(TCR) są heterodimerycznymi adaptacyjnymi receptorami immunologicznymi wyrażanymi przez limfocyty T, składającymi się z łańcucha TCRα i TCRβ. Są one generowane w wyniku somatycznego przegrupowania segmentów genu V(D)J, co daje bardzo zróżnicowany repertuar zdolny do rozpoznawania praktycznie nieograniczonych konfiguracji kompleksów HLA/peptydowych. Klinicznie limfocyty T zmodyfikowane do ekspresji klonotypowych TCR specyficznych dla antygenów związanych z nowotworem wykazały skuteczność w różnych nowotworach1. Jednak wiele TCR sklonowanych w tym celu nie ma wystarczającego powinowactwa do antygenu będącego przedmiotem zainteresowania, co ogranicza ich zastosowanie terapeutyczne.
Tutaj opisujemy metodę przezwyciężenia tego ograniczenia dla istniejących TCR-ów poprzez wykorzystanie skoncentrowania na łańcuchu. Doniesiono, że jeden hemichain TCR może odgrywać bardziej dominującą rolę w rozpoznawaniu docelowego antygenu2, tutaj określanego jako centryczność. Analizy struktury krystalicznej wykazały, że jeden centryczny półłańcuch TCR może odpowiadać za większość śladu na kompleksie MHC/peptyd3,4. Korzystając z tej koncepcji, wykazaliśmy wcześniej, że SIG35α TCRα może łączyć się z różnorodnym repertuarem łańcuchów TCRβ i utrzymywać reaktywność wobec peptydu MART127-35 prezentowanego przez HLA-A25. Podobne wyniki uzyskano w przypadku TAK1 TCR, w którym centryczny hemiłańcuch TCRβ sparował się z różnymi łańcuchami TCRα i utrzymał reaktywność dla peptydu WT1235-243 prezentowanego przez HLA-A246. Zarówno MART1, jak i WT1 są antygenami związanymi z nowotworem. Skoncentrowanie na łańcuchu zastosowano również do badania rozpoznawania antygenu niezmiennych TCR niezmiennych naturalnych zabójców (iNKT) ograniczonych przez CD1d, poprzez sparowanie niezmiennego łańcucha TCRα Vα24-Jα18 (Vα24i) ludzkich TCR iNKT z różnymi łańcuchami Vβ11 TCRβ7.
We wszystkich przypadkach udało nam się wygenerować de novo repertuar TCR, transdukując centralny hemichain TCR do limfocytów T krwi obwodowej, gdzie wprowadzony hemichain sparował się z endogennymi przeciwłańcuchami TCRα lub TCRβ. W istocie, centralny półłańcuch służy jako przynęta, którą można wykorzystać do identyfikacji odpowiednich przeciw-łańcuchów, które po sparowaniu ze sobą tworzą TCR, które utrzymują interesującą specyficzność antygenową, ale różnią się powinowactwem. Z tych nowych repertuarów byliśmy w stanie wyizolować klonotypowe TCR o zwiększonej sile interakcji z docelowym antygenem w porównaniu z wcześniej istniejącymi TCR. Dlatego uważamy, że ta metoda przyspieszy proces identyfikacji optymalnych TCR do zastosowań klinicznych.