Investigadores captan las primeras imágenes de un anticuerpo que ataca a los receptores de las neuronas

Usando la instalación de microscopía crioelectrónica de UT Southwestern, los investigadores han capturado por primera vez imágenes de un autoanticuerpo que se une a un receptor de la superficie de una célula neuronal, revelando el mecanismo físico subyacente a la enfermedad neurodegenerativa autoinmune. Los resultados se publican en célulaPodría conducir a nuevas formas de diagnosticar y tratar enfermedades autoinmunes, dijeron los autores del estudio.

Novello, PhD, profesor asistente de neurociencia en UTSW que se especializa en microscopía electrónica de adquisición (crio-EM): «Estamos entrando en una nueva era de comprensión de cómo funcionan las enfermedades autoinmunes en el sistema nervioso central». ) imágenes hasta un nivel atómico de resolución. El Dr. Novello codirigió el estudio con Ryan Hibbs, PhD, profesor asociado de neurociencia y biofísica, Ivy Marie Kane en Investigación Médica, investigadora del Peter O’Donnell Jr. Brain Institute y Harald Bruce de la Universidad de Berlín.

Los investigadores han estudiado las enfermedades autoinmunes, una clase de afecciones en las que el sistema inmunitario ataca partes sanas del cuerpo, durante décadas. Sin embargo, el Dr. Novello explicó que la primera enfermedad autoinmune dirigida a una proteína receptora neuronal se descubrió hace solo 15 años. Desde entonces, los investigadores han informado sobre algunas otras enfermedades que entran en esta categoría. Esta condición incluye la encefalitis autoinmune, una condición caracterizada por la aparición repentina de síntomas graves que incluyen psicosis, convulsiones, trastornos del movimiento, alteración de la conciencia y problemas con el sistema nervioso autónomo que controla las funciones corporales involuntarias.

Investigadores en Alemania identificaron recientemente a un paciente de 8 años cuya encefalitis autoinmune parece ser causada por anticuerpos que atacan al receptor GABAA, una proteína que se encuentra en la superficie de las sinapsis, estructuras especializadas que conectan las células cerebrales. El papel de este receptor es inhibir la activación de las neuronas, equilibrando las señales eléctricas estimuladas por los receptores excitatorios para mantener señales saludables entre las neuronas.

Después de confirmar que dos tipos de anticuerpos derivados de las células inmunitarias de este joven paciente se unen fácilmente al receptor GABAA, el Dr. Noviello, Hibbs y sus colegas en el laboratorio de Hibbs realizaron crio-EM, una técnica para congelar proteínas en el lugar para obtener imágenes microscópicas de alta resolución, de cada anticuerpo unido al receptor. Inaugurado en 2016 con el apoyo del Instituto de Investigación y Prevención del Cáncer de Texas (CPRIT), la instalación crio-EM de UTSW proporciona imágenes 3D de moléculas biológicas hasta una resolución atómica.

Las imágenes muestran que, juntos y por separado, los anticuerpos impiden que los receptores GABAA inhiban las señales nerviosas, lo que hace que las neuronas se sobreexciten eléctricamente y provoquen encefalitis, muerte celular y ataques epilépticos característicos de la encefalitis autoinmune. El Dr. Novello dijo que la detección de estos anticuerpos podría conducir a un mejor diagnóstico de la afección. Del mismo modo, encontrar formas de prevenir la interacción entre estos anticuerpos y su objetivo podría conducir a mejores formas de tratarlos.

Con la comprensión de las enfermedades del sistema nervioso autoinmune aún en sus inicios, el Dr. Hibbs dijo que él, el Dr. Novello y sus colegas planean hacer del estudio de estos trastornos mediante crio-EM un foco de futuras investigaciones en el laboratorio de Hibbs. El equipo ya está colaborando con Steven Vernino, MD, Ph.D. , Profesor de Neurología, Vicepresidente de Educación y Asuntos Docentes, y Profesor Docente Distinguido; y Nancy Monson, PhD, profesora asociada de neurología e inmunología, para estudiar más enfermedades autoinmunes que afectan el sistema nervioso central.