Läbimurre antigeeni äratundmises: Tracer-I võimendab immuunsihtmärki

Läbimurre antigeeni äratundmises: Tracer-I võimendab immuunsihtmärki

Uuring tutvustab Tracer-I, laialdase HLA-ühilduvusega valguplatvormi, mis sillutab teed täiustatud immuunvastuse kujundamisele ja haigusspetsiifilisele sihtimisele.

Hiljuti avaldatud uuringus aastallooduslik biotehnoloogia,Teadlased kirjeldavad MHC I (Tracer-I) antigeeni-MHC kompleksi reporteri sihipärase äratundmise molekulaarset struktuuri, valguplatvormi, mida saab kasutada immuunvastuste kujundamiseks.

MHC I peptiidi esitluse tähtsus

Haigestunud rakud koguvad aja jooksul mitmeid kõrvalekalduvaid valke, sealhulgas kasvajaga seotud antigeene või neoantigeene, aga ka patogeenist pärinevaid antigeene, mis lõpuks lagunevad proteosoomides ja lüsosoomides. Mõnda neist antigeensetest peptiidi fragmentidest, mille pikkus on vahemikus 8 kuni 12, esindavad rakupinnal peamised histokompatibiliseerimiskompleksi (MHC I) I klassi valgud.

MHC 1 esitlus on immuunvastuse jaoks ülioluline, kuna see võimaldab kaasasündinud immuunrakkude poolt vahendatud haigete rakkude tapmist ja stimuleerib adaptiivset immuunsust. Adaptiivne immuunsus võimaldab T-rakkudel ära tunda antigeene ja läbida aktiveerumise, käivitades raku poolt vahendatud tapmise ja antikehade tootmise.

T-raku retseptorite potentsiaal

T-raku retseptorid (TCR-id) seonduvad peptiid-MHC kompleksidega (PMHC) kuue paindliku komplementaarsuse lõpetamise piirkonna (CDR) kombinatsiooni kaudu. Kombinatoorse mehhanismi poolt sisse viidud mitmekesisus, samuti dokkimisnurkade ja sidumissuundade variatsioonid võimaldavad antigeeni äratundmisel olulist spetsiifilisust.

Teadlased töötavad praegu välja TCR CDR-e, et toota MHC I siduvaid molekule, millel on seostumisspetsiifilisus haiguse antigeenide suhtes. Siiski on nende uuringutega seotud mitmeid väljakutseid.

Sel eesmärgil on TCR-ide väljatöötamine rakkudest, millel on madal afiinsus antigeeni suhtes, väga aeglane. Lisaks on TCR-id seotud loomupärase polüspetsiifilisusega, mis hõlbustab immuunseiret paljude patogeenist pärinevate epitoopide puhul, millel on suhteliselt piiratud TCR-i repertuaar, piirates samal ajal nende spetsiifilisust raviainetena.

MHC I peptiide kodeerivatel HLA geenidel on populatsioonides ja geneetilistes rühmades üle 38 000 allotüübi. TCR-id on piiratud PMHC sihtmärkidega vaid mõnes HLA versioonis, piirates nende kasulikkust erinevates geneetilistes kontekstides.

Mis on Tracer-i?

Käesoleva uuringu autorid kasutasid ära piiratud arvu MHC I antigeenide selgroo konformatsioone, et luua platvorm, mis ühildub erinevate HLA allotüüpidega.

Enamik sideaineid saab MHC I-ga interaktsiooniks kasutada ühte dokkimisorientatsiooni, kui see katab kogu antigeeni pikkuse. Sellel PMHC I sideaine karkassil on pind, mida saab kohandada nii, et see seostuks spetsiifiliselt mitme haigusega seotud peptiidiga, mis võib olla väga kulutõhus ja kiire süsteem.

Tracer-I karkass kasutab MHC I vaste loomiseks nende eelmise peptiidile orienteeritud PMHC II sidumisplatvormi Tracer-II modifitseeritud vormi. Tracer-II-l on nõgus pind, mis tavaliselt seondub MHC III laiendatud peptiidstruktuuride peptiidi siduva soonega risti.

Seda platvormi kohandati suunatud mutatsiooni sisseviimisega, et hõlmata MHC I käivitatud peptiidi konformatsioon paralleelses orientatsioonis. Arvutimodelleerimise abil tuvastati MHC I pinnaga ühilduv järjestus. Seejärel lisati sidumisrežiimi optimeerimiseks nõgusa funktsiooni järjestusse variatsioonid.

Sidumise spetsiifilisus

Platvormi testimiseks kasutati kolme erinevat PMHC-I sihtmärki, sealhulgas söögitoru lamerakulisest kartsinoomist, raske ägeda respiratoorse sündroomi koronaviiruse 2 (SARS-COV-2) ja B*08 allotüüpidest saadud peptiide.

Kõik kolm sihtmärki olid spetsiifiliselt seotud märgistusainetega, peptiidile keskendunud sidumisliidese sideainetega, mis näitab üldist sideainet genereerivat platvormi, mis on spetsiifiliselt suunatud mitmele HLA alleelile.

Erinevate PMHC-I sihtmärkide spetsiifiline sidumisvõime näitab, et see platvorm suudab siduda molekule paljude sihtmärkide ja populatsioonidega mitme rakenduse jaoks. Vaatamata oma bakteriaalsele päritolule ei kutsu märgistusained hiirtel esile tugevaid immuun- ega tsütotoksilisi reaktsioone.

See lihtsustatud lähenemine võimaldab kiiresti ja lihtsalt luua peptiidile suunatud PMHC sideaineid mitmesuguste antigeenide jaoks. ""

Tracer I efektiivsuse uurimine

Tracer I platvorm inkorporeeriti humaniseeritud antikeha fragmenti bispetsiifilises T-raku kaasaja vormingus (Bite). Patsientide testitud vähirakkudes täheldati tõhusat T-rakkude aktivatsiooni sihtmärgi tapmisel nanomolaarse kontsentratsiooni juures.

Molekulaarne mehhanism

Röntgenkristallograafia näitas, et märgistusaine haakub PMHC I sihtmärgiga kogu selle pikkuses läbi kuju komplementaarsuse. Liidesel on kaheksa jääki, mis jäävad konstantseks erinevates HLA-des, välistades vajaduse muutuvate PMHC-I tuvastamisrežiimide järele muutumatu sidumisrežiimi kaudu.

Täiendav varieerumine kaheksa võidu komplekti vahel võimaldas seonduda paljude erinevate HLA allotüüpide poolt esilekutsutud erinevate epitoopidega. See punkt-asenduslahutus näitab, et märgistusaineid saab välja töötada erinevate antigeenide jaoks ilma spetsiifilisust kaotamata.

Seejärel loodi märgistusaine monomeerne vorm, mis ühilduks kimääri antigeeni retseptori T-rakkudega (CAR-T). Leiti, et see vorm seob tõhusalt kõrge afiinsusega autosid ja indutseerib sihtmärgil vähirakkude tapmist.

Järeldused

Meie platvormidel on kõrge peptiidile orienteeritud spetsiifilisus, lai ühilduvus erinevate antigeenidega ja lihtne arendus, mis suurendab oluliselt sihtmärgiks oleva MHC biomarkerite ligipääsetavust.”

Tracer-I edasiarendamine võib aidata välja töötada sihitud antigeene. Siiski on vaja täiendavaid uuringuidIn vivo.

Allikad: