Un nuevo descubrimiento sobre cómo las células producen anticuerpos ha revelado la forma sorprendentemente aleatoria en que el sistema inmunitario del cuerpo se defiende contra infecciones y enfermedades.

El estudio, dirigido por investigadores de WEHI en Melbourne, Australia, mostró que las células responsables de producir proteínas de anticuerpos utilizan un proceso de aleatorización para determinar qué tipo de anticuerpo producir, comportamiento que los científicos han denominado «ruleta molecular».

Los investigadores han aprovechado los conocimientos críticos para crear una fórmula para predecir este proceso de asignación, en un paso importante hacia la comprensión de por qué algunas personas son biológicamente propensas a desarrollar enfermedades como asma, enfermedades autoinmunes e infecciones.

de un vistazo

  • Primer estudio que muestra que las células B utilizan un proceso de aleatorización para determinar qué tipo de anticuerpo crear. Los anticuerpos protegen al cuerpo contra patógenos y virus
  • El hallazgo liderado por WEHI revela el primer modelo matemático que podría predecir el tipo y la cantidad de anticuerpo que se producirá
  • El descubrimiento histórico podría conducir a investigaciones futuras que pueden evitar que este proceso se interrumpa para causar enfermedades, al tiempo que acerca significativamente el campo al uso de datos cuantificables para mapear cómo se comporta el sistema inmunológico

Los anticuerpos son producidos por células inmunitarias para proteger nuestro cuerpo contra enfermedades al alertar al sistema inmunitario sobre invasores extraños, como patógenos y virus.

Las células B son un tipo de célula inmunitaria (también conocidas como linfocitos B) que producen cinco clases diferentes de anticuerpos, cada uno diseñado para defender al cuerpo contra un virus específico, incluidas las bacterias y los parásitos.

El investigador jefe, el profesor Phil Hodgkin, dijo que la comprensión de cómo las células usan los procesos de aleatorización para tomar decisiones ha sido una piedra angular de su trabajo, y que fue sorprendente descubrir que las células B usan un sistema similar cuando eligen anticuerpos.

«En lugar de instruir a cada célula sobre qué hacer como se pensaba anteriormente, nuestras células B ejecutan efectivamente un pequeño casino detrás de escena», dijo el profesor Hodgkin, director de inmunología de WEHI.

«Estas células inmunitarias finalmente están jugando a la ruleta molecular para asignar una cierta cantidad de células a cada clase de anticuerpo, lo que desencadena diferentes resultados a través de un juego de azar.

«Sabemos desde hace mucho tiempo que las células B utilizan un proceso aleatorio de mezcla de genes para producir anticuerpos individuales, pero descubrir que estas células implementan un sistema general para elegir también toda la clase de anticuerpos es un descubrimiento histórico para el campo.

«Este hallazgo es un importante paso adelante en la comprensión de cómo estas probabilidades variables pueden afectar a las personas en lo que respecta a su probabilidad de desarrollar ciertas enfermedades, al tiempo que amplía nuestra comprensión de cómo se comportan las células a nivel molecular».

La investigación dirigida por WEHI, en colaboración con la Universidad de Melbourne y el Instituto Hamilton de la Universidad Nacional de Irlanda, se publica en Immunity.

Predicciones cruciales

Aprovechando la experiencia matemática de sus colegas internacionales y las tecnologías de celda única de WEHI, el equipo creó una fórmula para comprender mejor el proceso de asignación de células B. La fórmula se basa en un subconjunto de moléculas bien definidas de los modelos de infección de los investigadores.

El primer autor, el Dr. Miles Horton, dijo que el modelo acerca al campo lo más cerca que ha estado de predecir con precisión, por primera vez, qué clase de anticuerpo producirá una célula B, cuándo se producirá el anticuerpo y si una célula elegirá producir una célula específica. clase de anticuerpo sobre otra.

«Esto es crucial porque sabemos que ciertas enfermedades e infecciones autoinmunes pueden desencadenarse si este proceso de asignación sale mal y si se produce el tipo de anticuerpo incorrecto», dijo.

«Nuestra fórmula precisa es un punto de partida fundamental para comprender cómo las tablas de la ruleta molecular de un individuo (o las variaciones genéticas) pueden influir en su probabilidad predeterminada de desarrollar ciertas afecciones, como el asma, una enfermedad derivada de una clase específica de anticuerpos».

A través de esta investigación, el equipo espera comenzar a explorar cómo se puede manipular el sistema inmunológico para obtener un beneficio terapéutico en el futuro, para evitar que este proceso de asignación salga mal.

«Nuestro objetivo final es pasar de una descripción cualitativa de cómo se comporta el sistema inmunitario a una cuantitativa, y este hallazgo nos acerca un paso significativo a lograrlo», dijo el Dr. Horton.

La investigación fue apoyada por el Consejo Nacional de Investigación Médica y de Salud (NHMRC), el programa Horizon de la Unión Europea y la Fundación de Ciencias de Irlanda.

Autores WEHI : Miles Horton, Daniel Brown, Shalin Naik, Carolina Alvarado, Joanna Groom, Susanne Heinzel, Philip Hodgkin Autores del Instituto Hamilton : HoChan Cheon, Ken Duffy