Avanço no reconhecimento de antígenos: Tracer-I amplifica o alvo imunológico

Avanço no reconhecimento de antígenos: Tracer-I amplifica o alvo imunológico

O estudo apresenta o Tracer-I, uma plataforma de proteína com ampla compatibilidade com HLA, abrindo caminho para engenharia avançada de resposta imunológica e direcionamento específico para doenças.

Em um estudo recentemente publicado embiotecnologia natural,Os pesquisadores descrevem a estrutura molecular do reconhecimento direcionado do repórter do complexo antígeno-MHC para MHC I (Tracer-I), uma plataforma proteica que pode ser usada para projetar respostas imunológicas.

Significado da apresentação do peptídeo MHC I

As células doentes acumulam várias proteínas aberrantes ao longo do tempo, incluindo antígenos associados a tumores ou neoantígenos, bem como antígenos derivados de patógenos, que são finalmente degradados em proteossomos e lisossomos. Alguns desses fragmentos peptídicos antigênicos, que têm entre oito e 12 comprimentos, são representados na superfície celular por proteínas de classe I do complexo principal de histocompatibilidade (MHC I).

A apresentação do MHC 1 é crucial para a resposta imune, pois permite a morte de células doentes mediada por células imunes inatas e estimula a imunidade adaptativa. A imunidade adaptativa permite que as células T reconheçam antígenos e sejam ativadas, desencadeando a morte mediada por células e a produção de anticorpos.

O potencial dos receptores de células T

Os receptores de células T (TCRs) ligam-se aos complexos peptídeo-MHC (PMHC) através de uma combinação de seis regiões flexíveis de complementação de complementaridade (CDR). A diversidade introduzida pelo mecanismo combinatório, bem como as variações nos ângulos de acoplamento e nas orientações de ligação permitem uma especificidade significativa no reconhecimento do antígeno.

Os cientistas estão atualmente desenvolvendo CDRs de TCR para produzir moléculas de ligação ao MHC I com especificidade de ligação contra antígenos de doenças. No entanto, existem vários desafios associados a estes estudos.

Para tanto, o desenvolvimento de TCRs a partir de células que apresentam baixa afinidade pelo antígeno é muito lento. Além disso, os TCRs estão associados a uma poliespecificidade inerente que facilita a vigilância imunológica para muitos epítopos derivados de patógenos com um repertório de TCR relativamente limitado, ao mesmo tempo que limita a sua especificidade como agentes terapêuticos.

Os genes HLA que codificam os peptídeos MHC I têm mais de 38.000 alótipos entre populações e grupos genéticos. Os TCRs estão restritos a alvos PMHC em apenas algumas versões HLA, limitando a sua utilidade em diferentes contextos genéticos.

O que é Tracer-i?

Os autores do presente estudo aproveitaram o número limitado de conformações da estrutura principal dos antígenos MHC I para gerar uma plataforma compatível com uma variedade de alótipos HLA.

Uma única orientação de acoplamento pode ser usada pela maioria dos agentes de ligação para interagir com o MHC I se cobrir todo o comprimento do antígeno. Esta estrutura de ligação PMHC I tem uma superfície que pode ser adaptada para se ligar especificamente a vários peptídeos relacionados a doenças, o que tem o potencial de ser um sistema rápido e muito econômico.

A estrutura do Tracer-I usa uma forma modificada de sua plataforma anterior de ligação PMHC II orientada a peptídeos, Tracer-II, para criar uma contraparte do MHC I. O Tracer-II possui uma superfície côncava que normalmente se liga perpendicularmente ao sulco de ligação ao peptídeo nas estruturas peptídicas estendidas do MHC III.

Esta plataforma foi adaptada através da introdução de uma mutação dirigida para incluir a conformação peptídica desencadeada no MHC I numa orientação paralela. Utilizando modelagem computacional, foi identificada uma sequência compatível com a superfície do MHC I. Variações foram então introduzidas na sequência no recurso côncavo para otimizar o modo de ligação.

Especificidade de ligação

Para testar a plataforma, foram utilizados três alvos PMHC-I diferentes, incluindo peptídeos derivados de carcinoma espinocelular de esôfago, coronavírus 2 da síndrome respiratória aguda grave (SARS-COV-2) e alótipos B*08.

Todos os três alvos foram especificamente ligados por traçadores, os ligantes de interface de ligação focados em peptídeos, indicando uma plataforma generalizada de geração de ligantes que visa especificamente múltiplos alelos HLA.

A capacidade de ligação específica de alvos PMHC-I divergentes indica que esta plataforma pode ligar moléculas através de uma ampla gama de alvos e populações para múltiplas aplicações. Apesar de sua origem bacteriana, os traçadores não provocam respostas imunológicas ou citotóxicas robustas em camundongos.

Esta abordagem simplificada permite a criação rápida e fácil de ligantes de PMHC direcionados a peptídeos para uma variedade de antígenos. “”

Investigando a eficácia do Tracer I

A plataforma Tracer I foi incorporada num fragmento de anticorpo humanizado num formato acoplador de células T biespecífico (Bite). Nas células cancerígenas testadas de pacientes, foi observada ativação eficaz de células T na morte do alvo na concentração nanomolar.

Mecanismo molecular

A cristalografia de raios X mostrou que o traçador envolve o alvo PMHC I ao longo de todo o seu comprimento através da complementaridade de forma. A interface possui um conjunto de oito resíduos que permanecem constantes em diferentes HLAs, eliminando a necessidade de modos variáveis ​​de reconhecimento de PMHC -I através do modo de ligação invariante.

Variações adicionais entre o conjunto de oito vitórias permitiram a ligação a uma ampla gama de epítopos em múltiplas doenças apresentadas por diferentes alótipos de HLA. Esta resolução de substituição pontual mostra que os traçadores podem ser desenvolvidos para diferentes antígenos sem perder especificidade.

Uma forma monomérica do traçador foi então criada para ser compatível com células T receptoras de antígeno quimera (CAR-T). Descobriu-se que esta forma liga efetivamente carros com alta afinidade e induz a morte de células cancerígenas no alvo.

Conclusões

Nossas plataformas possuem alta especificidade orientada a peptídeos, ampla compatibilidade com uma variedade de antígenos e facilidade de desenvolvimento, expandindo significativamente a acessibilidade de biomarcadores MHC direcionados.”

O desenvolvimento adicional do Tracer-I poderia ajudar a desenvolver antígenos direcionados. No entanto, mais pesquisas são necessáriasIn vivo.

Fontes: