Los anticuerpos defienden nuestro cuerpo de los intrusos. Estas moléculas están formadas por proteínas con azúcares adheridos. Sin embargo, el plan que dirigía el procesamiento de estos azúcares en la proteína no se entendía bien hasta ahora. En un artículo publicado en la revista Comunicaciones de la naturaleza , Los científicos del Helmholtz Zentrum München utilizaron análisis informáticos para completar este plano y confirmaron sus hallazgos en el laboratorio.
Los autores estudiaron específicamente los anticuerpos IgG. Estos son los anticuerpos más comunes en sangre y actúan especialmente contra virus y bacterias. "Tienen una forma de Y característica y están compuestos principalmente de proteínas, "explica Elisa Benedetti, Estudiante de doctorado en el Instituto de Biología Computacional (ICB) del Helmholtz Zentrum München. "Sin embargo, durante su producción, la célula une diferentes azúcares a estas moléculas de proteína, y cómo sucede esto hasta ahora no se entendía bien, "continúa el primer autor del estudio.
Comprender este proceso es de gran interés para los investigadores, porque la identidad del azúcar que se adhiere (en un proceso llamado glicosilación) influye dramáticamente en la función del anticuerpo. Si bien una molécula de azúcar puede promover la inflamación al entrar en contacto con un antígeno, otro podría suprimir la respuesta inmune.
Usar computadoras para resolver un problema bioquímico
"La dificultad para estudiar el plan de glicosilación radica, entre otras cosas, en la compleja regulación de cómo funcionan las enzimas correspondientes, "explica el último autor, el Dr. Jan Krumsiek, líder de grupo junior en el ICB y Junior Fellow en la Universidad Técnica de Munich. La estrategia de los bioinformáticos para resolver este problema bioquímicamente difícil fue abordarlo en el ámbito digital.
Para tal fin, los científicos analizaron datos del biobanco croata '10001 dálmatas'. Primero estudiaron muestras de sangre de casi 700 sujetos de prueba de entre 18 y 88 años con respecto a los azúcares unidos a sus anticuerpos IgG. Investigando la correlación de los glucanos medidos entre sí , los autores encontraron que correspondían en gran medida a pasos previos conocidos en el proceso enzimático de glicosilación de IgG. En efecto, sobre la base de los datos, el algoritmo podría reconstituir el modelo ya conocido y desarrollarlo más.
"Podríamos predecir nuevos pasos de cómo los residuos de azúcar deben unirse a los anticuerpos, "explica Krumsiek." Utilizando tres cohortes adicionales que comprenden más de 2, 500 muestras, pudimos replicar los datos estadísticos ". Posteriormente, los investigadores pudieron corroborar los pasos previstos utilizando métodos adicionales:en primer lugar, sobre la base de un estudio de asociación de todo el genoma con aproximadamente 1, 900 muestras de la plataforma de investigación KORA con sede en Augsburgo, y, Adicionalmente, en una serie de tres experimentos en el laboratorio.
"Pudimos demostrar in vitro que al menos una de nuestras reacciones predichas es enzimáticamente factible y demostramos en cultivo celular que las enzimas particulares que se predice que trabajarán juntas en el modelo, realmente co-localizan en la celda, es decir, están espacialmente muy cerca el uno del otro, ", dice Krumsiek." Nuestro estudio muestra cómo la tecnología de la información y la química de banco clásica pueden apoyarse y mejorarse mutuamente ".
