Sci Simple

New Science Research Articles Everyday

# Biología # Inmunología

Anticuerpos: Los luchadores contra enfermedades de nuestro cuerpo

Nuevos hallazgos revelan cómo los anticuerpos pueden mejorar las predicciones y tratamientos de enfermedades.

Onyekachi Nwogu, Kirandeep K. Gill, Carolina Moore, John W. Kroner, Wan-Chi Chang, Jeffrey Burkle, Mariana L. Stevens, Asel Baatyrbek kyzy, Emily R. Miraldi, Jocelyn M. Biagini, Ashley L. Devonshire, Leah Kottyan, Justin T. Schwartz, Amal H. Assa’ad, Lisa J. Martin, Sandra Andorf, Gurjit K. Khurana Hershey, Krishna M. Roskin

― 7 minilectura


Anticuerpos: Avance en la Anticuerpos: Avance en la Predicción de Enfermedades tipos de anticuerpos. de enfermedades usando estructuras y Nuevos métodos mejoran las predicciones
Tabla de contenidos

Los Anticuerpos son como los pequeños soldados del cuerpo, listos para luchar contra cualquier germen que invada. Los producen unas células especiales llamadas células B cuando se encuentran con algo que no pertenece, como virus o bacterias. Cada vez que nuestro cuerpo se enfrenta a un invasor, lo recuerda, lo que ayuda a responder más rápido en el futuro. Esta memoria nos hace mejores a la hora de combatir el mismo invasor si vuelve a aparecer.

En los últimos años, los científicos han desarrollado nuevas tecnologías que les permiten mirar de cerca estos anticuerpos. Ahora pueden secuenciar los genes responsables de producir anticuerpos, lo que les da una idea de cómo funciona nuestro sistema inmunológico. Esto es importante para entender enfermedades y encontrar maneras de ayudar a las personas enfermas.

La Búsqueda de Anticuerpos Convergentes

Una área interesante de estudio es cómo los cuerpos de diferentes personas pueden producir anticuerpos similares cuando están expuestos a los mismos gérmenes. Esto se llama anticuerpos convergentes. Piensa en ello como un equipo de superhéroes: diferentes personas pueden tener diferentes poderes, pero todos pueden luchar contra el mismo villano. Los científicos quieren ver cómo estos anticuerpos convergentes pueden ayudar a diagnosticar enfermedades, como el VIH o las alergias.

Para encontrar estos anticuerpos, los investigadores han estado mirando partes específicas de los genes de los anticuerpos, particularmente las regiones variables de la cadena pesada. Estas áreas pueden mostrar similitudes entre anticuerpos que parecen diferentes a primera vista. Al identificar estas similitudes, los científicos pueden crear herramientas para ayudar con la predicción de enfermedades.

La Nueva Forma: Convergencia Estructural

Mientras que observar los genes es importante, resulta que dos anticuerpos pueden parecer muy similares en forma incluso si sus secuencias no son parecidas. Es como tener dos personas diferentes que pueden bailar de la misma manera pero tienen diferentes estilos de música. Para abordar esto, los investigadores inventaron una nueva definición llamada "grupos de anticuerpos estructuralmente convergentes", o SCAGs para abreviar.

Los SCAGs observan la forma de los sitios de unión de los anticuerpos para agruparlos, incluso si las secuencias son diferentes. Esto da una mejor comprensión de cómo funcionan los anticuerpos y cómo se pueden usar en modelos de predicción médica.

Comparando los Enfoques VJ3 y SCAGs

Para averiguar qué método funcionaba mejor, los científicos compararon el enfoque tradicional usando la región variable del anticuerpo, llamada VJ3, con el nuevo enfoque SCAGs. Probaron ambos para predecir dos condiciones médicas: VIH y alergias alimentarias.

En sus experimentos, descubrieron que usar SCAGs ayudaba a mejorar las predicciones, especialmente para entender la sensibilización alimentaria. Esto significa que observar la forma de los anticuerpos ofrece información valiosa que ayuda a los doctores a hacer mejores diagnósticos.

El Rol de los Isotipos de Anticuerpos

Los anticuerpos vienen en diferentes sabores, llamados isotipos. Estos isotipos pueden actuar de maneras diferentes en nuestros cuerpos, al igual que diferentes tipos de chocolate: algunos son dulces, otros amargos, y algunos tienen nueces. Conocer el isotipo puede ayudar a los científicos a entender mejor la función del anticuerpo.

Los investigadores incluyeron esta información de isotipos en sus modelos para ver si mejoraría aún más sus predicciones. Lo que encontraron fue que añadir la información del isotipo sí mejoró la precisión de sus modelos para predecir tanto el VIH como el estado de sensibilización alimentaria.

Resultados del Estudio

Cuando los investigadores usaron sus métodos para predecir la infección por VIH, descubrieron que las características tradicionales de VJ3 funcionaban muy bien. Sin embargo, las características de SCAGs no fueron tan fuertes para el VIH, pero sí funcionaron bien para la sensibilización alimentaria. Esto significa que los SCAGs resultaron ser particularmente útiles para entender cómo responden las personas a ciertos alimentos en lugar de a virus.

Curiosamente, cuando combinaron SCAGs y VJ3 con información de isotipos, vieron una mejora notable en las predicciones. Notaron que los modelos que priorizaban ciertos isotipos, especialmente IgG, eran más exitosos en predecir la infección por VIH que aquellos que se enfocaban mayormente en isotipos naïve.

Descubrimiento de Características Predictivas de Anticuerpos

Los investigadores también investigaron qué características específicas de estos anticuerpos estaban impulsando las predicciones. Se enfocaron en un conjunto más pequeño de características de anticuerpos que eran particularmente buenas en predecir la infección por VIH y la sensibilización alimentaria. Para el VIH, muchas características estaban relacionadas con isotipos naïve como IgD e IgM. Sin embargo, para la sensibilización alimentaria, el que destacó fue el isotipo IgE.

Esto presenta un rompecabezas interesante: ¿Cómo puede el mismo isotipo, como IgE, estar asociado tanto con la sensibilización como con la no sensibilización en las alergias alimentarias? Resulta que esta forma particular de IgE podría estar protegiendo contra ciertas alergias alimentarias en lugar de causarlas. Esto es un poco como tener un perro amigable que ladra a los extraños para mantenerlos alejados, aunque todos los perros ladran.

Clonación y Agrupación de Secuencias de Anticuerpos

Mirar las secuencias genéticas que componen estos anticuerpos es como armar un rompecabezas. Al agrupar caracteres similares, los científicos pueden ver qué anticuerpos pertenecen a la misma familia. Esto les ayuda a entender cómo estas familias reaccionan a las infecciones.

Descubrieron que había mucha variedad en las secuencias de anticuerpos que se agruparon usando el nuevo enfoque SCAGs, lo que significa que había un amplio rango de anticuerpos trabajando juntos en respuesta a los mismos gérmenes.

Entendiendo la Sensibilización Alimentaria

Las alergias alimentarias se están convirtiendo en una preocupación importante, y este estudio nos ayuda a entender cómo los anticuerpos interactúan con los alérgenos alimentarios. Curiosamente, la investigación mostró que ciertas características de IgE estaban asociadas con la protección contra la sensibilización alimentaria. Esto significa que algunos anticuerpos podrían realmente ayudar en lugar de hacer daño cuando se trata de alergias alimentarias.

¡Pero espera, hay más! Los investigadores también encontraron que algunas características de IgG estaban vinculadas a la sensibilización alimentaria, sugiriendo que quizás estos anticuerpos IgG pueden tener una memoria de sensibilización que podría cambiar a producir respuestas alérgicas en ciertos casos.

En Resumen: ¿Qué Hemos Aprendido?

Este estudio emocionante ayuda a resaltar cuán importantes son los anticuerpos para entender nuestra salud. Al usar nuevos enfoques para observar la estructura de los anticuerpos y combinar eso con el conocimiento de sus isotipos, los científicos pueden predecir estados de enfermedades con mayor precisión.

Imagina un futuro donde un simple análisis de sangre pudiera decirte si podrías desarrollar una alergia alimentaria o si estás en riesgo de VIH. Eso sería bastante genial, ¿no?

Aunque aún no estamos ahí, esta investigación proporciona una base sólida. Abre la puerta para explorar más sobre cómo podemos usar los anticuerpos no solo como herramientas para diagnóstico, sino potencialmente también como guías para tratamientos.

Así que la próxima vez que alguien diga "anticuerpos", puedes asentir y pensar en ellos como los superhéroes que llevamos dentro, listos para entrar en acción. ¡Y quién sabe, tal vez un día nos salvarán de alergias alimentarias o enfermedades como el VIH!

Fuente original

Título: Use of Antibody Structural Information in Disease Prediction Models Reveals Antigen Specific B Cell Receptor Sequences in Bulk Repertoire Data

Resumen: Convergent antibodies are highly similar antibodies elicited in multiple individuals in response to the same antigen. Convergent antibodies provide insight into shared immunological responses and show great promise as diagnostic biomarkers. They have typically been identified using methods that consider the amino acid sequence of the third complementarity-determining region (CDR3) of immunoglobulin heavy chain (IgH). In this study, we extend the definition of convergent antibodies to use structural information about the three IgH CDR regions (CDR1-3). We benchmark the performance of both definitions of convergence by their ability to predict disease status from bulk IgH sequencing data for two different diseases (HIV infection and food sensitization). We show that using predicted structural information outperforms prior approaches for the prediction of food sensitization status and performs on par for HIV infection status. Additionally, the structurally convergent antibody groups driving HIV prediction are from known HIV binders. Thus, the use of structural information allows for the identification of antigen specific antibody groups from bulk IgH sequencing data.

Autores: Onyekachi Nwogu, Kirandeep K. Gill, Carolina Moore, John W. Kroner, Wan-Chi Chang, Jeffrey Burkle, Mariana L. Stevens, Asel Baatyrbek kyzy, Emily R. Miraldi, Jocelyn M. Biagini, Ashley L. Devonshire, Leah Kottyan, Justin T. Schwartz, Amal H. Assa’ad, Lisa J. Martin, Sandra Andorf, Gurjit K. Khurana Hershey, Krishna M. Roskin

Última actualización: Dec 15, 2024

Idioma: English

Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.10.627792

Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.10.627792.full.pdf

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.

Gracias a biorxiv por el uso de su interoperabilidad de acceso abierto.

Artículos similares