Läpimurto antigeenien tunnistamisessa: Tracer-I vahvistaa immuunikohdetta

Läpimurto antigeenien tunnistamisessa: Tracer-I vahvistaa immuunikohdetta

Tutkimus esittelee Tracer-I:n, proteiinialustan, jolla on laaja HLA-yhteensopivuus, mikä tasoittaa tietä edistyneelle immuunivasteen suunnittelulle ja tautikohtaiselle kohdistamiselle.

Äskettäin julkaistussa tutkimuksessa vuonnaluonnollinen biotekniikka,Tutkijat kuvaavat MHC I:n (Tracer-I) antigeeni-MHC-kompleksireportterin kohdennetun tunnistuksen molekyylirakennetta, proteiinialustaa, jota voidaan käyttää immuunivasteiden suunnitteluun.

MHC I -peptidin esittelyn merkitys

Sairaat solut kerääntyvät ajan myötä useita poikkeavia proteiineja, mukaan lukien kasvaimeen liittyvät antigeenit tai neoantigeenit sekä patogeenista peräisin olevat antigeenit, jotka lopulta hajoavat proteosomeissa ja lysosomeissa. Joitakin näistä antigeenisistä peptidifragmenteista, jotka ovat 8-12 pituisia, edustavat solun pinnalla suuret histokompatibiliteettikompleksi (MHC I) luokan I proteiinit.

MHC 1 -esitys on ratkaisevan tärkeä immuunivasteen kannalta, koska se mahdollistaa synnynnäisen immuunisoluvälitteisen sairaiden solujen tappamisen ja stimuloi adaptiivista immuniteettia. Mukautuva immuniteetti sallii T-solujen tunnistaa antigeenejä ja käydä läpi aktivoitumisen, mikä laukaisee soluvälitteisen tappamisen ja vasta-ainetuotannon.

T-solureseptorien potentiaali

T-solureseptorit (TCR:t) sitoutuvat peptidi-MHC-komplekseihin (PMHC) kuuden joustavan komplementaarisuusalueen (CDR) yhdistelmän kautta. Kombinatorisen mekanismin tuoma monimuotoisuus sekä telakointikulmien ja sitoutumisorientaatioiden vaihtelut mahdollistavat antigeenin tunnistuksen merkittävän spesifisyyden.

Tiedemiehet kehittävät parhaillaan TCR CDR:itä MHC I:tä sitovien molekyylien tuottamiseksi, joilla on sitoutumisspesifisyys sairauden antigeenejä vastaan. Näihin tutkimuksiin liittyy kuitenkin useita haasteita.

Tätä tarkoitusta varten TCR:ien kehittyminen soluista, joilla on alhainen affiniteetti antigeeniin, on hyvin hidasta. Lisäksi TCR:t liittyvät luontaiseen polyspesifisyyteen, joka helpottaa monien patogeenista peräisin olevien epitooppien immuunivalvontaa, joilla on suhteellisen rajallinen TCR-valikoima, samalla kun ne rajoittavat niiden spesifisyyttä terapeuttisina aineina.

MHC I -peptidejä koodaavilla HLA-geeneillä on yli 38 000 allotyyppiä populaatioiden ja geneettisten ryhmien välillä. TCR:t rajoittuvat PMHC-kohteisiin vain muutamassa HLA-versiossa, mikä rajoittaa niiden käyttökelpoisuutta erilaisissa geneettisissä yhteyksissä.

Mikä on Tracer-i?

Tämän tutkimuksen tekijät käyttivät hyväkseen MHC I -antigeenien rungon konformaatioiden rajoitettua määrää luodakseen alustan, joka on yhteensopiva useiden HLA-allotyyppien kanssa.

Useimmat sidosaineet voivat käyttää yhtä telakointisuuntaa vuorovaikutuksessa MHC I:n kanssa, jos se peittää antigeenin koko pituuden. Tällä PMHC I -sidostelineellä on pinta, joka voidaan räätälöidä sitoutumaan spesifisesti useisiin sairauksiin liittyviin peptideihin, mikä voi olla erittäin kustannustehokas ja nopea järjestelmä.

Tracer-I:n teline käyttää modifioitua muotoa aiemmasta peptidiorientoituneesta PMHC II -sitoutumisalustaan ​​Tracer-II:sta MHC I -vastineen luomiseksi. Tracer-II:lla on kovera pinnan piirre, joka normaalisti sitoutuu kohtisuoraan MHC III:n pidennetyissä peptidirakenteissa olevaan peptidiä sitovaan uraan.

Tämä alusta mukautettiin ottamalla käyttöön suunnattu mutaatio sisältämään laukaistun peptidikonformaation MHC I:ssä rinnakkaisessa orientaatiossa. Tietokonemallinnuksen avulla tunnistettiin MHC I -pinnan kanssa yhteensopiva sekvenssi. Tämän jälkeen koveran ominaisuuden sekvenssiin lisättiin muunnelmia sitomistilan optimoimiseksi.

Sitoutumisspesifisyys

Alustan testaamiseen käytettiin kolmea erilaista PMHC-I-kohdetta, mukaan lukien ruokatorven levyepiteelikarsinoomasta johdetut peptidit, vakava akuutti hengitystieoireyhtymä koronavirus 2 (SARS-COV-2) ja B*08-allotyypit.

Kaikki kolme kohdetta olivat spesifisesti sidottu merkkiaineisiin, peptidiin keskittyneisiin sitoutumisrajapinnan sitojiin, mikä viittaa yleiseen sideainetta tuottavaan alustaan, joka kohdistuu spesifisesti useisiin HLA-alleeleihin.

Erilaisten PMHC-I-kohteiden spesifinen sitoutumiskyky osoittaa, että tämä alusta voi sitoa molekyylejä monenlaisiin kohteisiin ja populaatioihin useisiin sovelluksiin. Huolimatta bakteerialkuperästään, merkkiaineet eivät aiheuta vahvoja immuuni- tai sytotoksisia vasteita hiirissä.

Tämä yksinkertaistettu lähestymistapa mahdollistaa peptideihin kohdistettujen PMHC-sidosaineiden nopean ja helpon luomisen useille antigeeneille. ""

Tracer I:n tehokkuuden tutkiminen

Tracer I -alusta sisällytettiin humanisoituun vasta-ainefragmenttiin bispesifisessä T-solun sitoutujamuodossa (Bite). Potilaiden testatuissa syöpäsoluissa havaittiin tehokas T-soluaktivaatio tappaessaan kohteen nanomolaarisella pitoisuudella.

Molekyylimekanismi

Röntgenkristallografia osoitti, että merkkiaine kytkeytyy PMHC I -kohteeseen koko pituudeltaan muodon komplementaarisuuden kautta. Liitännässä on kahdeksan jäännöstä, jotka pysyvät vakioina eri HLA:iden välillä, mikä eliminoi muuttuvien PMHC-I-tunnistustilojen tarpeen invariantin sidostilan kautta.

Lisävariaatio kahdeksan voiton sarjan välillä mahdollisti sitoutumisen laajaan valikoimaan epitooppeja useissa eri HLA-allotyypeissä esiintyvissä sairauksissa. Tämä pistekorvausresoluutio osoittaa, että merkkiaineita voidaan kehittää eri antigeeneille menettämättä spesifisyyttä.

Sen jälkeen luotiin merkkiaineen monomeerinen muoto, joka on yhteensopiva kimeeriantigeenireseptori-T-solujen (CAR-T) kanssa. Tämän muodon havaittiin sitovan tehokkaasti autoja suurella affiniteetilla ja indusoivan syöpäsolujen tappamista kohteessa.

Johtopäätökset

Alustallamme on korkea peptidisuuntautunut spesifisyys, laaja yhteensopivuus useiden antigeenien kanssa ja helppo kehitys, mikä laajentaa merkittävästi kohdennettujen MHC-biomarkkerien saatavuutta.”

Tracer-I:n jatkokehitys voisi auttaa kehittämään kohdennettuja antigeenejä. Lisätutkimusta kuitenkin tarvitaanIn vivo.

Lähteet: