Prelom v rozpoznávaní antigénu: Tracer-I zosilňuje imunitný cieľ

Prelom v rozpoznávaní antigénu: Tracer-I zosilňuje imunitný cieľ

Štúdia predstavuje Tracer-I, proteínovú platformu so širokou HLA kompatibilitou, ktorá pripravuje pôdu pre pokročilé inžinierstvo imunitnej odpovede a cielenie špecifické pre chorobu.

V nedávno publikovanej štúdii vprírodné biotechnológie,Výskumníci opisujú molekulárnu štruktúru cieleného rozpoznávania reportéra komplexu antigén-MHC pre MHC I (Tracer-I), proteínovú platformu, ktorú možno použiť na vytvorenie imunitných reakcií.

Význam prezentácie MHC I peptidu

Choré bunky akumulujú niekoľko aberantných proteínov v priebehu času, vrátane antigénov spojených s nádorom alebo neoantigénov, ako aj antigénov odvodených od patogénov, ktoré sú nakoniec degradované v proteozómoch a lyzozómoch. Niektoré z týchto antigénnych peptidových fragmentov, ktoré majú 8 až 12 dĺžok, sú na bunkovom povrchu reprezentované proteínmi triedy I hlavného histokompatibilného komplexu (MHC I).

Prezentácia MHC 1 je rozhodujúca pre imunitnú odpoveď, pretože umožňuje vrodené zabíjanie chorých buniek sprostredkované imunitnými bunkami a stimuluje adaptívnu imunitu. Adaptívna imunita umožňuje T bunkám rozpoznať antigény a podstúpiť aktiváciu, čím sa spustí bunkami sprostredkované zabíjanie a produkcia protilátok.

Potenciál receptorov T buniek

Receptory T buniek (TCR) sa viažu na komplexy peptid-MHC (PMHC) prostredníctvom kombinácie šiestich flexibilných oblastí dokončenia komplementarity (CDR). Rozmanitosť zavedená kombinatorickým mechanizmom, ako aj variácie v uhloch dokovania a orientácii väzby umožňujú významnú špecifickosť rozpoznávania antigénu.

Vedci v súčasnosti vyvíjajú TCR CDR na produkciu molekúl viažucich MHC I s väzbovou špecifickosťou proti antigénom choroby. S týmito štúdiami je však spojených niekoľko výziev.

Na tento účel je vývoj TCR z buniek, ktoré majú nízku afinitu k antigénu, veľmi pomalý. Okrem toho sú TCR spojené s inherentnou polyšpecifickosťou, ktorá uľahčuje imunitný dohľad pre mnohé epitopy odvodené od patogénov s relatívne obmedzeným repertoárom TCR, pričom obmedzuje ich špecifickosť ako terapeutických činidiel.

Gény HLA kódujúce peptidy MHC I majú viac ako 38 000 alotypov v populáciách a genetických skupinách. TCR sú obmedzené na ciele PMHC len v niekoľkých verziách HLA, čo obmedzuje ich užitočnosť v rôznych genetických kontextoch.

Čo je Tracer-i?

Autori súčasnej štúdie využili obmedzený počet konformácií hlavného reťazca na antigénoch MHC I na vytvorenie platformy kompatibilnej s rôznymi alotypmi HLA.

Jediná dokovacia orientácia môže byť použitá väčšinou väzbových činidiel na interakciu s MHC I, ak pokrýva celú dĺžku antigénu. Tento väzbový skelet PMHC I má povrch, ktorý môže byť prispôsobený tak, aby sa špecificky viazal na viaceré peptidy súvisiace s ochorením, čo má potenciál byť veľmi nákladovo efektívnym a rýchlym systémom.

Scaffold Tracer-I využíva modifikovanú formu ich predchádzajúcej peptidovo orientovanej väzbovej platformy PMHC II Tracer-II na vytvorenie náprotivku MHC I. Tracer-II má konkávny povrch, ktorý sa normálne viaže kolmo na drážku viažucu peptid na rozšírených peptidových štruktúrach MHC III.

Táto platforma bola prispôsobená zavedením riadenej mutácie tak, aby zahŕňala spustenú peptidovú konformáciu na MHC I v paralelnej orientácii. Pomocou počítačového modelovania bola identifikovaná sekvencia kompatibilná s povrchom MHC I. Variácie sa potom zaviedli do sekvencie v konkávnom znaku, aby sa optimalizoval režim viazania.

Špecifickosť väzby

Na testovanie platformy sa použili tri rôzne ciele PMHC-I, vrátane peptidov odvodených z karcinómu skvamóznych buniek pažeráka, koronavírusu 2 ťažkého akútneho respiračného syndrómu (SARS-COV-2) a alotypov B*08.

Všetky tri ciele boli špecificky viazané indikátormi, väzbovými rozhraniami zameranými na peptid, čo naznačuje všeobecnú platformu generujúcu spojivo, ktorá sa špecificky zameriava na viaceré alely HLA.

Špecifická väzbová schopnosť divergentných cieľov PMHC-I naznačuje, že táto platforma môže viazať molekuly v širokom rozsahu cieľov a populácií pre viaceré aplikácie. Napriek svojmu bakteriálnemu pôvodu indikátory nevyvolávajú u myší silné imunitné alebo cytotoxické reakcie.

Tento zjednodušený prístup umožňuje rýchle a jednoduché vytvorenie peptidovo zacielených PMHC väzbových látok pre rôzne antigény. ""

Skúmanie účinnosti Tracer I

Platforma Tracer I bola začlenená do fragmentu humanizovanej protilátky vo formáte bišpecifického zapojenia T buniek (Bite). V testovaných rakovinových bunkách od pacientov sa pozorovala účinná aktivácia T buniek pri usmrcovaní cieľa pri nanomolárnej koncentrácii.

Molekulárny mechanizmus

Rôntgenová kryštalografia ukázala, že indikátor zapája cieľ PMHC I po celej jeho dĺžke prostredníctvom komplementarity tvaru. Rozhranie má sadu ôsmich zvyškov, ktoré zostávajú konštantné naprieč rôznymi HLA, čím sa eliminuje potreba variabilných režimov rozpoznávania PMHC-I prostredníctvom invariantného väzbového režimu.

Ďalšia variácia medzi súborom ôsmich víťazstiev umožnila väzbu k širokému spektru epitopov naprieč viacerými ochoreniami prezentovanými rôznymi alotypmi HLA. Toto bodové substitučné rozlíšenie ukazuje, že indikátory môžu byť vyvinuté pre rôzne antigény bez straty špecifickosti.

Potom sa vytvorila monomérna forma indikátora, aby bola kompatibilná s T bunkami chimérneho antigénneho receptora (CAR-T). Zistilo sa, že táto forma účinne viaže autá s vysokou afinitou a vyvoláva zabíjanie rakovinových buniek v cieli.

Závery

Naše platformy majú vysokú peptidovo orientovanú špecifickosť, širokú kompatibilitu s rôznymi antigénmi a jednoduchý vývoj, čím sa výrazne rozširuje dostupnosť cielených biomarkerov MHC.“

Ďalší vývoj Tracer-I by mohol pomôcť pri vývoji cielených antigénov. Je však potrebný ďalší výskumIn vivo.

Zdroje: