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# Biologie # Immunologie

Révolutionner la thérapie T avec des mini-liants

De nouvelles stratégies avec des mini-classeurs montrent des promesses pour cibler efficacement les cellules cancéreuses.

Kristoffer Haurum Johansen, Darian Stephan Wolff, Beatrice Scapolo, Monica L. Fernández Quintero, Charlotte Risager Christensen, Johannes R. Loeffler, Esperanza Rivera-de-Torre, Max D. Overath, Kamilla Kjærgaard Munk, Oliver Morell, Marie Christine Viuff, Alberte T. Damm Englund, Mathilde Due, Stefano Forli, Emma Qingjie Andersen, Jordan Sylvester Fernandes, Suthimon Thumtecho, Andrew B. Ward, Maria Ormhøj, Sine Reker Hadrup, Timothy P. Jenkins

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Avancées dans la thérapie Avancées dans la thérapie par cellules T pas que. traitements ciblés pour le cancer et Les mini-classificateurs promettent des
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Les Cellules T sont un type de globules blancs qui jouent un rôle crucial dans le système immunitaire. Elles sont spécialisées pour identifier et attaquer les cellules qui montrent des signes de problème, comme celles infectées par des virus ou altérées par le Cancer. La façon dont les cellules T reconnaissent ces cellules problématiques implique un outil unique qu'elles possèdent, appelé le récepteur des cellules T (TCR). Ce récepteur aide les cellules T à déterminer si une cellule est saine ou non en vérifiant des morceaux spécifiques de protéines, connus sous le nom de peptides, qui sont affichés à la surface de ces cellules.

En gros, imagine les cellules T comme des videurs super exigeants dans une boîte de nuit. Ils ne laissent entrer que ceux qui ont la bonne "ID". Si une cellule ne montre pas la bonne ID, la cellule T va la foutre dehors.

Le Défi de Trouver les Bons TCR

Le processus d'identification des bons TCR pour traiter des maladies comme le cancer peut être assez compliqué. Les scientifiques essaient souvent de trouver des TCR efficaces contre certaines protéines présentes à la surface des cellules anormales. Ça implique de sélectionner et d’étendre des cellules T de patients qui ont les bons TCR. Cependant, ce processus peut être long et compliqué, surtout que les TCR disponibles dans le système immunitaire d'un donneur ne sont pas toujours le meilleur choix pour une population plus large.

De plus, il y a un problème connu sous le nom de réactivité croisée, où un TCR pourrait reconnaître des peptides similaires mais non ciblés, causant des effets non désirés. C'est un peu comme si tu demandais à ton videur de vérifier les IDs, mais qu'il laissait parfois entrer des gens qui ressemblent à ceux qui devraient être là, créant le chaos à l'intérieur de la boîte.

Nouvelles Approches pour la Thérapie par Cellules T

Pour surmonter ces défis, les chercheurs explorent de nouvelles stratégies pour développer des molécules semblables aux TCR qui peuvent cibler les protéines problématiques de manière plus direct. Ces molécules peuvent être conçues en récepteurs de cellules CAR (CARs) qui aident les cellules T à reconnaître et éliminer les cellules cancéreuses plus efficacement.

Cependant, créer ces molécules semblables aux TCR n'est pas de la tarte. Les méthodes traditionnelles peuvent être lentes et produisent souvent des affinités faibles qui ne fonctionnent pas aussi bien qu’espéré. Certaines méthodes impliquent l'utilisation de cellules de souris pour créer les TCR, ce qui peut limiter la variété et la force des anticorps produits. D'autres approches modernes utilisent la technologie pour simuler comment ces molécules interagissent, mais elles sont toujours confrontées à des limites.

Le Rôle des Outils Informatiques dans le Développement des TCR

Les avancées en informatique et en modélisation structurelle ont ouvert de nouvelles perspectives pour les chercheurs. Grâce aux outils computationnels, les scientifiques peuvent concevoir de nouvelles molécules semblables aux TCR beaucoup plus rapidement. Ces outils peuvent prédire comment une molécule conçue interagira avec sa cible, permettant aux chercheurs de passer au crible plusieurs conceptions et de se concentrer sur les plus prometteuses.

Par exemple, un outil appelé RFdiffusion peut être utilisé pour générer des potentiels liants semblables aux TCR en peu de temps. Cet outil utilise des données passées pour créer de nouveaux designs qui ont une forte chance d'être efficaces.

Concevoir des Molécules de Liaison Ciblées

Un cas d'étude intéressant a impliqué la conception de liants pour NY-ESO-1, une protéine qui apparaît dans de nombreux types de tumeurs mais qui est absente dans les tissus normaux, sauf dans les testicules. Les chercheurs se sont concentrés sur la partie de la protéine qui garantirait que les liants qu'ils ont générés cibleraient la protéine elle-même et pas juste la zone environnante.

En utilisant une combinaison de modélisation computationnelle et de validation expérimentale, les chercheurs ont créé 44 différents mini-liants qui ont été testés pour leur capacité à se lier à la protéine cible. Dans ces tests, un mini-liant particulier, nommé NY1-B04, s'est démarqué grâce à ses caractéristiques de liaison prometteuses.

Tester l'Efficacité des Mini-Liants

Pour voir si des mini-liants comme NY1-B04 peuvent réellement faire le job, les chercheurs les ont testés en labo avec des cellules T. Ils ont attaché les mini-liants aux cellules T et ont examiné à quel point ces cellules T modifiées pouvaient reconnaître et détruire les cellules cancéreuses affichant la protéine NY-ESO-1.

Dans les tests en laboratoire, les cellules T modifiées avec NY1-B04 ont pu tuer efficacement des lignées cellulaires cancéreuses. Ça veut dire que NY1-B04 pourrait être un solide candidat pour développer de futures thérapies contre le cancer, réduisant le risque d'effets hors-cibles qui pourraient nuire aux cellules saines.

L'Excitant Avenir de l'Immunothérapie du Cancer

Les travaux sur ces mini-liants ouvrent la voie à des avancées rapides dans l'immunothérapie du cancer. L'un des plus grands avantages de cette approche est la rapidité avec laquelle de nouvelles thérapies peuvent être développées. Contrairement aux méthodes traditionnelles, qui peuvent prendre des années pour produire un traitement viable, cette approche permet aux scientifiques de passer de la conception d'un liant à son état prêt pour les tests en seulement quelques semaines.

En plus, les méthodes utilisées pour créer ces mini-liants peuvent être adaptées à d'autres maladies aussi. Que ce soit pour cibler des infections virales ou potentiellement traiter des maladies auto-immunes, l'idée d'utiliser ces molécules ingénieures pourrait s'étendre très loin.

Néantigènes : Une Nouvelle Frontière

Les chercheurs explorent également les néantigènes, qui sont des protéines uniques résultant de mutations dans les cellules tumorales. Ces néantigènes peuvent servir de cibles idéales pour les thérapies par cellules T puisqu'ils ne sont pas présents dans les tissus normaux. En utilisant les mêmes stratégies de conception, les chercheurs ont commencé à explorer comment des mini-liants peuvent être créés pour ces néantigènes.

Par exemple, les scientifiques ont ciblé un néantigène spécifique lié au mélanome, dérivé d'une mutation dans une protéine appelée AKAP9. En utilisant des outils computationnels, ils ont réussi à concevoir des mini-liants ciblant ce néantigène. Ça pourrait ouvrir la voie à des traitements contre le cancer encore plus personnalisés basés sur des tumeurs individuelles.

Les Implications Plus Larges des Mini-Liants

Au-delà de juste cibler le cancer, la polyvalence des mini-liants ouvre aussi des possibilités pour d'autres applications. Ils pourraient potentiellement être utilisés pour combattre des infections virales en ciblant les antigènes présentés par les cellules infectées. Ça pourrait être un vrai changement de jeu pour des maladies qui mutent fréquemment, comme le VIH ou l'hépatite C.

De plus, les mini-liants pourraient être utilisés dans d'autres contextes thérapeutiques. Par exemple, ils pourraient être utilisés pour bloquer des réponses immunitaires indésirables dans des maladies auto-immunes ou pour transporter des agents thérapeutiques directement vers les cellules nécessitant un traitement.

Conclusion

Alors que la technologie autour des mini-liants continue de se développer, l'avenir semble prometteur pour les thérapies ciblées dans le cancer et au-delà. Avec des processus de conception plus rapides et de meilleurs outils prédictifs, les chercheurs sont prêts à faire des avancées significatives dans notre approche des maladies complexes.

Donc, tandis que le monde attend la prochaine grande avancée, les scientifiques retroussent leurs manches, se montrent créatifs et travaillent dur pour s'assurer que, quand il s'agit de cibler des cellules problématiques, il y a une cellule T bien armée prête à agir avec un mini-liant de confiance à ses côtés. Après tout, combattre la maladie, c'est du sérieux, mais un peu d'humour et de pensée innovante peuvent vraiment faire la différence !

Source originale

Titre: De novo designed pMHC binders facilitate T cell induced killing of cancer cells

Résumé: The recognition of intracellular antigens by CD8+ T cells through T-cell receptors (TCRs) is central to adaptive immunity, enabling responses against infections and cancer. The recent approval of TCR-gene-edited T cells for cancer therapy demonstrates the therapeutic advantage of using pMHC recognition to eliminate cancer. However, identification and selection of TCRs from patient material is complex and influenced by the TCR repertoire of the donors used. To overcome these limitations, we here present a rapid and robust de novo binder design platform leveraging state-of-the-art generative models, including RFdiffusion, ProteinMPNN, and AlphaFold2, to engineer minibinders (miBds) targeting the cancer-associated pMHC complex, NY-ESO-1(157-165)/HLA-A*02:01. By incorporating in silico cross-panning and molecular dynamics simulations, we enhanced specificity screening to minimise off-target interactions. We identified a miBd that exhibited high specificity for the NY-ESO-1-derived peptide SLLMWITQC in complex with HLA-A*02:01 and minimal cross-reactivity in mammalian display assays. We further demonstrate the therapeutic potential of this miBd by integrating it into a chimeric antigen receptor, as de novo Binders for Immune-mediated Killing Engagers (BIKEs). BIKE-transduced T cells selectively and effectively killed NY-ESO-1+ melanoma cells compared to non-transduced controls, demonstrating the promise of this approach in precision cancer immunotherapy. Our findings underscore the transformative potential of generative protein design for accelerating the discovery of high-specificity pMHC-targeting therapeutics. Beyond CAR-T applications, our workflow establishes a foundation for developing miBds as versatile tools, heralding a new era of precision immunotherapy.

Auteurs: Kristoffer Haurum Johansen, Darian Stephan Wolff, Beatrice Scapolo, Monica L. Fernández Quintero, Charlotte Risager Christensen, Johannes R. Loeffler, Esperanza Rivera-de-Torre, Max D. Overath, Kamilla Kjærgaard Munk, Oliver Morell, Marie Christine Viuff, Alberte T. Damm Englund, Mathilde Due, Stefano Forli, Emma Qingjie Andersen, Jordan Sylvester Fernandes, Suthimon Thumtecho, Andrew B. Ward, Maria Ormhøj, Sine Reker Hadrup, Timothy P. Jenkins

Dernière mise à jour: 2024-12-03 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.27.624796

Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.27.624796.full.pdf

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

Merci à biorxiv pour l'utilisation de son interopérabilité en libre accès.

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