Коллектив ученых из Университета Калифорнии в Лос-Анджелесе (UCLA) и Исследовательского института детского здравоохранения в Сиэтле пришли к новому пониманию генов, ответственных за производство и высвобождение иммуноглобулина G (IgG) – самого распространенного типа антител в человеческом организме. Эти результаты могут улучшить производство терапий на основе антител для лечения таких заболеваний, как рак и артрит, а также разработку медицинских препаратов, зависящих от производства антител.
Антитела – это группа белков, которые играют ключевую роль в иммунной системе. Иммуноглобулин G запоминает прошлые инфекции и помечает опасные микробы для уничтожения иммунными клетками. IgG матери также важен для иммунной защиты новорожденных.
Долгое время было известно, что белые кровяные клетки, называемые плазматическими В-клетками, производят IgG. Плазматические В-клетки очень эффективны, вырабатывая более 10 000 молекул IgG в секунду. Однако молекулярные механизмы, позволяющие плазматическим клеткам выделять антитела в кровоток, до сих пор не полностью поняты.
Для получения большего понимания этих механизмов исследователи провели анализ, который ранее никогда не проводился. Они захватили тысячи отдельных плазматических В-клеток и их индивидуальные выделения, а затем связали количество белков, которые каждая отдельная клетка выделила, с атласом, отображающим десятки тысяч генов, экспрессированных этой же клеткой.
Ученые собрали клетки и их выделения, используя микроскопические, чашевидные контейнеры из гидрогеля, называемые нанофлаконами. Их анализ показал, что гены, связанные с выработкой энергии и устранением аномальных белков, даже более важны для высокой секреции IgG, чем гены, содержащие инструкции для создания самого антитела. Они также обнаружили, что присутствие CD59, гена, ранее не связанного с секрецией IgG, лучше предсказывает высокопродуктивные плазматические клетки, чем другие генетические маркеры, уже ассоциированные с этим типом клеток.
"Эти процессы в клетках напоминают сборочную линию для производства белков, и существует множество мест, где могут возникать заторы", - сказал Дино Ди Карло, профессор инженерии и медицины в Университете Калифорнии в Лос-Анджелесе.
Исследование было опубликовано в журнале Nature Communications. В будущих исследованиях ученые надеются выявить все гены, которые влияют на производство и секрецию IgG плазматическими клетками.
