Антитела к нативной двухцепочечной ДНК присутствуют в крови здоровых людей, но их уровень многократно повышен у пациентов с аутоиммунными заболеваниями, при которых иммунная система человека становится гиперактивной и атакует нормальные здоровые ткани. Симптомы этих заболеваний могут влиять на многие системы организма, включая суставы, кожу, почки, клетки крови, сердце и легкие.
Подавляющее большинство антител к ДНК, циркулирующих в крови пациентов и здоровых людей, не связаны с какими-либо патологическими проявлениями и не являются патогенными. Только часть циркулирующих антител к ДНК является патогенной, потому что они связаны с одним из наиболее распространенных осложнений системной красной волчанки (СКВ), известным как волчаночный гломерулонефрит, тип поражения почек, за которым следует почечная дисфункция.
Исследователи из Казанского федерального университета, Московского физико-технического института и Пенсильванского университета использовали молекулярно-динамическое моделирование бимолекулярных комплексов сегмента дцДНК с fab-фрагментом моноклонального анти-ДНК-антитела для получения подробных структурных и физических характеристик динамических межмолекулярных соединений. взаимодействия ДНК с анти-ДНК антителами. Компьютерное моделирование молекулярной динамики (МД) играет все более важную роль, поскольку оно "возрождает" кристаллографические структуры белков и предоставляет информацию, недоступную другими средствами, об их движущихся частях, а также внутри- и межмолекулярных взаимодействиях. Используя вычислительно модифицированную кристаллическую структуру комплекса Fab-ДНК, авторы изучили in silico равновесную молекулярную динамику fab-фрагмента, связанного с двумя гомологичными фрагментами дцДНК, содержащими или не содержащие димеризованный тимин, продукт фотоповреждения ДНК. Важная роль, которую антитела против ДНК играют в патогенезе аутоиммунных заболеваний, включая СКВ, связана со свойствами модифицированной или аномальной ДНК, образующейся в этих патологических состояниях.
Данные показывают, что высокоспецифичное распознавание и стабильность ДНК-содержащих иммунных комплексов в первую очередь регулируются аминокислотным составом как легкой, так и тяжелой полипептидных цепей, количеством и расположением ароматических аминокислотных остатков, а также геометрией антигена. Полученные данные дают механистическое представление о формировании и свойствах патогенных антител к ДНК при аутоиммунных заболеваниях, таких как СКВ, связанных с фотосенсибилизацией кожи (повышенная чувствительность кожи и слизистой оболочки к свету и УФ-излучению), что может привести к УФ-излучению. -индуцированное повреждение ДНК, вызывающее воздействие полинуклеотидных аутоантигенов. Выяснение структурных механизмов распознавания антигена и взаимодействия анти-ДНК-антител обеспечивает основу для понимания роли ДНК-содержащих иммунных комплексов в патологиях человека и для новых методов лечения.