Microscópios eletrônicos e processamento de imagem de computador moderno permitiram aos pesquisadores da Universidade de Tóquio descobrir a estrutura correta de uma proteína essencial para o sistema imunológico, IgM, e uma proteína muito menor que está ligada dentro, MIRAR. IgM é o maior, forma hexagonal incompleta e AIM é a forma de feijão larga menor dentro da lacuna em forma de cunha. Na imagem do lado direito, AIM é mais facilmente reconhecido como o branco brilhante, mancha em forma de fava. Crédito:Hiramoto et al., publicado originalmente em Avanços da Ciência , CC-BY
Os pesquisadores revelaram a estrutura de uma proteína imune essencial, criando possibilidades futuras para desenvolver medicamentos mais eficazes para uma variedade de doenças, desde câncer a doenças neurológicas. Pesquisadores da Universidade de Tóquio fizeram essa descoberta com análise de imagem computadorizada e imagem moderna de microscópio eletrônico.
Os pesquisadores verificaram a estrutura da proteína natural da imunoglobulina M (IgM), uma parte importante do sistema imunológico, usando versões de camundongos e humanos da proteína. IgM agora é entendido como tendo a forma de um hexágono incompleto, ou um pentágono com uma lacuna em forma de cunha.
"Teremos que revisar os livros didáticos, "disse o professor Toru Miyazaki, o líder do laboratório onde foi identificada a estrutura do IgM na Escola de Pós-Graduação em Medicina.
IgM é a primeira proteína do sistema imunológico que se desenvolve no feto humano e continua sendo a primeira a responder aos patógenos ao longo da vida. A estrutura do IgM foi identificada pela primeira vez em 1969 como um "cinco pontas, mesa em forma de estrela "e atualizada em 2009 para ser uma cúpula de cinco lados ou" tampa de cogumelo ".
"O modelo IgM original foi feito olhando algumas moléculas individuais à mão com o que hoje pensamos ser um microscópio de baixa resolução. Agora temos imagens mais claras e o computador pode examinar milhares de moléculas IgM individuais, "disse Miyazaki.
A descoberta de 2018 do hexágono incompleto foi na verdade um interesse secundário para Miyazaki, originalmente um médico que construiu sua carreira de pesquisador estudando uma proteína diferente chamada inibidor de apoptose de macrófagos (AIM).
A estrutura 2D genuína do pentâmero IgM e sua associação com AIM. Crédito:Toru Miyazaki e Satoko Arai
Desde a identificação da forma correta de IgM, os pesquisadores agora entendem que o AIM inativo está aninhado dentro da lacuna do hexágono incompleto de IgM. A conexão estrutural entre IgM e AIM significa que drogas com a capacidade de regular a liberação de AIM podem ser usadas para criar terapias de doenças baseadas em AIM.
“Podemos pensar no AIM como um caça a jato e no IgM como o porta-aviões. Quando outras moléculas ativam o sistema imunológico, IgM lança AIM. A proteína AIM, muito menor, circula pelo corpo para limpar as células danificadas e prevenir doenças, "disse Miyazaki.
Miyazaki identificou o AIM em 1999, enquanto trabalhava no Instituto Basel para o Instituto de Imunologia, na Suíça. Seu tamanho pequeno significa que o AIM é facilmente eliminado do corpo pelos rins e excretado na urina, portanto, permanecer vinculado ao IgM maior protege o AIM de ser removido antes de ser necessário.
AIM é uma molécula comum na corrente sanguínea, mas só está ativo quando o corpo desenvolve uma doença. O AIM é conhecido por ser importante para prevenir a obesidade, doença do fígado gorduroso, carcinoma hepatocelular (câncer de fígado), esclerose múltipla (MS), peritonite induzida por fungos (inflamação da membrana da parede abdominal), e lesão renal aguda.
A estrutura incompleta do hexágono ainda é apenas uma compreensão 2-D da estrutura IgM. Miyazaki e sua equipe continuam a fazer análises adicionais e esperam relatar a estrutura 3-D do IgM em breve.
