MHC multimer - MHC multimer

MHC multimerler vardır oligomerik biçimleri MHC molekülleri, tanımlamak ve izole etmek için tasarlanmıştır T hücreleri ilişkisiz T hücrelerinin büyük bir grubu arasında spesifik antijenlere yüksek afinite ile.[1] Multimerlerin boyutları genellikle dimerden oktamere kadar değişir; ancak, bazı şirketler multimer başına daha da yüksek miktarlarda MHC kullanır. Multimers görüntülemek için kullanılabilir sınıf 1 MHC, sınıf 2 MHC veya klasik olmayan moleküller (ör. CD1d ) maymunlar, fareler ve insanlar gibi türlerden.

Arka fon

Dan beri T hücre reseptörleri MHC meslektaşları için düşük bir afiniteye sahip olduğundan, T hücrelerini tek MHC-T-hücre etkileşimleri kullanarak etkili bir şekilde etiketlemek tarihsel olarak sorunluydu.[2] Bununla birlikte, 1996'da John Altman tarafından, karşılık gelen T hücreleri arasında daha kararlı bir bağ oluşturmak için çoklu MHC moleküllerinden oluşan bir kompleks kullanılması önerildi.[3]

Üretim

En yaygın kullanılan MHC multimerleri tetramerlerdir.[3] Bunlar tipik olarak tarafından üretilir biyotinile etme tipik olarak ökaryotik veya bakteriyel hücrelerde rekombinant olarak üretilen çözünür MHC monomerleri. Bu monomerler daha sonra aşağıdakiler gibi bir omurgaya bağlanır: Streptavidin veya avidin, dört değerlikli bir yapı oluşturmak. Bu omurgalar, florokromlar bağlı T hücrelerini daha sonra izole etmek için akış sitometrisi.[4]

Potansiyel klinik uygulamalar

MHC multimerleri, antijene özgü T hücresi tespiti ve izolasyonunda önceden ulaşılamayan bir özgüllük seviyesine izin verir. Bu yetenek, birçok klinik uygulamaya yol açar. MHC multimerleri aşağıdakilere izin verir: ex vivo Viral veya tümör ile ilgili antijenlere özel T hücrelerinin seçimi ve çoğalması, bu daha sonra bağışıklık sistemini güçlendirmek için yeniden dahil edilebilir. MHC multimerleri ayrıca ex vivo olarak transplant organlarında greft kaynaklı T hücrelerini ortadan kaldırmak için de kullanılabilir. MHC multimerleri ayrıca, kendi kendine hücreleri hedefleyen ve otoimmün hastalığa yol açanlar gibi zararlı veya istenmeyen T hücrelerini in vivo olarak ortadan kaldırmak için de kullanılabilir.[4][5][6] Kanser immünoterapisi ve aşı gelişimi de bu teknolojiden büyük ölçüde etkilenebilir.[7]

Alt türler

MHC tetramer

MHC tetramerleri dört MHC molekülünden, bir tetramerizasyon ajanından ve floresan etiketli bir proteinden (genellikle streptavidin) oluşur. Streptavidinler ayrıca MHC için 6 veya 12 bağlanma bölgesi ile oluşturulmuştur.[8] MHC tetramerleri, epitopa özgü bağlanma ile spesifik T hücrelerini tanımlamak ve etiketlemek için kullanılır ve antijene özgü bağışıklık tepkisinin hem hayvan modelinde hem de insanda analiz edilmesine izin verir.[9] MHC tetramerleri, orijinal olarak MHC sınıf I molekülleri kullanılarak geliştirilmiştir. sitotoksik T hücreleri,[10][11] ancak son on yılda tanınmasına izin verdiler CD4 T hücreleri çok çeşitli antijenler tarafından. Tetramer testleri, tek hücreli fenotipleme ve hücre sayımı için kullanılır ve aşağıdaki gibi diğer yöntemlere göre önemli bir avantaj sunar. ELISPOT ve tek hücreli PCR, çünkü bunlar, ayrılmış hücrelerin geri kazanılmasını ve daha fazla çalışılmasını sağlar. Akış sitometri tabanlı bir uygulama olarak tetramerlerin kullanımı kolaydır ve Antikor tabanlı akış sitometrisi çalışmalarına benzer şekilde kısa bir test süresine sahiptir.[4]

MHC tetramerleri, patojen bağışıklığı ve aşı geliştirme çalışmalarında, antitümör yanıtlarının değerlendirilmesinde, alerji izleme ve duyarsızlaştırma çalışmalarında ve otoimmünitede kullanılır.[4][12] Bir aşıya yanıt veren T hücrelerini karakterize etmek için ideal bir yol sağlarlar ve aşağıdakiler dahil birçok aşı sisteminde T hücre yanıtlarını test etmek için kullanılmıştır. grip,[13] sarıhumma,[14] tüberküloz,[15] HIV /SIV[16] ve çok sayıda kanser aşısı denemesi,[17] dahil olmak üzere melanom ve Kronik miyeloid lösemi.[18] Sınıf II tetramerler, patojenlere karşı çeşitli insan CD4 T hücresi yanıtlarının analizi için kullanılmıştır. grip A, Borrelia, Epstein Barr Virüsü, CMV, Tüberküloz, insan T lenfotropik virüsü 1, Hepatit C, şarbon, ağır akut solunum sendromu virüs, insan papilloma virüsü ve HIV.[4]Radyo işaretli veya bir toksine bağlı tetramer varyantları geliştirilmiştir. Saporin, belirli T hücre popülasyonlarını modüle etmek ve hatta tüketmek için canlı farelere enjekte edilebilir.[19][20]Peptid-MHC tetramerleri de terapötik olarak kullanılmıştır.[21] Örneğin, sitomegalovirüse özgü T hücreleri, manyetik boncuk temelli zenginleştirme kullanılarak yüksek saflık düzeylerine zenginleştirilmiştir. kök hücre Nakil hastaları.[12]

MHC pentameri

Pentamerler, MHC tetramerlerden farklı olarak tüm kafa gruplarının CD8 + T hücresiyle iletişim kurabilmesi için düzlemsel bir konfigürasyonda düzenlenmiş beş MHC-peptid baş grubundan oluşur. Baş grupları, esnek bağlayıcılar aracılığıyla bir sarmal bobin multimerizasyon alanı, bu da beş floresan veya biotin etiketine bağlanır. Pentamerler APC, R-PE veya biotin etiketleme ile mevcuttur ve ayrıca uzun süreli depolama için ayrı etiketlerle etiketlenmemişlerdir. Pentamerler, diğer multimer reaktiflere kıyasla gelişmiş parlaklık ve boyama avansı sunar.

MHC pentamerleri, akış sitometrisinde antijene özgü CD8 + T hücrelerinin saptanmasında kullanılmıştır,[12] ve 750'den fazla hakemli yayında alıntılanmıştır [1] dergilerdeki birkaç dahil Doğa[22] ve Bilim.[23][24] MHC pentamerleri doku boyamada da kullanılabilir,[25] ve antijene özgü T hücrelerinin manyetik izolasyonunda.[26]

Pentamerler yalnızca araştırma kullanımı için lisanslanırken, 2009 yılında bir ekibe, onları anne-kız transferi için EBV'ye özgü T hücrelerini izole etmek ve kızda EBV ile ilişkili lenfomanın hayat kurtarıcı tedavisi için kullanmak üzere özel bir izin verildi.[27]

Pentamerler, aşağıdaki hastalık alanlarından antijenler için mevcuttur: adenovirüs, HCV, sıtma, SIV, Otoimmün rahatsızlığı, HIV transplantasyon antijenleri, tripanozom, kanser, HPV, tüberküloz, klamidya, HTLV, Vaccinia, CMV, grip, VSV, EBV, LCMV, RSV, Batı Nil Virüsü, HBV, Listeria, Sendai virüsü, sarıhumma. Özel özgüllük pentamerleri de devreye alınabilir.

Pentamerler şu anda akademiler, endüstri ve klinisyenler tarafından araştırmalarda kullanılmaktadır ve pentamer kullanan araştırmalar uluslararası medyada yer almıştır. [2][3] çeşitli vesilelerle.

MHC Dextramer

Danimarka biyoteknoloji şirketi tarafından geliştirilmiş ve ticari markalı bir MHC multimer formu, Immudex Dextramer reaktifleri FITC, PE veya APC ile flüoresan olarak etiketlenir ve bir cihaza bağlı MHC molekülleri içerir. dekstran akış sitometrisi kullanarak sıvı hücrelerdeki ve katı doku örneklerindeki antijene özgü T hücrelerini saptamak için kullanılan omurga. Bu T hücreleri, yüzeyinde gösterilen spesifik bir MHC-peptid kompleksini tanıyan T hücre reseptörlerini (TCR) içerir. antijen sunan hücreler multimerlerin önceki nesillerinde mevcut olmayan gelişmiş bir sinyal-gürültü oranı nedeniyle bu spesifik T-hücresi popülasyonlarının saptanması, izolasyonu ve nicelendirilmesine izin verir.[3][12][28]

Dextramerler, bunlarla sınırlı olmamak üzere, hastalıklarda yer alan çeşitli insan, fare ve al yanaklı makak genleri için daha fazla sayıda MHC-peptit ile geliştirilmiştir: kanser, HIV, Epstein Barr Virüsü (EBV), Sitomegalovirüs (CMV), LCMV, insan papilloma virüsü (HPV), BK polyomavirüs, HTLV, hepatit, mikobakteri, ve graft-versus-host hastalığı.

Dextramer teknolojisi, artan özgüllükleri ve bağlanma afiniteleri nedeniyle şu anda akademik ve klinik araştırmalarda kullanılmaktadır, bu da spesifik T hücreleri için artan istekliliğe izin verir ve boyama yoğunluğunu artırır. Bu avantaj, Dextramer'ların tek bir T-hücresine birden çok kez bağlanma kabiliyetinin artmasının bir sonucudur ve bu etkileşimin stabilitesini, pentamerler ve tetramerler gibi diğer multimer teknolojileriyle karşılaştırıldığında geliştirir. Diğer uygulamalar, antijene özgü T hücre popülasyonlarının yanı sıra izole etme yeteneğini içerir. yerinde kullanarak algılama immünohistokimya (IHC) çeşitli hastalık durumları için (örneğin katı tümörler). Bu reaktifler bu nedenle gelecekteki ilaç ve aşı geliştirme için önemlidir.[1][12][28][29][30]

Immudex şu anda kan örneklerinde CD8 + T hücrelerinin keşif tespiti ve kantifikasyonu için geniş bir yelpazeyi kapsayan bir CMV Dextramer testi geliştirmiştir. epitoplar gelecekteki klinik ortamlarda CMV ilerlemesinin taranması ve izlenmesine yardımcı olmak.[31] Şu anda Dextramer'lar yalnızca MHC sınıf I molekülleri ile mevcuttur ve MHC sınıf II Dextramer'ların uygulamaları ve üretimi konusunda gelecekte geliştirme ve araştırma vardır.[32]

Referanslar

  1. ^ a b Hadrup, Sine R .; Bakker, Arnold H .; et al. (2009). "MHC multimerlerinin çok boyutlu kodlamasıyla Antijene Özgü T-Hücresi yanıtlarının Paralel Tespiti". Doğa Yöntemleri. 6 (7): 520–526. doi:10.1038 / nmeth.1345. PMID  19543285. S2CID  1285613.
  2. ^ Nepom, Gerald T. "MHC Multimers: Expanding the Clinical Toolkit," Klinik İmmünoloji, Cilt 6 (2003), s. 1-4., Antigen. 106 (2003), s. 1-4.
  3. ^ a b c Bakker, Arnold; Schumacher, Tom. "MHC Multimer Teknolojisi: Mevcut Durum ve Gelecek Beklentiler" İmmünolojide Güncel Görüş, Cilt. 4 (Ağustos 2005), sayfa 428-433.
  4. ^ a b c d e Nepom Gerald T (2012). "MHC Sınıf II Tetramerler". Journal of Immunology. 188 (6): 2477–2482. doi:10.4049 / jimmunol.1102398. PMC  3297979. PMID  22389204.
  5. ^ Holman, Philmore O .; Walsh, Elizabeth R .; Jameson, Stephen C. (2005). "CD8 Antikorlarının Sınıf I MHC Multimer Bağlanması Üzerindeki Etkisinin Karakterizasyonu". İmmünoloji Dergisi. 174 (7): 3986–3991. doi:10.4049 / jimmunol.174.7.3986. PMID  15778355.
  6. ^ Hackett, Charles J .; Sharma, Opendra K. (2002). "Peptid-MHC sınıf II multimer teknolojisindeki sınırlar". Doğa İmmünolojisi. 3 (10): 887–889. doi:10.1038 / ni1002-887. PMID  12352960. S2CID  43206855.
  7. ^ Davis, Mark M .; Altman, John D .; Newell, Evan W. "Repertuarı Sorgulamak: Peptid-MHC Multimer Analizinin Kapsamını Genişletmek" Doğa İncelemeleri İmmünoloji, Cilt. 11, No. 8 (15 Temmuz 2011), s.551-558.
  8. ^ Fairhead, M; Veggiani, G; et al. (2014). "SpyAvidin Hubs Hassas ve Ultra Dayanıklı Ortogonal Nano Montaj Sağlıyor". JACS. 136 (35): 1528–35. doi:10.1021 / ja505584f. PMC  4183622. PMID  25111182.
  9. ^ Mucit Erfle V; 2004 Temmuz 15. MHC tetramerleri. Birleşik Devletler patenti US 20040137642.
  10. ^ Altman, J. D; et al. (1996). "Antijene özgü T lenfositlerinin fenotipik analizi". Bilim. 274 (5284): 94–96. doi:10.1126 / science.274.5284.94. PMID  8810254. S2CID  12667633.
  11. ^ Lebowitz, M. S (1999). "T hücresi reseptörlerinin çözünür, yüksek afiniteli dimerleri ve sınıf II majör histo-uyumluluk kompleksleri: immün yanıtların analizi ve modülasyonu için biyokimyasal problar". Hücre. Immunol. 192 (2): 175–184. doi:10.1006 / cimm.1999.1441. PMID  10087186.
  12. ^ a b c d e Davis, MM; Altman, JD; Newell, EW (Temmuz 2011). "Repertuarın sorgulanması: peptid-MHC multimer analizinin kapsamının genişletilmesi". Nat Rev Immunol. 11 (8): 551–8. doi:10.1038 / nri3020. PMC  3699324. PMID  21760610.
  13. ^ He, X. S .; et al. (2008). "Çocukların ve yetişkinlerin influenza aşıları ile aşılanmasından sonra influenzaya özgü CD8 + T hücrelerinde fenotipik değişiklikler". J. Infect. Dis. 197 (6): 803–811. doi:10.1086/528804. PMID  18279048.
  14. ^ Co, M. D., Kilpatrick, E. D. & Rothman, A.L. Sarı humma virüsü 17D aşılamasını takiben CD8 T-hücresi tepkisinin dinamikleri " İmmünoloji 2009; 128, e718 – e727
  15. ^ Wei, H. vd. M. tuberculosis enfeksiyonu sırasında epitopa özgü CD4 T hücresinin DR * W201 / P65 tetramer görselleştirmesi ve BCG aşılamasından sonra dinlenme hafıza havuzu " PLoS ONE 4, e6905 (2009).
  16. ^ Betts, M.R .; et al. (2005). "Anti-Gag aşısının neden olduğu T hücre yanıtlarında fonksiyonel ve fenotipik değişikliklerin karakterizasyonu ve bunların HIV-1 enfeksiyonundan sonra korumadaki rolü". Proc. Natl. Acad. Sci. Amerika Birleşik Devletleri. 102 (12): 4512–4517. doi:10.1073 / pnas.0408773102. PMC  552973. PMID  15753288.
  17. ^ Pittet, M. J .; et al. (2001). "Kanser hastalarında MHC / peptid tetramerleri kullanılarak tümör antijenine özgü CD8 + T hücresi yanıtlarının ex vivo analizi". Int. İmmünofarmakol. 1 (7): 1235–1247. doi:10.1016 / s1567-5769 (01) 00048-0. PMID  11460305.
  18. ^ Lee, P. P. vd. Melanom hastalarında tümörle ilişkili antijenlere özgü dolaşımdaki T hücrelerinin karakterizasyonu.
  19. ^ Maile, R .; et al. (2001). "Çözünür MHC sınıf I tetramerlerin in vivo uygulamasıyla bir bağışıklık yanıtının antijene özgü modülasyonu". J. Immunol. 167 (7): 3708–3714. doi:10.4049 / jimmunol.167.7.3708. PMID  11564786.
  20. ^ Yuan, R. R .; et al. (2004). "Alfa yayan intihar MHC tetramerleri kullanılarak T hücresi klonlarının hedeflenen silinmesi". Kan. 104 (8): 2397–2402. doi:10.1182 / kan-2004-01-0324. PMID  15217835.
  21. ^ Cobbold, M .; et al. (2005). "Sitomegalovirüse özgü CTL'nin kök hücre nakli hastalarına, HLA - peptid tetramerleri ile seçildikten sonra benimsenen transferi". J. Exp. Orta. 202 (3): 379–386. doi:10.1084 / jem.20040613. PMC  2213070. PMID  16061727.
  22. ^ Jiang; Clark; Liu; Bahisler; Fuhlbrigge; Kupper (2012). "Deri enfeksiyonu, göç etmeyen bellek CD8 + T (RM) hücreleri üretir ve küresel cilt bağışıklığı sağlar". Doğa. 483 (7388): 227–31. doi:10.1038 / nature10851. PMC  3437663. PMID  22388819.
  23. ^ Saveanu L, Carroll O, Weimershaus M, Guermonprez P, Fırat E, Lindo V, Greer F, Davoust J, Kratzer R, Keller SR, Niedermann G, van Endert P (2009). "IRAP, MHC sınıf I çapraz sunum için gerekli bir endozomal bölmeyi tanımlar". Bilim. 325 (5937): 213–7. doi:10.1126 / science.1172845. PMID  19498108. S2CID  35719774.
  24. ^ Bannard; Kraman, Fearon (2009). "Efektör fenotipi geliştiren CD8 + T hücrelerinin ikincil replikatif işlevi". Bilim. 323 (5913): 505–9. doi:10.1126 / science.1166831. PMC  2653633. PMID  19164749.
  25. ^ Panoskaltsis-Mortari; Taylor PA; MJ bilmece; Shlomchik MA; Blazar BR. (2008). "Pentamerler kullanılarak allospesifik B hücrelerinin yerinde tanımlanması". Kan. 111 (7): 3904–5. doi:10.1182 / kan-2007-12-127415. PMC  2275041. PMID  18362221.
  26. ^ Griffioen M, van Egmond HM, Barnby-Porritt H, van der Hoorn MA, Hagedoorn RS, Kester MG, Schwabe N, Willemze R, Falkenburg JH, Heemskerk MH (2008). "Klinik uygulama için minör histokompatibilite antijenlerini tanıyan T hücre reseptörlü virüse özgü T hücrelerinin genetik mühendisliği". Hematoloji. 93 (10): 1535–43. doi:10.3324 / haematol.13067. PMID  18768532.
  27. ^ Uhlin; Okas M; Gertow J; Uzunel M; Brismar TB; Mattsson J. (2009). "Kök hücre transplantasyonundan sonra EBV ile ilişkili lenfoma için bir tedavi olarak yeni bir haplo-özdeş uyarlayıcı CTL tedavisi". Cancer Immunol Immunother. 59 (3): 473–7. doi:10.1007 / s00262-009-0789-1. PMID  19908041. S2CID  21605915.
  28. ^ a b Casalegno-Garduno, Rosaely; Schmitt, Anita; Yao, Junxia; Wang, Xinchao; Xu, Xun; Freund, Mathias; Schmitt, Michael. "Antijene özgü T hücrelerinin tespiti ve uyarlamalı transferi için multimer teknolojileri". Cancer Immunol Immunother. 2010 (59): 195–202. PMID  19847424.
  29. ^ Schøller, Jorgen; Singh, Mahavir; Bergmeier, Lesley; Brunstedt, Katja; Wang, Yufei; Whittall Trevor; Rahman, Durdana; Pido-Lopez, J .; Lehner, T. (2010). "Dekstrana bağlı bir rekombinant insan HLA-sınıf I antijeni, doğuştan gelen ve adaptif immün tepkileri ortaya çıkarır". İmmünolojik Yöntemler Dergisi. 2010 (360): 1–9. doi:10.1016 / j.jim.2010.05.008. PMID  20542039.
  30. ^ Batard, Pascal; Peterson, Daniel A .; Devêvre, Estelle; Guillaume, Philippe; Cerottini, Jean-Charles; Rimoldi, Donata; Speiser, Daniel E .; Winther, Lars; Romero, Pedro (2006). "Dextramers: Antijene özgü CD8 + T hücrelerinin görselleştirilmesi için yeni nesil floresan MHC sınıf I / peptit multimerleri". İmmünolojik Yöntemler Dergisi. 2006 (310): 136–148. doi:10.1016 / j.jim.2006.01.006. PMID  16516226.
  31. ^ Hadrup SR; Strindhall J; Kollgaard T; et al. "Klonal olarak genişletilmiş CD8 T hücrelerinin boylamasına çalışmaları, çok yaşlılarda ölüm oranını ve işlevsiz sitomegalovirüse özgü T hücrelerinin sayısının arttığını gösteren bir repertuar büzülmesini ortaya koymaktadır". Journal of Immunology, 2006, 176(4), 2645–2653
  32. ^ Massilamany; et al. "Otoreaktif CD4 T hücrelerinin majör histo-uyumluluk kompleksi sınıf II dekstramerler kullanılarak saptanması". BMC İmmünolojisi. 2011 (12): 40.