Científicos de UCL han visualizado con detalle microscópico cómo la fuerza de defensa natural dentro de nuestro sistema inmunológico ataca y destruye invasores dañinos, como células cancerosas e infectadas por virus, Birkbeck, Universidad de londres, Peter MacCallum Cancer Center y Monash University, Australia.

La investigación, publicado hoy en Nanotecnología de la naturaleza , profundiza la comprensión del papel crítico de la proteína llamada 'perforina' en un sistema inmunológico en funcionamiento, acercándonos un paso más a nuevas terapias con el potencial de potenciar o inhibir su impacto cuando sea necesario.

El profesor Bart Hoogenboom (UCL Physics &Astronomy y London Centre for Nanotechnology) y la profesora Helen Saibil (Birkbeck, Universidad de Londres) utilizó microscopía de fuerza atómica y microscopía electrónica para revelar con precisión cómo un subconjunto de glóbulos blancos, llamados linfocitos citotóxicos (o células T asesinas), muestran una eficiencia notable al perforar primero a sus víctimas y luego inyectar enzimas venenosas para librar al cuerpo de la enfermedad.

Usando una forma de circuito cerrado de televisión microscópico, Se demostró cómo la perforina se une a la membrana protectora que rodea a las células dañinas. El profesor Hoogenboom dijo:"Nuestro sistema inmunológico necesita perforar agujeros en las células cancerosas e infectadas por virus para deshacerse de ellas, pero no puedo comprar esos taladros en una tienda de bricolaje. Ahora hemos mostrado cómo autoensambla estos taladros en el lugar al juntar múltiples moléculas de perforina en estructuras en forma de anillo, dejando pequeños agujeros, de sólo decenas de nanómetros de diámetro ".

Profesora asociada Ilia Voskoboinik, un coautor principal (Peter MacCallum Cancer Center), dijo:"Para matar células cancerosas o infectadas por virus, La ejecución debe ser rápida y eficiente. Nuestros experimentos en Melbourne muestran que los pacientes que nacen con un deterioro de la perforina pueden presentar una falla fatal del sistema inmunológico y también tienen un mayor riesgo de desarrollar cánceres de la sangre.

"Esto fue totalmente consistente con los datos microscópicos obtenidos en Londres, lo que muestra que la eficacia de la perforina se ve muy obstaculizada incluso si solo un pequeño número de moléculas de perforina son anormales. Esta nueva comprensión nos acerca un paso más a las terapias dirigidas que pueden fortalecer el poder de producción de rendimiento del cuerpo para prevenir enfermedades. También podríamos inhibir su función para prevenir el rechazo de trasplantes de órganos, cuando la aceptación de células o tejidos extraños puede salvar vidas ".

Para filmar perforin en acción, los científicos utilizaron microscopía de fuerza atómica en el laboratorio del profesor Hoogenboom en el Centro de Nanotecnología de Londres en la UCL. Este tipo de microscopía utiliza una aguja ultrafina para sentir en lugar de ver la perforina en una membrana objetivo, similar a una persona ciega que lee Braille. La aguja escanea repetidamente la superficie para producir una imagen que se actualiza lo suficientemente rápido como para rastrear cómo las moléculas de perforina se juntan y abren agujeros en la membrana.

Inicialmente, perforin apareció como un borrón en estas imágenes. Sin embargo, una vez que unas pocas moléculas de perforina se insertan juntas en la membrana, podrían identificarse más claramente y demostrarse que reclutan más perforina para el crecimiento de los poros transmembrana.

Al registrar también instantáneas estáticas a mayor resolución mediante el uso de microscopía electrónica, El equipo del profesor Saibil logró estimar, para cada asamblea de actuación, el número de moléculas en cada etapa del proceso. Esto confirmó un cambio de pequeños conjuntos de perforina empaquetados sueltos en la membrana a poros transmembrana más grandes y más unidos.