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Les protéines sont les plus rapides de croissance classe d'agents thérapeutiques 6, et l'expansion rapide des pipelines biothérapeutiques a attiré l'attention de plus en plus sur les défis liés au développement et à l'utilisation de médicaments protéiques. Une considération unique, provient du fait que, dans un système immunitaire sain et fonctionnel, toutes les protéines extracellulaires sont échantillonnés par des cellules présentatrices d'antigène (CPA). Une fois internalisé par les CPA, une protéine est clivé en petits fragments peptidiques, et des segments immunogènes putatifs sont chargées dans la rainure de classe II protéines du complexe majeur d'histocompatibilité (CMH-II). Les complexes peptide-CMH II sont alors affichés sur la surface d'APC, et des peptides immunogènes vrais, appelés épitopes de cellules T, former des complexes de récepteurs cellulaires ternaires CMH II-peptide-T avec T CD4 apparentées récepteurs de surface cellulaire 7. Cet événement de reconnaissance moléculaire critique initie une cascade de signalisation complexe, ce qui entraîne l'activation des lymphocytes T, la libération de cytokines, T CD4 maturation des cellules B à médiation cellulaire et, finalement, la production d'anticorps circulants IgG qui se lient à et défrichent la protéine exogène de la délinquance. Ainsi, les protéines immunogènes peuvent être deimmunized par identification d'épitopes de cellules T constitutifs et la mutation de résidus clés responsables de la formation du complexe CMH II. Il convient de noter, toutefois, que des épitopes de lymphocytes T peuvent être nombreuses et largement distribué dans les protéines immunogènes, et la majorité des mutations d'épitopes-suppression sont susceptibles de causer une perte involontaire d'une fonction de la protéine ou la stabilité. Par conséquent, l'ingénierie deimmunized biothérapies peut être un objectif complexe et techniquement difficile, mais il existe plusieurs exemples de succès épitope projets 3,5,8-12 de suppression t. Contrairement à la base de greffage "humanisation", qui est largement limitée aux anticorps thérapeutiques, épitope deletion peut être appliqué à pratiquement n'importe quelle protéine cible indépendamment de la séquence, la structure, la fonction ou la disponibilité de homólogonous échafaudages humains. La première étape de la mise en oeuvre d'une telle approche est l'identification d'épitopes peptidiques clés incorporées à l'intérieur de la séquence de protéine cible.
Haut débit essais biochimiques utilisant des peptides synthétiques et des molécules du CMH II recombinantes humaines peuvent fournir des indications préliminaires rapides dans l'identification de l'épitope et l'atténuation 1,3-5. Ces tests de type ELISA peut être un puissant complément à d'autres conception et de développement d'outils de protéines / vaccins. Par exemple, une approche expérimentale bien établie à la cartographie d'épitopes repose sur le temps, le travail, et de ressources ex vivo des tests de prolifération cellulaire intensifs 15. En bref, la séquence primaire d'une protéine-cible est tout d'abord divisée en un panneau de peptides chevauchants, souvent de 15-mers avec 12 résidus adjacents se chevauchent entre les peptides. Le panneau de peptide est synthétisé chimiquement et l'immunogénicité de chaque peptide est testé dans l'un de plusieurs dosages immunologiques qui emploient différentes bloo périphériquecellules d mononucléaires (PBMC) isolés à partir de donneurs humains 13,14. Pour assurer une plus grande confiance dans les résultats, les peptides sont généralement testés à répétition avec des PBMC à partir de 50 ou plus de donneurs différents. Dans les cas où deimmunization est l'objectif ultime, le travail est encore aggravé par la nécessité de produire des panneaux supplémentaires de peptides mutés et tester les nouveaux panneaux de peptides dans des essais PBMC avant d'introduire des mutations deimmunizing dans la protéine de pleine longueur pour l'analyse fonctionnelle ultérieure 10. Bien que ces tests cellulaires restent l'étalon-or pour évaluer le potentiel immunogène chez des patients humains, l'efficacité d'une telle approche exhaustive pourrait être améliorée par préfiltrage épitopes immunogènes putatifs en utilisant un débit rapide et une grande analyse de liaison du CMH II-peptide.
De même, des essais de liaison peptide-CMH II biochimiques peuvent être combinés avec de prédiction in silico pour accélérer radicalement le processus d'identification de l'épitope.Il existe une variété d'outils de calcul pour la prédiction T épitope; exemples ProPred 16, MHCPred 17, SVRMHC 18, BRA 19, SMM aligner 20, NetMHCIIpan 21 ainsi que des outils propriétaires tels que EpiMatrix par EpiVax 22. De même, les facteurs prédictifs d'épitopes ont récemment été combinées avec d'autres bio-informatique et des outils de modélisation moléculaire pour obtenir des algorithmes de deimmunization de protéines intégrées visant à atténuer le risque que les mutations deimmunizing risque de perturber la structure et la fonction des protéines 23-26. Bien que plusieurs prédicteurs d'épitopes sont avérés être raisonnablement précis 27,28, des résultats de calcul nécessitent invariablement validation expérimentale. Rapide, à haut débit, et rentables méthodes expérimentales sont mieux adaptés comme un filtre préliminaire pour en silico prédictions d'épitopes.
Dans la même veine, les facteurs prédictifs d'épitopes peuvent conduire sélection d'antigène pour vaccinolo inversegie 29,30. Par exemple, les progrès de la bioinformatique ont donné des écrans du génome entier qui identifient rapidement des vaccins candidats sous la forme de protéines entières ou épitopes peptidiques extraits de protéomes pathogènes. Bien que cette technologie permet de redessiner la découverte et le développement de vaccins protecteurs, elle introduit un nouveau défi sous la forme d'irréductiblement grandes listes de candidats vaccins immunogènes. Des dosages de liaison à haut débit peptide-CMH II peuvent guider le choix de l'épitope en quantifiant l'affinité de liaison peptidique et la promiscuité de liaison entre plusieurs allèles du CMH II. Comme avec la protéine deimmunization, ces méthodes expérimentales sont finalement nécessaires pour valider la prédiction de calcul de pistes de vaccins prometteurs.
Ici, un test de liaison peptide-CMH II à l'échelle au format 384 puits est décrit. Le protocole est très parallélisée et réduit les coûts de réactifs de 75% par rapport à précédemment décrit 96 puits formats de plaques 1,3-5. L'utilisation d'un seul liquidationd robot de manipulation, cette méthode permet un chercheur d'analyser facilement environ quatre peptides d'essai en triple exemplaire, dans une gamme de huit concentrations et quatre types d'allèles du CMH II en moins de 48 heures. Cet article décrit l'installation d'une plaque de 384 puits ELISA pour l'analyse de sept peptides expérimentaux contre un allèle du CMH II, mais les calculatrices de feuilles réparties sont fournies comme matériel supplémentaire afin d'étendre facilement l'expérience à un certain nombre de peptides et / ou MHC souhaités molécules II.