Una svolta nel riconoscimento dell'antigene: Tracer-I amplifica il bersaglio immunitario

Una svolta nel riconoscimento dell'antigene: Tracer-I amplifica il bersaglio immunitario

Lo studio introduce Tracer-I, una piattaforma proteica con ampia compatibilità HLA, aprendo la strada all’ingegneria avanzata della risposta immunitaria e al targeting specifico per la malattia.

In uno studio recentemente pubblicato subiotecnologia naturale,I ricercatori descrivono la struttura molecolare del riconoscimento mirato del complesso reporter antigene-MHC per MHC I (Tracer-I), una piattaforma proteica che può essere utilizzata per progettare risposte immunitarie.

Significato della presentazione del peptide MHC I

Le cellule malate accumulano nel tempo diverse proteine ​​aberranti, inclusi antigeni o neoantigeni associati al tumore, nonché antigeni derivati ​​da agenti patogeni, che alla fine vengono degradati nei proteosomi e nei lisosomi. Alcuni di questi frammenti peptidici antigenici, che hanno una lunghezza compresa tra 8 e 12, sono rappresentati sulla superficie cellulare da proteine ​​di classe I del complesso maggiore di istocompatibilità (MHC I).

La presentazione dell'MHC 1 è cruciale per la risposta immunitaria poiché consente l'uccisione mediata dalle cellule immunitarie innate delle cellule malate e stimola l'immunità adattativa. L’immunità adattativa consente alle cellule T di riconoscere gli antigeni e di attivarsi, innescando l’uccisione cellulo-mediata e la produzione di anticorpi.

Il potenziale dei recettori delle cellule T

I recettori delle cellule T (TCR) si legano ai complessi peptide-MHC (PMHC) attraverso una combinazione di sei regioni flessibili di completamento della complementarità (CDR). La diversità introdotta dal meccanismo combinatorio nonché le variazioni negli angoli di aggancio e negli orientamenti di legame consentono una significativa specificità del riconoscimento dell'antigene.

Gli scienziati stanno attualmente sviluppando CDR TCR per produrre molecole leganti MHC I con specificità di legame contro gli antigeni della malattia. Tuttavia, ci sono diverse sfide associate a questi studi.

A questo scopo, lo sviluppo di TCR da cellule che hanno bassa affinità per l'antigene è molto lento. Inoltre, i TCR sono associati ad una polispecificità intrinseca che facilita la sorveglianza immunitaria per molti epitopi derivati ​​​​da patogeni con un repertorio di TCR relativamente limitato, limitando al contempo la loro specificità come agenti terapeutici.

I geni HLA che codificano per i peptidi MHC I hanno oltre 38.000 allotipi tra popolazioni e gruppi genetici. I TCR sono limitati ai target PMHC solo in poche versioni HLA, limitando la loro utilità in diversi contesti genetici.

Cos'è Tracer-i?

Gli autori del presente studio hanno approfittato del numero limitato di conformazioni della spina dorsale sugli antigeni MHC I per generare una piattaforma compatibile con una varietà di allotipi HLA.

Un singolo orientamento di aggancio può essere utilizzato dalla maggior parte degli agenti leganti per interagire con MHC I se copre l'intera lunghezza dell'antigene. Questa impalcatura legante PMHC I ha una superficie che può essere adattata per legarsi specificamente a più peptidi correlati alla malattia, il che ha il potenziale per essere un sistema molto economico e rapido.

L'impalcatura di Tracer-I utilizza una forma modificata della precedente piattaforma di legame PMHC II orientata ai peptidi Tracer-II per creare una controparte MHC I. Tracer-II ha una superficie concava che normalmente si lega perpendicolarmente al solco di legame del peptide sulle strutture peptidiche estese di MHC III.

Questa piattaforma è stata adattata introducendo una mutazione diretta per includere la conformazione del peptide innescato su MHC I in un orientamento parallelo. Utilizzando la modellazione computerizzata, è stata identificata una sequenza compatibile con la superficie MHC I. Sono state poi introdotte variazioni nella sequenza nella caratteristica concava per ottimizzare la modalità di rilegatura.

Specificità di legame

Per testare la piattaforma, sono stati utilizzati tre diversi target PMHC-I, inclusi peptidi derivati ​​dal carcinoma a cellule squamose esofagee, dalla sindrome respiratoria acuta grave coronavirus 2 (SARS-COV-2) e dagli allotipi B*08.

Tutti e tre i target erano specificamente legati da traccianti, i leganti dell'interfaccia di legame focalizzati sul peptide, indicando una piattaforma generatrice di leganti generalizzata che prende di mira specificamente più alleli HLA.

La capacità di legame specifica di target PMHC-I divergenti indica che questa piattaforma può legare molecole attraverso un'ampia gamma di target e popolazioni per molteplici applicazioni. Nonostante la loro origine batterica, i traccianti non provocano risposte immunitarie o citotossiche robuste nei topi.

Questo approccio semplificato consente la creazione rapida e semplice di leganti PMHC mirati ai peptidi per una varietà di antigeni. “”

Investigare sull’efficacia del Tracer I

La piattaforma Tracer I è stata incorporata in un frammento di anticorpo umanizzato in un formato di coinvolgimento delle cellule T bispecifico (Bite). Nelle cellule tumorali testate dei pazienti, è stata osservata un'attivazione efficace delle cellule T nell'uccidere il bersaglio alla concentrazione nanomolare.

Meccanismo molecolare

La cristallografia a raggi X ha mostrato che il tracciante impegna il bersaglio PMHC I per tutta la sua lunghezza attraverso la complementarità della forma. L'interfaccia ha una serie di otto residui che rimangono costanti tra diversi HLA, eliminando la necessità di modalità di riconoscimento PMHC -I variabili attraverso la modalità di legame invariante.

Un'ulteriore variazione tra il set di otto vittorie ha consentito il legame con un'ampia gamma di epitopi di più malattie presentate da diversi allotipi HLA. Questa risoluzione della sostituzione dei punti mostra che i traccianti possono essere sviluppati per diversi antigeni senza perdere la specificità.

È stata quindi creata una forma monomerica del tracciante per essere compatibile con le cellule T del recettore dell'antigene chimerico (CAR-T). È stato scoperto che questa forma lega efficacemente le automobili con elevata affinità e induce l'uccisione delle cellule tumorali sul bersaglio.

Conclusioni

Le nostre piattaforme hanno un'elevata specificità orientata ai peptidi, un'ampia compatibilità con una varietà di antigeni e facilità di sviluppo, espandendo significativamente l'accessibilità dei biomarcatori MHC mirati."

Un ulteriore sviluppo di Tracer-I potrebbe aiutare a sviluppare antigeni mirati. Tuttavia, sono necessarie ulteriori ricercheIn vivo.

Fonti: