Antigenic peptides produced by peptide splicing in the proteasome

Abstract

La lignée LG2-MEL est une lignée tumorale dérivée d’une métastase ganglionnaire du patient LG2 atteint de mélanome malin. Différents variants tumoraux ont été obtenus in vitro et utilisés pour stimuler des lymphocytes du sang du patient LG2. Ceci nous a permis d’obtenir différents clones lymphocytes T cytolytiques (CTL) qui reconnaissent spécifiquement les variants de la tumeur LG2. Le peptide reconnu par un de ces CTL a été précédemment identifié : il correspond à un nonapeptide présenté par le HLA-B*3503 et qui dérive de la tyrosinase, une protéine de différenciation des mélanocytes. Ce travail de doctorat nous a permis d’identifier trois nouveaux peptides antigéniques exprimés par le mélanome LG2 et reconnus par des CTL autologues. Parmi les nouveaux peptides identifiés, l’un est présenté par le HLA-B*4403 et dérive d’une mutation ponctuelle dans le gène S_OS-9. Un second peptide est encodé par la protéine de différenciation gp100PMEL17 et est présenté par le HLA-B*3503. Le troisième peptide, qui est présenté par le HLA-A*3201, dérive également de la protéine gp100PMEL17, mais, étonnamment, est composé de deux fragments non-contigus de la protéine. La production de ce peptide nécessite l’excision d’un fragment de 4 acides aminés, et l’épissage des produits libérés. Nous avons étudié en détail ce mécanisme d’épissage peptidique. Nos résultats indiquent que l’épissage peptidique se produit à l’intérieur du protéasome, qu’il est étroitement lié au processus de protéolyse, et qu’il implique la formation d’un intermédiaire acyl-enzyme. Un deuxième projet, réalisé en collaboration avec le Dr. Warren du Fred Hutchinson Research Center à Seattle, a permis d’identifier un autre peptide produit par épissage peptidique, et qui correspond à un antigène mineur d’histocomptabilité présenté par le HLA-A-0301, et dérivant d’un polymorphisme mononucléotidique (SNP) au sein du gène SP110. le peptide antigénique identifié est composé de deux fragments non-contigus de la protéine SP110 qui sont assemblés en orientation inverse par rapport à la séquence génétique. Comme dans le cas du peptide dérivé de gp100, nos résultats suggèrent que ce phénomène de réarrangement peptidique se produit dans la protéasome par un mécanisme similaireMelanoma line LG2-MEL was derived from a lymph node metastasis of patient LG2. Various tumor clones were obtained in vitro, which were used to stimulate blood lymphocytes of patient LG2. Several cytolytic T lymphocyte clones (CTL) recognizing specifically LG2-MEL variants have been isolated. The peptide recognized by one of these CTL has been previously identified: it corresponds to a nonapeptide restricted by HLA-B*3503 and which is derived from melanocyte differentiation protein tyrosinase. During this thesis work, we have identified three other antigenic peptides expressed on LG2-MEL and recognized by autologous CTL. One of these peptides is presented by HLA-B*4403 and is derived from a point mutation in ubiquitously expressed gene OS-9. A second peptide is restricted by HLA-B*3503, and is produced from differentiation protein gp100PMEL17. The third peptide, which is presented by HLA-A*3201 and derived from gp100PMEL17, proved very interesting as it is composed of two non-contiguous fragments of the protein. The production of this peptide requires the excision of a 4-amino acid fragment and the splicing of the products. We have studied in more detail the mechanism of this peptide splicing, which had not been described before. Our results indicate that the splicing process occurs in the proteasome, is tightly coupled to the proteolytic process, and results from a transpeptidation reaction involving an acyl-enzyme intermediate. In the frame of a collaboration with Dr.Warren in Fred Hutchinson Research Center in Seattle, we have identified another spliced peptide, which is a minor histocompatibility antigen presented by HLA-A*0301 and derived from a small nuclear polymorphism (SNP) in gene SP110. The antigenic peptide is also composed of two non-contiguous fragments of the SP110 protein, but these fragments are spliced together in the reverse orientation, leading to the disruption of the linear correspondence between the peptide and the encoding genetic segment. As for the gp100 epitope, our results suggest that this rearrangement occurs in the proteasome by a similar mechanism.Thèse de doctorat en sciences biomédicales (SBIM 3)--UCL, 200