Multimer MHC

Multimery MHC to oligomeryczne formy cząsteczek MHC , przeznaczone do identyfikacji i izolacji komórek T o wysokim powinowactwie do określonych antygenów z dużej grupy niepowiązanych komórek T. Multimery mają na ogół wielkość od dimerów do oktamerów; jednak niektóre firmy stosują jeszcze większe ilości MHC na multimer. Multimery można stosować do prezentacji MHC klasy 1 , MHC klasy 2 lub cząsteczek nieklasycznych (np. CD1d ) z gatunków takich jak małpy, myszy i ludzie.

Tło

Ponieważ receptory komórek T mają niskie powinowactwo do swoich odpowiedników MHC, historycznie problematyczne było skuteczne znakowanie komórek T przy użyciu pojedynczych interakcji MHC-komórki T. Jednak w 1996 roku John Altman zaproponował użycie kompleksu wielu cząsteczek MHC w celu utworzenia bardziej stabilnego wiązania między odpowiednimi komórkami T.

Produkcja

Najczęściej stosowanymi multimerami MHC są tetramery. Są one zwykle wytwarzane przez biotynylację rozpuszczalnych monomerów MHC, które są zazwyczaj wytwarzane rekombinacyjnie w komórkach eukariotycznych lub bakteryjnych. Te monomery następnie wiążą się ze szkieletem, takim jak streptawidyna lub awidyna , tworząc czterowartościową strukturę. Te szkielety są sprzężone z fluorochromami , aby następnie wyizolować związane komórki T za pomocą cytometrii przepływowej .

Potencjalne zastosowania kliniczne

Multimery MHC pozwalają na wcześniej nieosiągalny poziom specyficzności w wykrywaniu i izolacji komórek T specyficznych dla antygenu. Zdolność ta daje początek kilku zastosowaniom klinicznym. Multimery MHC umożliwiają ex vivo selekcja i proliferacja komórek T specyficznych dla antygenów wirusowych lub związanych z nowotworami, które następnie można ponownie wprowadzić w celu wzmocnienia układu odpornościowego. Multimery MHC można również stosować do eliminacji komórek T pochodzących z przeszczepu na przeszczepionych narządach, ex vivo. Multimery MHC można również stosować do eliminowania szkodliwych lub niepożądanych komórek T in vivo, takich jak te, które atakują własne komórki i prowadzą do chorób autoimmunologicznych. Technologia ta może również w dużym stopniu wpływać na immunoterapię raka i opracowywanie szczepionek.

Podtypy

tetramer MHC

Tetramery MHC składają się z czterech cząsteczek MHC, środka tetrameryzującego i białka znakowanego fluorescencyjnie (zwykle streptawidyny). Wytworzono również streptawidyny z 6 lub 12 miejscami wiązania dla MHC. Tetramery MHC są stosowane do identyfikacji i znakowania specyficznych komórek T przez specyficzne wiązanie epitopu, umożliwiając analizę odpowiedzi immunologicznej specyficznej dla antygenu zarówno w modelu zwierzęcym, jak iu człowieka. Tetramery MHC zostały pierwotnie opracowane przy użyciu cząsteczek MHC klasy I do rozpoznawania cytotoksycznych limfocytów T , ale w ciągu ostatniej dekady umożliwiły rozpoznanie limfocytów T CD4 przez wiele różnych antygenów. Testy tetramerowe są używane do fenotypowania pojedynczych komórek i liczenia komórek i oferują istotną przewagę nad innymi metodami, takimi jak ELISPOT i PCR na pojedynczych komórkach, ponieważ umożliwiają odzyskiwanie i dalsze badanie sortowanych komórek. Jako aplikacja oparta na cytometrii przepływowej, tetramery są również łatwe w użyciu i mają krótki czas testu, podobnie jak badania cytometrii przepływowej oparte na przeciwciałach.

Tetramery MHC są wykorzystywane w badaniach odporności na patogeny i opracowywaniu szczepionek, w ocenie odpowiedzi przeciwnowotworowych, w monitorowaniu alergii i badaniach odczulania oraz w autoimmunizacji. Stanowią idealny sposób na scharakteryzowanie limfocytów T, które reagują na szczepionkę, i były używane do testowania odpowiedzi limfocytów T w wielu systemach szczepionek, w tym przeciwko grypie, żółtej gorączce, gruźlicy , HIV / SIV i wielu próbach szczepionek przeciwnowotworowych , w tym czerniaka i przewlekłej białaczki szpikowej . Tetramery klasy II zostały użyte do analizy różnych odpowiedzi ludzkich limfocytów T CD4 na patogeny, w tym grypę typu A , Borrelia , wirus Epsteina-Barr , CMV , Mycobacterium tuberculosis , ludzki wirus T-limfotropowy 1 , wirusowe zapalenie wątroby typu C , wąglika , ciężką ostrą wirus zespołu oddechowego , wirus brodawczaka ludzkiego i HIV. Opracowano warianty tetrameru, które znakowane radioaktywnie lub sprzężone z toksyną, taką jak saporyna , można wstrzykiwać żywym myszom w celu modulowania lub nawet zmniejszania populacji określonych komórek T. Tetramery peptyd-MHC były również stosowane terapeutycznie. Na przykład limfocyty T swoiste dla wirusa cytomegalii zostały wzbogacone do wysokiego poziomu czystości przy użyciu wzbogacania opartego na kulkach magnetycznych do stosowania w terapii pacjentów po przeszczepie komórek macierzystych .

Pentamer MHC

Pentamery składają się z pięciu grup głównych peptydów MHC, ułożonych w płaskiej konfiguracji, tak że w przeciwieństwie do tetramerów MHC wszystkie grupy główne mogą kontaktować się z komórką T CD8 +. Grupy czołowe są połączone za pomocą elastycznych łączników z domeną multimeryzacji typu coiled-coil , która z kolei jest połączona z pięcioma znacznikami fluorescencyjnymi lub biotynowymi. Pentamery są dostępne z oznaczeniem APC, R-PE lub biotyną, a także nieoznakowane z oddzielnymi znacznikami do długoterminowego przechowywania. Pentamery oferują zwiększoną jasność i awidność barwienia w porównaniu z innymi odczynnikami multimerycznymi.

Pentamery MHC były stosowane do wykrywania swoistych antygenowo limfocytów T CD8+ w cytometrii przepływowej i są cytowane w ponad 750 recenzowanych publikacjach [1] , w tym w kilku w czasopismach Nature i Science . Pentamery MHC można również stosować do barwienia tkanek i izolacji magnetycznej komórek T swoistych dla antygenu.

Podczas gdy pentamery są licencjonowane wyłącznie do użytku badawczego, w 2009 roku zespołowi wydano specjalne zezwolenie na wykorzystanie ich do izolowania komórek T specyficznych dla EBV do transferu matka-córka, do ratującego życie leczenia chłoniaka związanego z EBV u córki.

Pentamery są dostępne dla antygenów z następujących obszarów chorobowych: adenowirus , HCV , malaria , SIV , choroba autoimmunologiczna , HIV , antygeny transplantacyjne, trypanosoma , rak , HPV , gruźlica , chlamydia , HTLV , krowianka , CMV , grypa , VSV , EBV , LCMV , RSV , wirus Zachodniego Nilu , HBV , Listeria , wirus Sendai , żółta febra . Można również zamówić pentamery o niestandardowej specyficzności.

Pentamery są obecnie wykorzystywane w badaniach przez środowisko akademickie, przemysł i klinicystów, a badania z wykorzystaniem pentamerów pojawiały się w międzynarodowych mediach [2] [3] przy kilku okazjach.

MHC Dextramer®

Forma multimeru MHC opracowana i zarejestrowana przez duńską firmę biotechnologiczną Immudex w 2002 r. Odczynniki dekstramerowe są znakowane fluorescencyjnie za pomocą FITC, PE lub APC i zawierają cząsteczki MHC przyłączone do szkieletu dekstranu , które są używane do wykrywania specyficznych dla antygenu T- komórek w płynnych komórkach i próbkach tkanek stałych za pomocą cytometrii przepływowej. Te komórki T zawierają receptory komórek T (TCR), które rozpoznają specyficzny kompleks MHC-peptyd prezentowany na powierzchni komórek prezentujących antygen umożliwiając wykrywanie, izolację i oznaczanie ilościowe tych specyficznych populacji komórek T dzięki ulepszonemu stosunkowi sygnału do szumu, nieobecnemu we wcześniejszych generacjach multimerów.

Dextramer ® zostały opracowane z większą liczbą peptydów MHC dla różnych genów ludzkich, mysich i makaków rezusów zaangażowanych w choroby, w tym między innymi: raka , HIV , wirusa Epsteina-Barra (EBV), wirusa cytomegalii (CMV), LCMV, wirus brodawczaka ludzkiego (HPV), poliomawirus BK , HTLV, zapalenie wątroby , prątki i choroba przeszczep przeciw gospodarzowi .

Technologia Dextramer jest obecnie wykorzystywana w badaniach akademickich i klinicznych ze względu na ich zwiększoną specyficzność i powinowactwo wiązania, co pozwala na zwiększenie awidności specyficznych limfocytów T i zwiększa intensywność barwienia. Ta zaleta wynika ze zwiększonej zdolności Dextramerów do wielokrotnego wiązania się z pojedynczym limfocytem T, poprawiając stabilność tej interakcji w porównaniu z innymi technologiami multimerowymi, takimi jak pentamery i tetramery. Dalsze zastosowania obejmują możliwość izolowania populacji komórek T specyficznych dla antygenu, jak również wykrywanie in situ za pomocą immunohistochemii (IHC) dla różnych stanów chorobowych (np. guzów litych). Odczynniki te są zatem ważne dla przyszłego opracowywania leków i szczepionek.

Firma Immudex opracowała test CMV Dextramer ® do eksploracyjnego wykrywania i oznaczania ilościowego limfocytów T CD8+ w próbkach krwi, obejmujący szeroki zakres epitopów, aby pomóc w badaniach przesiewowych i monitorowaniu progresji CMV w przyszłych warunkach klinicznych. Odczynniki MHC Dextramer ® są dostępne z cząsteczkami MHC klasy I i MHC klasy II.

  1. ^ a b    Hadrup, Sine R.; Bakker, Arnold H.; i in. (2009). „Równoległe wykrywanie odpowiedzi komórek T specyficznych dla antygenu przez wielowymiarowe kodowanie multimerów MHC”. Metody natury . 6 (7): 520–526. doi : 10.1038/nmeth.1345 . PMID 19543285 . S2CID 1285613 .
  2. ^ Nepom, Gerald T. „Multimery MHC: rozszerzanie zestawu narzędzi klinicznych”, Clinical Immunology , tom 6 (2003), s. 1-4. 106 (2003), s. 1-4.
  3. ; ^ abc Bakker , Arnold Szumacher, Tomek. „Technologia multimerów MHC: stan obecny i perspektywy na przyszłość”, Current Opinion in Immunology , tom. 17, nr 4 (sierpień 2005), s. 428-433.
  4. ^ a b c d e    Nepom, Gerald T (2012). „Tetramery MHC klasy II” . Journal of Immunology . 188 (6): 2477–2482. doi : 10.4049/jimmunol.1102398 . PMC 3297979 . PMID 22389204 .
  5. ^   Holman, Philmore O.; Walsh, Elżbieta R.; Jameson, Stephen C. (2005). „Charakterystyka wpływu przeciwciał CD8 na wiązanie multimerów MHC klasy I” . The Journal of Immunology . 174 (7): 3986–3991. doi : 10.4049/jimmunol.174.7.3986 . PMID 15778355 .
  6. ^    Hackett, Charles J.; Sharma, Opendra K. (2002). „Frontiers w technologii multimerów peptyd-MHC klasy II” . Immunologia przyrody . 3 (10): 887–889. doi : 10.1038/ni1002-887 . PMID 12352960 . S2CID 43206855 .
  7. ^ Davis, Mark M.; Altman, John D.; Newell, Evan W. „Przesłuchanie repertuaru: poszerzenie zakresu analizy multimeru peptydu-MHC”, Nature Recenzje Immunologia , tom. 11, nr 8 (15 lipca 2011), s. 551-558.
  8. Bibliografia    _ Veggiani, G; i in. (2014). „Koncentratory SpyAvidin umożliwiają precyzyjny i ultrastabilny ortogonalny nanomontaż” . JACS . 136 (35): 1528–35. doi : 10.1021/ja505584f . PMC 4183622 . PMID 25111182 .
  9. ^ Erfle V, wynalazca; 15 lipca 2004. Tetramery MHC. Patent Stanów Zjednoczonych US 20040137642.
  10. ^    Altman, JD; i in. (1996). „Analiza fenotypowa limfocytów T specyficznych dla antygenu”. nauka . 274 (5284): 94–96. Bibcode : 1996Sci...274...94A . doi : 10.1126/science.274.5284.94 . PMID 8810254 . S2CID 12667633 .
  11. ^   Lebowitz, MS (1999). „Rozpuszczalne dimery o wysokim powinowactwie receptorów komórek T i głównych kompleksów zgodności tkankowej klasy II: sondy biochemiczne do analizy i modulacji odpowiedzi immunologicznych” . Komórka. immunol . 192 (2): 175–184. doi : 10.1006/cimm.1999.1441 . PMID 10087186 .
  12. ; _ ^ abcde Davis , MM    Altman, JD; Newell, EW (lipiec 2011). „Przesłuchanie repertuaru: poszerzenie zakresu analizy multimerów peptyd-MHC” . Nat Rev Immunol . 11 (8): 551–8. doi : 10.1038/nri3020 . PMC 3699324 . PMID 21760610 .
  13. ^   On, XS; i in. (2008). „Zmiany fenotypowe w komórkach T CD8 + specyficznych dla grypy po immunizacji dzieci i dorosłych szczepionkami przeciw grypie” . J. Zarażać. Dis . 197 (6): 803–811. doi : 10.1086/528804 . PMID 18279048 .
  14. ^ Co, MD, Kilpatrick, ED & Rothman, AL Dynamika odpowiedzi komórek T CD8 po immunizacji wirusem żółtej febry 17D „ Immunology 2009; 128, e718 – e727
  15. ^ Wei, H. i in. Wizualizacja tetrameru DR*W201/P65 komórek T CD4 specyficznych dla epitopu podczas zakażenia M. tuberculosis i ich puli pamięci spoczynkowej po szczepieniu BCG” PLoS ONE 4, e6905 (2009).
  16. ^    Betts, MR; i in. (2005). „Charakterystyka zmian funkcjonalnych i fenotypowych w odpowiedziach komórek T wywołanych szczepionką anty-Gag i ich rola w ochronie po zakażeniu HIV-1” . proc. Natl. Acad. nauka USA . 102 (12): 4512–4517. Bibcode : 2005PNAS..102.4512B . doi : 10.1073/pnas.0408773102 . PMC 552973 . PMID 15753288 .
  17. Bibliografia   _ i in. (2001). „Analiza ex vivo odpowiedzi komórek T CD8 + specyficznych dla antygenu nowotworowego przy użyciu tetramerów MHC / peptydów u pacjentów z rakiem”. Int. Immunofarmakol . 1 (7): 1235–1247. doi : 10.1016/s1567-5769(01)00048-0 . PMID 11460305 .
  18. Bibliografia _ Charakterystyka krążących komórek T specyficznych dla antygenów związanych z nowotworem u pacjentów z czerniakiem.
  19. Bibliografia   _ i in. (2001). „Antygenowo specyficzna modulacja odpowiedzi immunologicznej przez podawanie in vivo rozpuszczalnych tetramerów MHC klasy I” . J. Immunol . 167 (7): 3708–3714. doi : 10.4049/jimmunol.167.7.3708 . PMID 11564786 .
  20. ^   Yuan, RR; i in. (2004). „Ukierunkowana delecja klonów komórek T przy użyciu samobójczych tetramerów MHC emitujących alfa” . Krew . 104 (8): 2397–2402. doi : 10.1182/blood-2004-01-0324 . PMID 15217835 .
  21. Bibliografia    _ i in. (2005). „Adopcyjne przeniesienie CTL specyficznych dla wirusa cytomegalii do pacjentów po przeszczepie komórek macierzystych po selekcji przez tetramery peptydowe HLA” . J. Exp. Med . 202 (3): 379–386. doi : 10.1084/jem.20040613 . PMC 2213070 . PMID 16061727 .
  22. Bibliografia    _ Clarka; Liu; zakłady; Fuhlbrigge'a; Kuppera (2012). „Zakażenie skóry generuje niemigrujące komórki pamięci CD8 + T (RM) zapewniające globalną odporność skóry” . Natura . 483 (7388): 227–31. Bibcode : 2012Natur.483..227J . doi : 10.1038/natura10851 . PMC 3437663 . PMID 22388819 .
  23. ^    Saveanu L, Carroll O, Weimershaus M, Guermonprez P, Firat E, Lindo V, Greer F, Davoust J, Kratzer R, Keller SR, Niedermann G, van Endert P (2009). „IRAP identyfikuje przedział endosomalny wymagany do prezentacji krzyżowej MHC klasy I” . nauka . 325 (5937): 213–7. Bibcode : 2009Sci...325..213S . doi : 10.1126/science.1172845 . PMID 19498108 . S2CID 35719774 .
  24. Bibliografia    _ Kraman, Fearon (2009). „Wtórna funkcja replikacyjna komórek T CD8 +, które rozwinęły fenotyp efektorowy” . nauka . 323 (5913): 505–9. Bibcode : 2009Sci...323..505B . doi : 10.1126/science.1166831 . PMC 2653633 . PMID 19164749 .
  25. ^    Panoskaltsis-Mortari; Taylor PA; Zagadka MJ; mgr Szlomczyk; Blazar BR. (2008). „Identyfikacja in situ allospecyficznych komórek B przy użyciu pentamerów” . Krew . 111 (7): 3904–5. doi : 10.1182/blood-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). „Inżynieria genetyczna komórek T specyficznych dla wirusa z receptorami komórek T rozpoznającymi pomniejsze antygeny zgodności tkankowej do zastosowań klinicznych” . Hematologia . 93 (10): 1535–43. doi : 10,3324/hematol, 13067 . PMID 18768532 .
  27. Bibliografia    _ Okas M; Gertow J; Uzunel M; gruźlica Brismara; Mattsson J. (2009). „Nowa haplo-identyczna adoptywna terapia CTL jako leczenie chłoniaka związanego z EBV po przeszczepie komórek macierzystych”. Immunol na raka Immunother . 59 (3): 473–7. doi : 10.1007/s00262-009-0789-1 . PMID 19908041 . S2CID 21605915 .
  28. ^ ab Casalegno    -Garduno, Rosaely; Schmitt, Anita; Yao, Junxia; Wang, Xinchao; Xu, Xun; Freund, Maciej; Schmitt, Michael (2010). „Technologie multimerowe do wykrywania i adoptywnego transferu komórek T specyficznych dla antygenu”. Immunol na raka Immunother . 2010 (59): 195–202. doi : 10.1007/s00262-009-0778-4 . PMID 19847424 . S2CID 27882640 .
  29. ^   Schøller, Jorgen; Singh, Mahawir; Bergmeier, Lesley; Brunstedt, Katja; Wang, Yufei; Whittall, Trevor; Rahman, Durdana; Pido-Lopez, J.; Lehner, T. (2010). „Rekombinowany ludzki antygen HLA klasy I związany z dekstranem wywołuje wrodzone i adaptacyjne odpowiedzi immunologiczne”. Dziennik metod immunologicznych . 2010 (360): 1–9. doi : 10.1016/j.jim.2010.05.008 . PMID 20542039 .
  30. Bibliografia   _ Peterson, Daniel A.; Devêvre, Estelle; Guillaume, Philippe; Cerottini, Jean-Charles; Rimoldi, Donata; Speiser, Daniel E.; Zimowy, Lars; Romero, Pedro (2006). „Dekstramery: nowa generacja fluorescencyjnych multimerów MHC klasy I / peptydów do wizualizacji komórek T CD8 + specyficznych dla antygenu”. Dziennik metod immunologicznych . 2006 (310): 136–148. doi : 10.1016/j.jim.2006.01.006 . PMID 16516226 .
  31. Bibliografia _ Strindhall J; Kollgaard T; i in. „Badania podłużne klonalnie rozszerzonych limfocytów T CD8 ujawniają kurczenie się repertuaru przewidujące śmiertelność i zwiększoną liczbę dysfunkcyjnych limfocytów T specyficznych dla wirusa cytomegalii u osób w bardzo podeszłym wieku”. Journal of Immunology , 2006, 176(4), 2645-2653
  32. Bibliografia _ i in. „Wykrywanie autoreaktywnych limfocytów T CD4 przy użyciu dekstramerów głównego kompleksu zgodności tkankowej klasy II”. BMC Immunologia . 2011 (12): 40.
Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=MHC_multimer&oldid=1136400218 ”