Les cellules T sont aptes à tuer les cellules infectées par le cytomégalovirus (CMV) grâce à un récepteur des cellules T (TCR) qui reconnaît les protéines intracellulaires associées au CMV qui se présentent à la surface cellulaire. Par contre, les anticorps flottent librement dans le corps, se liant étroitement aux protéines sécrétées et membranaires et les marquant pour la reconnaissance par d'autres cellules immunitaires. Ce travail a combiné les propriétés de ciblage cellulaire d'un TCR et la liaison étroite d'un anticorps avec d'autres modifications pour créer une nouvelle molécule capable de détecter et de marquer les cellules infectées par le CMV. Cette protéine hybride représente une nouvelle stratégie pour identifier et éventuellement éliminer les cellules infectées par le CMV. Crédit :Jennifer Maynard/Ellen Wagner/Université du Texas
Les chercheurs ont mis au point des récepteurs de lymphocytes T « de type anticorps » qui peuvent spécifiquement adhérer aux cellules infectées par le cytomégalovirus, ou VMC, un virus qui provoque une infection à vie chez plus de la moitié de tous les adultes de 40 ans. Ces récepteurs représentent une nouvelle option de traitement potentielle, pourrait aider au développement de vaccins contre le CMV et pourrait également être utilisé pour cibler les tumeurs cérébrales.
Dans le système immunitaire sain, Le CMV est en sommeil pendant que les cellules T circulent dans le corps et détectent les cellules infectées. Alors que les anticorps ne reconnaissent que les protéines à la surface des cellules, Les cellules T utilisent leurs récepteurs de cellules T liés à la membrane, ou TCR, pour détecter les protéines associées à la maladie qui se cachent à l'intérieur de la membrane cellulaire. Les TCR peuvent alors dire aux cellules T de détruire la cellule infectée, ce qui est normalement le cas avec le CMV. Cependant, pour les patients immunodéprimés, ce mécanisme défensif est fortement diminué et le virus peut devenir mortel.
Les chercheurs ont déjà utilisé les cellules T pour traiter la maladie, mais l'ingénierie et la transplantation de cellules T entières sont à la fois coûteuses et invasives. Dans une nouvelle étude publiée dans le Journal de chimie biologique , une équipe d'ingénieurs a adopté une approche alternative, produire des TCR détectant le CMV qui, comme les anticorps, flottent librement à travers le corps et se lient étroitement à leurs cibles malades.
"En ce moment, nous avons une molécule qui ressemble à un anticorps mais qui se lie à un peptide (associé au CMV) qui serait normalement reconnu par un TCR, " a déclaré Jennifer Maynard, professeur de génie chimique à l'Université du Texas à Austin et auteur principal de l'étude. "Les anticorps ne peuvent normalement pas accéder à ces molécules, c'est donc un gros problème."
Pour produire des biomolécules thérapeutiques, les chercheurs utilisent souvent des cellules bactériennes ou de levure comme usines miniatures. Cependant, ces types de cellules ont eu un succès minime dans la génération de TCR humains stables. Parce que les récepteurs ont évolué dans les cellules de mammifères, la machinerie moléculaire des types de cellules étrangères introduit souvent des défauts, a dit Maynard. Offrir aux TCR un environnement plus adapté, les auteurs ont utilisé des cellules d'ovaire de hamster chinois.
"Ces protéines sont vraiment difficiles à travailler, alors nous avons pensé que nous allions simplement les garder dans l'environnement où ils sont heureux, et ils sont heureux à la surface d'une cellule de mammifère, " a déclaré Maynard.
Les TCR créent naturellement des liens lâches avec leurs cibles, mais les auteurs voulaient que les leurs se lient et ne lâchent pas. Pour renforcer ces liens, les auteurs ont muté au hasard l'ADN du composant TCR qui détecte le peptide CMV. Ils ont ensuite inséré de nombreuses versions de l'ADN muté dans des cellules de hamster, qui a ensuite fabriqué environ un million de types différents de TCR, a dit Maynard.
Les chercheurs ont ensuite mesuré quelle version mutée établissait la liaison la plus forte en exposant la myriade de variations du TCR exprimées à la surface des cellules de hamster au peptide CMV.
"Nous en avons trouvé un qui était notre préféré, " Maynard a déclaré. "Nous avons amélioré l'affinité de liaison de 50 fois."
Ensuite, le défi était de libérer les TCR de la membrane des cellules T. Pour y parvenir, les chercheurs ont en outre modifié l'ADN afin que les TCR se fixent à la protéine qui compose la tige des anticorps en forme de « Y ». Et pour aider ces protéines à conserver leur forme, ils ont ajouté une liaison à l'intérieur du TCR et ont également empêché les sucres de se fixer. Tout à fait, ces changements semblaient faire l'affaire, a dit Maynard.
Ces TCR « de type anticorps » pourraient être utilisés pour suivre la progression de la maladie chez les patients ou pour évaluer l'efficacité des vaccins en développement. Ces TCR pourraient également restaurer une partie de la réponse immunitaire perdue chez les patients immunodéprimés en ordonnant à leurs cellules d'attaquer les infections à CMV, a dit Maynard.
Une autre grande opportunité pour cette nouvelle molécule est de traiter le glioblastome. Bien que les tumeurs cérébrales ne produisent pas beaucoup de marqueurs distincts, ils suppriment le système immunitaire, qui, chez les patients infectés par le CMV, peut faire revivre le virus au sein des cellules cancéreuses, a dit Maynard.
"Notre protéine pourrait être utilisée pour cibler spécifiquement les cellules de glioblastome, et cela fournirait un marqueur tout à fait unique, " Maynard a déclaré. "Nous utiliserions cela pour surveiller ou tuer certaines de ces cellules tumorales."
