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Jun 14, 2024

Mecanismo de anticorpo

Nature Communications volume 14, número do artigo: 1705 (2023) Citar este artigo 5791 Acessos 20 detalhes de métricas altmétricas Os patógenos bacterianos desenvolveram mecanismos intrincados para escapar do ser humano

Nature Communications volume 14, número do artigo: 1705 (2023) Citar este artigo

5791 Acessos

20 Altmétrico

Detalhes das métricas

Os patógenos bacterianos desenvolveram mecanismos intrincados para escapar do sistema imunológico humano, incluindo a produção de enzimas imunomoduladoras. Os sorotipos de Streptococcus pyogenes secretam duas endo-β-N-acetilglucosaminidases multimodulares, EndoS e EndoS2, que desglicosilam especificamente o N-glicano conservado em Asn297 em IgG Fc, desativando funções efetoras mediadas por anticorpos. Entre milhares de enzimas ativas em carboidratos conhecidas, EndoS e EndoS2 representam apenas um punhado de enzimas que são específicas da porção proteica do substrato glicoproteico, não apenas do componente glicano. Aqui, apresentamos a estrutura crioEM do EndoS em complexo com o fragmento IgG1 Fc. Em combinação com espalhamento de raios X de pequeno ângulo, mutagênese por varredura de alanina, medições de atividade hidrolítica, cinética enzimática, ressonância magnética nuclear e análises de dinâmica molecular, estabelecemos os mecanismos de reconhecimento e desglicosilação específica de anticorpos IgG por EndoS e EndoS2. Nossos resultados fornecem uma base racional a partir da qual podemos desenvolver novas enzimas com seletividade de anticorpos e glicanos para aplicações clínicas e biotecnológicas.

Streptococcus pyogenes (Streptococcus do grupo A; GAS) é uma bactéria patogênica Gram-positiva que causa condições potencialmente fatais e doenças imunomediadas pós-infecção, além de infecções leves da pele e do trato respiratório superior1. Para escapar do sistema imunológico e facilitar a colonização do hospedeiro, o GAS emprega uma grande variedade de mecanismos, mais notavelmente a secreção de enzimas que inativam seletivamente moléculas-chave do sistema imunológico, como os anticorpos imunoglobulina G (IgG) (Fig. 1a)2. EndoS3 e EndoS24 são endo-β-N-acetilglucosaminidases (ENGases) produzidas por diferentes sorotipos de GAS que hidrolisam o N-glicano ligado a Asn297 na região cristalizável do fragmento (Fc) de anticorpos IgG. EndoS é secretado por vários sorotipos GAS, incluindo M1, enquanto EndoS2 é secretado exclusivamente pelo sorotipo M49 GAS4. Essas ENGases são os membros mais proeminentes de uma classe rara de enzimas ativas em carboidratos que são específicas do componente proteico do substrato glicoproteico e não apenas do componente glicano; nenhum mecanismo de especificidade proteica por esta classe de enzimas foi ainda descrito. O N-glicano ligado a Asn297 é necessário para a ligação de IgG aos receptores Fc γ (FcγRs) e ao complemento C1q, que desencadeiam funções efetoras mediadas por anticorpos . A atividade dessas enzimas abole, assim, as funções efetoras mediadas pela região Fc dos anticorpos IgG, aumentando a sobrevivência e a virulência das bactérias9. Consequentemente, foi demonstrado que as ENGases específicas de IgG melhoram doenças autoimunes em diversos modelos animais10,11,12,13. Além disso, EndoS e EndoS2 são ferramentas poderosas para a síntese quimioenzimática de anticorpos com glicoformas homogêneas14,15,16,17 e conjugados de drogas18,19. Os N-glicanos da região Fc dos anticorpos IgG no soro são compostos por> 33 glicoformas distintas e suas estruturas químicas únicas modulam as funções efetoras alterando a ligação do Fc aos FcγRs, bem como a estabilidade e a meia-vida do anticorpo21. A terapêutica baseada em anticorpos, uma das classes mais proeminentes e em expansão de medicamentos utilizados para o tratamento de diversas doenças humanas, incluindo câncer, autoimunidade e doenças infecciosas22, é produzida com glicoformas heterogêneas que impactam sua segurança e eficácia21. EndoS e EndoS2 são particularmente úteis para remodelação de glicano Fc devido à estrita especificidade de ambas as enzimas para anticorpos IgG intactos e à descoberta de seus respectivos mutantes de glicosintase que são capazes de transferir um N-glicano homogêneo para anticorpos IgG usando uma abordagem quimioenzimática . Figura 1b). A geração de anticorpos com glicoformas definidas é crítica não apenas para compreender o papel de cada glicoforma na função do anticorpo, mas também para a produção de anticorpos com propriedades terapêuticas, diagnósticas e farmacocinéticas definidas25.