Kleine Moleküle zur Manipulation der Peptidbindung an MHC-Klasse I-Moleküle, eine optimierte Methode zur Herstellung von MHC-Tetrameren durch Peptidaustausch

• Antragsteller: Professor Dr. Sebastian Springer
• Fachliche Zuordnung: Biochemie ; Immunologie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 310813447

MHC (Haupthistokompatibilitätskomplex)-Klasse I-Moleküle spielen eine zentrale Rolle in der antiviralen Immunabwehr, indem sie antigene Viruspeptide auf der Zelloberfläche zytotoxischen T Zellen präsentieren. Jede T-Zelle erkennt einen für sie spezifischen Klasse I-Peptid-Komplex und löst daraufhin die Apoptose der infizierte Zelle aus. Im Verlauf einer antiviralen Immunantwort vermehren sich diese spezifischen T-Zellen extrem stark, so dass man durch eine Untersuchung der T-Zellen einer/s Patientin/en feststellen kann, gegen welche viralen Peptide eine Immunreaktion ausgelöst wurde und wie stark sie ist. Dies erlaubt nicht nur Prognosen zum Krankheitsverlauf, sondern auch Vorhersagen darüber, welche Peptide für Impfungen geeignet sind.Bislang werden die relevanten T-Zellen mit Hilfe von fluoreszenzmarkierten Klasse I-Tetrameren detektiert: Vier Klasse I-Moleküle werden mit einem Test-Peptid gefaltet, biotionyliert, und anschließend werden die Klasse I-Peptid-Komplexe mittels fluoreszenzmarkiertem Streptavidin tetramerisiert. Dieser Klasse I-Tetramer bindet stark an die spezifischen T Zellen, welche daraufhin detektiert und quantifiziert werden können.Die Tetramer-Färbung ist jedoch anspruchsvoll und kostenintensiv, was Forschung und medizinische Behandlung stark behindert. Das Ziel dieses Transfer-Projekts besteht in der Optimierung der T-Zell-Detektion durch eine, von uns im Rahmen eines DFG-geförderten Grundlagen-Projektes entwickelte, Innovation zur verbesserten Herstellung von Klasse I-Tetrameren. Um T-Zell-Populationen nachweisen zu können, die gegen unterschiedliche Klasse I-Peptid-Komplexe gerichtet sind, müssen derzeit die spezifischen Tetramere jedes Mal neu mit dem entsprechenden Test-Peptid hergestellt werden, ein Prozess, der mehrere Wochen beansprucht. Indem wir Master-Tetramere mit Faltungspeptiden vorproduzieren, welche mithilfe von Dipeptiden gegen die Test-Peptide nach Wunsch ausgetauscht werden können, verkürzen wir die Produktionszeit eines spezifischen Tetramers auf wenige Stunden. Hierdurch wird der Nachweis von spezifischen T-Zellen schneller, effektiver und kostengünstiger und wird zukünftig auch eine bessere Immuntherapie von Virusinfektionen ermöglichen.Unser Kooperationspartner, die iba GMBH, ist ein führender Anbieter für Produkte aus dem Bereich der Lebenswissenschaften mit Sitz in Göttingen. Zusammen werden wir im Rahmen dieses Transfer-Projekts einen Prototypen für einen Kit entwickeln, der zukünftig jedem diagnostischen und forschenden Labor die individuelle Herstellung von Tetrameren mit Peptiden ihrer Wahl kostengünstig und zeitsparend erlaubt. Die iba GmbH wird diese Kits später entweder verkaufen oder die Durchführung von T-Zell-Sreenings mit Hilfe des Assays als Dienstleistung anbieten. Hierdurch wird langfristig die Marktposition von iba besonders gegenüber internationalen (vor allem US-amerikanischen) Konkurrenten gestärkt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen (Transferprojekt)
• Anwendungspartner: IBA GmbH