Les anticorps défendent notre corps contre les intrus. Ces molécules sont constituées de protéines avec des sucres attachés. Cependant, le modèle dirigeant le traitement de ces sucres sur la protéine n'était pas bien compris jusqu'à présent. Dans un article publié dans la revue Communication Nature , des scientifiques du Helmholtz Zentrum München ont utilisé l'analyse informatique pour compléter ce plan et ont confirmé leurs découvertes en laboratoire.
Les auteurs ont spécifiquement étudié les anticorps IgG. Ce sont les anticorps les plus répandus dans le sang et agissent notamment contre les virus et les bactéries. "Ils ont une forme en Y caractéristique et sont composés principalement de protéines, " explique Elisa Benedetti, Doctorant à l'Institut de biologie computationnelle (ICB) du Helmholtz Zentrum München. "Toutefois, lors de leur fabrication, la cellule attache différents sucres à ces molécules protéiques, et comment cela se produit n'était jusqu'à présent pas bien compris, " poursuit le premier auteur de l'étude.
Comprendre ce processus est d'un grand intérêt pour les chercheurs, parce que l'identité du sucre qui est attaché (dans un processus appelé glycosylation) influence considérablement la fonction de l'anticorps. Alors qu'une molécule de sucre pourrait favoriser l'inflammation au contact d'un antigène, un autre pourrait supprimer la réponse immunitaire.
Utiliser des ordinateurs pour résoudre un problème biochimique
"La difficulté d'étudier le schéma directeur de la glycosylation réside, entre autres, dans la régulation complexe du fonctionnement des enzymes correspondantes, " explique le dernier auteur Dr. Jan Krumsiek, chef de groupe junior à l'ICB et Junior Fellow à l'Université technique de Munich. La stratégie des bioinformaticiens pour résoudre ce problème biochimiquement difficile était de l'aborder dans le domaine numérique.
À cette fin, les scientifiques ont analysé les données de la biobanque croate "10001 Dalmatiens". , les auteurs ont découvert qu'elles correspondaient en grande partie aux étapes antérieures connues du processus enzymatique de glycosylation des IgG. En effet, sur la base des données, l'algorithme pourrait reconstituer le modèle déjà connu – et le développer davantage.
"Nous pourrions prédire de nouvelles étapes sur la façon dont les résidus de sucre doivent être attachés aux anticorps, " explique Krumsiek. " En utilisant trois cohortes supplémentaires comprenant plus de 2, 500 échantillons, nous avons pu reproduire les données statistiques. » Par la suite, les chercheurs ont pu justifier les étapes prévues en utilisant d'autres méthodes :premièrement, sur la base d'une étude d'association pangénomique avec environ 1, 900 échantillons de la plateforme de recherche KORA basée à Augsbourg, et, en outre, dans une série de trois expériences en laboratoire.
« Nous avons pu montrer in vitro qu'au moins une de nos réactions prédites est réalisable enzymatiquement et nous avons démontré en culture cellulaire que des enzymes particulières qui devraient fonctionner ensemble dans le modèle, co-localisent réellement dans la cellule, C'est, ils sont spatialement très proches les uns des autres, ", explique Krumsiek. "Notre étude montre comment les technologies de l'information et la chimie de laboratoire classique peuvent se soutenir et s'améliorer mutuellement."
