اختراق في التعرف على المستضد: يعمل Tracer-I على تضخيم الهدف المناعي

اختراق في التعرف على المستضد: يعمل Tracer-I على تضخيم الهدف المناعي

تقدم الدراسة Tracer-I، وهي منصة بروتينية ذات توافق واسع النطاق مع HLA، مما يمهد الطريق لهندسة الاستجابة المناعية المتقدمة والاستهداف الخاص بالأمراض.

وفي دراسة نشرت مؤخرا فيالتكنولوجيا الحيوية الطبيعية,يصف الباحثون التركيب الجزيئي للتعرف المستهدف على مراسل مركب مستضد MHC لـ MHC I (Tracer-I)، وهي منصة بروتينية يمكن استخدامها لهندسة الاستجابات المناعية.

أهمية MHC I عرض الببتيد

تتراكم الخلايا المريضة العديد من البروتينات الشاذة بمرور الوقت، بما في ذلك المستضدات المرتبطة بالورم أو المستضدات الحديثة بالإضافة إلى المستضدات المشتقة من مسببات الأمراض، والتي تتحلل في النهاية إلى البروتوسومات والليزوزومات. يتم تمثيل بعض شظايا الببتيد المستضدي هذه، والتي يتراوح طولها بين ثمانية و12 طولًا، على سطح الخلية بواسطة بروتينات من الدرجة الأولى معقدة التوافق النسيجي الرئيسي (MHC I).

يعد عرض MHC 1 أمرًا بالغ الأهمية للاستجابة المناعية لأنه يمكّن من قتل الخلايا المريضة بوساطة الخلايا المناعية ويحفز المناعة التكيفية. تسمح المناعة التكيفية للخلايا التائية بالتعرف على المستضدات والخضوع للتنشيط، مما يؤدي إلى القتل الخلوي وإنتاج الأجسام المضادة.

إمكانات مستقبلات الخلايا التائية

ترتبط مستقبلات الخلايا التائية (TCRs) بمجمعات الببتيد-MHC (PMHC) من خلال مزيج من ست مناطق إكمال تكاملية مرنة (CDR). يتيح التنوع الذي قدمته الآلية التوافقية بالإضافة إلى الاختلافات في زوايا الالتحام واتجاهات الربط خصوصية كبيرة للتعرف على المستضد.

يقوم العلماء حاليًا بتطوير TCR CDRs لإنتاج جزيئات ربط MHC I ذات خصوصية ربط ضد مستضدات المرض. ومع ذلك، هناك العديد من التحديات المرتبطة بهذه الدراسات.

ولهذا الغرض، فإن تطوير TCRs من الخلايا ذات الألفة المنخفضة للمستضد يكون بطيئًا جدًا. علاوة على ذلك، ترتبط TCRs بتعدد الخصوصية المتأصل الذي يسهل المراقبة المناعية للعديد من الحواتم المشتقة من مسببات الأمراض مع ذخيرة TCR محدودة نسبيًا مع الحد من خصوصيتها كعوامل علاجية.

تحتوي جينات HLA التي تشفر ببتيدات MHC I على أكثر من 38000 نمطًا مختلفًا عبر المجموعات السكانية والمجموعات الجينية. تقتصر TCRs على أهداف PMHC في عدد قليل فقط من إصدارات HLA، مما يحد من فائدتها في سياقات وراثية مختلفة.

ما هو التتبع-i؟

استفاد مؤلفو الدراسة الحالية من العدد المحدود من التطابقات الأساسية على مستضدات MHC I لإنشاء منصة متوافقة مع مجموعة متنوعة من أنماط HLA.

يمكن استخدام اتجاه إرساء واحد بواسطة معظم عوامل الارتباط للتفاعل مع MHC I إذا كان يغطي الطول الكامل للمستضد. تحتوي سقالة PMHC I الموثقة على سطح يمكن تصميمه خصيصًا للربط على وجه التحديد بالعديد من الببتيدات المرتبطة بالأمراض، والتي لديها القدرة على أن تكون نظامًا سريعًا وفعالاً من حيث التكلفة.

تستخدم سقالة Tracer-I نموذجًا معدلاً من منصة الربط PMHC II السابقة الموجهة للببتيد Tracer-II لإنشاء نظير MHC I. يتميز Tracer-II بسطح مقعر يرتبط عادةً بشكل عمودي على أخدود ربط الببتيد على الهياكل الببتيدية الممتدة لـ MHC III.

تم تكييف هذه المنصة من خلال إدخال طفرة موجهة لتشمل التشكل الببتيد المُثار على MHC I في اتجاه موازٍ. باستخدام النمذجة الحاسوبية، تم تحديد تسلسل متوافق مع سطح MHC I. تم بعد ذلك إدخال الاختلافات في التسلسل في الميزة المقعرة لتحسين وضع الربط.

خصوصية ملزمة

لاختبار المنصة، تم استخدام ثلاثة أهداف مختلفة لـPMHC-I، بما في ذلك الببتيدات المشتقة من سرطان الخلايا الحرشفية المريئي، وفيروس كورونا المتلازمة التنفسية الحادة الوخيمة 2 (SARS-COV-2) وأنماط B*08.

تم ربط جميع الأهداف الثلاثة على وجه التحديد بواسطة أدوات التتبع، وهي روابط واجهة الربط التي تركز على الببتيد، مما يشير إلى منصة توليد رابط معممة تستهدف على وجه التحديد أليلات HLA المتعددة.

تشير قدرة الربط المحددة لأهداف PMHC-I المتباينة إلى أن هذه المنصة يمكنها ربط الجزيئات عبر نطاق واسع من الأهداف والمجموعات السكانية لتطبيقات متعددة. وعلى الرغم من أصلها البكتيري، إلا أن أدوات التتبع لا تثير استجابات مناعية قوية أو سامة للخلايا لدى الفئران.

يمكّن هذا النهج المبسط من الإنشاء السريع والسهل لمجلدات PMHC المستهدفة الببتيد لمجموعة متنوعة من المستضدات. ""

التحقيق في فعالية Tracer I

تم دمج منصة Tracer I في جزء من الجسم المضاد المتوافق مع البشر في تنسيق تفاعل الخلية التائية ثنائي الخصوصية (Bite). وفي الخلايا السرطانية التي تم اختبارها من المرضى، لوحظ تنشيط فعال للخلايا التائية في قتل الهدف عند التركيز النانومولي.

الآلية الجزيئية

أظهر علم البلورات بالأشعة السينية أن التتبع يشرك PMHC I المستهدف على طوله بالكامل من خلال تكامل الشكل. تحتوي الواجهة على مجموعة من ثمانية وحدات بنائية تظل ثابتة عبر HLAs المختلفة، مما يلغي الحاجة إلى أوضاع التعرف المتغيرة PMHC -I من خلال وضع الربط الثابت.

أدى المزيد من الاختلاف بين مجموعة الثمانية انتصارات إلى تمكين الارتباط بمجموعة واسعة من الحواتم عبر أمراض متعددة مقدمة من أنماط مختلفة من HLA. يوضح قرار استبدال النقاط هذا أنه يمكن تطوير أدوات التتبع لمستضدات مختلفة دون فقدان الخصوصية.

تم بعد ذلك إنشاء شكل أحادي من المتتبع ليكون متوافقًا مع الخلايا التائية لمستقبلات مستضد الوهم (CAR-T). تم العثور على هذا النموذج لربط السيارات بشكل فعال في درجة تقارب عالية والحث على قتل الخلايا السرطانية في الهدف.

الاستنتاجات

تتميز منصاتنا بخصوصية عالية موجهة نحو الببتيد، وتوافق واسع مع مجموعة متنوعة من المستضدات، وسهولة التطوير، مما يوسع بشكل كبير إمكانية الوصول إلى المؤشرات الحيوية المستهدفة لـ MHC."

مزيد من التطوير لـ Tracer-I يمكن أن يساعد في تطوير المستضدات المستهدفة. ومع ذلك، هناك حاجة إلى مزيد من البحثفي الجسم الحي.

مصادر: