Áttörés az antigénfelismerésben: A Tracer-I felerősíti az immuncélpontot

Áttörés az antigénfelismerésben: A Tracer-I felerősíti az immuncélpontot

A tanulmány bemutatja a Tracer-I-t, egy széles körű HLA-kompatibilitással rendelkező fehérjeplatformot, amely megnyitja az utat a fejlett immunválasz-tervezés és a betegség-specifikus célzás előtt.

Egy nemrégiben megjelent tanulmánybantermészetes biotechnológia,A kutatók leírják az MHC I (Tracer-I) antigén-MHC komplex riportere célzott felismerésének molekuláris szerkezetét, amely egy olyan fehérjeplatform, amely immunválaszok tervezésére használható.

Az MHC I peptid prezentáció jelentősége

A beteg sejtek az idő múlásával több rendellenes fehérjét halmoznak fel, beleértve a tumorhoz kapcsolódó antigéneket vagy neoantigéneket, valamint a kórokozóból származó antigéneket, amelyek végül a proteoszómákban és lizoszómákban bomlanak le. Ezen antigén peptidfragmensek némelyikét, amelyek hossza 8 és 12 között van, a sejtfelszínen a fő hisztokompatibilitási komplex (MHC I) I. osztályú fehérjék képviselik.

Az MHC 1 megjelenése döntő fontosságú az immunválasz szempontjából, mivel lehetővé teszi a beteg sejtek veleszületett immunsejtek által közvetített elpusztítását, és serkenti az adaptív immunitást. Az adaptív immunitás lehetővé teszi a T-sejtek számára, hogy felismerjék az antigéneket, és aktiválódjanak, ami sejt által közvetített pusztulást és antitesttermelést indít el.

A T sejt receptorok potenciálja

A T-sejt-receptorok (TCR-ek) hat rugalmas komplementaritás-kiegészítő régió (CDR) kombinációján keresztül kötődnek a peptid-MHC komplexekhez (PMHC). A kombinatorikus mechanizmus által bevezetett sokféleség, valamint a dokkolási szögek és a kötési irányok változásai lehetővé teszik az antigénfelismerés jelentős specifitását.

A tudósok jelenleg TCR CDR-eket fejlesztenek, hogy olyan MHC I-kötő molekulákat állítsanak elő, amelyek kötődési specifitása a betegség antigénjeivel szemben. Ezekhez a tanulmányokhoz azonban több kihívás is kapcsolódik.

Ebből a célból az antigénhez alacsony affinitással rendelkező sejtekből a TCR-ek kialakulása nagyon lassú. Ezenkívül a TCR-ek inherens polispecifitással járnak, amely megkönnyíti számos, viszonylag korlátozott TCR-repertoárral rendelkező kórokozó-eredetű epitóp immunfelügyeletét, miközben korlátozza terápiás szerekként való specifitását.

Az MHC I peptideket kódoló HLA gének több mint 38 000 allotípussal rendelkeznek populációk és genetikai csoportok között. A TCR-ek csak néhány HLA-verzióban korlátozódnak a PMHC-célpontokra, korlátozva a hasznosságukat a különböző genetikai kontextusokban.

Mi az a Tracer-i?

A jelenlegi tanulmány szerzői kihasználták az MHC I antigének korlátozott számú gerinckonformációját, hogy különféle HLA allotípusokkal kompatibilis platformot hozzanak létre.

A legtöbb kötőanyag egyetlen dokkoló orientációt használhat az MHC I-vel való kölcsönhatásra, ha az lefedi az antigén teljes hosszát. Ennek a PMHC I kötőanyag-állványnak olyan felülete van, amely testreszabható úgy, hogy specifikusan kötődjön több betegséggel kapcsolatos peptidhez, ami nagyon költséghatékony és gyors rendszert jelenthet.

A Tracer-I váza a korábbi peptid-orientált PMHC II kötőplatformjuk módosított formáját használja, a Tracer-II-t az MHC I megfelelőjének létrehozásához. A Tracer-II homorú felületi jellemzővel rendelkezik, amely normál esetben merőlegesen kötődik az MHC III kiterjesztett peptidszerkezetein lévő peptidkötő barázdához.

Ezt a platformot egy irányított mutáció bevezetésével adaptáltuk, hogy a kiváltott peptid konformációt az MHC I-en párhuzamos orientációban tartalmazza. Számítógépes modellezéssel az MHC I felülettel kompatibilis szekvenciát azonosítottak. Ezután variációkat vezettünk be a szekvenciába a homorú jellemzőben, hogy optimalizáljuk a kötési módot.

Kötési specifitás

A platform teszteléséhez három különböző PMHC-I célpontot használtak, köztük a nyelőcső laphámsejtes karcinómából, a súlyos akut légzőszervi szindróma koronavírus 2-ből (SARS-COV-2) és a B*08 allotípusokból származó peptideket.

Mindhárom célpontot specifikusan megkötötték a nyomjelzők, a peptid-fókuszált kötőfelület-kötők, ami egy általános kötőanyag-generáló platformra utal, amely specifikusan több HLA allélt céloz meg.

Az eltérő PMHC-I célpontok specifikus kötőképessége azt jelzi, hogy ez a platform számos célponthoz és populációhoz képes molekulákat megkötni több alkalmazáshoz. Bakteriális eredetük ellenére a nyomjelzők nem váltanak ki erős immun- vagy citotoxikus választ egerekben.

Ez az egyszerűsített megközelítés lehetővé teszi a peptid-célzott PMHC-kötőanyagok gyors és egyszerű létrehozását számos antigén számára.. ""

A Tracer I hatékonyságának vizsgálata

A Tracer I platformot humanizált antitest-fragmensbe építettük be bispecifikus T-sejt-kötő formátumban (Bite). A betegek vizsgált rákos sejtjeiben hatékony T-sejt-aktivációt figyeltek meg a célpont elpusztításában nanomoláris koncentráció mellett.

Molekuláris mechanizmus

A röntgenkrisztallográfia azt mutatta, hogy a nyomjelző a PMHC I célpontot teljes hosszában az alakkomplementaritás révén kapcsolja be. Az interfész nyolc maradékból áll, amelyek állandóak maradnak a különböző HLA-k között, így nincs szükség változó PMHC -I felismerési módokra az invariáns kötési mód révén.

A nyolc nyerő készlet közötti további variáció lehetővé tette az epitópok széles skálájához való kötődést a különböző HLA allotípusok által bemutatott betegségekben. Ez a pontszubsztitúciós felbontás azt mutatja, hogy nyomjelzők fejleszthetők különböző antigénekhez anélkül, hogy elveszítenék a specifitást.

Ezután létrehozták a nyomjelző monomer formáját, hogy kompatibilis legyen a kiméra antigén receptor T-sejtekkel (CAR-T). Erről a formáról azt találták, hogy hatékonyan köti meg az autókat nagy affinitással, és rákos sejtek pusztulását idézi elő a célponton.

Következtetések

Platformjaink magas peptid-orientált specifitásúak, széleskörű kompatibilitást biztosítanak számos antigénnel, és könnyen fejleszthetők, jelentősen kibővítve a célzott MHC biomarkerek hozzáférhetőségét.”

A Tracer-I továbbfejlesztése segíthet célzott antigének kifejlesztésében. Azonban további kutatásokra van szükségIn vivo.

Források: