Prin analizarea unor imagini de înaltă rezoluție, un computer poate prezice rapid secvența de aminoacizi din anticorpi. Acest lucru ar putea reduce timpul necesar pentru a monitoriza răspunsurile anticorpilor în timpul dezvoltării unui vaccin cu luni de zile.
„Este o scurtătură a unui proces care durează, de obicei, luni de zile”, a declarat Andrew Ward din cadrul Scripps Research din California.
Antigenele, precum proteina spike a virusului SARS-CoV2, sunt componente cheie ale vaccinurilor. Deși ele declanșează producerea unei serii de anticorpi împotriva antigenului, unele dintre acestea sunt mai folositoare în ceea ce privește răspunsul imunitar decât altele. De exemplu, un anticorp mai util poate bloca intrarea virusului într-o celulă, în timp ce altul poate să nu afecteze acest proces.
„Antigenele sunt suprafețe mari, așadar anticorpii le pot viza în multe moduri diferite. Totuși, de obicei, un subset mic de anticorpi face cea mai mare parte a muncii. Prin analizarea raportului dintre anticorpii utili și cei mai puțin utili, care rezultă din vaccinare, putem optimiza vaccinul pentru a înclina răspunsul organismului către producția de anticorpi cu un efect mai protector”, a declarat Ward.
Cu toate acestea, optimizarea necesită timp. De obicei, procesul implică secvențierea ADN-ului celulelor B, care produc anticorpi individuali, generarea de anticorpi din secvențe și imagistica structurii anticorpilor pentru a prezice locul în care aceștia se vor lega de antigen.
În prezent, Ward și colegii săi au dezvoltat o metodă mai rapidă. Ei au fotografiat structurile de anticorpi înghețați folosind o tehnică denumită microscopie electronică criogenică și au conceput un algoritm care prezice rapid secvențele de aminoacizi ale anticorpilor pe baza structurii lor.
Pentru a testa abordarea, cercetătorii au vaccinat un grup de maimuțe macac rhesus folosind un antigen de HIV, care a determinat producerea de anticorpi. După aceea, oamenii de știință au extras sânge de la două maimuțe și au amestecat fiecare dintre probe cu antigenul HIV.
A doua zi, aceștia au fotografiat antigenele legate de anticorpi din fiecare probă, lucru care a produs realizarea unor hărți detaliate ale diferitelor structuri de anticorpi din probe și observarea modului în care aceștia s-au legat de antigene.
„Această abordare ne permite să observăm toate răspunsurile anticorpilor în mod simultan, și nu unul câte unul la un moment dat, ca în cazul abordărilor tradiționale”, a declarat Ward.
După aceea, cercetătorii s-au concentrat pe un anticorp provenit de la fiecare maimuță și au folosit un algoritm computerizat pentru a compara structurile cu o bibliotecă cunoscută de secvențe de anticorpi prezente la maimuțe, astfel încât aceștia să poată găsi secvențele existente care se potriveau cel mai bine cu structurile.
Ei au realizat o serie de anticorpi pe baza secvențelor prezise și au confirmat faptul că structurile de anticorpi se potrivesc cu cele din imaginile originale. De asemenea, anticorpii sintetizați s-au legat la antigen în același mod ca și anticorpii inițiali.
„Este un instrument de transformare pentru proiectarea vaccinurilor și pentru terapiile care se bazează pe anticorpi”, a declarat Ward.
