Используя недавно разработанный метод, исследователи из Университета Вюрцбурга в сотрудничестве с Университетской клиникой Вюрцбурга впервые смогли идентифицировать тысячи специальных пептидов на поверхности клеток. Они смогли показать, что эти так называемые криптические пептиды маркируют значительную часть опухолевых клеток. Эти результаты могут стать новой отправной точкой для иммунотерапии рака и были опубликованы в известном журнале Cancer Immunology Research.
Практически все клетки человеческого тела содержат на своей поверхности фрагменты клеточных белков, так называемые лейкоцитарные антигены человека или пептиды HLA, которые играют важную роль в иммунном ответе. Если иммунная система обнаруживает чужеродные пептиды HLA, такие как вирусные пептиды на инфицированной вирусом клетке или мутировавшие пептиды на опухолевой клетке, Т-клетки устраняют соответствующую клетку. Вся совокупность пептидов HLA, представленных на клетке, называется иммунопептидомом клетки.
Новый подход позволяет впервые провести всесторонний анализ
Помимо обычных пептидов HLA, существуют также скрытые пептиды HLA. Они получены из определенных последовательностей РНК, которые не содержат информации о конкретном белке, как это обычно бывает. За последние несколько десятилетий было идентифицировано лишь несколько криптических пептидов HLA, потому что они очень маленькие и быстро разлагаются в клетках. С другой стороны, отсутствовали эффективные компьютерные алгоритмы анализа.
В совершенно новом подходе ученые из Вюрцбурга объединили несколько аналитических методов, которые особенно подходят для небольших пептидов. "Используя разработанный нами новый метод биоинформатики, мы впервые смогли идентифицировать тысячи скрытых пептидов HLA в иммунопептидомах самых разных опухолей, таких как меланома и рак груди," объясняет доктор. Андреас Шлоссер, руководитель исследовательской группы Центра Рудольфа Вирхова Университета Юлиуса Максимилиана (JMU) Вюрцбург, Бавария, Германия.
Новый биоинформатический подход основан исключительно на данных масс-спектрометрии, метода определения массы молекул, таких как пептиды. Это позволяет систематически и всесторонне определять скрытые пептиды HLA. Кроме того, удалось уточнить, на каких клетках и в какой степени присутствуют криптические пептиды: "Нам удалось показать, что скрытые пептиды HLA составляют значительную часть иммунопептидомов опухолей," объясняет проф. Доктор. Флориан Эрхард, руководитель группы Института вирусологии JMU.
Эффективные точки атаки для иммунной системы
Из отдельных исследований уже было известно, что криптические пептиды могут вызывать аутоиммунные реакции, такие как диабет 1 типа, а также иммунные ответы против опухолевых клеток. Новый анализ свидетельствует о том, что определенные скрытые пептиды HLA обнаруживаются исключительно на опухолевых клетках. Такие опухолеспецифические криптические пептиды HLA могут, таким образом, оказаться полезными структурами-мишенями для иммунотерапии рака. Ученые из Университета Вюрцбурга и Университетской клиники Вюрцбурга уже изучают ряд идентифицированных пептидов, чтобы определить, подходят ли они в качестве мишеней для иммунотерапии рака.
Клетки, инфицированные вирусом, также содержат скрытые пептиды HLA, которые можно использовать в качестве целевой структуры для вакцин. Таким образом, благодаря новому методу исследователи получили эффективный инструмент, позволяющий узнать больше об общей функции и образовании криптических пептидов. "Мы надеемся, что наш биоинформатический подход поможет нам лучше понять аутоиммунные реакции, а также иммунные реакции против опухолевых клеток и клеток, инфицированных вирусом," говорит Шлоссер.