Антитела играют фундаментальную роль в медицине, и опосредованный антителами иммунный ответ является конечной целью в поисках вакцины для победы над текущей пандемией. Эти мельчайшие белки, также называемые иммуноглобулинами, используются организмом в качестве важного средства защиты от вторжения патогенов. Они делают это, распознавая и маркируя чужеродные вещества, чтобы их могла идентифицировать иммунная система. Они также помогают уничтожать злоумышленников с помощью других иммунных клеток.
JAGN1 как игрок в команде иммунной системы
Группа доктора Йозефа Пеннингера в IMBA и UBC, где он является директором Института естественных наук и профессором кафедры медицинской генетики, сосредоточила внимание на роли специфического белка, называемого JAGN1, в производстве антител. Ген JAGN1 был ранее идентифицирован как игрок в иммунной системе организма лабораторией Пеннингера в сотрудничестве с лабораторией Кляйна в LMU в Мюнхене среди пациентов с тяжелой врожденной нейтропенией (SCN) - заболеванием, вызванным мутацией в гене JAGN1. Пациенты с SCN имеют аномально низкие уровни белых кровяных клеток , называемых нейтрофилы, и страдают от серьезных инфекций , поскольку их иммунная система не может эффективно убить бактериальные или грибковые захватчиками.
В текущем исследовании исследователи пролили свет на роль JAGN1 по отношению к B-клеткам, лейкоцитам, которые могут развиваться в плазматические клетки, когда они распознают чужеродные вещества (антигены), такие как химические вещества, бактерии, вирусы и пыльца. В форме плазматических клеток B-клетки могут продуцировать тысячи антител в секунду, нацеленных на конкретный антиген. Это производство происходит в месте внутри клетки, известном как эндоплазматический ретикулум.
В качестве последнего штриха к их производству антитела «украшены» молекулами сахара на их Fc-области, области, которая взаимодействует с другими частями иммунной системы. Этот процесс, называемый гликозилированием, способствует способности антитела связываться с другими иммунными клетками, тем самым усиливая защитную реакцию организма. Известно, что характерные сахарные структуры, прикрепленные к белкам, влияют на стабильность белка и связь между клетками и окружающей их средой.
«Когда мы нокаутировали JAGN1 в B-клетках мышей, мы смогли измерить резкое снижение количества антител», - говорит доктор Астрид Хагелкруйс, старший научный сотрудник IMBA и первый автор исследования. «Кроме того, их паттерн гликозилирования - добавление специфических молекул сахара - был изменен на антителах B-клеток, дефицитных по JAGN1».
«Кажется, что JAGN1 влияет на фабрики антител в клетках», - говорит доктор Пеннингер. «К нашему удивлению, это изменение в структуре сахара также приводит к лучшей способности антител связываться с другими иммунными клетками и усиливает защитную реакцию».
Ученые также смогли продемонстрировать этот механизм на человеческих образцах. «Редкие генетические дефекты встречаются только у небольшого числа людей, - добавляет доктор Пеннингер, - но иногда они могут помочь нам расшифровать основные принципы биологии. В этом случае мы смогли доказать, что определенный ген влияет на эндоплазматический ретикулум и следовательно, необходим для массового производства антител. В то же время мы также обнаружили, что «сахарная оболочка» антител изменяется, что имеет важное влияние на то, как такие антитела на самом деле работают в организме ».
