Científicos del Karolinska Institutet, Suecia, en colaboración con investigadores de la Universidad de Oslo, Noruega, han demostrado la distancia más precisa entre antígenos densamente empaquetados para obtener el enlace más fuerte a los anticuerpos en el sistema inmunológico. El estudio, que se publica en la revista Nanotecnología de la naturaleza , puede ser importante para el desarrollo de vacunas e inmunoterapia utilizadas en el cáncer.

Las vacunas actúan entrenando al sistema inmunológico con mezclas inofensivas de antígenos (sustancias extrañas que desencadenan una reacción en el sistema inmunológico), de un virus, por ejemplo. Cuando el cuerpo se expone al virus, el sistema inmunológico reconoce los antígenos que transporta el virus y puede prevenir eficazmente una infección.

Hoy dia, muchas vacunas nuevas utilizan algo llamado "visualización de partículas, "lo que significa que los antígenos se introducen en el cuerpo y se presentan al sistema inmunológico en forma de partículas con muchos antígenos densamente empaquetados en la superficie. En algunos casos, la presentación de partículas de antígenos funciona mejor como vacuna que simplemente proporcionando antígenos libres; un ejemplo es la vacuna contra el VPH, que protege contra el cáncer de cuello uterino.

Anticuerpos o inmunoglobulinas, quizás la parte más importante de la defensa del cuerpo contra las infecciones, se unen a los antígenos de forma muy eficaz. Los anticuerpos tienen una estructura en forma de Y por la que cada "brazo" puede unirse a un antígeno. De este modo, cada molécula de anticuerpo normalmente puede unirse a dos moléculas de antígeno.

En el estudio actual, Los investigadores examinaron la proximidad y la separación entre los antígenos sin afectar significativamente la capacidad de un anticuerpo para unirse a ambas moléculas simultáneamente.

"Por primera vez hemos podido medir con precisión las distancias entre antígenos que dan como resultado la mejor unión simultánea de ambos brazos de diferentes anticuerpos. Las distancias de aproximadamente 16 nanómetros proporcionan la unión más fuerte, "dice Björn Högberg, profesor del Departamento de Bioquímica Médica y Biofísica, Instituto Karolinska, quien dirigió el estudio.

El estudio también muestra que la inmunoglobulina M (IgM), el primer anticuerpo involucrado en una infección, tiene un alcance significativamente mayor, esa es la capacidad de unir dos antígenos, de lo que se pensaba anteriormente. La IgM también tiene un alcance significativamente mayor que los anticuerpos IgG producidos en una etapa posterior de una infección.

La tecnología que utilizaron los científicos se basa en una técnica relativamente nueva conocida como origami de ADN, que ha estado en uso desde 2006, que permite diseñar nanoestructuras precisas utilizando ADN. Sin embargo, Solo en los últimos años los científicos han aprendido a utilizar esta técnica en la investigación biológica. La aplicación utilizada en el estudio se ha desarrollado recientemente.

"Al poner antígenos en estas estructuras de origami de ADN, podemos fabricar superficies con distancias precisas entre los antígenos y luego medir cómo los diferentes tipos de anticuerpos se unen a ellos. Ahora podemos medir exactamente cómo los anticuerpos interactúan con varios antígenos de una manera que antes era imposible. "dice Björn Högberg.

Los resultados se pueden utilizar para comprender mejor la respuesta inmunitaria, por ejemplo, por qué los linfocitos B, un tipo de glóbulo blanco, se activan de forma tan eficaz con las vacunas de visualización de partículas, y diseñar mejores anticuerpos para inmunoterapia en el tratamiento del cáncer.

La investigación se ha realizado en estrecha colaboración con el Laboratorio de inmunidad adaptativa y homeostasis dirigido por Jan Terje Anderson, en la Universidad de Oslo y en el Hospital Universitario de Oslo.

"Estudiamos la relación entre la estructura y la función de los anticuerpos. Este conocimiento es importante cuando diseñamos la próxima generación de vacunas y anticuerpos para el tratamiento a medida de enfermedades graves. Durante mucho tiempo hemos estado buscando nuevos métodos que puedan ayudarnos a obtener detalles información sobre cómo los diferentes anticuerpos se unen a los antígenos. La colaboración con Björn Högberg ha abierto puertas completamente nuevas, "dice Jan Terje Andersen.