Gjennombrudd i antigengjenkjenning: Tracer-I forsterker immunmålet

Gjennombrudd i antigengjenkjenning: Tracer-I forsterker immunmålet

Studien introduserer Tracer-I, en proteinplattform med bred HLA-kompatibilitet, og baner vei for avansert immunresponsteknikk og sykdomsspesifikk målretting.

I en nylig publisert studie inaturlig bioteknologi,Forskere beskriver den molekylære strukturen til målrettet gjenkjennelse av antigen-MHC-kompleksreporteren for MHC I (Tracer-I), en proteinplattform som kan brukes til å konstruere immunresponser.

Betydningen av MHC I-peptidpresentasjon

Syke celler akkumulerer flere avvikende proteiner over tid, inkludert tumorassosierte antigener eller neoantigener, så vel som patogenavledede antigener, som til slutt brytes ned i proteosomer og lysosomer. Noen av disse antigene peptidfragmentene, som er mellom åtte og 12 lengder, er representert på celleoverflaten av hovedhistokompatibilitetskompleks (MHC I) klasse I-proteiner.

MHC 1-presentasjon er avgjørende for immunresponsen da den muliggjør medfødt immuncellemediert drap av syke celler og stimulerer adaptiv immunitet. Adaptiv immunitet lar T-celler gjenkjenne antigener og gjennomgå aktivering, og utløser cellemediert drap og antistoffproduksjon.

Potensialet til T-cellereseptorer

T-cellereseptorer (TCR) binder seg til peptid-MHC-komplekser (PMHC) gjennom en kombinasjon av seks fleksible komplementaritetskompletteringsregioner (CDR). Mangfoldet introdusert av den kombinatoriske mekanismen så vel som variasjoner i dockingsvinkler og bindingsorienteringer muliggjør betydelig spesifisitet for antigengjenkjenning.

Forskere utvikler for tiden TCR CDR-er for å produsere MHC I-bindende molekyler med bindingsspesifisitet mot sykdomsantigener. Det er imidlertid flere utfordringer knyttet til disse studiene.

For dette formålet er utviklingen av TCR-er fra celler som har lav affinitet for antigenet veldig langsom. Videre er TCR-er assosiert med en iboende polyspesifisitet som letter immunovervåking for mange patogen-avledede epitoper med et relativt begrenset TCR-repertoar mens de begrenser deres spesifisitet som terapeutiske midler.

HLA-genene som koder for MHC I-peptider har over 38 000 allotyper på tvers av populasjoner og genetiske grupper. TCR-er er begrenset til PMHC-mål i bare noen få HLA-versjoner, noe som begrenser deres nytte i forskjellige genetiske sammenhenger.

Hva er Tracer-i?

Forfatterne av den nåværende studien utnyttet det begrensede antallet ryggradskonformasjoner på MHC I-antigener for å generere en plattform som er kompatibel med en rekke HLA-allotyper.

En enkelt docking-orientering kan brukes av de fleste bindemidler for å samhandle med MHC I hvis den dekker hele lengden av antigenet. Dette PMHC I-bindestillaset har en overflate som kan skreddersys for spesifikt å binde seg til flere sykdomsrelaterte peptider, som har potensial til å være et svært kostnadseffektivt og raskt system.

Tracer-Is stillas bruker en modifisert form av deres tidligere peptidorienterte PMHC II-bindingsplattform Tracer-II for å lage en MHC I-motpart. Tracer-II har en konkav overflatefunksjon som normalt binder seg vinkelrett på peptidbindingssporet på utvidede peptidstrukturer til MHC III.

Denne plattformen ble tilpasset ved å introdusere en rettet mutasjon for å inkludere den utløste peptidkonformasjonen på MHC I i en parallell orientering. Ved hjelp av datamodellering ble en sekvens kompatibel med MHC I-overflaten identifisert. Variasjoner ble deretter introdusert i sekvensen i den konkave funksjonen for å optimalisere bindingsmodusen.

Bindingsspesifisitet

For å teste plattformen ble tre forskjellige PMHC-I-mål brukt, inkludert peptider avledet fra esophageal plateepitelkarsinom, alvorlig akutt respiratorisk syndrom coronavirus 2 (SARS-COV-2) og B*08 allotyper.

Alle tre målene ble spesifikt bundet av sporstoffer, de peptidfokuserte bindingsgrensesnittbinderne, noe som indikerer en generalisert bindemiddelgenererende plattform som spesifikt retter seg mot flere HLA-alleler.

Den spesifikke bindingsevnen til divergerende PMHC-I-mål indikerer at denne plattformen kan binde molekyler på tvers av et bredt spekter av mål og populasjoner for flere bruksområder. Til tross for deres bakterielle opprinnelse, provoserer ikke sporstoffer robuste immun- eller cytotoksiske responser hos mus.

Denne forenklede tilnærmingen muliggjør rask og enkel opprettelse av peptidmålrettede PMHC-bindere for en rekke antigener. «»

Undersøker effektiviteten til Tracer I

Tracer I-plattformen ble inkorporert i et humanisert antistofffragment i et bispesifikt T-celle-engager-format (Bite). I de testede kreftcellene fra pasienter ble det observert effektiv T-celleaktivering for å drepe målet ved den nanomolare konsentrasjonen.

Molekylær mekanisme

Røntgenkrystallografi viste at sporstoffet engasjerer PMHC I-målet langs hele lengden gjennom formkomplementaritet. Grensesnittet har et sett med åtte rester som forblir konstant på tvers av forskjellige HLA-er, og eliminerer behovet for variable PMHC-I-gjenkjenningsmoduser gjennom den invariante bindingsmodusen.

Ytterligere variasjon mellom åttevinnssettet muliggjorde binding til et bredt spekter av epitoper på tvers av flere sykdommer presentert av forskjellige HLA-allotyper. Denne punktsubstitusjonsoppløsningen viser at sporstoffer kan utvikles for forskjellige antigener uten å miste spesifisitet.

En monomer form av sporstoffet ble deretter laget for å være kompatibel med kimærantigenreseptor-T-celler (CAR-T). Denne formen ble funnet å effektivt binde biler med høy affinitet og indusere kreftcelledrap ved målet.

Konklusjoner

Plattformene våre har høy peptidorientert spesifisitet, bred kompatibilitet med en rekke antigener og enkel utvikling, noe som i betydelig grad utvider tilgjengeligheten til målrettede MHC-biomarkører.”

Videreutvikling av Tracer-I kan bidra til å utvikle målrettede antigener. Det er imidlertid behov for ytterligere forskningIn vivo.

Kilder: