Una colaboración entre tres laboratorios de la UC San Francisco ha dado como resultado una mirada sin precedentes a un miembro de una clase vital y ubicua de proteínas llamadas integrinas (pronunciadas "INT-uh-grins"). Las integrinas están asociadas con la fibrosis, cicatrización y rigidez de los tejidos que se asocia con casi la mitad de todas las muertes en los países desarrollados, y, sin embargo, los investigadores no tenían un modelo estructural de alta resolución de las proteínas en su estado activo. Ahora, una combinación de perseverancia, los logros tecnológicos y el conocimiento han apuntado a un objetivo en movimiento evasivo.
Las técnicas más antiguas, como la cristalografía de rayos X, requieren que los investigadores se sometan a procesos laboriosos para empaquetar proteínas en cristales antes de que puedan crear imágenes para determinar la estructura de una proteína. Este método funciona mejor en estacionaria, rígido, y proteínas simétricas:lo opuesto a las integrinas, que son bastante flexibles en su forma activa, dijo Stephen Nishimura, MARYLAND, uno de los autores principales del artículo y profesor de patología en UCSF.
Las integrinas están incrustadas en la superficie de todas las células animales, conectando cada célula con su entorno y permitiéndole comunicarse y responder a fuerzas externas. Para encontrar sus objetivos, el nuevo trabajo sugiere por primera vez que una integrina activa se dobla y se balancea en un punto medio flexible "como un girasol en busca del sol, "dijo Nishimura.
Para explorar la estructura de una integrina, el equipo utilizó microscopía crioelectrónica, una técnica que recientemente se ha beneficiado de importantes avances en hardware y software en UCSF. Melody Campbell, Doctor., trabajó para visualizar un tipo de proteína integrina hasta una precisión casi atómica. Ella tomó imágenes y analizó las proteínas purificadas y congeladas en el laboratorio de Yifan Cheng, Doctor., profesor de bioquímica y biofísica en UCSF y el otro autor principal del estudio.
Pero visualizar la proteína fue solo una parte del esfuerzo. El nuevo artículo del equipo en Biología estructural y molecular de la naturaleza incluye el trabajo de Campbell, manipulación genética de Saburo Ito, Doctor., e ingeniería de proteínas, purificación y experiencia de Anthony Cormier, Doctor. Una vez visualizada la proteína, Los investigadores validaron su modelo estructural mediante la ingeniería genética de una integrina relacionada que respondió a las señales bioquímicas exactamente como lo predijo el modelo del equipo. sugiriendo que sus hallazgos se extendieron a muchos, si no todos, integrinas.
Con los pioneros de la ingeniería de anticuerpos Jim Marks, MARYLAND, Doctor., y Jianlong Lou, Doctor., ambos en el Departamento de Anestesia de UCSF, los autores ya han desarrollado varios anticuerpos terapéuticos prometedores, utilizando la nueva estructura como plantilla. Algunas empresas ya están trabajando con esos anticuerpos para desarrollar tratamientos para afecciones como el cáncer y la fibrosis. Pero para Nishimura, que ha estado trabajando con integrinas durante más de dos décadas, el modelo detallado también es personalmente satisfactorio:"Es como buscar un antiguo archienemigo, y finalmente congelarlo en seco ".
