Các nghiên cứu tia X tại Phòng thí nghiệm Gia tốc quốc gia SLAC của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ, kết hợp với các nghiên cứu sinh học của Đại học Stanford và các phân tích bằng máy tính, đã tiết lộ những đặc điểm giống nhau đáng kể trong cấu trúc của các điểm liên kết, cho phép một tế bào T nhất định nhận ra nhiều đối tượng xâm lấn khác nhau gây ra phản ứng miễn dịch. 

Nghiên cứu chứng minh một phương pháp nhanh hơn, đáng tin cậy hơn để xác định số lượng lớn các kháng nguyên, các mục tiêu của phản ứng miễn dịch, có thể đẩy nhanh quá trình khám phá ra các liệu pháp chữa bệnh. Nghiên cứu cũng có thể đưa đến sự hiểu biết tốt hơn về những đối tượng mà các tế bào T nhận ra khi chống lại các căn bệnh ung thư và tại sao chúng được kích hoạt để tấn công các tế bào khỏe mạnh ở các bệnh tự miễn dịch như bệnh tiểu đường và bệnh đa xơ cứng.

Michael Birnbaum, người đứng đầu nghiên cứu tại Trường Y, cho biết, cho đến nay, việc tế bào T nhận ra các kháng nguyên này như thế nào vẫn còn là một bí ẩn; chúng ta vẫn chưa có thông tin này ở tất cả các loại bệnh.

“Hiện nay, việc lấy một tế bào T đóng vai trò quan trọng trong một loại bệnh hoặc rối loạn tự miễn dịch và tìm ra tế bào này sẽ phản ứng lại với những kháng nguyên khả thi hơn nhiều”, Birnbaum nói.

Tế bào T được các mảnh vỡ protein, được gọi là peptit, kích hoạt hoạt động, cư trú trên bề mặt của tế bào. Trong trường hợp một tế bào bị nhiễm bệnh, các kháng nguyên peptit từ một tác nhân gây bệnh kích hoạt một tế bào T tiêu diệt tế bào bị nhiễm bệnh. Nghiên cứu này cung cấp một số quy tắc có thể được sử dụng với mức độ thành công cao trong theo dõi các kháng nguyên có khả năng kích hoạt một tế bào T nhất đinh, làm giảm bớt những khó khăn đã hạn chế các nghiên cứu trước đây.

Trong nghiên cứu này, các nhà nghiên cứu cho một số thụ thể tế bào T của người và chuột tiếp xúc với hàng trăm triệu peptit, và tìm thấy hàng trăm peptit liên kết với mỗi loại thụ thể này. Sau đó, họ tập hợp và so sánh trình tự chi tiết - trật tự của các khối kiến thiết hóa học - của các peptit liên kết với mỗi thụ thể tế bào T.

Từ tập hợp mẫu này, chỉ là một phần rất nhỏ trong tổng số peptit, phân tích chi tiết bằng máy tính xác định những liên kết phù hợp có khả năng khác. Các nhà nghiên cứu so sánh các cấu trúc 3-D của tế bào T và các thụ thể độc đáo của chúng liên kết với các peptit khác nhau tại Nguồn ánh sáng nghiên cứu xincrotron Stanford  (SSRL) của SLAC.

Nhóm nghiên cứu cho biết, nghiên cứu tia X tại SSRL là một bước đột phá quan trọng trong nghiên cứu này. Các peptit rất khác nhau phù hợp gần như hoàn hảo với các điểm liên kết rất giống nhau. Nhóm nghiên cứu đã mất một thời gian để tìm ra rằng sự giống nhau về cấu trúc là một đặc tính phổ biến, chứ không phải là một trường hợp cá biệt - do đó một số lượng lớn các peptit độc đáo có thể được nhận ra theo cùng một cách.

Các nhà nghiên cứu cũng kiểm tra trình tự của các peptit được biết là liên kết với một tế bào T nhất định và cũng tìm thấy những tương đồng đáng chú ý.

“Thụ thể tế bào T phản ứng chéo, nhưng theo những cách khá hạn chế. Giống như một người đa ngôn ngữ có thể nói tiếng Tây Ban Nha và tiếng Pháp nhưng không thể hiểu tiếng Nhật, một thụ thể có thể tham gia với một tập hợp lớn các peptit liên quan với nhau”, Birnbaum giải thích.

Theo Birnbaum, việc tìm ra liệu một peptit nhất định có kích hoạt một thụ thể tế bào T cụ thể hay không là một quá trình trước đây đã được tiến hành từng phần với tỷ lệ thành công từ 20 đến 30 phần trăm, bao gồm các nghiên cứu theo kiểu trúng-trượt các mẫu sinh học. Nghiên cứu mới nhất này cung cấp một khuôn khổ có thể cải thiện tỷ lệ thành công lên tới 90%.

Britt Hedman, Giáo sư khoa học photon và là Giám đốc khoa học tại SSRL, nói: “Đây là một minh chứng quan trọng về việc khả năng chụp ảnh tia X của SSRL cho phép các nhà nghiên cứu có được các thông tin cấu trúc chi tiết về các hệ thống rất thách thức về mặt kỹ thuật như thế nào. Hiểu được các yếu tố đằng sau cơ chế thụ thể tế bào T liên kết với các peptit sẽ có tác động lớn đến sự phát triển của y sinh, bao gồm các thiết kế vắc-xin và miễn dịch”.