Průlom v rozpoznávání antigenu: Tracer-I zesiluje imunitní cíl

Průlom v rozpoznávání antigenu: Tracer-I zesiluje imunitní cíl

Studie představuje Tracer-I, proteinovou platformu se širokou HLA kompatibilitou, která připravuje cestu pro pokročilé inženýrství imunitní reakce a cílení na konkrétní onemocnění.

V nedávno publikované studii vpřírodní biotechnologie,Výzkumníci popisují molekulární strukturu cíleného rozpoznávání reportéru komplexu antigen-MHC pro MHC I (Tracer-I), proteinovou platformu, kterou lze použít k inženýrství imunitních reakcí.

Význam prezentace MHC I peptidu

Nemocné buňky v průběhu času akumulují několik aberantních proteinů, včetně antigenů asociovaných s nádorem nebo neoantigenů a také antigenů odvozených od patogenů, které jsou nakonec degradovány v proteosomech a lysozomech. Některé z těchto antigenních peptidových fragmentů, které jsou mezi 8 a 12 délkami, jsou reprezentovány na buněčném povrchu proteiny hlavního histokompatibilního komplexu (MHC I) třídy I.

Prezentace MHC 1 je klíčová pro imunitní odpověď, protože umožňuje vrozenou imunitní buňkou zprostředkované zabíjení nemocných buněk a stimuluje adaptivní imunitu. Adaptivní imunita umožňuje T buňkám rozpoznat antigeny a podstoupit aktivaci, spouštějící zabíjení zprostředkované buňkami a produkci protilátek.

Potenciál receptorů T buněk

Receptory T buněk (TCR) se vážou na komplexy peptid-MHC (PMHC) prostřednictvím kombinace šesti flexibilních oblastí dokončení komplementarity (CDR). Rozmanitost zavedená kombinatorickým mechanismem, stejně jako variace v úhlech dokování a vazebných orientacích, umožňuje významnou specifitu rozpoznávání antigenu.

Vědci v současné době vyvíjejí TCR CDR k produkci vazebných molekul MHC I s vazebnou specifitou proti antigenům onemocnění. S těmito studiemi je však spojeno několik problémů.

Pro tento účel je vývoj TCR z buněk, které mají nízkou afinitu k antigenu, velmi pomalý. Kromě toho jsou TCR spojeny s inherentní polyspecifitou, která usnadňuje imunitní dohled pro mnoho epitopů odvozených od patogenů s relativně omezeným repertoárem TCR, přičemž omezuje jejich specificitu jako terapeutických činidel.

HLA geny kódující MHC I peptidy mají přes 38 000 alotypů napříč populacemi a genetickými skupinami. TCR jsou omezeny na PMHC cíle pouze v několika verzích HLA, což omezuje jejich užitečnost v různých genetických kontextech.

Co je Tracer-i?

Autoři současné studie využili omezeného počtu konformací páteře na antigenech MHC I k vytvoření platformy kompatibilní s různými alotypy HLA.

Jediná dokovací orientace může být použita většinou vazebných činidel k interakci s MHC I, pokud pokrývá celou délku antigenu. Tento vazebný skelet PMHC I má povrch, který lze upravit tak, aby se specificky vázal na četné peptidy související s onemocněním, což má potenciál být velmi nákladově efektivním a rychlým systémem.

Scaffold Tracer-I využívá modifikovanou formu jejich předchozí peptidově orientované vazebné platformy PMHC II Tracer-II k vytvoření protějšku MHC I. Tracer-II má konkávní povrch, který se normálně váže kolmo k žlábku pro vazbu peptidu na rozšířených peptidových strukturách MHC III.

Tato platforma byla upravena zavedením řízené mutace tak, aby zahrnovala spouštěnou peptidovou konformaci na MHC I v paralelní orientaci. Pomocí počítačového modelování byla identifikována sekvence kompatibilní s povrchem MHC I. Pak byly do sekvence zavedeny variace v konkávním znaku pro optimalizaci vazebného režimu.

Specifičnost vazby

K testování platformy byly použity tři různé cíle PMHC-I, včetně peptidů odvozených od spinocelulárního karcinomu jícnu, koronaviru 2 těžkého akutního respiračního syndromu (SARS-COV-2) a alotypů B*08.

Všechny tři cíle byly specificky vázány indikátory, vazebnými styčníky zaměřenými na peptid, což ukazuje na zobecněnou platformu generující pojivo, která se specificky zaměřuje na více alel HLA.

Specifická vazebná schopnost divergentních PMHC-I cílů ukazuje, že tato platforma může vázat molekuly napříč širokou škálou cílů a populací pro více aplikací. Přes svůj bakteriální původ nevyvolávají indikátory u myší silné imunitní nebo cytotoxické reakce.

Tento zjednodušený přístup umožňuje rychlé a snadné vytvoření vazebných látek PMHC cílených na peptidy pro různé antigeny. ""

Zkoumání účinnosti Tracer I

Platforma Tracer I byla začleněna do fragmentu humanizované protilátky v bispecifickém formátu pro zapojení T buněk (Bite). U testovaných rakovinných buněk od pacientů byla pozorována účinná aktivace T buněk při zabíjení cíle v nanomolární koncentraci.

Molekulární mechanismus

Rentgenová krystalografie ukázala, že indikátor zapojuje cíl PMHC I po celé jeho délce prostřednictvím komplementarity tvaru. Rozhraní má sadu osmi zbytků, které zůstávají konstantní napříč různými HLA, což eliminuje potřebu variabilních režimů rozpoznávání PMHC-I prostřednictvím invariantního vazebného režimu.

Další variace mezi sadou osmi výher umožnila vazbu na širokou škálu epitopů napříč mnoha onemocněními prezentovanými různými alotypy HLA. Toto bodové substituční rozlišení ukazuje, že indikátory mohou být vyvinuty pro různé antigeny bez ztráty specificity.

Poté byla vytvořena monomerní forma indikátoru, aby byla kompatibilní s T buňkami chimérického antigenního receptoru (CAR-T). Bylo zjištěno, že tato forma účinně váže auta s vysokou afinitou a indukuje zabíjení rakovinných buněk v cíli.

Závěry

Naše platformy mají vysokou peptidově orientovanou specificitu, širokou kompatibilitu s různými antigeny a snadný vývoj, což významně rozšiřuje dostupnost cílených biomarkerů MHC.“

Další vývoj Tracer-I by mohl pomoci vyvinout cílené antigeny. Je však zapotřebí dalšího výzkumuIn vivo.

Zdroje: