El berilio causa enfermedad pulmonar mortal

Se ha descubierto la forma como el metal berilio, desencadena una respuesta inmune mortal en los pulmones mediante el uso de mapas detallados de las formas moleculares y las cargas electrónicas que las rodean.

Una susceptibilidad genética a la enfermedad crea un bolsillo molecular en una proteína del sistema inmune, que captura los iones de berilio y desencadena una respuesta inflamatoria en los pulmones y esta respuesta inmune se encuentra en algún lugar entre las formas clásicas de hipersensibilidad alérgica y la autoinmunidad.

Los científicos del Instituto Médico Howard Hughes (Denver, CO, EUA) realizaron una serie de estudios muy detallados de factores genéticos, de difracción de rayos X, estudios de unión molecular y estudios electrostáticos, para mostrar cómo este aminoácido se puede combinar con otros aminoácidos de la subunidad (HLA)-DP2 del antígeno leucocitario humano y algunos de sus auto-péptidos unidos, para crear un bolsillo molecular único que captura un solo ion berilio junto con un ion de sodio.

Los péptidos que se unen a HLA-DP2 provienen de los propios tejidos del cuerpo y normalmente no producen una respuesta inmune. Cuando el berilio y de sodio se alojan firmemente en el bolsillo molecular, sin embargo, esos péptidos alteran de forma muy ligera la forma y la carga eléctrica, que las células T itinerantes reconocen como extrañas y peligrosas. Estas células inician una respuesta inmune que causa la inflamación y la cicatrización en los pulmones. Se determinaron las estabilidades térmicas de diversos alelos del complejo mayor de histocompatibilidad (MCH), de los complejos MHCII-peptídicos, utilizando fluorimetría diferencial de barrido en un equipo Stratagene Mx3005P (Agilent; Santa Clara, CA, EUA) o el instrumento CFX96 para la reacción en cadena de la polimerasa en tiempo real (RCT-PCR, Bio-Rad, Hercules, CA, EUA).

Alrededor del 85% de las personas que desarrollan la enfermedad crónica por berilio presentan la proteína del sistema inmune, HLA-DP2. Las células de todo el cuerpo utilizan esta molécula para indicarle al sistema inmune lo que está sucediendo dentro de ellas. HLA-DP2 se encuentra en la superficie celular sosteniendo pequeños fragmentos de proteínas tomados del interior de la célula. Los centinelas del sistema inmune conocidos como células T chocan contra HLA-DP2 y el fragmento de proteína que está mostrando. Si el fragmento de proteína se deriva de las proteínas propias del cuerpo, la célula T lo ignora; si es un péptido extraño, por ejemplo de una bacteria, virus u otro patógeno, la célula T suena la alarma y desencadena una respuesta inmune.

John W. Kappler, PhD, profesor de inmunología y el autor principal del estudio, dijo: “Esta respuesta se asemeja a la hipersensibilidad alérgica en que un ion metálico provoca una reacción alérgica. Pero también es muy similar a la autoinmunidad en que el sistema inmune está produciendo un ataque contra un auto-péptido. Es una nueva forma de la respuesta inmune y puede conducir a nuevas estrategias terapéuticas con el fin de tratar y prevenir la enfermedad”. El estudio fue publicado en la edición del 3 de julio de 2014, de la revista Cell.

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Howard Hughes Medical Institute
Agilent
Bio-Rad