Izrāviens antigēnu atpazīšanā: Tracer-I pastiprina imūno mērķi

Izrāviens antigēnu atpazīšanā: Tracer-I pastiprina imūno mērķi

Pētījums iepazīstina ar Tracer-I, proteīnu platformu ar plašu HLA savietojamību, paverot ceļu uzlabotai imūnās atbildes inženierijai un slimību specifiskai mērķauditorijas atlasei.

Nesen publicētā pētījumādabiskā biotehnoloģija,Pētnieki apraksta antigēna-MHC kompleksa reportiera mērķtiecīgas atpazīšanas molekulāro struktūru MHC I (Tracer-I), olbaltumvielu platformai, ko var izmantot imūnreakciju inženierijai.

MHC I peptīdu prezentācijas nozīme

Slimās šūnas laika gaitā uzkrāj vairākus novirzes proteīnus, tostarp ar audzēju saistītus antigēnus vai neoantigēnus, kā arī no patogēniem atvasinātus antigēnus, kas galu galā tiek noārdīti proteosomās un lizosomās. Dažus no šiem antigēno peptīdu fragmentiem, kuru garums ir no astoņiem līdz 12 garumiem, uz šūnu virsmas attēlo galvenie histokompatibilitātes kompleksa (MHC I) I klases proteīni.

MHC 1 prezentācija ir ļoti svarīga imūnās atbildes reakcijai, jo tā nodrošina iedzimtu imūnšūnu izraisītu slimu šūnu nogalināšanu un stimulē adaptīvo imunitāti. Adaptīvā imunitāte ļauj T šūnām atpazīt antigēnus un veikt aktivāciju, izraisot šūnu izraisītu nogalināšanu un antivielu veidošanos.

T šūnu receptoru potenciāls

T šūnu receptori (TCR) saistās ar peptīdu-MHC kompleksiem (PMHC), izmantojot sešu elastīgu komplementaritātes pabeigšanas reģionu (CDR) kombināciju. Kombinatoriskā mehānisma ieviestā daudzveidība, kā arī dokstacijas leņķu un saistīšanās orientāciju variācijas nodrošina ievērojamu antigēnu atpazīšanas specifiku.

Zinātnieki pašlaik izstrādā TCR CDR, lai ražotu MHC I saistošas ​​molekulas ar saistīšanās specifiku pret slimības antigēniem. Tomēr ar šiem pētījumiem ir saistītas vairākas problēmas.

Šim nolūkam TCR attīstība no šūnām, kurām ir zema afinitāte pret antigēnu, ir ļoti lēna. Turklāt TCR ir saistīti ar raksturīgu polispecificitāti, kas atvieglo imūno uzraudzību daudziem patogēniem atvasinātiem epitopiem ar salīdzinoši ierobežotu TCR repertuāru, vienlaikus ierobežojot to kā terapeitisko līdzekļu specifiskumu.

HLA gēniem, kas kodē MHC I peptīdus, ir vairāk nekā 38 000 allotipu dažādās populācijās un ģenētiskajās grupās. TCR aprobežojas ar PMHC mērķiem tikai dažās HLA versijās, ierobežojot to lietderību dažādos ģenētiskos kontekstos.

Kas ir Tracer-i?

Pašreizējā pētījuma autori izmantoja ierobežoto MHC I antigēnu mugurkaula konformāciju skaitu, lai radītu platformu, kas ir saderīga ar dažādiem HLA allotipiem.

Vairums saistvielu var izmantot vienu dokstacijas orientāciju, lai mijiedarbotos ar MHC I, ja tā aptver visu antigēna garumu. Šīm PMHC I saistvielu sastatnēm ir virsma, ko var pielāgot tā, lai tā īpaši saistās ar vairākiem ar slimībām saistītiem peptīdiem, kas var būt ļoti rentabla un ātra sistēma.

Tracer-I sastatnes izmanto modificētu to iepriekšējās peptīdu orientētās PMHC II saistīšanas platformas Tracer-II formu, lai izveidotu MHC I ekvivalentu. Tracer-II ir ieliektas virsmas iezīme, kas parasti saistās perpendikulāri peptīdu saistošajai rievai MHC III paplašinātajās peptīdu struktūrās.

Šī platforma tika pielāgota, ieviešot virzītu mutāciju, lai iekļautu MHC I izraisīto peptīdu konformāciju paralēlā orientācijā. Izmantojot datormodelēšanu, tika identificēta secība, kas ir saderīga ar MHC I virsmu. Pēc tam ieliektās funkcijas secībā tika ieviestas variācijas, lai optimizētu saistīšanas režīmu.

Saistošā specifika

Lai pārbaudītu platformu, tika izmantoti trīs dažādi PMHC-I mērķi, tostarp peptīdi, kas iegūti no barības vada plakanšūnu karcinomas, smaga akūta respiratorā sindroma koronavīrusa 2 (SARS-COV-2) un B*08 allotipi.

Visi trīs mērķi bija īpaši saistīti ar marķieriem, uz peptīdiem vērstiem saistošiem interfeisiem, kas norāda uz vispārinātu saistvielu ģenerēšanas platformu, kas īpaši vērsta uz vairākām HLA alēlēm.

Atšķirīgo PMHC-I mērķu specifiskā saistīšanās spēja norāda, ka šī platforma var saistīt molekulas dažādos mērķos un populācijās vairākiem lietojumiem. Neskatoties uz to baktēriju izcelsmi, marķieri pelēm neizraisa spēcīgas imūnās vai citotoksiskās reakcijas.

Šī vienkāršotā pieeja ļauj ātri un viegli izveidot uz peptīdu mērķētas PMHC saistvielas dažādiem antigēniem.. ""

Tracer I efektivitātes izpēte

Tracer I platforma tika iekļauta humanizētā antivielu fragmentā bispecifiskā T šūnu piesaistītāja formātā (Bite). Pārbaudītajās vēža šūnās no pacientiem tika novērota efektīva T šūnu aktivācija, nogalinot mērķi nanomolārā koncentrācijā.

Molekulārais mehānisms

Rentgenstaru kristalogrāfija parādīja, ka marķieris piesaista PMHC I mērķi visā tā garumā, izmantojot formas komplementaritāti. Interfeisam ir astoņu atlikumu komplekts, kas paliek nemainīgs dažādos HLA, novēršot nepieciešamību pēc mainīgiem PMHC-I atpazīšanas režīmiem, izmantojot nemainīgo saistīšanas režīmu.

Papildu variācijas starp astoņu uzvaru komplektu ļāva saistīties ar plašu epitopu klāstu vairākās slimībās, ko rada dažādi HLA allotipi. Šī punktu aizvietošanas izšķirtspēja parāda, ka marķierus var izstrādāt dažādiem antigēniem, nezaudējot specifiku.

Pēc tam tika izveidota marķiera monomēra forma, lai tā būtu saderīga ar himēras antigēna receptoru T šūnām (CAR-T). Tika konstatēts, ka šī forma efektīvi saista automašīnas ar augstu afinitāti un izraisa vēža šūnu nogalināšanu mērķī.

Secinājumi

Mūsu platformām ir augsta uz peptīdiem orientēta specifika, plaša savietojamība ar dažādiem antigēniem un viegla izstrāde, ievērojami paplašinot mērķa MHC biomarķieru pieejamību.”

Turpmāka Tracer-I attīstība varētu palīdzēt izstrādāt mērķtiecīgus antigēnus. Tomēr ir nepieciešami turpmāki pētījumiIn vivo.

Avoti: