Laporan studi tentang sifat baru antibodi, light chain coherence

Read Also

Dalam sebuah studi baru-baru ini yang diterbitkan dalam jurnal Nature, para peneliti menyelidiki apakah pasangan sel-B yang tidak terkait dari fenotipe naif, tidak teralih, memori dan plasmablast yang memiliki rantai berat serupa juga memiliki rantai ringan yang sama.

Latar belakang

Mengelompokkan antibodi berdasarkan fungsi telah menjadi tantangan, meskipun demikian. Secara teoritis, antibodi yang melakukan fungsi yang sama harus memiliki epitop dan paratop komplementer yang serupa. Namun, sementara pengujian antibodi in vitro untuk pengikatan antigen spesifik relatif lebih mudah, hanya sejumlah kecil antibodi yang dapat diuji untuk aktivitas penetralannya.

Klonotipe adalah kelompok antibodi dari donor tunggal yang berasal dari sel rekombinasi nenek moyang yang sama. Klonotipe serupa yang melakukan fungsi identik telah ditemukan di dalam dan di antara individu.

Studi yang melibatkan influenza, Zika, dan human immunodeficiency virus (HIV) telah mengungkapkan bahwa antibodi menunjukkan beberapa kesetiaan dalam gen rantai berat dan ringan mereka. Namun, koherensi rantai ringan, yaitu terjadinya rantai ringan serupa pada sel B yang tidak terkait yang tidak termasuk dalam klonotipe yang sama dengan rantai berat yang serupa, belum diteliti.

Tentang studi

Dalam penelitian ini, para peneliti mengurutkan gen antibodi full-length dari 1,6 juta sel B berpasangan fenotipe memori naif, tidak teralih, plasmablast, dan beralih kelas yang diperoleh dari sampel darah tepi yang disumbangkan oleh empat individu yang tidak terkait. Urutan meliputi wilayah pemimpin gen V dan bagian dari wilayah konstan yang digunakan untuk menentukan subkelas dan isotipe antibodi.

Urutan dibagi menjadi kelompok sel B naif dan memori berdasarkan hipermutasi somatik yang terjadi di luar daerah persimpangan yang diperkirakan dari alel gen V yang disimpulkan untuk setiap donor. Urutan antibodi yang tidak menunjukkan mutasi dianggap naif, dan yang lainnya dianggap urutan sel B memori. Kategori yang diurutkan aliran-sitometri digunakan untuk mengkonfirmasi penugasan ini.

Pasangan sel B dengan gen V rantai berat yang serupa dan panjang daerah penentu complementarity determining region of antibody heavy chains (CDRH3) secara terpisah dibandingkan untuk tipe sel naif dan sel memori untuk menentukan apakah gen rantai ringan juga serupa.

Di bawah asumsi bahwa rekurensi antibodi akan muncul dari peristiwa rekombinasi umum, urutan persimpangan dianalisis dengan menyelaraskan urutan antibodi ke urutan referensi V(D)J. Hal ini memungkinkan para peneliti untuk menentukan apakah tingkat kekambuhan yang diamati sebanding dengan tingkat yang diharapkan secara kebetulan.

Simulasi juga digunakan untuk memprediksi jumlah antibodi naif berulang. Antibodi berulang juga dibandingkan dengan antibodi sewenang-wenang untuk menentukan kompleksitas daerah persimpangan.

Temuan studi

Hasilnya menyarankan 82% koherensi rantai ringan dalam sel B memori asal yang berbeda dengan gen rantai berat yang sama untuk wilayah V dan identitas asam amino CDRH2 100%. Sebagai perbandingan, sel B naif, yang belum menjalani seleksi fungsionalitas dan tidak mengandung hipermutasi somatik, hanya menunjukkan koherensi 10% dalam rantai ringannya.

Dengan demikian, koherensi rantai ringan kemungkinan terjadi bersamaan dengan koherensi rantai berat dalam sel B memori. Sel-sel ini terbentuk dari seleksi perifer dan timus dan menghasilkan antibodi fungsional.

Analisis kumpulan data independen terkait penyakit coronavirus 2019 (COVID-19), multiple sclerosis, penyakit Kawasaki, dan penyakit lainnya menunjukkan koherensi rantai ringan 93% dalam sel B memori. Namun, perbandingan berpasangan dari data ini dengan data independen lain yang lebih tua dan lebih baru mengungkapkan koherensi rantai ringan 70%, sehingga menghilangkan kemungkinan hasil ini dijelaskan oleh kontaminasi silang.

Selanjutnya, pertukaran acak 10% dari memori dan sel B naif menghasilkan 82% koherensi rantai ringan untuk sel B memori dan 17% koherensi untuk sel naif, sehingga mengesampingkan kemungkinan kesalahan klasifikasi sel.

Perbandingan daerah persimpangan mengungkapkan bahwa antibodi berulang, baik memori, dan tipe sel B naif, memiliki basa yang dimasukkan secara signifikan lebih sedikit dan daerah persimpangan yang relatif lebih rumit daripada antibodi yang berubah-ubah. Ini meningkatkan kemungkinan terulangnya peluang.

Antibodi berulang dengan nukleotida yang dimasukkan terus menunjukkan koherensi rantai ringan dibandingkan dengan antibodi naif. Ini menunjukkan bahwa semua antibodi fungsional, terlepas dari kompleksitasnya, menunjukkan koherensi rantai ringan dan hanya berbeda dalam frekuensi.

Kesimpulan

Secara keseluruhan, penelitian saat ini melaporkan bahwa koherensi rantai ringan ada di mana-mana dalam sel B memori, sementara kekambuhan dalam sel naif murni merupakan fungsi kebetulan.

Koherensi rantai ringan berkorelasi dengan seleksi dan fungsionalitas yang diperoleh. Pengamatan ini menjelaskan mengapa hal itu kurang umum pada sel B naif dan lebih umum pada sel B memori yang menjalani seleksi pusat dan perifer pada paparan antigen.

Lebih lanjut, kekambuhan sel B naif dan memori dikaitkan dengan pengurangan kompleksitas sambungan pada antibodi berulang dibandingkan dengan daerah sambungan antibodi yang berubah-ubah, sehingga menjelaskan tingkat kekambuhan mereka.

Journal reference:

Jaffe, D. B., Shahi, P., Adams, B. A., et al. (2022). Functional antibodies exhibit LIGHT CHAIN COHERENCE. Nature. doi:10.1038/s41586-022-05371-z