Gennembrud i antigengenkendelse: Tracer-I forstærker immunmålet

Gennembrud i antigengenkendelse: Tracer-I forstærker immunmålet

Studiet introducerer Tracer-I, en proteinplatform med bred HLA-kompatibilitet, som baner vejen for avanceret immunresponsteknik og sygdomsspecifik målretning.

I en nylig offentliggjort undersøgelse inaturlig bioteknologi,Forskere beskriver den molekylære struktur af den målrettede genkendelse af antigen-MHC-kompleksreporteren for MHC I (Tracer-I), en proteinplatform, der kan bruges til at konstruere immunresponser.

Betydningen af ​​MHC I-peptidpræsentation

Syge celler akkumulerer adskillige afvigende proteiner over tid, herunder tumor-associerede antigener eller neoantigener samt patogen-afledte antigener, som i sidste ende nedbrydes i proteosomer og lysosomer. Nogle af disse antigene peptidfragmenter, som er mellem otte og 12 længder, er repræsenteret på celleoverfladen af ​​større histokompatibilitetskompleks (MHC I) klasse I-proteiner.

MHC 1-præsentation er afgørende for immunresponset, da det muliggør medfødt immuncellemedieret drab af syge celler og stimulerer adaptiv immunitet. Adaptiv immunitet gør det muligt for T-celler at genkende antigener og gennemgå aktivering, hvilket udløser cellemedieret drab og antistofproduktion.

Potentialet for T-cellereceptorer

T-cellereceptorer (TCR'er) binder sig til peptid-MHC-komplekser (PMHC) gennem en kombination af seks fleksible komplementaritetsfuldførelsesregioner (CDR). Diversiteten introduceret af den kombinatoriske mekanisme såvel som variationer i docking-vinkler og bindingsorienteringer muliggør signifikant specificitet af antigengenkendelse.

Forskere er i øjeblikket ved at udvikle TCR CDR'er til at producere MHC I-bindende molekyler med bindingsspecificitet mod sygdomsantigener. Der er dog flere udfordringer forbundet med disse undersøgelser.

Til dette formål er udviklingen af ​​TCR'er fra celler, der har lav affinitet for antigenet, meget langsom. Ydermere er TCR'er forbundet med en iboende polyspecificitet, der letter immunovervågning for mange patogen-afledte epitoper med et relativt begrænset TCR-repertoire, mens de begrænser deres specificitet som terapeutiske midler.

HLA-generne, der koder for MHC I-peptider, har over 38.000 allotyper på tværs af populationer og genetiske grupper. TCR'er er begrænset til PMHC-mål i kun få HLA-versioner, hvilket begrænser deres anvendelighed i forskellige genetiske sammenhænge.

Hvad er Tracer-i?

Forfatterne af den aktuelle undersøgelse udnyttede det begrænsede antal rygradskonformationer på MHC I-antigener til at generere en platform, der er kompatibel med en række HLA-allotyper.

En enkelt docking-orientering kan bruges af de fleste bindingsmidler til at interagere med MHC I, hvis den dækker antigenets fulde længde. Dette PMHC I bindestillads har en overflade, der kan skræddersyes til specifikt at binde til flere sygdomsrelaterede peptider, hvilket har potentialet til at være et meget omkostningseffektivt og hurtigt system.

Tracer-I's stillads bruger en modificeret form af deres tidligere peptidorienterede PMHC II-bindingsplatform Tracer-II til at skabe et MHC I-modstykke. Tracer-II har en konkav overfladefunktion, der normalt binder vinkelret på peptidbindingsrillen på udvidede peptidstrukturer af MHC III.

Denne platform blev tilpasset ved at introducere en rettet mutation til at inkludere den udløste peptidkonformation på MHC I i en parallel orientering. Ved hjælp af computermodellering blev en sekvens kompatibel med MHC I-overfladen identificeret. Variationer blev derefter introduceret i sekvensen i den konkave funktion for at optimere bindingstilstanden.

Bindingsspecificitet

For at teste platformen blev der brugt tre forskellige PMHC-I-mål, inklusive peptider afledt af esophageal pladecellecarcinom, svær akut respiratorisk syndrom coronavirus 2 (SARS-COV-2) og B*08 allotyper.

Alle tre mål blev specifikt bundet af sporstoffer, de peptidfokuserede bindingsgrænsefladebindere, hvilket indikerer en generaliseret bindemiddelgenererende platform, der specifikt målretter mod flere HLA-alleler.

Den specifikke bindingsevne af divergerende PMHC-I-mål indikerer, at denne platform kan binde molekyler på tværs af en bred vifte af mål og populationer til flere anvendelser. På trods af deres bakterielle oprindelse fremkalder sporstoffer ikke robuste immun- eller cytotoksiske reaktioner hos mus.

Denne forenklede tilgang muliggør hurtig og nem skabelse af peptid-målrettede PMHC-bindere til en række antigener. ""

Undersøgelse af effektiviteten af ​​Tracer I

Tracer I-platformen blev inkorporeret i et humaniseret antistoffragment i et bispecifikt T-celle-engager-format (Bite). I de testede cancerceller fra patienter blev effektiv T-celleaktivering observeret til at dræbe målet ved den nanomolære koncentration.

Molekylær mekanisme

Røntgenkrystallografi viste, at sporstoffet engagerer PMHC I-målet langs hele dets længde gennem formkomplementaritet. Interfacet har et sæt på otte rester, der forbliver konstante på tværs af forskellige HLA'er, hvilket eliminerer behovet for variable PMHC-I-genkendelsestilstande gennem den invariante bindingstilstand.

Yderligere variation mellem otte-vinds-sættet muliggjorde binding til en bred vifte af epitoper på tværs af flere sygdomme præsenteret af forskellige HLA-allotyper. Denne punktsubstitutionsopløsning viser, at sporstoffer kan udvikles til forskellige antigener uden at miste specificitet.

En monomer form af sporstoffet blev derefter skabt for at være kompatibel med kimæriske antigenreceptor-T-celler (CAR-T). Denne form viste sig effektivt at binde biler med høj affinitet og inducere kræftcelledrab ved målet.

Konklusioner

Vores platforme har høj peptid-orienteret specificitet, bred kompatibilitet med en række antigener og nem udvikling, hvilket væsentligt udvider tilgængeligheden af ​​målrettede MHC-biomarkører.”

Yderligere udvikling af Tracer-I kunne hjælpe med at udvikle målrettede antigener. Der er dog behov for yderligere forskningIn vivo.

Kilder: