Como a força de defesa natural em nosso sistema imunológico ataca e destrói invasores prejudiciais, como células infectadas por vírus e células cancerosas, foi visualizado em detalhes microscópicos por cientistas da UCL, Birkbeck, Universidade de Londres, Peter MacCallum Cancer Center e Monash University, Austrália.

A pesquisa, publicado hoje em Nature Nanotechnology , aprofunda a compreensão do papel crítico da proteína chamada 'perforina' no funcionamento do sistema imunológico, trazendo-nos um passo mais perto de novas terapias com o potencial de aumentar ou inibir seu impacto quando necessário.

Professor Bart Hoogenboom (UCL Physics &Astronomy e London Centre for Nanotechnology) e Professora Helen Saibil (Birkbeck, University of London) usou microscopia de força atômica e microscopia eletrônica para revelar precisamente como um subconjunto de glóbulos brancos, chamados linfócitos citotóxicos (ou células T assassinas), mostram notável eficiência em primeiro perfurar suas vítimas e, em seguida, injetar enzimas venenosas para livrar o corpo de doenças.

Usando uma forma de CCTV microscópico, foi mostrado como a perforina se liga à membrana protetora que envolve as células prejudiciais. O professor Hoogenboom disse:"Nosso sistema imunológico precisa fazer furos em células infectadas por vírus e cancerosas para se livrar deles, mas não posso comprar essas brocas em uma loja de bricolagem. Agora mostramos como ele se auto-monta essas brocas no local, colocando várias moléculas de perforina juntas em estruturas semelhantes a anéis, deixando pequenos buracos - apenas dezenas de nanômetros de diâmetro. "

Professora Associada Ilia Voskoboinik, um co-autor principal (Peter MacCallum Cancer Center), disse:"Para matar células infectadas por vírus ou cancerosas, perforin deve ser rápido e eficiente. Nossos experimentos em Melbourne mostram que os pacientes que nascem com perforina prejudicada podem apresentar falha fatal do sistema imunológico e também têm um risco maior de desenvolver câncer no sangue.

"Isso foi inteiramente consistente com os dados microscópicos obtidos em Londres, o que mostra que a eficácia da perforina é grandemente prejudicada, mesmo se apenas um pequeno número das moléculas de perforina for anormal. Essa nova compreensão nos traz um passo mais perto de terapias direcionadas que podem fortalecer o poder de produção de perforina do corpo para evitar doenças. Também poderíamos inibir sua função de prevenir a rejeição de transplantes de órgãos, ao aceitar células ou tecidos estranhos pode salvar vidas. "

Para filmar perforin em ação, os cientistas usaram microscopia de força atômica no laboratório do professor Hoogenboom no London Centre for Nanotechnology da UCL. Este tipo de microscopia usa uma agulha ultrafina para sentir ao invés de ver a perforina em uma membrana alvo, semelhante a uma pessoa cega lendo Braille. A agulha varre repetidamente a superfície para produzir uma imagem que se atualiza rápido o suficiente para rastrear como as moléculas de perforina se juntam e cortam os orifícios na membrana.

Inicialmente, perforin apareceu como um borrão nessas imagens. Contudo, uma vez que algumas moléculas de perforina são inseridas na membrana, eles poderiam ser mais claramente identificados e mostrados para recrutar mais perforina para, assim, aumentar os poros transmembrana.

Ao registrar também instantâneos estáticos em maior resolução usando microscopia eletrônica, A equipe do professor Saibil conseguiu estimar, para cada conjunto de perforina, o número de moléculas em cada estágio do processo. Isso confirmou uma mudança de pequenos conjuntos de perforina fracamente empacotados na membrana para poros transmembrana maiores e mais fortemente ligados.