos más destacados y las innovaciones, de forma compacta y fácil de entender en su bandeja de entrada. Investigado por nosotros para que usted no tenga que hacerlo.
