Los químicos crean sondas químicas para comprender mejor la respuesta inmune

Nombrada en honor a los dioses romanos en ambos lados, la partícula de Jano está recubierta en toda su superficie con dos tipos moleculares separados. Crédito: Lucy Sanchez

Tres químicos de la Universidad de Indiana en Bloomington han creado un nuevo sensor para detectar cambios químicos en las células inmunes durante la degradación de patógenos. Este estudio puede contribuir al diagnóstico y tratamiento precoces de enfermedades infecciosas que evitan ciertos elementos de la respuesta inmunitaria del organismo, como la tuberculosis.

Los resultados se informaron el 8 de octubre quimica APLICADA, Revistas importantes de química. El estudio fue dirigido por Yan Yu, profesor asociado de química en la Facultad de Artes Liberales de IU.

Las partículas de estudio se diseñaron para comprender la fagocitosis, el proceso por el cual las células inmunes absorben y destruyen el patógeno en el cuerpo. Durante este importante proceso, los patógenos se ingieren en un compartimento intracelular llamado fagosomas, que “maduran” a través de una compleja serie de reacciones químicas que matan las enfermedades invasoras.

“Muchas funciones celulares importantes, incluida la fagocitosis, dependen de la regulación de reacciones químicas complejas, pero es muy difícil medir estas diversas reacciones en tiempo real en células vivas”, dijo Yu. Dice. “Este estudio muestra que los tipos de partículas diseñadas en nuestro laboratorio se pueden aplicar ampliamente para comprender muchos tipos de interacciones químicas complejas en las células vivas”.

Las partículas utilizadas en este estudio se llaman partículas de Jano y llevan el nombre de los dioses romanos en ambos lados. Las partículas construidas artificialmente se denominan así porque los dos lados de la misma partícula están “recubiertos” con diferentes sensores químicos. Estos sensores pueden actuar como detectores o “reporteros” para varios químicos involucrados en el proceso biológico bajo investigación.

El laboratorio de Yu ha perfeccionado una técnica para empaquetar estos receptores muy cerca de toda la superficie de la partícula Janus, mejorando enormemente su efectividad como herramienta de investigación.

El trabajo anterior de Yu sobre las partículas de Janus encontró nuevos conocimientos sobre la capacidad del cuerpo para resistir las infecciones por hongos y las células T del cuerpo que se utilizan para combatir el cáncer, fortalecer la inmunoterapia, combatir las infecciones virales e inducir la resistencia. Trajo una nueva forma de rejuvenecer. Con enfermedad autoinmune. Este último trabajo es objeto de una solicitud de patente ante la Oficina de Patentes y Marcas de los Estados Unidos. También presentó una patente provisional para el descubrimiento recién reportado.

En un nuevo estudio, el equipo de Yu diseñó una partícula de Janus que consta de un indicador de pH a 3 micrómetros y un indicador de proteólisis a 500 nanómetros en ambos lados. Como resultado, los investigadores pudieron medir simultáneamente dos procesos químicos involucrados en la fagocitosis (acidificación y proteólisis) en tiempo real dentro de un solo fagosoma maduro. Identificaron que los fagosomas requieren un “lumen ácido” para activar las enzimas que digieren los patógenos encapsulados internamente. Este es un paso importante para evitar que los patógenos se multipliquen en las células inmunitarias del huésped.

También demostraron que el lipopolisacárido, un compuesto de azúcar que se encuentra en las membranas de la pared externa de muchas bacterias, puede afectar la acidificación y proteólisis del fagosoma.

Comprender estos procesos es especialmente importante en las infecciones bacterianas que evitan el cuerpo. Respuesta inmune Secuestrar uno o más eventos durante la maduración del fagosoma, función de protección del fagosoma. Estas enfermedades incluyen la tuberculosis, la principal causa de muerte por enfermedades infecciosas en el mundo, que mata a aproximadamente 1,5 millones de personas al año.

“Las partículas de Janus producidas en este estudio actúan como sensores para detectar estos cambios químicos en las células inmunes durante la degradación de patógenos”, dijo Yu. “Pero en un sentido más amplio, este estudio muestra la viabilidad de las partículas de Janus como una herramienta general para monitorear múltiples reacciones en las células, enfatizando el potencial de detección y diagnóstico de enfermedades infecciosas. Yo soy. “

Otros autores de este estudio son Seonik Lee y Zihan Zhan, asistentes de investigación graduados en el laboratorio de Yu en IU Bloomington.


Mecanismo de “inicio de sesión dual” que resiste las infecciones fúngicas intracelulares


Para más información:
Seonik Lee et al, Imágenes simultáneas en tiempo real de acidificación y proteólisis en un solo fagosoma usando una sonda de partículas Janus bifuncional, Edición internacional de Angewandte Chemie (2021). DOI: 10.1002 / anie.202111094

Proporcionado por
Universidad de Indiana

Cita: Químicos, respuesta inmune obtenida el 11 de octubre de 2021 de https: //phys.org/news/2021-10-chemists-chemical-probe-immune-response.html (11 de octubre de 2021)) Cree una sonda química para mejorar comprender

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