Hoe kunnen wij de peptides van kanker eiwitten voorspellen die door MHC class I aan het afweersysteem getoond worden?

MHC klasse I moleculen (MHC I) brengen kleine stukjes (peptiden) van virus of kankereiwitten van binnen naar buiten de cel zodat het afweersysteem kan zien dat een cel ‘fout is’ en die dan kan doden. Zonder MHC I is het afweersysteem in feite blind voor wat er in cellen gebeurd. MHC I is essentieel bij immunotherapie van kanker omdat het ‘ontremde’ afweersysteem deze kankerpeptide-MHC I combinatie moet herkennen om de tumor te doden. Dat lukt niet altijd wat één van de redenen is om afweercellen te activeren via vaccinatie met peptiden van kankereiwitten. Maar wat zijn die peptiden precies? We weten heel veel hoe die peptiden gemaakt worden en bij MHC I komen, voorspellen welk peptide dit is gaat niet goed. Dit willen we verbeteren voor betere vaccines en succesvolle immunotherapie van kanker.Voorgestelde oplossing / doelstellingEr zijn gaten in onze kennis over dit systeem waardoor voorspelling van de optimale peptides niet goed gaat. Dit willen wij opvullen en toevoegen aan de bestaande kennis voor een betere voorspellingsmodule om kankervaccin-design sterk te verbeteren.

Onderzoeksvragen

De gaten in ons begrip zijn:

1. Hoe dragen verschillende cytosolaire peptidases bij aan MHC I peptidome generatie of destructie?
2. Wat is de rol van de ER peptide exporter? Als we dit toevoegen aan de bestaande kennis, dan worden MHC I gepresenteerde peptiden beter voorspelt.

Plan van aanpak / onderzoeksopzet

We hebben technologie ontwikkeld om peptidase activiteit te manipuleren in cellen. GFP wordt in het gen geknocked om de expressie onder verschillende condities te volgen. Dit wordt gekoppeld aan een afbraak systeem om selectief GFP eiwitten af te breken. Verder wordt het complementaire peptide van split-GFP of split-luciferase gevolgd. Het split peptide gaat via een signaal sequentie het ER in en de rest van de module is in het cytosol. Dit maakt screening voor de exporter mogelijk.We bepalen:

1. de relatieve expressie van de peptidases in twee cellijnen (+/- IFNg).
2. de rol van de peptidases op het MHC  I peptidome.
3. De hoeveelheid input eiwit (en DRiPs) in deze cellijnen.
4. Identificatie ER peptide exporter
5. Rol exporter bij MHC I peptidome

Al deze gegevens worden in een groot model met gegevens over de andere stappen in dit proces geplaatst om tot een voorspellingsmodel te komen.

Verwachte uitkomst / relevantie voor de kankerpatiënt

Dit werk zal de voorspelling van MHC I-gebonden peptiden sterk verbeteren. Dit zal direct gebruikt worden bij kankervaccin ontwikkeling en dan leiden tot effectievere kankerimmunotherapie.

Vervolgstappen / implementatie

Peptide gebaseerde vaccines worden al 20 jaar ontwikkeld en dit heeft nu een versnelling gekregen door RNA-gebaseerde vaccines die voor een groot aantal potentiële MHC I peptiden coderen. Het is onduidelijk of die peptiden ook allemaal gepresenteerd worden of dat er peptiden missen die eigenlijk beter zijn voor een kankervaccin. Onze data en het daaruitvolgend model zal gebruikt gaan worden door de verschillende bedrijven die deze vaccines ontwikkelen en dan sneller tot effectievere vaccines leiden.