Os anticorpos defendem nossos corpos contra intrusos. Essas moléculas consistem em proteínas com açúcares anexados. Contudo, o projeto que direciona o processamento desses açúcares na proteína não foi bem compreendido até agora. Em artigo publicado na revista Nature Communications , cientistas do Helmholtz Zentrum München usaram análise de computador para completar este projeto e confirmaram suas descobertas em laboratório.
Os autores estudaram especificamente os anticorpos IgG. Estes são os anticorpos mais comuns no sangue e atuam especialmente contra vírus e bactérias. "Eles têm uma forma característica em Y e são compostos principalmente de proteínas, "explica Elisa Benedetti, Aluno de doutorado no Instituto de Biologia Computacional (ICB) do Helmholtz Zentrum München. "Contudo, durante sua produção, a célula anexa açúcares diferentes a essas moléculas de proteína, e como isso acontece até agora não foi bem compreendido, "continua o primeiro autor do estudo.
Compreender esse processo é de grande interesse para os pesquisadores, porque a identidade do açúcar anexado (em um processo chamado glicosilação) influencia dramaticamente a função do anticorpo. Embora uma molécula de açúcar possa promover inflamação ao entrar em contato com um antígeno, outro pode suprimir a resposta imunológica.
Usando computadores para resolver um problema bioquímico
"A dificuldade em estudar o projeto de glicosilação reside, entre outras coisas, na regulação complexa de como as enzimas correspondentes funcionam, "explica o último autor, Dr. Jan Krumsiek, líder de grupo júnior no ICB e bolsista júnior na Universidade Técnica de Munique. A estratégia dos bioinformáticos para resolver esse problema bioquimicamente difícil era enfrentá-lo no mundo digital.
Para este fim, os cientistas analisaram dados do Croatian '10001 Dalmatians Biobank. "Eles primeiro estudaram amostras de sangue de quase 700 indivíduos com idades entre 18 e 88 anos em relação aos açúcares ligados aos seus anticorpos IgG. Investigando a correlação dos glicanos medidos entre si , os autores descobriram que eles correspondiam amplamente a etapas conhecidas anteriores no processo enzimático de glicosilação de IgG. De fato, com base nos dados, o algoritmo poderia reconstituir o projeto já conhecido - e desenvolvê-lo ainda mais.
"Poderíamos prever novas etapas de como os resíduos de açúcar devem ser anexados aos anticorpos, "explica Krumsiek." Usando três coortes adicionais compreendendo mais de 2, 500 amostras, fomos capazes de replicar os dados estatísticos. "Posteriormente, os pesquisadores poderiam comprovar as etapas previstas usando outros métodos:em primeiro lugar, com base em um estudo de associação de todo o genoma com cerca de 1, 900 amostras da plataforma de pesquisa KORA baseada em Augsburg, e, Adicionalmente, em uma série de três experimentos em laboratório.
"Poderíamos mostrar in vitro que pelo menos uma de nossas reações previstas é enzimaticamente viável e demonstramos em cultura de células que determinadas enzimas que devem funcionar juntas no modelo, realmente colocalizam na célula, isso é, eles estão espacialmente muito próximos um do outro, "diz Krumsiek." Nosso estudo mostra como a tecnologia da informação e a química clássica de bancada podem apoiar e aprimorar uma à outra. "
