Agosto 2, 2016
Este primeiro mapa detalhado da produção de anticorpos do corpo poderia sugerir novas opções de tratamento para distúrbios imunológicos.
Por Elizabeth Svoboda
Quando vírus e bactérias invadem o corpo, o sistema imunológico luta de volta. Defensores chamados de células B invadem as áreas afectadas, libertando moléculas de anticorpos que procuram destruir os invasores. Este exército de anticorpos possui uma série de classes especializadas: Alguns anticorpos envolvem patógenos invasores ou bloqueiam a entrada de células saudáveis, enquanto outros anticorpos criam inflamação que pode acelerar o processo de cura.
Agora, pela primeira vez, pesquisadores de Stanford mapearam como o corpo humano cria anticorpos de cada classe, revelando que um conjunto diverso de células produtoras de anticorpos brota do mesmo tipo de ancestral.
Os pesquisadores de Stanford liderados pelo Professor Stephen Quake completaram o primeiro mapa detalhado de como o corpo humano produz anticorpos defensivos. (Crédito da imagem: Tricia Seibold)
“Como fazemos todos os jogadores que nos protegem?” perguntou Felix Horns, estudante de biofísica e primeiro autor de um artigo publicado na revista eLife. “O que fizemos foi medir isso.”
“A equipe de pesquisa de oito pessoas foi liderada pelo conselheiro de Horns, o professor de bioengenharia de Stanford Stephen Quake, que acredita que criar uma visão abrangente do sistema de defesa natural do corpo permitirá aos pesquisadores desenvolver novos tratamentos para uma variedade de desordens imunológicas.
“Este mapa nos ajudará a entender o que vai mal nas doenças imunológicas”, disse Quake, que também é professor de física aplicada e investigador do Instituto Médico Howard Hughes. “Como resultado, podemos ser capazes de rachar problemas como alergias”
Construir uma árvore genealógica de células B
Para montar seu mapa, os pesquisadores extraíram as células B de amostras de sangue de 22 adultos jovens e saudáveis. Usando uma máquina de sequenciamento genético de alto rendimento, que lê os nucleotídeos individuais que compõem o código genético de uma célula, eles criaram uma grande biblioteca de genes produtores de anticorpos de todas as células B da amostra.
Eles traçaram a linhagem das células B contando o número de mutações adquiridas nos genes das células, descobrindo que as células em gerações posteriores tinham mais mutações genéticas. Os pesquisadores também procuraram evidências de que as células B tinham trocado os tipos de anticorpos que produziram. Esse processo de troca permite ao sistema imunológico personalizar sua resposta às ameaças recebidas.
“Cada célula B começa como uma única célula que faz um certo tipo de anticorpo”, disse Horns. “Se ele protege, ele se expande e cria descendentes”
Usando uma variedade de técnicas analíticas, os pesquisadores foram capazes de identificar as várias classes de anticorpos e aproximar sua prevalência.
Sobre três quartos das células analisadas pela equipe foram programadas para criar a classe de anticorpos IgM. IgM é “a classe padrão na qual todos os anticorpos nascem”, disse Horns. “Quando ativados por desafio imunológico, eles passam por uma mudança de classe”
Uma grande proporção de células IgM muda para produzir a classe de anticorpos IgG, os mais importantes combatentes de vírus do corpo. Estas células podem dar origem a quatro subclasses diferentes de IgG que têm propriedades antivirais específicas.
Uma fracção menor de células produtoras de IgM passam a criar anticorpos IgA, que se defendem das bactérias invasoras e também ajudam as bactérias “boas” do tracto digestivo a permanecerem num equilíbrio saudável.
O menor número de células IgM passa a produzir a classe de anticorpos IgE, que desencadeia a inflamação no corpo e pode criar uma resposta alérgica se este se tornar demasiado activo.
Comutação de células para combater a doença
A percepção dos chifres sobre o processo de comutação de classes pode levar a uma série de novas abordagens de tratamento para doenças imunitárias. Em doenças raras como a síndrome de hiper IgM, as células dos doentes não têm a capacidade de mudar de classe de anticorpos, deixando-as vulneráveis a uma grande variedade de infecções. Condições imunológicas mais comuns também podem resultar de defeitos de troca de classe. As pessoas com alergias, por exemplo, produzem anticorpos IgE específicos dos alergénios, resultando numa resposta imunitária hiperactiva.
Poucos médicos experimentaram métodos como a “terapia helmíntica”, que envolve infectar doentes com vermes parasitas que alteram a produção de anticorpos do organismo. Os chifres prevêem uma solução mais precisa: projetar drogas para imitar as moléculas de sinalização que controlam o processo de troca de classe de anticorpos.
“Você pode pensar no verme como um instrumento muito contundente”, disse ele, “enquanto você pode imaginar usar uma droga de design como um bisturi”.
Como um próximo passo, os chifres planejam sequenciar os genes das pessoas que sofrem de distúrbios imunológicos. Descobrir como sua produção de anticorpos difere do seu mapa de base seria um passo fundamental para criar terapias medicamentosas que restaurariam um equilíbrio ideal de anticorpos.
“Suponha que encontramos alguém que não pode fazer um determinado tipo de anticorpo ou que o faz a uma taxa baixa”, disse Horns. “Podemos convencer as células B a mudar para aulas particulares para corrigir a deficiência”
Outros participantes desta pesquisa incluem Cornelia Dekker, Sally Mackey e Gary Swan da Escola de Medicina de Stanford, que recrutaram sujeitos de estudo e organizaram a coleta de amostras; os bioengenheiros de Stanford Christopher Vollmers e Derek Croote; e o imunologista de Stanford Mark Davis.
O título completo do trabalho é “Lineage Tracing of Human B Cells Reveals the In Vivo Landscape of Human Antibody Class Switching”.