L'étude présente TRACeR-I, une plateforme protéique présentant une large compatibilité HLA, ouvrant la voie à une ingénierie avancée de la réponse immunitaire et à un ciblage spécifique à une maladie.
Étude: Ciblage des antigènes peptidiques à l’aide d’un système multiallélique de liaison au CMH I. Crédit d'image : Nemes Laszlo/Shutterstock.com
Dans une étude récente publiée dans Biotechnologie naturelle, les chercheurs décrivent la structure moléculaire de la reconnaissance ciblée du rapporteur complexe antigène-CMH pour le CMH I (TRACeR-I), une plateforme protéique qui peut être utilisée pour concevoir des réponses immunitaires.
Sommaire
Importance de la présentation du peptide I du CMH
Dans les cellules malades, plusieurs protéines aberrantes s’accumulent au fil du temps, notamment des antigènes ou néoantigènes associés à la tumeur, ainsi que des antigènes dérivés d’agents pathogènes, qui sont finalement dégradés dans les protéosomes et les lysosomes. Certains de ces fragments peptidiques antigéniques, d’une longueur comprise entre huit et 12 résidus, sont présentés à la surface cellulaire par des protéines du complexe majeur d’histocompatibilité (CMH I) de classe I.
La présentation du CMH 1 est cruciale pour la réponse immunitaire, car elle permet la destruction des cellules malades par l'intermédiaire des cellules immunitaires innées et stimule l'immunité adaptative. L'immunité adaptative permet aux lymphocytes T de reconnaître les antigènes et de subir une activation, déclenchant ainsi la destruction à médiation cellulaire et la production d'anticorps.
Le potentiel des récepteurs des lymphocytes T
Les récepteurs des lymphocytes T (TCR) se lient aux complexes peptide-CMH (pMHC) grâce à une combinaison de six boucles flexibles de régions déterminant la complémentarité (CDR). La diversité introduite par le mécanisme combinatoire, ainsi que les variations des angles d’amarrage et des orientations de liaison, permettent une spécificité significative de la reconnaissance des antigènes.
Actuellement, les scientifiques conçoivent des CDR TCR pour produire des molécules de liaison au CMH I ayant une spécificité de liaison contre les antigènes de la maladie. Cependant, plusieurs défis sont associés à ces études.
À cette fin, le développement de TCR à partir de cellules possédant une faible affinité pour l’antigène est très lent. De plus, les TCR sont associés à une polyspécificité inhérente, ce qui facilite la surveillance immunitaire de nombreux épitopes dérivés d'agents pathogènes avec un répertoire de TCR relativement restreint tout en limitant leur spécificité en tant qu'agents thérapeutiques.
Les gènes HLA codant pour les peptides du CMH I possèdent plus de 38 000 allotypes parmi les populations et les groupes génétiques. Les TCR sont limités aux cibles pMHC dans seulement quelques versions de HLA, limitant ainsi leur utilité dans des contextes génétiques divergents.
Qu’est-ce que TRACeR-I ?
Les auteurs de la présente étude ont exploité le nombre limité de conformations du squelette sur les antigènes du CMH I pour produire une plate-forme compatible avec un large éventail d'allotypes HLA.
Une seule orientation d'accueil peut être utilisée par la plupart des liants pour interagir avec le CMH I si elle couvre toute la longueur de l'antigène. Cet échafaudage de liant pMHC I possède une surface qui peut être adaptée pour se lier spécifiquement à plusieurs peptides liés à la maladie, ce qui a le potentiel de constituer un système très rentable et rapide.
L'échafaudage de TRACeR-I utilise une forme modifiée de leur précédente plateforme de liaison pMHC II axée sur les peptides, TRACeR-II, pour créer un homologue du CMH I. TRACeR-II présente une surface concave qui se lie normalement perpendiculairement au sillon de liaison aux peptides sur les structures peptidiques étendues du CMH III.
Cette plate-forme a été adaptée en introduisant une mutation dirigée pour engager la conformation peptidique bombée sur le CMH I dans une orientation parallèle. Grâce à la modélisation informatique, une séquence compatible avec la surface du CMH I a été identifiée. Par la suite, des variations ont été introduites au sein de la séquence dans la fonction concave pour optimiser le mode de liaison.
Spécificité de liaison
Pour tester la plateforme, trois cibles distinctes du pMHC I, dont des peptides dérivés du carcinome épidermoïde de l'œsophage, du virus d'Epstein-Barr et du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2), ont été présentées sur les cibles HLA et dans les deux HLA A*02. et allotypes B*08.
Les trois cibles étaient spécifiquement liées par TRACeR, le liant d’interface de liaison axé sur le peptide, suggérant ainsi une plate-forme de génération de liant généralisée capable de cibler spécifiquement plusieurs allèles HLA.
La capacité de liaison spécifique pour les cibles pMHC I divergentes indique que cette plate-forme peut se lier à des molécules sur un large éventail de cibles et à travers des populations pour de multiples applications. Malgré leur origine bactérienne, les TRACeR ne provoquent pas de réponses immunitaires ou cytotoxiques robustes chez la souris.
Cette approche simpliste permet la création rapide et facile de liants pMHC axés sur les peptides pour une large gamme d'antigènes.»
Étude de l'efficacité de TRACeR I
La plateforme TRACeR I a été incorporée dans un fragment d’anticorps humanisé dans un format d’engagement de cellules T bispécifiques (BiTE). Lors de tests sur des cellules cancéreuses dérivées de patients, une activation efficace des lymphocytes T a été observée avec une destruction ciblée à une concentration nanomolaire.
Mécanisme moléculaire
La cristallographie aux rayons X a démontré que TRACeR engage la cible pMHC I sur toute sa longueur par complémentarité de forme. L'interface possède un ensemble de huit résidus qui restent constants dans différents HLA, éliminant ainsi le besoin de modes de reconnaissance variables de pMHC I grâce à son mode de liaison invariant.
Une variation supplémentaire parmi l'ensemble de huit résidus a permis la liaison à un large éventail d'épitopes dans plusieurs maladies présentées par des allotypes HLA divergents. Cette résolution par substitution ponctuelle indique que les TRACeR peuvent être développés pour des antigènes divergents sans perdre en spécificité.
Une forme monomère du TRACeR a ensuite été générée pour être compatible avec les cellules T du récepteur d'antigène chimère (CAR-T). Cette forme s’est avérée lier efficacement les CAR avec une affinité élevée et induire la destruction ciblée des cellules cancéreuses.
Conclusions
Nos plates-formes ont une spécificité élevée axée sur les peptides, une large compatibilité avec une variété d'antigènes et un développement plus simple qui élargissent considérablement l'accessibilité des biomarqueurs ciblables du CMH.»
La poursuite du développement de TRACeR-I pourrait aider à développer des antigènes plus ciblables. Cependant, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour optimiser l'efficacité de la destruction cellulaire, prévenir l'immunogénicité indésirable et examiner les performances à long terme de cette plateforme. in vivo.
