Los microscopios electrónicos y el moderno procesamiento de imágenes por computadora permitieron a los investigadores de la Universidad de Tokio descubrir la estructura correcta de una proteína esencial en el sistema inmunológico. IgM, y una proteína mucho más pequeña que está unida al interior, APUNTAR. IgM es el más grande, forma hexagonal incompleta y AIM es la forma de haba más pequeña dentro del espacio en forma de cuña. En la imagen del lado derecho, AIM se reconoce más fácilmente como el blanco brillante, mancha en forma de haba. Crédito:Hiramoto et al., publicado originalmente en Avances de la ciencia , CC-BY
Los investigadores han revelado la estructura de una proteína inmunitaria esencial, creando posibilidades futuras para desarrollar medicamentos más eficaces para una variedad de enfermedades, desde el cáncer hasta las enfermedades neurológicas. Los investigadores de la Universidad de Tokio hicieron este descubrimiento con análisis de imágenes computarizado y modernas imágenes de microscopio electrónico.
Los investigadores verificaron la estructura de la proteína de inmunoglobulina M (IgM) natural, una parte importante del sistema inmunológico, utilizando versiones de ratón y humanas de la proteína. Ahora se entiende que IgM tiene la forma de un hexágono incompleto, o un pentágono con un espacio en forma de cuña.
"Tendremos que revisar los libros de texto, "dijo el profesor Toru Miyazaki, el líder del laboratorio donde se identificó la estructura de IgM en la Facultad de Medicina.
La IgM es la primera proteína del sistema inmunológico que se desarrolla en el feto humano y sigue siendo la primera en responder a los patógenos durante toda la vida. La estructura de IgM se identificó por primera vez en 1969 como un "cinco puntas, mesa en forma de estrella "y actualizada en 2009 para ser una cúpula de cinco lados o" tapa en forma de hongo ".
"El modelo de IgM original se hizo observando algunas moléculas individuales a mano con lo que hoy creemos que es un microscopio de baja resolución. Ahora tenemos imágenes más claras y la computadora puede examinar miles de moléculas de IgM individuales, "dijo Miyazaki.
El descubrimiento de 2018 del hexágono incompleto fue en realidad un interés secundario para Miyazaki, originalmente un médico que ha construido su carrera investigadora estudiando una proteína diferente llamada inhibidor de la apoptosis de macrófagos (AIM).
La estructura 2D auténtica del pentámero de IgM y su asociación con AIM. Crédito:Toru Miyazaki y Satoko Arai
Desde la identificación de la forma correcta de IgM, Los investigadores ahora comprenden que la AIM inactiva se encuentra dentro del espacio del hexágono incompleto de IgM. La conexión estructural entre IgM y AIM significa que los medicamentos con la capacidad de regular la liberación de AIM podrían usarse para crear terapias de enfermedades basadas en AIM.
"Podemos pensar en AIM como un avión de combate e IgM como el portaaviones. Cuando otras moléculas activan el sistema inmunológico, IgM lanza AIM. La proteína AIM, mucho más pequeña, recorre el cuerpo para eliminar las células dañadas y prevenir enfermedades. "dijo Miyazaki.
Miyazaki identificó AIM en 1999 mientras trabajaba en el Instituto de Inmunología de Basilea en Suiza. Su pequeño tamaño significa que AIM se elimina fácilmente del cuerpo por los riñones y se excreta en la orina. por lo que permanecer unido dentro de la IgM más grande evita que AIM se elimine antes de que sea necesario.
AIM es una molécula común en el torrente sanguíneo, pero solo está activo cuando el cuerpo desarrolla una enfermedad. Se sabe que AIM es importante para prevenir la obesidad, enfermedad del hígado graso, carcinoma hepatocelular (cáncer de hígado), esclerosis múltiple (EM), peritonitis inducida por hongos (inflamación de la membrana de la pared abdominal), y lesión renal aguda.
La estructura hexagonal incompleta sigue siendo solo una comprensión bidimensional de la estructura de IgM. Miyazaki y su equipo continúan haciendo análisis adicionales y esperan informar pronto sobre la estructura tridimensional de IgM.
