HLA-Liganden für die aktiv personalisierte Immuntherapie von Leberkrebs und Gliomen

Primäre Lebertumore sind aufgrund ihrer hohen Mortalitätsraten und ihrer steigenden Inzidenzen ein ernstzunehmendes Problem. Mit übermäßigem Alkoholkonsum, Leberzirrhose und Infektionserkrankungen wie Hepatitis-B und -C als Hauptrisikofaktoren wird sich das in naher Zukunft nicht ändern. Durch das begrenzte Repertoire an Behandlungsmöglichkeiten stellt sich die Frage nach neuen Therapieansätzen. Durch die in den Fokus der Forschung gerückte Krebsimmuntherapie bietet sich eine Vielzahl an neuen Ansatzpunkten. Die Impfung mit tumorassoziierten und tumorspezifischen HLA-Liganden steht im Mittelpunkt dieser Arbeit. Um einen solchen Ansatz zu verfolgen, müssen zunächst Erkenntnisse über das Ligandom dieser Tumore gewonnen werden. Zu diesem Zweck wurde gesundes Gewebe sowie Tumorgewebe von insgesamt 21 Patienten untersucht. Die Isolation der HLA-Liganden von diesen Geweben und deren massenspektrometrische Analyse lieferte über 15.000 unterschiedliche Peptide. Mit diesen Daten konnten 31 patientenübergreifende Antigene identifiziert werden. Außerdem wurden Möglichkeiten demonstriert, wie eine solche Impfung individuell auf einen Patienten abgestimmt werden kann. Durch den Einsatz von next-generation-sequencing ist es möglich nach HLA-Liganden zu suchen, deren Aminosäuresequenz durch Mutationen in den zugrundeliegenden Genen verändert sind. Solche Peptide als Ziel einer Immuntherapie bieten Vorteile gegenüber tumorassoziierten Antigenen. Leider konnte im Rahmen dieser Arbeit kein solches Neoepitop nachgewiesen werden. Gliome stellen ähnlich wie Lebertumore eine schwer heilbare Tumorerkrankung dar. Auch hier besteht dringender Bedarf an neuen Möglichkeiten zur Behandlung der Patienten. Die Mutation R132H im Gen der IDH 1 stellt jedoch ein interessantes Ziel für eine Immuntherapie dar. Bis zu 70% der Grad II- und III- Gliome tragen diese Mutation. Da die Mutation sehr früh bei der Entstehung eines Glioms auftritt und vermutlich einen entscheidenden Schritt hierbei darstellt, sind die meisten Zellen eines solchen Tumors davon betroffen. Die Präsentation auf HLA-Molekülen und die Erkennung durch das Immunsystem im Patienten macht sie zu einem idealen Ziel einer Impfung. Es wurden mehrere Tumorproben von Gliompatienten sowie einige Gliom-Zelllinien untersucht. Zu diesem Zweck wurde eine gezielte massenspektrometrische Methode entwickelt und etabliert, um die Sensitivität des Massenspektrometers zu erhöhen. Es konnten jedoch nur wildtypische Peptide der Isocitratdehydrogenase 1 identifiziert werden. Des Weiteren wurden für insgesamt vier Patienten individuelle Cocktails für eine Impfung mit HLA-Liganden vorgeschlagen. Diese Vorschläge basierten auf der Analyse von Tumorgewebe dieser Patienten. Dabei wurden sowohl Ligandom-, als auch Exom- und Transcriptom Daten in Betracht gezogen

TAPBPR alters MHC class I peptide presentation by functioning as a peptide exchange catalyst.

Our understanding of the antigen presentation pathway has recently been enhanced with the identification that the tapasin-related protein TAPBPR is a second major histocompatibility complex (MHC) class I-specific chaperone. We sought to determine whether, like tapasin, TAPBPR can also influence MHC class I peptide selection by functioning as a peptide exchange catalyst. We show that TAPBPR can catalyse the dissociation of peptides from peptide-MHC I complexes, enhance the loading of peptide-receptive MHC I molecules, and discriminate between peptides based on affinity in vitro. In cells, the depletion of TAPBPR increased the diversity of peptides presented on MHC I molecules, suggesting that TAPBPR is involved in restricting peptide presentation. Our results suggest TAPBPR binds to MHC I in a peptide-receptive state and, like tapasin, works to enhance peptide optimisation. It is now clear there are two MHC class I specific peptide editors, tapasin and TAPBPR, intimately involved in controlling peptide presentation to the immune system.This is the final version of the article. It first appeared from eLife via http://dx.doi.org/10.755

Data from: TAPBPR alters MHC class I peptide presentation by functioning as a peptide exchange catalyst

Our understanding of the antigen presentation pathway has recently been enhanced with the identification that the tapasin-related protein TAPBPR is a second MHC I-specific chaperone. We sought to determine whether, like tapasin, TAPBPR can also influence MHC I peptide selection by functioning as a peptide exchange catalyst. We show that TAPBPR can catalyse the dissociation of peptides from peptide-MHC I complexes, enhance the loading of peptide-receptive MHC I molecules, and discriminate between peptides based on affinity in vitro. In cells, the depletion of TAPBPR increased the diversity of peptides presented on MHC I molecules, suggesting that TAPBPR is involved in restricting peptide presentation. Our results suggest TAPBPR binds to MHC I in a peptide-receptive state and, like tapasin, works to enhance peptide optimisation. It is now clear there are two MHC class I specific peptide editors, tapasin and TAPBPR, intimately involved in controlling peptide presentation to the immune system

Data from: TAPBPR alters MHC class I peptide presentation by functioning as a peptide exchange catalyst

Our understanding of the antigen presentation pathway has recently been enhanced with the identification that the tapasin-related protein TAPBPR is a second MHC I-specific chaperone. We sought to determine whether, like tapasin, TAPBPR can also influence MHC I peptide selection by functioning as a peptide exchange catalyst. We show that TAPBPR can catalyse the dissociation of peptides from peptide-MHC I complexes, enhance the loading of peptide-receptive MHC I molecules, and discriminate between peptides based on affinity in vitro. In cells, the depletion of TAPBPR increased the diversity of peptides presented on MHC I molecules, suggesting that TAPBPR is involved in restricting peptide presentation. Our results suggest TAPBPR binds to MHC I in a peptide-receptive state and, like tapasin, works to enhance peptide optimisation. It is now clear there are two MHC class I specific peptide editors, tapasin and TAPBPR, intimately involved in controlling peptide presentation to the immune system.,Figure 5C - Peptides eluted from MHC class I molecules in Hela+IFNy and Hela-TAPBPR KO+IFNyPeptide-MHC class I complexes were isolated by affinity chromatography using W6/32 from IFN-&gamma; treated HeLa and HeLa-TAPBPR KO cells. Eluted peptides were analysed using LC-MS/MS. Peptides were assigned as HLA-A*68:02 and HLA-B*15:03 binders based on their peptide motifs using the online programme NetMHC.Hela IFNy and Hela IFNy TAPBPR KO.xlsxFigure 5D - peptides eluted from HeLa and HeLa-WT-TAPBPR cellsPeptide-MHC class I complexes were isolated by affinity chromatography using W6/32 from HeLa and HeLa overexpressing WT-TAPBPR. Eluted peptides were analysed using LC-MS/MS. Peptides were assigned as HLA-A*68:02 and HLA-B*15:03 binders based on their peptide motifs using the online programme NetMHC.HeLa and HeLa WT TAPBPR.xlsxFigure 5 - Figure supplement 1 - Peptides eluted from HeLa-S+IFNy and HeLa-S-shTAPBPR+IFNyPeptide-MHC class I complexes were isolated by affinity chromatography using W6/32 from IFN-&gamma; treated HeLa-S cells and IFN-&gamma; treated HeLa-S cells depleted of TAPBPR using shRNA. Eluted peptides were analysed using LC-MS/MS. Peptides were assigned as HLA-A*68:02 and HLA-B*15:03 binders based on their peptide motifs using the online programme NetMHC.HeLa IFNy and HeLa INFy shTAPBPR.xlsxFigure 6B - Peptide eluted from HLA-A2 from WT, TAPBPR depleted, and tapasin deficient KBM-7 cellsPeptide loaded HLA-A2 complexes were isolated using affinity chromatography with BB7.2 from IFN-&gamma; treated WT, TAPBPR stably depleted (shTAPBPR) and tapasin deficient (TPN-) KBM-7 cells. Eluted peptide were analysed using LC-MS/MS.KBM7 elution from BB72.xlsxFigure 6E - Peptides eluted from HLA-B &amp;amp; -C from WT, TAPBPR depleted and tapasin deficient KBM-7 cellsHLA-B and -C complexes were isolated using affinity chromatography using B1.23.2 from IFN-&gamma; treated WT, TAPBPR stably depleted (shTAPBPR) and tapasin deficient (TPN-) KBM-7 cells. Eluted peptide were analysed using LC-MS/MS.KBM7 elution from B1232.xlsx,</span

Figure 5D - peptides eluted from HeLa and HeLa-WT-TAPBPR cells

Peptide-MHC class I complexes were isolated by affinity chromatography using W6/32 from HeLa and HeLa overexpressing WT-TAPBPR. Eluted peptides were analysed using LC-MS/MS. Peptides were assigned as HLA-A*68:02 and HLA-B*15:03 binders based on their peptide motifs using the online programme NetMHC

Figure 6E - Peptides eluted from HLA-B & -C from WT, TAPBPR depleted and tapasin deficient KBM-7 cells

HLA-B and -C complexes were isolated using affinity chromatography using B1.23.2 from IFN-γ treated WT, TAPBPR stably depleted (shTAPBPR) and tapasin deficient (TPN-) KBM-7 cells. Eluted peptide were analysed using LC-MS/MS