ricercatori stanno studiando il motivo per cui gli anticorpi sembrano riconoscere alcune parti degli antigeni più facilmente di altre. Conducendo esperimenti meticolosi, hanno scoperto che i motivi codificati nella linea germinale noti come GRAB interagiscono con specifiche sequenze di aminoacidi durante l’immunità anticorpale. Questi risultati gettano le basi per approfondimenti sull’immunità umorale.
Sfondo
La produzione di anticorpi è un aspetto cruciale dell’immunità umorale nella risposta immunitaria. Attraverso la ricombinazione del DNA, molte specie hanno la capacità di creare anticorpi in grado di riconoscere tutti i tipi di proteine. Ciò suggerisce la presenza di una grande libreria di anticorpi negli organismi.
È interessante notare che, quando individui diversi sono esposti alla minaccia dello stesso agente patogeno, i diversi anticorpi che producono spesso prendono di mira solo epitopi specifici. Questi epitopi sono chiamati “epitopi pubblici”, la loro esistenza deve ancora essere spiegata chiaramente.
Esperimento e risultato
“Epitopi pubblici” ampiamente presenti
Per trovare sequenze virali che possano essere ampiamente riconosciute, Ellen et al. hanno analizzato 569 campioni di siero umano e identificato 363 peptidi virali. Tra questi, 199 possono essere riconosciuti da almeno il 30% degli individui. Questi 363 peptidi derivano da 62 virus che coinvolgono più classi. La risposta anticorpale contro gli stessi peptidi non dipende dall’età o dalla posizione geografica degli individui, dimostrando che questi “peptidi di riconoscimento pubblico” sono universalmente presenti negli esseri umani.
Per rivelare se epitopi singoli o multipli all’interno di questi peptidi causano questo riconoscimento pubblico, hanno utilizzato ulteriormente lo screening del troncamento o della mutagenesi serina/treonina. Hanno scoperto che individui diversi spesso producono risposte anticorpali agli stessi epitopi.
Una preferenza per le catene leggere per gli “epitopi pubblici”.
Le catene leggere delle IgG sono divise in catene leggere κ e λ e non è nota alcuna differenza funzionale tra le due catene leggere. Un anticorpo ha solo un tipo di catena leggera. Gli autori ipotizzano che se diversi anticorpi potessero riconoscere lo stesso epitopo, dovrebbero avere somiglianze strutturali.
Ulteriori risultati sperimentali mostrano effettivamente questa preferenza. Ad esempio, la maggior parte degli anticorpi prodotti contro un “peptide di riconoscimento pubblico” costituito da 56 aminoacidi nell’EBV sono di tipo a catena leggera λ. In un “peptide di riconoscimento pubblico” di un rinovirus di tipo B, ci sono due “epitopi pubblici”, ciascuno corrispondente a un anticorpo con catena leggera κ o λ. Questi dati indicano una preferenza per la catena leggera per lo stesso “epitopo pubblico”. ”
Identificazione di “epitopi pubblici” nelle sequenze codificate dalla linea germinale
Dopo aver confermato le caratteristiche dell'”epitopo pubblico”, i ricercatori hanno selezionato il “segmento peptidico di riconoscimento comune” di tre diversi virus e hanno isolato i corrispondenti recettori delle cellule B (BCR). I risultati hanno mostrato che i BCR spesso hanno lo stesso segmento del gene V, e il corrispondente segmento CDR3 della catena pesante non è così conservativo, il che indica che gli anticorpi riconoscono l'”epitopo pubblico” attraverso le sequenze codificate dalla linea germinale nel segmento del gene V.
Ulteriori esperimenti hanno anche dimostrato che il riconoscimento da parte di questi anticorpi dell ‘”epitopo pubblico” è particolare, piuttosto che anticorpi reattivi multipli che “cadono” di riconoscere questi epitopi.
In precedenza, i ricercatori avevano scoperto che la lisina marginale è essenziale nell'”epitopo pubblico” della catena leggera λ. Pertanto, il gruppo di ricerca ha ulteriormente esaminato quasi un migliaio di complessi anticorpo-antigene e ha scoperto che il 51° amminoacido della catena leggera λ potrebbe reagire direttamente con la lisina nell’antigene. In questa reazione, il cinquantunesimo amminoacido è spesso l’acido aspartico.
Per verificarlo ulteriormente, i ricercatori hanno selezionato due anticorpi che riconoscono l’EBV, uno dei quali può riconoscere la lisina edge e l’altro no. Dopo aver mutato il loro cinquantunesimo amminoacido, i primi non riuscivano più a riconoscere la lisina edge, mentre il legame del secondo non veniva influenzato. Ciò ha dimostrato che l’acido aspartico situato in posizione 51 della catena leggera svolge un ruolo cruciale nel riconoscere la lisina marginale.
Esaminando interazioni simili tra la 51a catena leggera e la lisina, i ricercatori hanno trovato sei diversi segmenti del gene V e li hanno denominati motivi di legame degli aminoacidi codificati nella linea germinale (GRAB). In 32 interazioni anticorpo-antigene correlate a questi sei GRAB, tre quarti erano interazioni lisina-GRAB e cinque di questi sei GRAB potevano legare in modo simile la lisina marginale.
Peptidi in quantità garantita al 100%, pronti per accelerare la tua ricerca!
Saperne di più
Risorse » Centro didattico » Digest della ricerca » Gli scienziati rivelano un importante meccanismo per l’immunità anticorpale
Gli scienziati rivelano un importante meccanismo per l’immunità anticorpale
28 maggio 2023
Riepilogo
I ricercatori stanno studiando il motivo per cui gli anticorpi sembrano riconoscere alcune parti degli antigeni più facilmente di altre. Conducendo esperimenti meticolosi, hanno scoperto che i motivi codificati nella linea germinale noti come GRAB interagiscono con specifiche sequenze di aminoacidi durante l’immunità anticorpale. Questi risultati gettano le basi per approfondimenti sull’immunità umorale.
Autore principale dello studio: Ellen L. Shrock
Sfondo
La produzione di anticorpi è un aspetto cruciale dell’immunità umorale nella risposta immunitaria. Attraverso la ricombinazione del DNA, molte specie hanno la capacità di creare anticorpi in grado di riconoscere tutti i tipi di proteine. Ciò suggerisce la presenza di una grande libreria di anticorpi negli organismi.
È interessante notare che, quando individui diversi sono esposti alla minaccia dello stesso agente patogeno, i diversi anticorpi che producono spesso prendono di mira solo epitopi specifici. Questi epitopi sono chiamati “epitopi pubblici”, la loro esistenza deve ancora essere spiegata chiaramente.
Esperimento e risultato
“Epitopi pubblici” ampiamente presenti
Per trovare sequenze virali che possano essere ampiamente riconosciute, Ellen et al. hanno analizzato 569 campioni di siero umano e identificato 363 peptidi virali. Tra questi, 199 possono essere riconosciuti da almeno il 30% degli individui. Questi 363 peptidi derivano da 62 virus che coinvolgono più classi. La risposta anticorpale contro gli stessi peptidi non dipende dall’età o dalla posizione geografica degli individui, dimostrando che questi “peptidi di riconoscimento pubblico” sono universalmente presenti negli esseri umani.
Per rivelare se epitopi singoli o multipli all’interno di questi peptidi causano questo riconoscimento pubblico, hanno utilizzato ulteriormente lo screening del troncamento o della mutagenesi serina/treonina. Hanno scoperto che individui diversi spesso producono risposte anticorpali agli stessi epitopi.
Una preferenza per le catene leggere per gli “epitopi pubblici”.
Le catene leggere delle IgG sono divise in catene leggere κ e λ e non è nota alcuna differenza funzionale tra le due catene leggere. Un anticorpo ha solo un tipo di catena leggera. Gli autori ipotizzano che se diversi anticorpi potessero riconoscere lo stesso epitopo, dovrebbero avere somiglianze strutturali.
Ulteriori risultati sperimentali mostrano effettivamente questa preferenza. Ad esempio, la maggior parte degli anticorpi prodotti contro un “peptide di riconoscimento pubblico” costituito da 56 aminoacidi nell’EBV sono di tipo a catena leggera λ. In un “peptide di riconoscimento pubblico” di un rinovirus di tipo B, ci sono due “epitopi pubblici”, ciascuno corrispondente a un anticorpo con catena leggera κ o λ. Questi dati indicano una preferenza per la catena leggera per lo stesso “epitopo pubblico”. ”
Identificazione di “epitopi pubblici” nelle sequenze codificate dalla linea germinale
Dopo aver confermato le caratteristiche dell'”epitopo pubblico”, i ricercatori hanno selezionato il “segmento peptidico di riconoscimento comune” di tre diversi virus e hanno isolato i corrispondenti recettori delle cellule B (BCR). I risultati hanno mostrato che i BCR spesso hanno lo stesso segmento del gene V, e il corrispondente segmento CDR3 della catena pesante non è così conservativo, il che indica che gli anticorpi riconoscono l'”epitopo pubblico” attraverso le sequenze codificate dalla linea germinale nel segmento del gene V.
Ulteriori esperimenti hanno anche dimostrato che il riconoscimento da parte di questi anticorpi dell ‘”epitopo pubblico” è particolare, piuttosto che anticorpi reattivi multipli che “cadono” di riconoscere questi epitopi.
In precedenza, i ricercatori avevano scoperto che la lisina marginale è essenziale nell'”epitopo pubblico” della catena leggera λ. Pertanto, il gruppo di ricerca ha ulteriormente esaminato quasi un migliaio di complessi anticorpo-antigene e ha scoperto che il 51° amminoacido della catena leggera λ potrebbe reagire direttamente con la lisina nell’antigene. In questa reazione, il cinquantunesimo amminoacido è spesso l’acido aspartico.
Per verificarlo ulteriormente, i ricercatori hanno selezionato due anticorpi che riconoscono l’EBV, uno dei quali può riconoscere la lisina edge e l’altro no. Dopo aver mutato il loro cinquantunesimo amminoacido, i primi non riuscivano più a riconoscere la lisina edge, mentre il legame del secondo non veniva influenzato. Ciò ha dimostrato che l’acido aspartico situato in posizione 51 della catena leggera svolge un ruolo cruciale nel riconoscere la lisina marginale.
Esaminando interazioni simili tra la 51a catena leggera e la lisina, i ricercatori hanno trovato sei diversi segmenti del gene V e li hanno denominati motivi di legame degli aminoacidi codificati nella linea germinale (GRAB). In 32 interazioni anticorpo-antigene correlate a questi sei GRAB, tre quarti erano interazioni lisina-GRAB e cinque di questi sei GRAB potevano legare in modo simile la lisina marginale.
GRAB esiste in altri segmenti del gene V
Dopo aver confermato l’esistenza di GRAB nel segmento del gene V della catena leggera λ, i ricercatori hanno rivolto la loro attenzione ad altre parti del segmento del gene V. Attraverso ulteriori ricerche nei database delle proteine, i ricercatori hanno trovato altri GRAB nel segmento della catena pesante, nel segmento della catena leggera κ e in altri segmenti della catena leggera λ, che possono riconoscere “epitopi pubblici” contenenti diversi amminoacidi come acido aspartico, acido glutammico e prolina , dimostrando l’universalità del GRAB nel riconoscimento dell'”epitopo pubblico”.
Infine, i ricercatori hanno mutato GRAB e hanno scoperto che queste mutazioni riducevano significativamente il legame degli anticorpi corrispondenti all’”epitopo pubblico” del virus dell’influenza. Le mutazioni in siti esterni al GRAB non hanno avuto un impatto considerevole sull’impronta anticorpale ad alta risoluzione.
Confrontando le risposte anticorpali di esseri umani, primati non umani e topi allo stesso virus, i ricercatori hanno scoperto che specie diverse spesso riconoscono diversi “epitopi pubblici”. Ulteriori ricerche sul GRAB hanno scoperto che il GRAB di altre specie mostrava solo somiglianze parziali. Questo potrebbe essere il motivo per cui gli “epitopi pubblici” differiscono tra le diverse specie
Conclusione
In sintesi, questo studio affronta una questione importante in immunologia, motivo per cui gli anticorpi riconoscono più facilmente alcune regioni degli antigeni rispetto ad altre. Attraverso un’attenta progettazione sperimentale, i ricercatori hanno identificato l’esistenza dei GRAB e hanno rivelato come interagiscono con specifiche sequenze di aminoacidi nell’immunità anticorpale. Questa scoperta fornisce una solida base per comprendere ulteriormente l’immunità umorale.
Questo studio ha coinvolto molti segmenti peptidici per esperimenti, alcuni dei quali sono stati sintetizzati da GenScript.
Riferimento
[1] Shrock et al., Science 380, eadc9498 (2023). DOI: 10.1126/science.adc9498
Genscript.com