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  • Origami de DNA:uma ferramenta de medição precisa para a eficácia ideal de anticorpos

    Usando origami de DNA, os pesquisadores agora foram capazes de medir com precisão as distâncias entre os antígenos aos quais os anticorpos se ligam preferencialmente. Crédito:Björn Högberg

    Cientistas do Karolinska Institutet, Suécia, em colaboração com pesquisadores da Universidade de Oslo, Noruega, demonstraram a distância mais precisa entre antígenos densamente compactados para obter a ligação mais forte aos anticorpos no sistema imunológico. O estudo, que é publicado no jornal Nature Nanotechnology , pode ser importante para o desenvolvimento de vacinas e imunoterapia usadas no câncer.

    As vacinas atuam treinando o sistema imunológico com misturas inofensivas de antígenos (substâncias estranhas que desencadeiam uma reação no sistema imunológico), de um vírus, por exemplo. Quando o corpo é exposto ao vírus, o sistema imunológico reconhece os antígenos que o vírus carrega e é capaz de prevenir eficazmente uma infecção.

    Hoje, muitas novas vacinas usam algo chamado "exibição de partículas, "o que significa que os antígenos são introduzidos no corpo e apresentados ao sistema imunológico na forma de partículas com muitos antígenos densamente compactados na superfície. Em alguns casos, a exibição de partículas de antígenos funciona melhor como vacina do que simplesmente fornecer antígenos gratuitos; um exemplo é a vacina contra o HPV, que protege contra o câncer cervical.

    Anticorpos, ou imunoglobulinas, talvez a parte mais importante da defesa do corpo contra infecções, ligam-se a antígenos de maneira muito eficaz. Os anticorpos têm uma estrutura em forma de Y em que cada "braço" pode se ligar a um antígeno. Desta maneira, cada molécula de anticorpo pode geralmente ligar duas moléculas de antígeno.

    No estudo atual, os pesquisadores examinaram quão próximos e distantes uns dos outros os antígenos podem ser empacotados sem afetar significativamente a capacidade de um anticorpo se ligar a ambas as moléculas simultaneamente.

    "Pela primeira vez, pudemos medir com precisão as distâncias entre os antígenos que resultam na melhor ligação simultânea de ambos os braços de anticorpos diferentes. Distâncias de aproximadamente 16 nanômetros fornecem a ligação mais forte, "diz Björn Högberg, professor do Departamento de Bioquímica Médica e Biofísica, Karolinska Institutet, quem conduziu o estudo.

    O estudo também mostra que a imunoglobulina M (IgM), o primeiro anticorpo envolvido em uma infecção, é um alcance significativamente maior, que é a capacidade de ligar dois antígenos, do que se pensava anteriormente. IgM também tem um alcance significativamente maior do que os anticorpos IgG produzidos em um estágio posterior de uma infecção.

    A tecnologia que os cientistas usaram é baseada em uma técnica relativamente nova conhecida como origami de DNA, que está em uso desde 2006, que permite que nanoestruturas precisas sejam projetadas usando DNA. Contudo, foi apenas nos últimos anos que os cientistas aprenderam a usar essa técnica na pesquisa biológica. O aplicativo utilizado no estudo foi desenvolvido recentemente.

    "Ao colocar antígenos nessas estruturas de origami de DNA, podemos fabricar superfícies com distâncias precisas entre os antígenos e, então, medir como diferentes tipos de anticorpos se ligam a eles. Agora podemos medir exatamente como os anticorpos interagem com vários antígenos de uma maneira que antes era impossível, "diz Björn Högberg.

    Os resultados podem ser usados ​​para entender melhor a resposta imunológica, por exemplo, por que os linfócitos B, um tipo de glóbulo branco, são ativados de forma tão eficaz por vacinas de exibição de partículas, e desenvolver melhores anticorpos para imunoterapia no tratamento do câncer.

    A pesquisa foi conduzida em estreita colaboração com o Laboratório de imunidade adaptativa e homeostase liderado por Jan Terje Anderson, na Universidade de Oslo e no Hospital Universitário de Oslo.

    "Nós estudamos a relação entre a estrutura e a função dos anticorpos. Essa percepção é importante quando projetamos a próxima geração de vacinas e anticorpos para o tratamento personalizado de doenças graves. Há muito tempo buscamos novos métodos que possam nos ajudar a obter detalhes uma visão de como diferentes anticorpos se ligam aos antígenos. A colaboração com Björn Högberg abriu portas completamente novas, "diz Jan Terje Andersen.


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