Las células T son un componente importante de nuestro sistema inmunitario: con los receptores que llevan en su superficie, pueden reconocer antígenos altamente específicos. Al detectar un intruso, se desencadena una respuesta inmunitaria. Todavía no está claro exactamente qué sucede cuandose reconocen los antígenos: ¿Cuántos antígenos son necesarios para provocar una respuesta inmunitaria, y depende la respuesta de su disposición espacial?
Estos efectos tienen lugar en el rango nanométrico, en la escala de tamaño de las moléculas, muy por debajo de lo que se puede ver con los microscopios comunes. Para estudiar todo esto, se necesitan herramientas diminutas. Por lo tanto, se utilizó un método inusual en TU Wien:Las moléculas de ADN se plegaron de una manera ingeniosa, similar al origami del arte del plegado de papel. De esta manera, no solo se crea una doble hélice, sino una "balsa molecular" rectangular que flota a través de una membrana celular y sirve como herramienta para mediciones novedosas.Los resultados ya han sido publicados en la revista científicaPNA.
Membranas de células artificiales
"Las células T reaccionan a los antígenos presentados por células específicas en su superficie. Para poder estudiar esta interacción entre las células T y las células presentadoras de antígenos en detalle, reemplazamos la célula presentadora de antígenos con una membrana celular artificial.Esto nos permite controlar la cantidad y el tipo de antígenos nosotros mismos", dice la profesora Eva Sevcsik, biofísica del Instituto de Física Aplicada de TU Wien.
"Hubo alguna evidencia de que la distancia espacial entre los antígenos juega un papel importante en la activación de las células T", dice Joschka Hellmeier, quien investigó este proyecto como parte de su disertación. "Sin embargo, es difícil estudiar estos efectosprecisamente: la distancia entre los antígenos individuales no es tan fácil de determinar".
La membrana celular no es una estructura fija en la que cada molécula permanece en su lugar. Los antígenos en la membrana celular pueden moverse libremente, como juguetes de plástico inflables que flotan en la superficie del agua. "Por lo tanto, queríamos establecer un método para establecer con precisiónciertas distancias entre los antígenos y luego estudiar la reacción de las células T", explica Eva Sevcsik.
origami de ADN
Para hacer esto, los investigadores hicieron uso de un importante fenómeno natural: el ADN, el portador de la información genética en nuestro cuerpo, consta de dos hebras simples que coinciden con precisión y que se unen sin intervención externa para formar una doble hélice de ADN.
Esta propiedad se explota en la nanotecnología del ADN: "Al diseñar inteligentemente cadenas simples que solo encajan en ciertas secciones, se pueden conectar varias hélices dobles entre sí y crear así estructuras complicadas", explica Eva Sevcsik. "Esta técnica se llama ADNorigami: en lugar de doblar papel, doblamos hebras de ADN".
De esta manera, el equipo de investigación construyó plataformas de ADN rectangulares a las que se puede fijar un antígeno. Este rectángulo de ADN se coloca en la membrana artificial y se mueve allí como una balsa.
"De esta manera podemos garantizar que los antígenos no se acerquen arbitrariamente entre sí", dice Joschka Hellmeier. "Incluso si dos de estas balsas de ADN se acercan, todavía hay una distancia mínima entre los antígenos si solo un antígenose fija en cada balsa de ADN". Además, es posible construir variantes de balsas de ADN, cada una de las cuales lleva dos antígenos al mismo tiempo. De esa manera, es posible estudiar cómo reaccionan las células T a diferentes espacios entre antígenos.
Viejo acertijo resuelto
Usando esta estrategia, pudieron explicar las observaciones contradictorias que habían causado confusión en el campo de la inmunología molecular en los últimos años: a veces, varios antígenos vecinos parecían ser necesarios para activar las células T, en otros casos, uno solofue suficiente "Con la ayuda de nuestra técnica de origami de ADN, pudimos aclarar el papel de las distancias moleculares para la activación de las células T", dice Eva Sevcsik.
Para los antígenos naturales, la distancia no importa: actúan "solos" y, por lo tanto, son muy eficientes en la activación de las células T. Sin embargo, en la investigación, en lugar de antígenos, a menudo se usan activadores de células T artificiales que se unen particularmentefuertemente al receptor de la célula T, y en este caso se necesitan al menos dos moléculas vecinas para activar la célula T. "Este es un resultado importante", dice Eva Sevcsik. "Pudimos demostrar por primera vez quehay dos mecanismos diferentes aquí, esto jugará un papel importante para futuros estudios y el desarrollo de inmunoterapias basadas en células T utilizadas para tratar el cáncer".
Fuente de la historia:
Materiales proporcionado por Universidad Tecnológica de Viena. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
referencia de diario:
Citar esta página:
Visita Nuevo científico para más historias de ciencia global >>>