Avance en el reconocimiento de antígenos: Tracer-I amplifica el objetivo inmunológico

Avance en el reconocimiento de antígenos: Tracer-I amplifica el objetivo inmunológico

El estudio presenta Tracer-I, una plataforma proteica con amplia compatibilidad con HLA, que allana el camino para la ingeniería avanzada de respuesta inmune y la focalización específica de enfermedades.

En un estudio publicado recientemente enbiotecnología natural,Los investigadores describen la estructura molecular del reconocimiento dirigido del complejo antígeno-MHC informador para MHC I (Tracer-I), una plataforma proteica que puede utilizarse para diseñar respuestas inmunitarias.

Importancia de la presentación del péptido MHC I

Las células enfermas acumulan varias proteínas aberrantes con el tiempo, incluidos antígenos o neoantígenos asociados a tumores, así como antígenos derivados de patógenos, que finalmente se degradan en proteosomas y lisosomas. Algunos de estos fragmentos de péptidos antigénicos, que tienen entre ocho y 12 longitudes, están representados en la superficie celular por proteínas de clase I del complejo mayor de histocompatibilidad (MHC I).

La presentación de MHC 1 es crucial para la respuesta inmune, ya que permite la destrucción de células enfermas mediada por células inmunes innatas y estimula la inmunidad adaptativa. La inmunidad adaptativa permite que las células T reconozcan antígenos y se activen, lo que desencadena la muerte mediada por células y la producción de anticuerpos.

El potencial de los receptores de células T.

Los receptores de células T (TCR) se unen a complejos péptido-MHC (PMHC) mediante una combinación de seis regiones flexibles de finalización de complementariedad (CDR). La diversidad introducida por el mecanismo combinatorio, así como las variaciones en los ángulos de acoplamiento y las orientaciones de unión, permiten una especificidad significativa en el reconocimiento de antígenos.

Actualmente, los científicos están desarrollando CDR de TCR para producir moléculas de unión al MHC I con especificidad de unión contra antígenos de enfermedades. Sin embargo, existen varios desafíos asociados con estos estudios.

Para ello, el desarrollo de TCR a partir de células que tienen baja afinidad por el antígeno es muy lento. Además, los TCR están asociados con una poliespecificidad inherente que facilita la vigilancia inmune para muchos epítopos derivados de patógenos con un repertorio de TCR relativamente limitado, al tiempo que limita su especificidad como agentes terapéuticos.

Los genes HLA que codifican los péptidos MHC I tienen más de 38.000 alotipos en poblaciones y grupos genéticos. Los TCR están restringidos a objetivos PMHC en solo unas pocas versiones de HLA, lo que limita su utilidad en diferentes contextos genéticos.

¿Qué es Tracer-i?

Los autores del estudio actual aprovecharon el número limitado de conformaciones de la columna vertebral de los antígenos MHC I para generar una plataforma compatible con una variedad de alotipos de HLA.

La mayoría de los agentes de unión pueden utilizar una única orientación de acoplamiento para interactuar con el MHC I si cubre toda la longitud del antígeno. Este andamio aglutinante PMHC I tiene una superficie que se puede adaptar para unirse específicamente a múltiples péptidos relacionados con enfermedades, lo que tiene el potencial de ser un sistema rápido y muy rentable.

El andamio de Tracer-I utiliza una forma modificada de su anterior plataforma de unión PMHC II orientada a péptidos Tracer-II para crear una contraparte de MHC I. Tracer-II tiene una característica de superficie cóncava que normalmente se une perpendicularmente al surco de unión del péptido en estructuras peptídicas extendidas del MHC III.

Esta plataforma se adaptó mediante la introducción de una mutación dirigida para incluir la conformación del péptido desencadenado en MHC I en una orientación paralela. Utilizando modelos por computadora, se identificó una secuencia compatible con la superficie del MHC I. Luego se introdujeron variaciones en la secuencia en la característica cóncava para optimizar el modo de unión.

Especificidad de unión

Para probar la plataforma, se utilizaron tres objetivos PMHC-I diferentes, incluidos péptidos derivados del carcinoma de células escamosas de esófago, el coronavirus 2 del síndrome respiratorio agudo severo (SARS-COV-2) y los alotipos B*08.

Los tres objetivos estaban específicamente unidos por trazadores, los aglutinantes de la interfaz de unión centrados en péptidos, lo que indica una plataforma generalizada de generación de aglutinantes que se dirige específicamente a múltiples alelos HLA.

La capacidad de unión específica de objetivos PMHC-I divergentes indica que esta plataforma puede unir moléculas en una amplia gama de objetivos y poblaciones para múltiples aplicaciones. A pesar de su origen bacteriano, los trazadores no provocan respuestas inmunes o citotóxicas sólidas en ratones.

Este enfoque simplificado permite la creación rápida y sencilla de aglutinantes de PMHC dirigidos a péptidos para una variedad de antígenos.. “”

Investigando la eficacia de Tracer I

La plataforma Tracer I se incorporó a un fragmento de anticuerpo humanizado en un formato de activador de células T biespecífico (Bite). En las células cancerosas analizadas de los pacientes, se observó una activación eficaz de las células T para matar el objetivo a una concentración nanomolar.

Mecanismo molecular

La cristalografía de rayos X mostró que el trazador se acopla al objetivo PMHC I en toda su longitud mediante complementariedad de forma. La interfaz tiene un conjunto de ocho residuos que permanecen constantes en diferentes HLA, eliminando la necesidad de modos variables de reconocimiento de PMHC -I a través del modo de unión invariante.

Una mayor variación entre el conjunto de ocho victorias permitió la unión a una amplia gama de epítopos en múltiples enfermedades presentadas por diferentes alotipos de HLA. Esta resolución de sustitución de puntos muestra que se pueden desarrollar trazadores para diferentes antígenos sin perder especificidad.

Luego se creó una forma monomérica del trazador para que fuera compatible con las células T del receptor de antígeno quimérico (CAR-T). Se descubrió que esta forma se une eficazmente a los automóviles con alta afinidad e induce la destrucción de células cancerosas en el objetivo.

Conclusiones

Nuestras plataformas tienen una alta especificidad orientada a péptidos, una amplia compatibilidad con una variedad de antígenos y facilidad de desarrollo, lo que amplía significativamente la accesibilidad de los biomarcadores de MHC específicos."

Un mayor desarrollo de Tracer-I podría ayudar a desarrollar antígenos específicos. Sin embargo, se necesita más investigaciónen vivo.

Fuentes: