MHC multimer

MHC-multimerer är oligomera former av MHC-molekyler , designade för att identifiera och isolera T-celler med hög affinitet till specifika antigener bland en stor grupp av obesläktade T-celler. Multimerer varierar i allmänhet i storlek från dimerer till oktamerer; dock använder vissa företag ännu högre mängder MHC per multimer. Multimerer kan användas för att visa klass 1 MHC , klass 2 MHC eller icke-klassiska molekyler (t.ex. CD1d ) från arter såsom apor, möss och människor.

Bakgrund

Eftersom T-cellsreceptorer har en låg affinitet för sina MHC-motsvarigheter, var det historiskt problematiskt att märka T-celler effektivt med användning av enstaka MHC-T-cellinteraktioner. Men 1996 föreslogs det av John Altman att använda ett komplex av flera MHC-molekyler för att bilda en mer stabil bindning mellan motsvarande T-celler.

Produktion

De mest använda MHC-multimererna är tetramerer. Dessa produceras vanligtvis genom att biotinylera lösliga MHC-monomerer, som vanligtvis produceras rekombinant i eukaryota eller bakteriella celler. Dessa monomerer binder sedan till en ryggrad, såsom streptavidin eller avidin , vilket skapar en fyrvärd struktur. Dessa ryggrader är konjugerade med fluorokromer för att därefter isolera bundna T-celler via flödescytometri .

Potentiella kliniska tillämpningar

MHC-multimerer möjliggör en tidigare ouppnåelig nivå av specificitet vid antigenspecifik T-celldetektion och isolering. Denna förmåga ger upphov till flera kliniska tillämpningar. MHC-multimerer möjliggör ex vivo- selektion och proliferation av T-celler specifika för virala eller tumörrelaterade antigener, som sedan kan återinföras för att förstärka immunsystemet. MHC multimerer kan också användas för att eliminera transplantat-ursprungliga T-celler på transplanterade organ, ex vivo. MHC-multimerer kan också användas för att eliminera skadliga eller oönskade T-celler in vivo, såsom de som riktar sig mot självceller och leder till autoimmun sjukdom. Cancerimmunterapi och vaccinutveckling kan också till stor del påverkas av denna teknologi.

Undertyper

MHC tetramer

MHC-tetramerer består av fyra MHC-molekyler, ett tetrameriseringsmedel och ett fluorescensmärkt protein (vanligtvis streptavidin). Streptavidiner har också genererats med 6 eller 12 bindningsställen för MHC. MHC-tetramerer används för att identifiera och märka specifika T-celler genom epitopspecifik bindning, vilket gör att det antigenspecifika immunsvaret kan analyseras i både djurmodeller och i människa. MHC-tetramerer utvecklades ursprungligen med användning av MHC klass I-molekyler för igenkänning av cytotoxiska T-celler, men under det senaste decenniet har de möjliggjort igenkänning av CD4 T-celler av en mängd olika antigener. Tetrameranalyser används för enkelcellsfenotypning och cellräkning och erbjuder en viktig fördel gentemot andra metoder, såsom ELISPOT och enkelcells-PCR eftersom de möjliggör återhämtning och vidare studier av sorterade celler. Som en flödescytometribaserad applikation är tetramerer också lätta att använda och har en kort analystid, liknande antikroppsbaserade flödescytometristudier.

MHC-tetramerer används i studier av patogenimmunitet och vaccinutveckling, vid utvärdering av antitumörsvar, i allergiövervaknings- och desensibiliseringsstudier och i autoimmunitet. De är ett idealiskt sätt att karakterisera de T-celler som svarar på ett vaccin, och de har använts för att testa T-cellssvar i många vaccinsystem, inklusive influensa , gula febern , tuberkulos , HIV / SIV och ett stort antal cancervaccinförsök inklusive melanom och kronisk myeloid leukemi . Klass II-tetramerer har använts för analys av en mängd olika humana CD4-T-cellsvar på patogener, inklusive influensa A , Borrelia , Epstein-Barr-virus , CMV , Mycobacterium tuberculosis , humant T-lymfotropiskt virus 1 , hepatit C , mjältbrand , svår akut respiratoriskt syndromvirus , humant papillomvirus och HIV. Tetramervarianter har utvecklats som, antingen radiomärkta eller kopplade till ett toxin såsom saporin , kan injiceras i levande möss för att modulera eller till och med tömma specifika T-cellspopulationer. Peptid-MHC-tetramerer har också använts terapeutiskt. Till exempel har cytomegalovirusspecifika T-celler berikats till höga renhetsnivåer med hjälp av magnetisk pärlbaserad anrikning för användning som terapi för stamcellstransplantationspatienter .

MHC pentamer

Pentamerer består av fem MHC-peptidhuvudgrupper, arrangerade i en plan konfiguration så att, till skillnad från MHC-tetramerer, alla huvudgrupperna kan komma i kontakt med CD8+ T-cellen. Huvudgrupperna är kopplade via flexibla linkers till en coiled-coil multimeriseringsdomän, som i sin tur är kopplad till fem fluorescerande eller biotintaggar. Pentamerer finns tillgängliga med APC-, R-PE- eller biotinmärkning, och även omärkta med separata taggar för långtidsförvaring. Pentamerer erbjuder förbättrad ljusstyrka och färgningsförmåga jämfört med andra multimerreagens.

MHC-pentamerer har använts för att detektera antigenspecifika CD8+ T-celler i flödescytometri, och citeras i över 750 peer reviewed publikationer [1], inklusive flera i tidskrifterna Nature och Science . MHC-pentamerer kan också användas vid vävnadsfärgning och vid magnetisk isolering av antigenspecifika T-celler.

Medan pentamerer endast är licensierade för forskningsanvändning, beviljades 2009 en särskild dispens för ett team att använda dem för att isolera EBV-specifika T-celler för mor-dotteröverföring, för livräddande behandling av EBV-associerat lymfom hos dottern.

Pentamerer finns tillgängliga för antigener från följande sjukdomsområden: adenovirus , HCV , malaria , SIV , autoimmun sjukdom , HIV , transplantationsantigener , trypanosoma , cancer , HPV , tuberkulos , klamydia , HTLV , vaccinia , CMV , LCSV EBV , VSV , RSV , West Nile virus , HBV , Listeria , Sendai virus , gula febern . Pentamerer med anpassad specificitet kan också beställas.

Pentamerer används för närvarande i forskning av akademi, industri och kliniker, och forskning med pentamerer har förekommit i internationella medier [ 2] [3] vid flera tillfällen.

MHC Dextramer ®

En form av MHC-multimer utvecklad och varumärkesskyddad av det danska bioteknikföretaget Immudex 2002. Dextramerreagenser är fluorescensmärkta med FITC, PE eller APC och innehåller MHC-molekyler fästa till en dextranryggrad , som används för att detektera antigenspecifik T- celler i flytande celler och fasta vävnadsprover med flödescytometri. Dessa T-celler innehåller T-cellsreceptorer (TCR) som känner igen ett specifikt MHC-peptidkomplex som visas på ytan av antigenpresenterande celler, vilket möjliggör detektering, isolering och kvantifiering av dessa specifika T-cellspopulationer på grund av en förbättrad signal till -brusförhållande som inte finns i tidigare generationer av multimerer.

Dextramer ® -reagenser har utvecklats med ett större antal MHC-peptider för olika gener för mänskliga, mus- och rhesusmakaker involverade i sjukdomar inklusive men inte begränsat till: cancer , HIV , Epstein-Barr-virus (EBV), cytomegalovirus ( CMV), LCMV, humant papillomvirus (HPV), BK polyomavirus , HTLV, hepatit , mycobacterium och graft-versus-host-sjukdom .

Dextramer-teknologi används för närvarande i akademisk och klinisk forskning på grund av deras ökade specificitet och bindningsaffinitet, vilket möjliggör ökad aviditet för specifika T-celler och förbättrar färgningsintensiteten. Denna fördel är ett resultat av den ökade förmågan hos dextramerer att binda flera gånger till en enda T-cell, vilket förbättrar stabiliteten för denna interaktion jämfört med andra multimerteknologier såsom pentamerer och tetramerer. Ytterligare tillämpningar inkluderar förmågan att isolera antigenspecifika T-cellspopulationer såväl som in situ- detektion med användning av immunhistokemi (IHC) för olika sjukdomstillstånd (t.ex. solida tumörer). Dessa reagenser är därför viktiga för framtida läkemedels- och vaccinutveckling.

Immudex utvecklade en CMV Dextramer ® -analys för utforskande detektion och kvantifiering av CD8+ T-celler i blodprov, som täcker ett brett spektrum av epitoper för att hjälpa till med screening och övervakning av CMV-progression i framtida kliniska miljöer. MHC Dextramer ® reagenser finns tillgängliga med MHC klass I och MHC klass II molekyler.

  1. ^ a b    Hadrup, Sine R.; Bakker, Arnold H.; et al. (2009). "Parallell detektion av antigenspecifika T-cellssvar genom multidimensionell kodning av MHC-multimerer". Naturmetoder . 6 (7): 520–526. doi : 10.1038/nmeth.1345 . PMID 19543285 . S2CID 1285613 .
  2. ^ Nepom, Gerald T. "MHC Multimers: Expanding the Clinical Toolkit," Clinical Immunology , Vol 6 (2003), s. 1-4., Antigen. 106 (2003), s. 1-4.
  3. ^ a b c Bakker, Arnold; Schumacher, Tom. "MHC Multimer Technology: Current Status and Future Prospects," Current Opinion in Immunology , Vol. 17, nr 4 (augusti 2005), s. 428-433.
  4. ^ a b c d e    Nepom, Gerald T (2012). "MHC klass II tetramerer" . 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). "Karakterisera effekten av CD8-antikroppar på klass I MHC multimerbindning" . 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 i peptid-MHC klass II multimerteknologi" . Nature Immunology . 3 (10): 887–889. doi : 10.1038/ni1002-887 . PMID 12352960 . S2CID 43206855 .
  7. ^ Davis, Mark M.; Altman, John D.; Newell, Evan W. "Interrogating the Repertoire: Bredning the Scope of Peptide-MHC Multimer Analysis," Nature Reviews Immunology , Vol. 11, nr 8 (15 juli 2011), s. 551-558.
  8. ^    Fairhead, M; Veggiani, G; et al. (2014). "SpyAvidin Hubs möjliggör exakt och ultrastabil ortogonal nanosammansättning" . JACS . 136 (35): 1528–35. doi : 10.1021/ja505584f . PMC 4183622 . PMID 25111182 .
  9. ^ Erfle V, uppfinnare; 2004 juli 15. MHC tetramerer. USA patent US 20040137642.
  10. ^    Altman, J.D; et al. (1996). "Fenotypisk analys av antigenspecifika T-lymfocyter". Vetenskap . 274 (5284): 94–96. Bibcode : 1996Sci...274...94A . doi : 10.1126/science.274.5284.94 . PMID 8810254 . S2CID 12667633 .
  11. ^   Lebowitz, M. S (1999). "Lösliga dimerer med hög affinitet av T-cellsreceptorer och klass II stora histokompatibilitetskomplex: biokemiska prober för analys och modulering av immunsvar" . Cell. 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 (juli 2011). "Fråga repertoaren: bredda omfattningen av peptid-MHC multimer analys" . Nat Rev Immunol . 11 (8): 551–8. doi : 10.1038/nri3020 . PMC 3699324 . PMID 21760610 .
  13. ^   Han, XS; et al. (2008). "Fenotypiska förändringar i influensaspecifika CD8+ T-celler efter immunisering av barn och vuxna med influensavaccin" . J. Infect. Dis . 197 (6): 803–811. doi : 10.1086/528804 . PMID 18279048 .
  14. ^ Co, MD, Kilpatrick, ED & Rothman, AL Dynamics of the CD8 T-cell response after yellow fever virus 17D immunization" Immunology 2009; 128, e718–e727
  15. ^ Wei, H. et al. DR*W201/P65 tetramervisualisering av epitopspecifik CD4 T-cell under M. tuberculosis-infektion och dess vilande minnespool efter BCG-vaccination" PLoS ONE 4, e6905 (2009).
  16. ^    Betts MR; et al. (2005). "Karakterisering av funktionella och fenotypiska förändringar i anti-Gag-vaccin-inducerade T-cellssvar och deras roll i skyddet efter HIV-1-infektion" . Proc. Natl. Acad. Sci. USA . 102 (12): 4512–4517. Bibcode : 2005PNAS..102.4512B . doi : 10.1073/pnas.0408773102 . PMC 552973 . PMID 15753288 .
  17. ^   Pittet, MJ; et al. (2001). "Ex vivo analys av tumörantigenspecifika CD8+ T-cellsvar med MHC/peptidtetramerer hos cancerpatienter". Int. Immunopharmacol . 1 (7): 1235–1247. doi : 10.1016/s1567-5769(01)00048-0 . PMID 11460305 .
  18. ^ Lee, PP et al. Karakterisering av cirkulerande T-celler specifika för tumörassocierade antigener hos melanompatienter.
  19. ^   Maile, R.; et al. (2001). "Antigenspecifik modulering av ett immunsvar genom in vivo-administrering av lösliga MHC klass I-tetramerer" . J. Immunol . 167 (7): 3708–3714. doi : 10.4049/jimmunol.167.7.3708 . PMID 11564786 .
  20. ^   Yuan, RR; et al. (2004). "Riktad radering av T-cellskloner med hjälp av alfa-emitterande MHC-tetramerer för självmord" . Blod . 104 (8): 2397–2402. doi : 10.1182/blood-2004-01-0324 . PMID 15217835 .
  21. ^    Cobbold, M.; et al. (2005). "Adoptiv överföring av cytomegalovirus-specifik CTL till stamcellstransplantationspatienter efter urval av HLA-peptidtetramerer" . J. Exp. Med . 202 (3): 379–386. doi : 10.1084/jem.20040613 . PMC 2213070 . PMID 16061727 .
  22. ^    Jiang; Clark; Liu; Insatser; Fuhlbrigge; Kupper (2012). "Hudinfektion genererar icke-migrerande minne CD8+ T(RM)-celler som ger global hudimmunitet" . Naturen . 483 (7388): 227–31. Bibcode : 2012Natur.483..227J . doi : 10.1038/nature10851 . 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 identifierar ett endosomalt fack som krävs för MHC klass I korspresentation" . Vetenskap . 325 (5937): 213–7. Bibcode : 2009Sci...325..213S . doi : 10.1126/science.1172845 . PMID 19498108 . S2CID 35719774 .
  24. ^    Bannard; Kraman, Fearon (2009). "Sekundär replikativ funktion av CD8+ T-celler som hade utvecklat en effektorfenotyp" . Vetenskap . 323 (5913): 505–9. Bibcode : 2009Sci...323..505B . doi : 10.1126/science.1166831 . PMC 2653633 . PMID 19164749 .
  25. ^    Panoskaltsis-Mortari; Taylor PA; Gåta MJ; Shlomchik MA; Blazar BR. (2008). "In situ identifiering av allospecifika B-celler med användning av pentamerer" . Blod . 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). "Genteknik av virusspecifika T-celler med T-cellsreceptorer som känner igen mindre histokompatibilitetsantigener för klinisk tillämpning" . Hematologica . 93 (10): 1535–43. doi : 10.3324/haematol.13067 . PMID 18768532 .
  27. ^    Uhlin; Okas M; Gertow J; Uzunel M; Brismar TB; Mattsson J. (2009). "En ny haploidentisk adoptiv CTL-terapi som behandling för EBV-associerat lymfom efter stamcellstransplantation". 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 (2010). "Multimerteknologier för detektion och adoptiv överföring av antigenspecifika T-celler". Cancer Immunol Immunother . 2010 (59): 195–202. doi : 10.1007/s00262-009-0778-4 . PMID 19847424 . S2CID 27882640 .
  29. ^   Schøller, Jörgen; Singh, Mahavir; Bergmeier, Lesley; Brunstedt, Katja; Wang, Yufei; Whittall, Trevor; Rahman, Durdana; Pido-Lopez, J.; Lehner, T. (2010). "Ett rekombinant humant HLA-klass I-antigen kopplat till dextran framkallar medfödda och adaptiva immunsvar". Journal of Immunological Methods . 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). "Dextramerer: Ny generation av fluorescerande MHC klass I/peptidmultimerer för visualisering av antigenspecifika CD8+ T-celler". Journal of Immunological Methods . 2006 (310): 136–148. doi : 10.1016/j.jim.2006.01.006 . PMID 16516226 .
  31. ^ Hadrup SR; Strindhall J; Kollgaard T; et al. "Longitudinella studier av klonalt expanderade CD8 T-celler avslöjar en repertoarkrympning som förutsäger dödlighet och ett ökat antal dysfunktionella cytomegalovirusspecifika T-celler hos mycket äldre". Journal of Immunology , 2006, 176(4), 2645–2653
  32. ^ Massilamany; et al. "Detektion av autoreaktiva CD4 T-celler med användning av stora histokompatibilitetskomplex klass II dextramerer". BMC Immunology . 2011 (12): 40.
Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=MHC_multimer&oldid=1136400218 "