Пробив в разпознаването на антигени: Tracer-I усилва имунната цел

Пробив в разпознаването на антигени: Tracer-I усилва имунната цел

Проучването въвежда Tracer-I, протеинова платформа с широка HLA съвместимост, проправяща пътя за усъвършенствано инженерство на имунния отговор и насочване към специфично заболяване.

В наскоро публикувано проучване вестествена биотехнология,Изследователите описват молекулярната структура на целевото разпознаване на комплекса антиген-MHC репортер за MHC I (Tracer-I), протеинова платформа, която може да се използва за инженериране на имунни отговори.

Значение на представянето на MHC I пептид

Болните клетки натрупват няколко аберантни протеини с течение на времето, включително свързани с тумор антигени или неоантигени, както и получени от патогени антигени, които в крайна сметка се разграждат в протеозоми и лизозоми. Някои от тези антигенни пептидни фрагменти, които са между осем и 12 дължини, са представени на клетъчната повърхност от главния комплекс за хистосъвместимост (MHC I) клас I протеини.

Представянето на MHC 1 е от решаващо значение за имунния отговор, тъй като позволява медиирано от вродени имунни клетки убиване на болни клетки и стимулира адаптивен имунитет. Адаптивният имунитет позволява на Т клетките да разпознават антигени и да се подлагат на активиране, задействайки клетъчно медиирано убиване и производство на антитела.

Потенциалът на Т-клетъчните рецептори

Т клетъчните рецептори (TCR) се свързват с пептид-МНС комплекси (PMHC) чрез комбинация от шест гъвкави региони за завършване на комплементарност (CDR). Разнообразието, въведено от комбинаторния механизъм, както и вариациите в ъглите на докинг и ориентациите на свързване позволява значителна специфичност на разпознаването на антигена.

Учените в момента разработват TCR CDR, за да произведат MHC I свързващи молекули със специфичност на свързване срещу болестни антигени. Има обаче няколко предизвикателства, свързани с тези проучвания.

За тази цел развитието на TCR от клетки, които имат нисък афинитет към антигена, е много бавно. Освен това, TCR са свързани с присъща полиспецифичност, която улеснява имунното наблюдение за много епитопи, получени от патогени, с относително ограничен репертоар на TCR, като същевременно ограничава тяхната специфичност като терапевтични средства.

HLA гените, кодиращи MHC I пептиди, имат над 38 000 алотипа в популации и генетични групи. TCRs са ограничени до PMHC мишени само в няколко HLA версии, ограничавайки тяхната полезност в различни генетични контексти.

Какво е Tracer-i?

Авторите на настоящото проучване се възползваха от ограничения брой конформации на гръбнака на MHC I антигени, за да генерират платформа, съвместима с различни HLA алотипове.

Една единствена докинг ориентация може да се използва от повечето свързващи агенти за взаимодействие с МНС I, ако тя покрива цялата дължина на антигена. Това свързващо скеле PMHC I има повърхност, която може да бъде пригодена да се свързва специфично с множество свързани с болести пептиди, което има потенциала да бъде много рентабилна и бърза система.

Скелето на Tracer-I използва модифицирана форма на тяхната предишна пептидно-ориентирана PMHC II платформа за свързване Tracer-II, за да създаде аналог на MHC I. Tracer-II има вдлъбната повърхностна характеристика, която обикновено се свързва перпендикулярно към жлеба за свързване на пептид върху разширени пептидни структури на MHC III.

Тази платформа беше адаптирана чрез въвеждане на насочена мутация, за да включи задействаната пептидна конформация на МНС I в паралелна ориентация. Използвайки компютърно моделиране, беше идентифицирана последователност, съвместима с повърхността на MHC I. След това бяха въведени вариации в последователността във вдлъбнатата характеристика, за да се оптимизира режимът на свързване.

Обвързваща специфичност

За тестване на платформата бяха използвани три различни цели PMHC-I, включително пептиди, получени от езофагеален плоскоклетъчен карцином, коронавирус 2 на тежък остър респираторен синдром (SARS-COV-2) и B*08 алотипове.

И трите мишени бяха специфично свързани с маркери, пептидно-фокусирани свързващи интерфейсни свързващи вещества, което показва генерализирана платформа за генериране на свързващо вещество, която специфично е насочена към множество HLA алели.

Специфичната способност за свързване на различни цели PMHC-I показва, че тази платформа може да свързва молекули в широк диапазон от цели и популации за множество приложения. Въпреки техния бактериален произход, маркерите не провокират силни имунни или цитотоксични отговори при мишки.

Този опростен подход дава възможност за бързо и лесно създаване на пептидно-насочени PMHC свързващи вещества за различни антигени. ""

Изследване на ефективността на Tracer I

Платформата Tracer I беше включена във фрагмент на хуманизирано антитяло в биспецифичен Т клетъчен ангажиращ формат (Bite). В тестваните ракови клетки от пациенти е наблюдавано ефективно Т-клетъчно активиране при убиване на мишената при наномоларна концентрация.

Молекулен механизъм

Рентгеновата кристалография показа, че маркерът захваща целта PMHC I по цялата й дължина чрез допълване на формата. Интерфейсът има набор от осем остатъка, които остават постоянни в различните HLA, елиминирайки необходимостта от променливи режими на разпознаване PMHC -I чрез инвариантния режим на свързване.

По-нататъшни вариации между набора от осем победи позволяват свързване с широк диапазон от епитопи в множество заболявания, представени от различни HLA алотипове. Тази резолюция на точково заместване показва, че маркерите могат да бъдат разработени за различни антигени без загуба на специфичност.

След това беше създадена мономерна форма на маркера, за да бъде съвместима с химерни антигенни рецепторни Т клетки (CAR-T). Установено е, че тази форма ефективно свързва коли с висок афинитет и предизвиква убиване на ракови клетки в мишената.

Изводи

Нашите платформи имат висока пептидно-ориентирана специфичност, широка съвместимост с различни антигени и лекота на разработка, което значително разширява достъпността на целевите MHC биомаркери.”

По-нататъшното развитие на Tracer-I може да помогне за разработването на целеви антигени. Необходими са обаче допълнителни изследванияIn vivo.

източници: