Ανακάλυψη στην αναγνώριση αντιγόνου: Το Tracer-I ενισχύει τον ανοσοποιητικό στόχο

Ανακάλυψη στην αναγνώριση αντιγόνου: Το Tracer-I ενισχύει τον ανοσοποιητικό στόχο

Η μελέτη εισάγει το Tracer-I, μια πλατφόρμα πρωτεΐνης με ευρεία συμβατότητα HLA, ανοίγοντας το δρόμο για προηγμένη μηχανική ανοσοαπόκρισης και στόχευση ειδικής ασθένειας.

Σε μια πρόσφατα δημοσιευμένη μελέτη στοφυσική βιοτεχνολογία,Οι ερευνητές περιγράφουν τη μοριακή δομή της στοχευμένης αναγνώρισης του ανταποκριτή συμπλόκου αντιγόνου-MHC για το MHC I (Tracer-I), μια πλατφόρμα πρωτεΐνης που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή ανοσολογικών αποκρίσεων.

Σημασία της παρουσίασης πεπτιδίου MHC I

Τα νοσούντα κύτταρα συσσωρεύουν αρκετές ανώμαλες πρωτεΐνες με την πάροδο του χρόνου, συμπεριλαμβανομένων των σχετιζόμενων με τον όγκο αντιγόνων ή νεοαντιγόνων καθώς και αντιγόνων που προέρχονται από παθογόνα, τα οποία τελικά αποικοδομούνται σε πρωτεοσώματα και λυσοσώματα. Μερικά από αυτά τα αντιγονικά πεπτιδικά θραύσματα, τα οποία έχουν μήκος μεταξύ οκτώ και 12, αντιπροσωπεύονται στην κυτταρική επιφάνεια από πρωτεΐνες κατηγορίας Ι μείζονος συμπλόκου ιστοσυμβατότητας (MHC I).

Η παρουσίαση του MHC 1 είναι ζωτικής σημασίας για την ανοσολογική απόκριση, καθώς επιτρέπει την έμφυτη κυτταρική θανάτωση των ασθενών κυττάρων και διεγείρει την προσαρμοστική ανοσία. Η προσαρμοστική ανοσία επιτρέπει στα Τ κύτταρα να αναγνωρίζουν τα αντιγόνα και να υφίστανται ενεργοποίηση, προκαλώντας κυτταρική θανάτωση και παραγωγή αντισωμάτων.

Το δυναμικό των υποδοχέων των Τ κυττάρων

Οι υποδοχείς Τ κυττάρων (TCRs) συνδέονται με σύμπλοκα πεπτιδίου-MHC (PMHC) μέσω ενός συνδυασμού έξι εύκαμπτων περιοχών ολοκλήρωσης συμπληρωματικότητας (CDR). Η ποικιλομορφία που εισάγεται από τον συνδυαστικό μηχανισμό καθώς και οι παραλλαγές στις γωνίες πρόσδεσης και τους προσανατολισμούς δέσμευσης καθιστούν δυνατή τη σημαντική εξειδίκευση της αναγνώρισης αντιγόνου.

Επί του παρόντος, οι επιστήμονες αναπτύσσουν TCR CDR για να παράγουν μόρια δέσμευσης MHC I με ειδικότητα δέσμευσης έναντι αντιγόνων ασθένειας. Ωστόσο, υπάρχουν πολλές προκλήσεις που σχετίζονται με αυτές τις μελέτες.

Για το σκοπό αυτό, η ανάπτυξη TCR από κύτταρα που έχουν χαμηλή συγγένεια για το αντιγόνο είναι πολύ αργή. Επιπλέον, οι TCR συνδέονται με μια εγγενή πολυειδικότητα που διευκολύνει την ανοσολογική επιτήρηση για πολλούς επιτόπους που προέρχονται από παθογόνο με σχετικά περιορισμένο ρεπερτόριο TCR ενώ περιορίζει την ειδικότητά τους ως θεραπευτικοί παράγοντες.

Τα γονίδια HLA που κωδικοποιούν τα πεπτίδια MHC I έχουν πάνω από 38.000 αλλότυπους σε πληθυσμούς και γενετικές ομάδες. Τα TCR περιορίζονται σε στόχους PMHC σε λίγες μόνο εκδόσεις HLA, περιορίζοντας τη χρησιμότητά τους σε διαφορετικά γενετικά πλαίσια.

Τι είναι το Tracer-i;

Οι συγγραφείς της τρέχουσας μελέτης εκμεταλλεύτηκαν τον περιορισμένο αριθμό διαμορφώσεων ραχοκοκαλιάς στα αντιγόνα MHC I για να δημιουργήσουν μια πλατφόρμα συμβατή με μια ποικιλία αλλοτύπων HLA.

Ένας απλός προσανατολισμός σύνδεσης μπορεί να χρησιμοποιηθεί από τους περισσότερους συνδετικούς παράγοντες για να αλληλεπιδράσει με το MHC I εάν καλύπτει όλο το μήκος του αντιγόνου. Αυτό το συνδετικό ικρίωμα PMHC I έχει μια επιφάνεια που μπορεί να προσαρμοστεί ώστε να συνδέεται ειδικά με πολλαπλά πεπτίδια που σχετίζονται με ασθένειες, το οποίο έχει τη δυνατότητα να είναι ένα πολύ οικονομικό και γρήγορο σύστημα.

Το ικρίωμα του Tracer-I χρησιμοποιεί μια τροποποιημένη μορφή της προηγούμενης πλατφόρμας σύνδεσης PMHC II Tracer-II, προσανατολισμένη σε πεπτίδια, για να δημιουργήσει ένα αντίστοιχο MHC I. Το Tracer-II έχει ένα χαρακτηριστικό κοίλης επιφάνειας που κανονικά συνδέεται κάθετα με την αυλάκωση δέσμευσης πεπτιδίου σε εκτεταμένες πεπτιδικές δομές του MHC III.

Αυτή η πλατφόρμα προσαρμόστηκε εισάγοντας μια κατευθυνόμενη μετάλλαξη για να συμπεριλάβει την πυροδοτούμενη πεπτιδική διαμόρφωση στο MHC I σε παράλληλο προσανατολισμό. Χρησιμοποιώντας μοντελοποίηση υπολογιστή, αναγνωρίστηκε μια ακολουθία συμβατή με την επιφάνεια MHC I. Στη συνέχεια εισήχθησαν παραλλαγές στην αλληλουχία στο κοίλο χαρακτηριστικό για να βελτιστοποιηθεί ο τρόπος σύνδεσης.

Ειδικότητα σύνδεσης

Για τη δοκιμή της πλατφόρμας, χρησιμοποιήθηκαν τρεις διαφορετικοί στόχοι PMHC-I, συμπεριλαμβανομένων πεπτιδίων που προέρχονται από πλακώδες καρκίνωμα οισοφάγου, σοβαρού οξέος αναπνευστικού συνδρόμου κορωνοϊού 2 (SARS-COV-2) και αλλότυπων Β*08.

Και οι τρεις στόχοι δεσμεύτηκαν ειδικά με ιχνηθέτες, τα εστιασμένα στο πεπτίδιο συνδετικά διεπαφής σύνδεσης, υποδεικνύοντας μια γενικευμένη πλατφόρμα δημιουργίας συνδετικών που στοχεύει συγκεκριμένα πολλαπλά αλληλόμορφα HLA.

Η ειδική ικανότητα σύνδεσης των αποκλίνων στόχων PMHC-I υποδεικνύει ότι αυτή η πλατφόρμα μπορεί να δεσμεύσει μόρια σε ένα ευρύ φάσμα στόχων και πληθυσμών για πολλαπλές εφαρμογές. Παρά τη βακτηριακή τους προέλευση, οι ιχνηθέτες δεν προκαλούν ισχυρές ανοσολογικές ή κυτταροτοξικές αποκρίσεις σε ποντίκια.

Αυτή η απλοποιημένη προσέγγιση επιτρέπει την ταχεία και εύκολη δημιουργία συνδετικών PMHC στοχευμένων σε πεπτίδια για μια ποικιλία αντιγόνων. ""

Διερεύνηση της αποτελεσματικότητας του Tracer I

Η πλατφόρμα Tracer I ενσωματώθηκε σε ένα ανθρωποποιημένο θραύσμα αντισώματος σε μια διειδική μορφή εμπλοκής κυττάρων Τ (Bite). Στα δοκιμασμένα καρκινικά κύτταρα από ασθενείς, παρατηρήθηκε αποτελεσματική ενεργοποίηση Τ-λεμφοκυττάρων για τη θανάτωση του στόχου στη νανομοριακή συγκέντρωση.

Μοριακός μηχανισμός

Η κρυσταλλογραφία ακτίνων Χ έδειξε ότι ο ιχνηθέτης εμπλέκει τον στόχο PMHC I σε όλο το μήκος του μέσω της συμπληρωματικότητας του σχήματος. Η διεπαφή έχει ένα σύνολο οκτώ υπολειμμάτων που παραμένουν σταθερά σε διαφορετικά HLA, εξαλείφοντας την ανάγκη για μεταβλητούς τρόπους αναγνώρισης PMHC-I μέσω του αμετάβλητου τρόπου σύνδεσης.

Περαιτέρω παραλλαγή μεταξύ του συνόλου των οκτώ κερδών επέτρεψε τη σύνδεση σε ένα ευρύ φάσμα επιτόπων σε πολλαπλές ασθένειες που παρουσιάζονται από διαφορετικούς αλλότυπους HLA. Αυτή η ανάλυση υποκατάστασης σημείου δείχνει ότι μπορούν να αναπτυχθούν ιχνηθέτες για διαφορετικά αντιγόνα χωρίς απώλεια της εξειδίκευσης.

Στη συνέχεια δημιουργήθηκε μια μονομερής μορφή του ιχνηθέτη για να είναι συμβατή με τα κύτταρα Τ υποδοχέα αντιγόνου χίμαιρας (CAR-T). Αυτή η μορφή βρέθηκε ότι δεσμεύει αποτελεσματικά αυτοκίνητα υψηλής συγγένειας και προκαλεί θανάτωση καρκινικών κυττάρων στον στόχο.

συμπεράσματα

Οι πλατφόρμες μας έχουν υψηλή ειδικότητα προσανατολισμένη στα πεπτίδια, ευρεία συμβατότητα με μια ποικιλία αντιγόνων και ευκολία ανάπτυξης, επεκτείνοντας σημαντικά την προσβασιμότητα στοχευμένων βιοδεικτών MHC.”

Η περαιτέρω ανάπτυξη του Tracer-I θα μπορούσε να βοηθήσει στην ανάπτυξη στοχευμένων αντιγόνων. Ωστόσο, απαιτείται περαιτέρω έρευναIn vivo.

Πηγές: