КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ


Номер 17-74-30019

НазваниеСтруктурные и кинетические особенности презентации антигенов как ключ к пониманию механизмов индукции аутоиммунных патологий и лимфомогенезиса

РуководительГабибов Александр Габибович, Доктор химических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова Российской академии наук, г Москва

Период выполнения при поддержке РНФ 2021 г. - 2023 г. 

Конкурс Конкурс на продление сроков выполнения проектов, поддержанных грантами Российского научного фонда по мероприятию «Проведение исследований научными лабораториями мирового уровня в рамках реализации приоритетов научно-технологического развития Российской Федерации» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными.

Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни, 04-208 - Молекулярная биология

Ключевые словааутоиммунные заболевания, лимфомогенезис, персонализированная медицина, презентация антигенов, кинетика загрузки антигена, кросс-реактивность, аутоантитела, В-лимфоциты, химерный антигенный рецептор Т-клеток, комбинаторные библиотеки, главный комплекс гистосовместимости, иммунотолерантность

Код ГРНТИ34.15.00


СтатусУспешно завершен


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Аннотация
Настоящий проект является продолжением проекта «Лаборатории мирового уровня» 2017-2020 гг и посвящен познанию индукции аутоиммунных процессов, в частности в результате кроссреактивности вирусных и аутоантигенов, а также процессу представления и деградации аутоантигенов при аутоиммунной нейродегенерации. Проект сосредоточен на новых технологиях создания специфических терапевтических молекул из класса суперсемейства иммуноглобулинов, как антител с применением идеологии “Maturation in silico”, заключающейся в направленном изменении специфичности иммуноглобулинов вне клеток иммунной системы с помощью специально созданных алгоритмов и вычислений на суперкомпьютерах, так и перепрограмированных Т-лимфоцитов, экспрессирующих на свой поверхности CAR-T, а также на понимании взаимодействия вирусного протеома с системой убиквитинирования в терминах индукции наиболее эффективного цитотоксического ответа. Механизмы регуляции иммунного ответа позволяют решить один из главных вопросов обеспечения жизнедеятельности высших организмов, заключающийся в распознавание «свой - чужой». Обеспечение бесперебойной работы этих систем обусловлено высокой степенью специфического распознавания молекул белками суперсемейства иммуноглобулинов, обладающими свойством гиперизменчивости в определенных структурных районах. Белки этого суперсемейства, иммуноглобулины, комплексы гистосовместимости, Т-клеточный рецептор обеспечивают специфичность распознавания «свой-чужой» и помогают решить вопрос защиты организма от внешних воздействий. Таким образом, решение критических вопросов жизни высших организмов в известной степени относится к проблемам биомолекулярной химии и особенностям распознавания, обеспечиваемым как термодинамическими, так и кинетическими характеристиками систем. Нарушение специфичного распознавания и изменения кинетических параметров взаимодействия в системах антиген-антитело, антиген-презентирующий его комплес гистосовместимости, Т-клеточный рецептор-антиген-комплекс гистосовместимости может привести к целому ряду системных нарушений иммунной системы, патологическим процессам, аутоиммунным заболеваниям и прогрессиям трансформированных клеток, раку. Необходимо признать, что сбои в системе распознавания не всегда обусловлены лишь изменением специфичности молекул суперсемейства иммуноглобулинов. В этом процессе задействован широкий набор факторов и сложные клеточные процессы. Однако во многом познание молекулярных особенностей функционирования комплексов гистосовместимсти, Т-клеточных рецепторов, антител может дать ключ к пониманию стратегии развития персонифицированной медицины не только индивидуальной группы патологий, но и их вариантов, встречающихся у отдельных пациентов. Уже сейчас очевидно, что повышение уровня «индивидуализации» в раскрытии разных вариантов иммунологических нарушений позволит найти новые более оптимальные схемы стратегии терапии. В последнее десятилетие стало также очевидно, что терапия многих иммунологических нарушений, связанных с развитием аутоиммунитета и опухолевой трансформацией связана с перспективностью использования терапевтических антител. Вместе с тем именно широкое их применение (уровни продаж терапевтических антител в 2020 году составили более100 миллиардов долларов США) раскрыло определенную ограниченность глобального «антительного бума» и поставило вопрос о разработке более избирательных терапевтических препаратов, способных к таргетной элиминации определенных патологических клеток. Несмотря на значительные усилия крупнейших исследовательских коллективов во всем мире на наш взгляд непознанными, в частности, остались проблема триггерных механизмов индукции аутоиммунных нейродегенеративных процессов, связанная с особенностями презентации аутоантигенов, и проблема кроссреактивности В и Т -клеточных эпитопов, аутоантигенов и вирусных белков. В ходе проведенных нами исследований в рамках проекта удалось выявить «кинетически обусловленный» механизм загрузки антигена и показать особенности ген-опосредованной протективности аутоиммунных заболеваний. Вместе с тем данный механизм еще далек до полной детализации, позволяющей в перспективы предложить новые персонифицированные терапевтические средства, направленные на управление процессами презентации и деградации антигенов. Все вышесказанное обосновывает необходимость предпринять усилия для выяснения вновь открывающихся молекулярных особенностей иммунитета и создать более современные иммунологические препараты с персонифицированной ориентацией. В данном проекте мы сосредоточились на некоторых, на наш взгляд, критических и функционально связанных между собой аспектах обозначенной проблемы: (1) Поиск новых антигенов при различных аутоиммунных заболеваниях, особенности презентации при аутоиммунных патологиях аутоантигенов на молекулах МНС класса II и дальнейшее выявление возможных «протективных» аллелей генов МНС класса II, обеспечивающих устойчивость индивидуумов к развитию заболевания. Мы предполагаем развить гипотезу «кинетического контроля» загрузки аутоантигенов на коплекс гистосовместимости, а также исследовать процессы убиквитин-протеасомного пути деградации аутоантигенов. Указанные подходы будут направлены на создание «персонифицированных» подходов к терапии аутоиммунных процессов и процессов, связанных с опухолевой трансформацией. (2) Механизмы индукции аутоиммунного процесса патогенами вирусной и бактериальной природы. Особое внимание будет уделено подходам комбинаторной химии и биологии, заключающихся в данном контексте со скринингом широких библиотек ауто и вирусных антигенов. Мы предполагаем провести поиск кроссреактивных экзогенных и эндогенных детерминант, способных стимулировать экспансию аутореактивных лимфоцитов. (3) Технологии микрофлюидики для разделения индивидуальных В-клеток и внедрения концепции бар-кодирования. Предполагается осуществлять индивидуальный отбор В лимфоцитов для структурной характеризации В-клеточных рецепторов с правильным сочетанием тяжелой и легкой цепей вариабельных фрагментов, встречающихся в организме человека. В практическом плане решение этой задачи должно привести к созданию высокопроизводительной платформы для быстрого получения индивидуальных клонов антител к определенным аутоантигенам и патогенам. (4) Механизмы функционирования регуляторных В-клеток. Особое внимание будет уделено определению структуры В-клеточных рецепторов регуляторных В-клеток и прояснению вопроса их специфичности в норме и при развитии аутоиммунных патологий. В практическом плане прояснение этих вопросов поможет не только разобраться в этиологии заболевания, но и будет способствовать разработке новых диагностических маркеров. (5) Технологии “Maturation in silico”, представляющие собой концепцию изменения специфичности молекул суперсемейства иммуноглобулинов вне клеток иммунной системы с помощью специально созданных алгоритмов и вычислений на суперкомпьютерах. Предлагается изменять специфичность иммуноглобулинов, в частности их каталитическую активность под переходные состояния реакций, рассчитанных с помощью QM/MM подхода. В развитие данной идеи в продолжении проекта предлагается изменять специфичность Т-клеточных рецепторов с целью получения Т-клеток пациентов с ВИЧ для перевода отдельных индивидов из «прогрессоров в «контроллеры». Данная идея напрямую связана с основополагающим принципом проекта, заключающемся в попытках направленного изменения презентации антигенов специализированными клетками (6) Технологии определения специфических лигандов поверхностных рецепторов аутореактивных и злокачественных клеток для создания терапевтических Т-клеток, модифицированных химерными антигенными рецепторами, слитных с данными лигандами. Это позволит создать персонифицированную терапию онкологических пациентов с помощью «репрограммированных» Т-клеток. В продолжении данной темы предлагается получить систему «включения-выключения CAR-T клеток. Предполагается вплотную приблизится к трансляции данных исследваний и перейти к клиническим испытаниям клеточных препаратов. На сегодняшний день адоптивная иммунотерапия Т клетками, модифицированными химерными антигенными рецепторам (CAR-T), является наиболее активно развивающейся областью терапии онкологических и других иммунопролиферативных заболеваний. Эффективность терапии CD19 CART клетками превосходит все существующие до этого способы лечения острого лимфобластного лейкоза и диффузной В крупноклеточной лимфомы. За прошедшее десятилетие были разработаны CAR, специфичные к CD19, IL13Ra2, CD22, GD2, HER2, EGFR, EPCAM, FOLH1, EGFRvIII, CD38, CD123, CD133, PSMA, CD5, CD7 и многие другие. Часть данных CAR уже прошла или находятся на стадии клинических испытаний. В Российской Федерации на сегодняшний терапия CAR19 Т клетками проводится только на базе НМИЦ детской гематологии, онкологии и иммунологии имени Дмитрия Рогачева, еще несколько крупных центров также готовятся к проведению клинических испытаний. Существующее отставание от ведущих мировых центров, создающих все новые CAR T клетки, является следствием высоких требований к безопасности пациента предъявляемых Минздравом к новым препаратам. Такая осторожность вполне оправдана, обратной стороной высокой эффективности CAR T клеток является вероятность развития осложнений, которые могут причинить вред здоровью или даже привести к гибели пациента. В рамках выполнения Проекта в период 2017-2020 гг нами был разработаны два подхода увеличения специфичности и безопасности биомедицинских клеточных продуктов: поиск уникального поверхностного маркера опухолевых клеток индивидуального пациента и система регуляции активности CAR T клеток после введения в пациента с помощью адаптерных молекул. В случае продления Проекта коллектив сможет принять участие в многоцентровом международном сотрудничестве между ИБХ РАН (Москва, Россия), Республиканским научно-практическим центром детской онкологии, гематологии и иммунологии (Минск, р. Беларусь), Витебским областным клиническим онкологическим диспансером (Витебск, р. Беларусь), ИБОХ НАН (Минск, р. Беларусь), биотехнологической компанией Xenetic Biosciences (Фремингхем, США) и исследовательским институтом Скриппса (Сан-Диего, США) в рамках клинических испытаний персонифицированных CART клеток. Данные испытания будут являться логическим продолжением концепций, предложенной в рамках выполнения Проекта в 2017-2020 испытаниях. Также в данном проекте мы сосредоточимся на развитии технологии контроля активности CAR T клеток на основе ковалентного катализа антитела 38C2 или РНКазы Барназы и ее ингибитора Барстара. 7) Впервые планируется проанализировать все открытые рамки считывания SARS-CoV-2 против компонентов убиквитин-протеасомной системы человека для обнаружения убиквитин-лигаз, осуществляющих убиквитинирование вирусного протеома. Важной особенностью проекта будет выявление роли деубиквитиназы в составе SARS-CoV-2 в терминах эволюционно выработанной способности маскировать зараженные клетки от цитотоксического звена иммунной системы. Полученные данные позволят по-новому взглянуть на проблематику создание противовирусных вакцин.

Ожидаемые результаты
В рамках продления проекта предполагается получить следующие важнейшие результаты: - разработка платформы для создания функциональных библиотек антител с правильно объединенными последовательностями вариабельных фрагментов тяжелых и легких цепей иммуноглобулинов с использованием микрофлюидной системы по запаковке В-клеток в капли. Данный подход позволит ответить на фундаментальный вопрос о возможности получения более аффинных антител путем случайного комбинированного перебора различных сочетаний вариабельных фрагментов тяжелых и легких цепей антиген-специфичных иммуноглобулинов по сравнению с анализом библиотек антител с «правильным» сочетанием, встречаемым в природе. Так же будет возможно изучить, какие именно «правильно» объединенные пары тяжелых и легких цепей иммуноглобулинов встречаются в организме человека и непосредственно участвуют в развитие аутоиммунных патологий. В практическом плане хорошо налаженный анализ библиотек антител с правильным сочетанием тяжелых и легких цепей будет способствовать получению терапевтических антиген-связывающих и нейтрализующих антител в кратчайшие сроки, - определение структуры В-клеточных рецепторов регуляторных В-клеток и прояснение вопроса их специфичности в норме и при развитии аутоиммунных патологий. В последние годы в мире все больше внимания уделяется В-клеточному регуляторному звену при развитии аутоиммунных нарушений, однако до сих пор остается много вопросов относительно процессов их созревания, фенотипа, механизма действия и специфичности. Прояснение этих вопросов поможет не только разобраться в этиологии заболевания, но и будет способствовать разработке новых диагностических маркеров, - поиск новых антигенов различных аутоиммунных нарушений и характеристика их взаимодействие с разными аллелями главного комплекса гистосовместимости (MHC) класса II (HLA класса II). Подтверждение, детализация механизма и изучение физиологической значимости процесса загрузки на молекулы МНС фрагментов аутоантигенов в сравнении с экзогенными детерминантами. Выявление кинетического механизма взаимодействия аутоантигенов с МНС класса II. Корреляция биомолекулярных механизмов загрузки с генетическими особенностями индивидов и с возможными взаимодействиями различных аллелей генов HLA класса II (в первую очередь, аллелей гена DRB1) у гетерозиготных индивидуумов, страдающих аутоиммунными патологиями. Все эти исследования дадут возможность выявить триггерный механизм запуска аутоиммунных патологий, - будет показана терапевтическая эффективность модульных CAR T клеток на основе каталитического антитела 38C2 и Барстара (ингибитора РНКазы Барназы). Создание регулируемых CAR T клеток на основе модульных систем является новым направлением развития концепции CAR T клеток. В 2020 году регулируемый CAR компании Caliber был одобрен FDA для клинического применения. Планируется показать универсальность создаваемых CAR для элиминации опухолей различной этимологии (CD19, HER2, PSMA и др). Подтверждение эффективности in vivo на отработанных животных моделях позволит вплотную приблизится к началу проведения клинических испытаний регулируемых CAR T клеток, - на базе разработанной технологии персонифицированной терапии CART клетками коллектив примет участие в международных клинических испытаниях CAR T лимфоцитов специфичных к уникальным В клеточным рецепторам на поверхности опухолевых клеток. Данные исследования являются передовыми на мировом уровне и, в случае успешного применения персонифицированных CAR T клеток для терапии пациентов, подтвердят специфичность и безопасность созданных биомедицинских клеточных продуктов, - будут разработан способ и получены модифицированные TCR с изменения паттерном взаимодействия с пептид-MHC, и полученные оптимальные TCR будут использованы для создания высокоэффективных Т-клеток для индукции специфического цитотоксического ответа против клеток содержащих «неблагоприятный» вариант пептид-MHC, - будут проанализированы все открытые рамки считывания SARS-CoV-2 против компонентов убиквитин-протеасомной системы человека для обнаружения убиквитин-лигаз, осуществляющих убиквитинирование вирусного протеома. Будет выявлена роль деубиквитиназы в составе SARS-CoV-2 в терминах эволюционно выработанной способности маскировать зараженные клетки от цитотоксического звена иммунной системы. Полученные данные будут использованы для анализа ландшафта цитотоксического ответа против SARS-CoV-2 в российской популяции.


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


Аннотация результатов, полученных в 2021 году
1. Проведены эксперименты in vitro и in vivo по подтверждению активности регулируемых CART клеток на основе высокоспецифического блока «барназа-барстар». 2. Был произведен поиск новых низкомолекулярных соединений аффинных к рецепторам раковых клеток CD19, HER2, PSMA. В рамках выполнения проекта, совместно с компанией WuXi Apptech, был проведен отбор соединений специфически связывающихся с CD19, PSMA и HER2 из ДНК-кодированных библиотек химических соединений. По результатам проведенной работы была подготовлена статья. 3. Был изучен терапевтический потенциал отобранных соединений для уничтожения раковых клеток с помощью регулируемых CAR T клеток на основе каталитического антитела. Отобранные соединения позволяют дозозависимо контролировать лизис клеток рака простаты и рака молочной железы, а также выброс провоспалительных цитокинов IL-2 и IFN CAR T клетками. 4. В результате многоцентрового международного сотрудничества между ИБХ РАН (Москва, Россия), Республиканского научно-практического центра детской онкологии, гематологии и иммунологии (Минск, р. Беларусь), Витебского областного клинического онкологического диспансера (Витебск, р. Беларусь), ИБОХ НАН (Минск, р. Беларусь), биотехнологической компании Xenetic Biosciences (Фремингхем, США) и исследовательского института Скриппса (Сан-Диего, США) были начаты доклинические испытания персонифицированных CART клеток. В рамках исследования после информированного согласия был произведен забор биопсионного материала опухоли 15 пациентов. В одиннадцати образцах удалось идентифицировать нуклеотидные последовательности В клеточных рецепторов опухолевых клонов пациентов. 5. Совместно с НМИЦ ДГОИ им. Дмитрия Рогачева и Онкологического центра Сейдмана (Кливленд, США), которые выступали в роли двух независимых клинических центров, в была показана высокая воспроизводимость и эффективность мобильная система CliniMACS Prodigy для получения CAR19 T клеток. Вклад участников проекта позволил внести вклад в создание животных моделей, выполнение экспериментов in vivo, а также проведение анализа транскриптома CAR T клеток. По результатам работы была опубликована статья в журнале Nature Communications (IF=14.919). 6. Были созданы два принципиально новых подхода для получения CAR T клеток на основе микросфер, несущих опухолевый антиген CAR, из обычных клеточных линий. Данные искусственные антигенные везикулы могут быть использованы для стимуляции и размножения CAR-T-клеток. Протокол с использованием искусственных антигенных везикул вызывают более сильную стимуляцию, пролиферацию и функциональную активность CAR-T-клеток, чем это возможно с существующими протоколами. Использование искусственных антигенных везикул, меченных флуоресцентным белком, позволяет создавать CAR любого дизайна, так как распознавание CAR T клетки происходит за счет взаимодействия с целевым антигеном и не зависит от структуры химерного рецептора. По результатам работы была опубликована статья в журнале Small (IF=13.281). 7. В ходе выполнения проекта была проведена фенотипическая характеризация зрелости регуляторных В-клеток человека, продуцирующих ИЛ-10, путем анализа уровня экспрессии дополнительных поверхностных маркеров CD24, CD38, CD27 и CD138. Было показано, что количество ИЛ-10 продуцирующих клеток (Breg) составляет в среднем 1.7% от общего пула стимулированных В-клеток. Так же было обнаружено, что количество регуляторных В-клеток резко возрастает в суб-популяции транзиентных В-клеток (CD19(+)CD24(hi)CD38(hi)) в среднем до 5.5%. При этом суб-популяция ИЛ-10 продуцирующих клеток в среднем содержит 8.1% транзиентных В-клеток, а суб-популяция IL10-negative содержит только 2.4% транзиентных В-клеток. Таким образом, было подтверждено, что суб-популяция транзиентных В-клеток обогащена клетками с регуляторными функциями за счет продукции ИЛ-10. 8. В ходе выполнения проекта на основании обнаруженного снижения количества соматических мутаций в вариабельном фрагменте тяжелой цепи иммуноглобулинов в суб-популяции транзиентных В-клеток у пациентов с РС по сравнению со здоровыми донорами была выдвинута гипотеза о нарушении процесса созревания В-клеточного звена при развитии аутоиммунных заболеваний. 9. В ходе выполнения проекта была налажена и оптимизирована микрофлюидная платформа, позволяющая анализировать и отбирать нативно «запаренные» вариабельные фрагменты тяжелых и лѐгких цепей иммуноглобулинов человека (VH-VL), участвующих в развитии заболевания или подавляющих его. На основании полученных ампликонов, кодирующий правильное сочетание VH-VL, возможно создание функциональных фаг-дисплейных, дрожжевых и лентивирусных библиотек антител человека. В результате широкомасштабного анализа В-клеточного репертуара пациентов, переболевших COVID-19, и иммунизированных доноров был получен ряд антител, нейтрализующих проникновение вируса SARS-CoV2.¬ Были измерены их константы связывания с RBD и/или S-белком, определены эпитопы связывания. В результате была получена панель моноклональных антител человека, способных нейтрализовать проникновение вируса SARS-CoV2 разных штаммов в концентрациях¬ менее 1 мкг/мл. Для одного из нейтрализующих антител был проведен структурный анализ и подтвержден его терапевтический потенциал на модели rhesus macaque SARS-CoV2. 10. Была получена библиотека лентивирусных генетических конструкций, кодирующих открытые рамки считывания вируса SARS-CoV-2 (NSP1-16, E, M, N, S, ORF3a, ORF3b, ORF6, ORF7a, ORF7b, ORF8, ORF9b, ORF9c, ORF10) слитные с Strep-tag II. За исключением NSP1, NSP6, NSP11, ORF3b, ORF7b, ORF9c и ORF10, в результате иммуноблотинга наблюдались полосы, соответствующие предсказанным размерам белков (24 из 31 белка). Было обнаружено, что ингибитор лизосомы не оказывает существенного влияния на внутриклеточное количество белков SARS-CoV-2, в то же время ORF6, NSP7, NSP12 в значительной степени накапливаются в присутствие ингибиторов MG-132 и TAK-243, что говорит о том, что данный вирусные белки подвергаются убиквитин-зависимой деградации протеасомой. В случае NSP3, который проявляет деубиквитиназную активность, а также способен снимать с белковых субстратов модификацию ISG15, при добавлении ингибитора системы убиквитинирования TAK-243 происходит драматическое уменьшение количества данного белка. 11. Было обнаружено около 300 белков-партнеров вирусных белков SARS-CoV-2. Было установлено, что ORF3a взаимодействует с E3-лигазой TRIM59, NSP9 – с E3-лигазой MIB1, ORF10 – c белком ZYG11B E3-лигазного комплекса cullin-2 (CUL2). Один из самый интересных партнером ORF6 является белок NMI (N-Myc And STAT Interactor). NMI в комплексе с IFI35 ингибирует индуцированную вирусом продукцию IFNb типа I, при этом он проявляет подобную активность только будучи убиквитинированным E3-лигазой TRIM21. Для NSP7 и NSP12 не удалось обнаружить белков-партнеров. 12. В результате анализа 155 пациентов Московской области, обследованных в Центральной клинической больнице РАН во время первой волны пандемии, было обнаружено, что уровень иммуноглобулина A является самым ранним серологическим критерием развития инфекции SARS-CoV-2. Мы продемонстрировали, что скорость сероконверсии «ранних» N-белок-специфических антител IgM и IgA сравнима с таковой у антител, специфичных к конформационным эпитопам RBD. В то же время сероконверсия иммуноглобулинов класса G, специфичных к N-белку SARS-CoV-2, протекала значительно быстрее, чем у других специфических антител. Анализ распределения подклассов иммуноглобулинов в сыворотках серопозитивных пациентов выявил равномерную индукцию N-белок-специфических IgG подклассов G1 – G4 и IgA подклассов A1 – A2 в группах пациентов с разной степенью тяжести COVID-19. В случае S-белка G1, G3 и A1 были основными подклассами антител, участвующих в иммунном ответе. 13. В результате комплексного анализа сыворотки крови и грудного молока на основе ИФА у беременных, переболевших COVID-19 в разных триместрах беременности, было обнаружено, что пациенты преимущественно содержали иммуноглобулины, специфичные к N-белку SARS-CoV-2, и антитела ко всем тестируемым антигенам в зависимости от белка и времени. Женщины, выздоровевшие от COVID-19 в I – II триместрах, показали заметное уменьшение количества образцов молока с sIgA, специфичным к N-белку, линейным эпитопам NTD и RBD-SD1, а также увеличение количества образцов с sIgA, зависимым от конформации структуры RBD. Было обнаружено, что только S-антигены вызывают ответ sIgA1, тогда как подклассы sIgA1 и sIgA2 к N-белку участвуют в 100% и 33% случаев. 14. Анализ тепловых карт взаимодействия пептида с TCR показал, что в случае с комплексами, ассоциированными с сигналингом, образуются взаимодействия бета-цепи TCR с пептидом в области аминокислотных остатков 50-58, чего не наблюдается в моделировании неактивных систем. Анализ тепловых карт взаимодействия pMHC-TCR показал, что существуют контакты, которые практически не образуются в системе 1 (обеспечивающей сигналинг), но образуются в системах 3 и 4, и наоборот. Две области pMHC, одна из которых участвует во взаимодействии с TCR в системе 1, а вторая — в системах 3 и 4, являются участками альфа-спиралей α1 и α2 pMHC, лежащими по разные стороны от связанного пептида. Наши наблюдения показывают, что в то время как в системах без сигнала 3 и 4 нет предпочтительной спирали, в системах с сигналом 1 и 2 есть явное предпочтение взаимодействий TCR со спиралью 137-180 (α2). 15. На данном этапе работы был получен TCR D3 с выходом около 4,3 мг с литра буфера рефолдинга и чистотой не менее 98% в системе E. Coli, а также TCR D3, HLA-A2 и HLA-B57 с выходом около 0,5 мг с литра среды и чистотой не менее 98% в клетках насекомых S2 Drosophila melanogaster. 16. Для каждой аллели было увеличено количество полученных в рекомбинантной форме лигандов – 6 для DRB1*0101 и 9 для DRB1*1501 - для которых было оценено относительное связывание с конкретной аллелью MHCII in vitro. Пептиды Melanoma, Estrogen и Acidic имеют высокое сродство к DR1, тогда как пептиды Calmodulin и Tyrosin обладают низкой аффинностью, а пептид Peroxisome не связывается вообще. Также важно отметить, что пептид Acidic связывается с высокой скоростью, как и вирусный пептид HA, тогда как при высокой аффиности пептиды Melanoma и Estrogen связываются с низкой скоростью. Похожая ситуация и для DR15: высокое сродство у пептидов EGR1, Multidrug, Ninein, Apoliprotein, Envoplakin и Cyclin, среднее у Estrogen, и практически не связываются Dipeptidyl и Insulin. При высоком сродстве пептиды EGR1, Multidrug, Ninein, Apoliprotein и Estrogen связывается с высокой скоростью, а пептиды Envoplakin и Cyclin связываются с низкой скоростью. 17. Для отборов лигандов на аллели MHC II DRB1*0101 и DRB1*1501, проведенных на предыдущем этапе работы, был осуществлен дополнительный биоинформатический скрининг с помощью ресурса NetMHCIIPan, результаты которого коррелировали с данными экспериментального отбора. Дополнительно была определена теоретическая аффинность отобранных лигандов и уточнен их эпитоп связывания с MHC II. 18. В соответствии с подобранными в прошлом году условиями были проведены отборы пептидов для двух аллелей MHCII DR4 (HLA-DRB1*0401) и DR8 (HLA-DRB1*0801) c использованием аутоиммунной фаговой библиотеки 44-членных пептидов на базе вектора FADL, созданной на предыдущих этапах проекта. Были проведены два раунда отбора для каждой аллели из аутоиммунной библиотеки. Параллельно проводили раунды отрицательно контрольного отбора, где в смеси не содержался рекомбинантный белок DR. 19. Было проведено широкомасштабное секвенирование около 100000 клонов с определением первичной структуры отобранных фрагментов аутоантигенов для каждого раунда отбора как для DRB1*0401, так и для DRB1*0801, а также для контрольного отбора. В результате анализа секвенирования с использованием нескольких критериев были определены потенциальные антигенные пептиды для DR4 и DR8. Для каждого HLA-DR были выбраны по 3-5 перспективных аутоантигенных пептида для дальнейшего анализа.

 

Публикации

1. Бобик Т.В., Костин Н.Н., Скрябин Г.А., Цабай П.Н., Симонова М.А., Кнорре В.Д., Мокрушина Ю.А., Смирнов И.В., Косолапова Ю.А., Вторушина В.В., Инвияева Е.В., Полушкина Е., Петрова Ю.Л., Левадная А.В., Кречетова Л.В., Шмаков Р.Г., Шмаков Р.Г. , Габибов АГ Epitope-Specific Response of Human Milk Immunoglobulins in COVID-19 Recovered Women. Pathogens, 2021, 10(6), 705 (год публикации - 2021) https://doi.org/10.3390/pathogens10060705

2. Бобик Т.В., Костин Н.Н., Скрябин Г.А., Цабай П.Н., Симонова М.А., Кнорре В.Д., Стратиенко О.Н., Алешенко Н.Л., Воробьев И.И., Курс Е.Н., Мокрушина Ю.А., Смирнов И.В., Алехин А.И., Никитин А.Е., Габибов А.Г. COVID-19 in Russia: Clinical and Immunological Features of the First-Wave Patients Acta Naturae, VOL. 13 No 1 (48) 2021 (год публикации - 2021) https://doi.org/10.32607/actanaturae.11374

3. Масчан М., Кайми П.Ф., Риз-Коц Дж., Санчез Г.П., Шарма А.А., Молостова О., Шелихова Л., Першин Д., Степанов А., Музалевский Ю., Отегбей Ф., Найт А., Опароча И., Уорден А., Крюгер В., Кадан М., Шнайдер Д., Орентас Р., де Лима М., Дропулич Б. Multiple site place-of-care manufactured anti-CD19 CAR-T cells induce high remission rates in B-cell malignancy patients Nature Communications, 12, 7200 (год публикации - 2021) https://doi.org/10.1038/s41467-021-27312-6

4. Телегин Г.Б., Минаков А.Н., Чернов А.С., Казаков В.А., Калабина Е.А., Манских В.Н., Асютин Д.С., Белогуров А.А. мл., Габибов А.Г., Коновалов Н.А., Спаллоне А. A New Precision Minimally Invasive Method of Glial Scar Simulation in the Rat Spinal Cord Using Cryoapplication Frontiers in Surgery, 2021 Jul 15;8:607551. (год публикации - 2021) https://doi.org/10.3389/fsurg.2021.607551

5. Украинская В., Рубцов Ю., Першин Д., Терехов С., Ярошевич И., Соколова А., Багров Д., Кулаковская Е., Деев С., Зиганшин Р., Чернов А., Телегин Г., Максимов Е., Марков О., Зенкова М., Габибов А., Масчан М., Степанов А., Лернер Р. Antigen-Specific Stimulation and Expansion of CAR-T Cells Using Membrane Vesicles as Target Cell Surrogates Small, 2021 Nov;17(45):e2102643. (год публикации - 2021) https://doi.org/10.1002/smll.202102643

6. Чжоу Х., Ван Х., Цзи К., Ду М., Лян Ю., Ли Х., Ли Ф., Шан Х., Чжу Х., Ван В., Цзян Л., Степанов А.В., Ма Т., Гонг Н., Цзя Х., Габибов А.Г., Лу Ж., Лу Ю., Го Ю., Чжан Х., Ян Х. Molecular deconvolution of the neutralizing antibodies induced by an inactivated SARS-CoV-2 virus vaccine Protein and Cell, 12(10):818-823 (год публикации - 2021) https://doi.org/10.1007/s13238-021-00840-z

7. Шарапова Т.Н., Романова Е.А., Чернов А.С., Минаков А.Н., Казаков В.А., Кудряева А.А., Белогуров А.А. мл., Иванова О.К., Габибов А.Г., Телегин ГБ, Яшин Д.В., Сащенко Л.П. Protein PGLYRP1/Tag7 Peptides Decrease the Proinflammatory Response in Human Blood Cells and Mouse Model of Diffuse Alveolar Damage of Lung through Blockage of the TREM-1 and TNFR1 Receptors. International Journal of Molecular Sciences, Int. J. Mol. Sci. 2021, 22(20), 11213 (год публикации - 2021) https://doi.org/10.3390/ijms222011213

8. Захарова М., Мамедов А., Филимонова И., Воробьева Н., Киселев И., Фаворова О., Кнорре В., Кулакова О., Белогуров А., Габибов А. MHCII Allele DRB1_01:01, known as a protective allele in Multiple Sclerosis, Kinetically Discriminate the autoantigen Myelin peptides and Exogenous Antigenic Peptides FEBS Open Bio Supplement for the 45th FEBS Virtual Congress, 11(Suppl. 1), p 451 (год публикации - 2021) https://doi.org/10.1002/2211-5463.13205

9. Калинин Р., Шипунова В., Черников И., Волков Д., Шульга А., Деев С., Степанов А., Габибов А. Modular approach to CAR-T regulation based on the barnase-barstar complex for therapy of oncological diseases FEBS Open Bio Supplement for the 45th FEBS Virtual Congress, 11(Suppl. 1), p 93 (год публикации - 2021) https://doi.org/10.1002/2211-5463.13206

10. Ломакин Я., Овчинникова Л., Белогуров А., Габибов А. Comparative analysis of B cell receptor repertoires revealed delay in transitional regulatory B lymphocyte maturation during multiple sclerosis development. FEBS Open Bio Supplement for the 45th FEBS Virtual Congress, 11(Suppl. 1), p 457 (год публикации - 2021) https://doi.org/10.1002/2211-5463.13205

11. Мокрушина Ю., Головин А., Пития С., Кнорре В., Шамборант О., Смирнов И., Габибов А. Rationalization of enantioselectivity Ig­ mediated substrate reaction by QM/MM calculation FEBS Open Bio Supplement for the 45th FEBS Virtual Congress, 11(Suppl. 1), p 369 (год публикации - 2021) https://doi.org/10.1002/2211-5463.13205


Аннотация результатов, полученных в 2022 году
1. Проведены эксперименты in vivo подтверждающие активность регулируемых BsCAR-T клеток на основе высокоспецифичного взаимодействия барназы с барстаром. Подтвердили универсальность данной модульной системы для EpCAM опухолевых клеток in vitro. 2. Были получены В-клеточные рецепторы опухолевых клонов пациентов в формате полноразмерных антител. С этими антителами были проведены отборы VHH с помощью фагового дисплея. 3. Были охарактеризованы клоны в ИФА, определена нуклеотидная последовательность VHH в клонах, получены кривые ингибирования в конкурентном ИФА и получены KD с помощью системы BlitZ ForteBio. 4. Была создана панель уникальных конструкций CAR, каждая из которых содержит специфичное для B-клеточного рецептора опухолевых клеток VHH. 5. Экспериментально была выбрана конструкция CAR третьего поколения – VHH-CD8-CD28-BBz для дальнейших экспериментов. Конструкция с природной цепью mu IgM с доменами VH и VL B-клеточного рецептора из опухолевых клеток пациента экспериментально была выбрана для создания клеток-мишеней. 6. Была проведена терапия 5 пациентов с острым лимфобластным лейкозом CD45RA-деплецированными Т-клетками (CAR19-Tm) и в сравнении со стандартными CAR19-T и впервые на людях была показана их ограниченная персистенция, связанная с хронической активацией и истощением Т-клеток. 7. На различных видах рака была показана высокая эффективность терапии онколитическими вирусами OV-OX40L/IL12 в комбинации с опухоль инфильтрирующими Т клетками. 8. В ходе выполнения проекта была получена панель из 13 моноклональных RBD-специфичных полноразмерных антител человека, обладающих нейтрализующей активностью SARS-CoV2 с IN50 в диапазоне 0.1 – 40 nM. Данные антитела были получены с использованием разработанной в ходе выполнения проекта системы идентификации антиген-специфичных В-клеток, основанной на сочетании проточной цитофлуорометрии и фагового дисплея. Для решения этой задачи была создана фаговая мини-библиотека пептидов S-белка SARS-CoV2, содержащих потенциальные эпитопы нейтрализующих антител длиной от 45 до 200 а.о.. Дополнительно была создана фаг-дисплейная библиотека S-белка SARS-CoV2 штамма омикрон. Было показано, что с использованием мини-библиотеки пептидов RBD, экспонированных на поверхности бактериофага, получается идентифицировать сопоставимый репертуар антител, что и при обогащении на полноразмерную молекулу RBD. При этом в случае новой масштабной эпидемии получение нейтрализующих антител на пептидные фрагменты всех белков анализируемого вируса можно произвести намного быстрее, чем идентификация точного эпитопа и белка, на который образуется большинство вируснейтрализующих антител. Было показано, что комбинированный перебор различных сочетаний вариабельных фрагментов тяжелых и легких цепей антиген-специфичных В-клеток не способствует получению более аффинных антиген-специфичных антител. Правильное сочетание тяжелых и легких цепей иммуноглобулинов, встречаемое в природе, обеспечивает наиболее высокую аффинность и нейтрализующую активность антител в наблюдаемых экспериментах. 9. При сравнении репертуара моноклональных RBD-специфичных антител, развивающихся после инфекции COVID-19 или после вакцинации Sputnik-V, была подтверждена высокая протективность вакцины Sputnik и доказано наличие высокоаффинных и высоконейтрализцющих антител в сыворотке вакцинированных на моноклональном уровне. 10. В ходе выполнения проекта для анализа вклада транзиентных регуляторных В-клеток в развитие рассеянного склероза была увеличена выборка анализируемых пациентов с РС и здоровых доноров. В результате было показано повышенное содержание транзиентных регуляторных В-клеток в периферической крови при развитии злокачественного течения РС. Было показано, что субпопуляция CD19+CD24highCD38high у больных РС характеризуется менее зрелым фенотипическим портретом. Было обнаружено, что содержание клеток CD27+ в субпопуляции CD19+CD24highCD38high tBregs у больных РС достоверно снижено (1,0±0,5 %) по сравнению со здоровыми донорами (2,2±1,4 %). Также было показано, что CD19+CD24highCD38high В-клетки характеризуются повышенной продукцией ИЛ-10 у больных РС и здоровых доноров. В субпопуляциях В-клеток, продуцирующих ИЛ-10, между РС и здоровыми донорами не было статистически значимых различий. 11. Проведен анализ физиологической значимости обнаруженных ферментативных каскадов на клетках млекопитающих путем комбинаторной коэкспресии обнаруженных троек антиген-E3-SARS-CoV-2 PLpro на клетках линий HEK293T и А549 Наши данные свидетельствуют о том, что указанные вирусные белки эффективно убиквитинируются соответствующими E3-лигазами, а оверэкспрессия Papain-like proteinase (PLpro) защищает антигены SARS-CoV-2 от гидролиза в протеасоме (за исключением S-WWP1). Подтверждено, что PLpro in vitro избирательно разрушает К48 полиубиквитиновые цепочки, присоединенные к антигенам. Таким образом, нами была подтверждена реверсивная активность вирусной Papain-like proteinase в терминах деубиквитинирования. 12. В ходе работы был предложен метод для предсказания того, является ли тот или иной третичный комплекс pMHCI-TCR сигнялящим. Метод был валидирован суммарно на 9 системах и показал потенциальную применимость. Кроме того, корректность использования исходной метрики и ее физический смысл были подтверждены дополнительными расчетами альтернативным методом молекулярного моделирования. 13. В результате экспрессии клеточных линий культуры S2 Drosophila melanogaster были получены и далее очищены белковые препараты мутантов HLA-A2 H114Q, HLA-B57 V97R и HLA-B57 L156R, а также TCR AAA83 и TCR AAA83F/J. Выход составил около 0,5 мг с литра среды, а чистота не менее 80%. Полученные белки были ферментативно биотинилированы. 14. Проведён анализ взаимодействия вирусных ВИЧ-антигенов с HLA-A2 и HLA-B57 и их мутантами (HLA-A2 H114Q, HLA-B57 V97R, HLA-B57 L156R) методом функционального ИФА, по результатам которого было выяснено, что HLA-A2 в комплексе с пептидом ВИЧ SL9 связывается с TCR D3 лучше, чем в комплексе с пептидом гриппа GL9. Мутантная форма HLA-A2 H114Q, которая по литературным данным является контролером ВИЧ-инфекции, имеет большее сродство к пептиду SL9, чем дикий тип. HLA-B57 и его мутанты показали неспецифическое связывание. 15. Белковые продукты аллелей MHC II HLA-DR1 (DRB1*0101), HLA-DR15 (DRB1*1501), HLA-DR4 (DRB1*0401), HLA-DR8 (DRB1*0801), HLA-DR3 (DRB1*0301) были наработаны в суспензионных клетках HEK293F. 16. Для каждой аллели HLA-DR4 (DRB1*0401) и HLA-DR8 (DRB1*0801) были получены пептиды-лиганды в рекомбинантной форме, для которых было оценено относительное связывание с конкретной аллелью MHCII in vitro. Для аллели DR4 пептиды P761 и P998 имеют высокое сродство к DR4, остальные исследуемые пептиды характеризуются также положительным, отличным от контроля сигналом связывания с DR4, кроме P1920 и P7030. Также важно отметить, что пептиды P761 и P998 связываются с высокой скоростью с MHC II, как и вирусный пептид HA, тогда как при довольно высокой аффиности пептиды P11100 и P10478 связываются с низкой скоростью. 17. Пептиды, не отобравшиеся в процессе фагового дисплея на аллели HLA-DR1, HLA-DR15, HLA-DR4, HLA-DR8, но обладающие высоким теоретическим сродством к данным аллелям, определенным с помощью виртуального скрининга библиотеки, были также получены в рекомбинантной форме в виде аналогичных белков, слитных с бактериальным тиоредоксином (по 4 для каждой аллели). В результате экспериментов по определению их взаимодействия с молекулами HLA было показано, что они по большей части эффективно связываются с белковыми продуктами советующих аллелей.

 

Публикации

1. Йе К., Ли Ф., Ванг Р., Сен Т., Лиу Ш., Жао Ж., Ли Р., Ксу Л., Жанг Г., Ксу Ж., Денг Л., Ли Л., Ванг В., Степанов А., Ван Я., Гуо Ю., Ли Ю., Ванг Ю., Тиан Ю., Габибов А., Ян И., Жанг Х. An armed oncolytic virus enhances the efficacy of tumor-infiltrating lymphocyte therapy by converting tumors to artificial antigen-presenting cells in situ Molecular Therapy, том 30, номер 12: стр. 3658-3676 (год публикации - 2022) https://doi.org/10.1016/j.ymthe.2022.06.010

2. Ломакин Я.А., Звягин И.В...., Белогуров А.А., Габибов А.Г. Deconvolution of B cell receptor repertoire in multiple sclerosis patients revealed a delay in tBreg maturation Frontiers in Immunology, 2022 Aug 16;13:803229. (год публикации - 2022) https://doi.org/10.3389/fimmu.2022.803229

3. Нерсисян С., Жиянов А., Захарова М., Ишина И., Курбацкая И., Мамедов А., Галатенко А., Шкурников М., Габибов А., Тоневицкий А. Alterations in SARS-CoV-2 Omicron and Delta peptides presentation by HLA molecules PeerJ, том 10, номер статьи e13354 (год публикации - 2022) https://doi.org/10.7717/peerj.13354

4. Украинская В., Молостова О., Шелихова Л., Першин Д., Кулаковская Е., Волков Д., Рахтеенко А., Музалевский Я., Казаченок А., Бриллиантова В., Осипова Д., Рубцов Ю., Степанов А., Масчан М. Haploidentical donor-derived memory CAR T cells: first in human experience and in vitro correlative study Blood Advances, том 6, номер 19: стр. 5582-5588 (год публикации - 2022) https://doi.org/10.1182/bloodadvances.2021006262

5. Ломакин Я.А., Габибов А.Г. Comparative analysis of B cell receptor repertoires revealed delay in regulatory B lymphocyte maturation in multiple sclerosis patients FEBS Open Bio Supplement for the 46th FEBS Congress, том 12, дополнение S1, стр. 130, номер тезиса P-01.2-036 (год публикации - 2022) https://doi.org/10.1002/2211-5463.13440

6. Овчинникова Л., Ломакин Я., Габибов А. Identification of SARS-CoV-2 neutralizing antibodies using engineered bacteriophage bioconjugates FEBS Open Bio Supplement for the 46th FEBS Congress, том 12, дополнение S1, стр. 193, номер тезиса P-03.3-008 (год публикации - 2022) https://doi.org/10.1002/2211-5463.13440


Аннотация результатов, полученных в 2023 году
1. Был разработан протокол получения натуральных экзосом из лимфомных клеток и подтверждено наличие в мембране везикул CD19. В ходе in vitro экспериментов было показано, что CD19-позитивные экзосомы снижают цитотоксическую активность CAR19 T-клеток и способствуют их истощению. 2. Была получена панель гидовых РНК для нокаута Т-клеток по генам CD45, CD3ε и ТКР. После нокаута с помощью системы CRISPR-Cas в ходе in vitro экспериментов было показано, что нокаут CD45 не влияет на цитотоксическую активность Т-клеток, но снижает выброс провоспалительных цитокинов, а нокаут CD3ε и ТКР полностью нарушают активацию Т-клеток посредством ТКР и снижают их аллореактивность. 3. В ходе in vitro и in vivo экспериментов было продемонстрировано, что отсутствие на Т и CAR T-клетках ведет к снижению провоспалительной активности, но не влияет на их способность к лизису опухолевых клеток. На основании полученных данных был разработан протокол создания CD45 специфичных CAR45 T клеток и подтверждена их способность к элиминации CD45-позитивных как опухолевых, так и гемопоэтических клеток человека in vivo. Получен ряд животных моделей онкогематологических заболеваний и РТПХ. 4. Была разработан протокол невирусной доставки генов химерных антигенных рецепторов в Т лимфоциты на основе транспозазы Sleeping Beaty. В экспериментах in vitro была подтверждена функциональная активность CAR19 и BCR-специфичных CAR-FL Т клеток. 5. В экспериментах на мышах линии NSG с подкожно привитыми опухолевыми клетками Ramos-FL/ffluc была показана высокая эффективность BCR-специфичных CAR Т клеток, сопоставимая с классическими CAR19. 6. В ходе выполнения проекта из лентивирусных библиотек иммуноглобулинов, сконструированных на основе В-клеток крови переболевших COVID-19 и вакцинированных Sputnik-V доноров, было получено 25 моноклональных полноразмерных антител человека IgG1 путем обогащения на фаговую библиотеку фрагментов RBD. Из полученных антител 7 клонов обладали способностью одновременно нейтрализовать дикий штамм SARS-CoV-2 Wuhan, а также его более позднюю версию Delta. Два клона одновременно нейтрализовали Wuhan и omicron. И одно антитело, полученное из донора, вакцинированного Sputnik-V, обладало способностью нейтрализовать все 3 протестированных штамма SARS-CoV-2: Wuhan (IC50 = 0,6 nM), Delta (IC50 = 100 nM), Omicron (IC50 = 3,4 nM). Таким образом, было получено моноклональное антитело, являющееся потенциальными терапевтическим агентом. Более того, факт обнаружения данного антитела у донора, вакцинированного Sputnik-V, указывает на возможность образования противовирусных протективных антител при проведении вакцинации Sputnik-V. 7. У пациентов с РС было показано наличие моноклональных кросс-реактивных антител, взаимодействующих одновременно с РС-ассоциированным фрагментом белка EBNA1 вируса Эпштейн-Барр и LMP1. 8. Наши данные показывают, что исходные варианты RBD и особенно штаммы, родственные Delta, в отличии от Omicron, характеризуются аномальным обратным соотношением генерируемых эпитопов HLA I класса конститутивными протеасомами и иммунопротеасомами. Анализ накопления мутаций четко показывает, что эволюция SARS-CoV-2 направлена на уменьшение способности связывания гаплотипов HLA I класса с пептидами RBD, генерируемыми протеасомами. Среди текущих вариантов SARS-CoV-2, представляющих интерес и находящихся под наблюдением (variants of interest and under monitoring), пептиды Omicron BA.2.86, также известный как недавно появившийся штамм SARS-CoV2 «Pirola», обладают самым низким потенциалом связывания c HLA I класса, что предполагает значительную потерю основных и второстепенных антигенных детерминант RBD у этих штаммов, но, вероятно, более сфокусированный Т-клеточный ответ. 9. В настоящем исследовании у пациентов с системной красной волчанкой (СКВ) без антифосфолипидного синдрома (АФС) были обнаружены значительно более высокие уровни комплекса миелопероксидазы-дезоксирибонуклеиновой кислоты (МПО-ДНК) по сравнению с больными СКВ с АФС, с первичным антифосфолипидным синдромом (ПАФС) и здоровыми людьми. У пациентов с СКВ и положительным уровнем комплекса МПО-ДНК достоверно чаще наблюдались высокая активность СКВ, волчаночный гломерулонефрит и гипокомплементемия. Достоверной связи между положительным уровнем комплекса МПО-ДНК и клинико-лабораторными проявлениями АФС не выявлено. Концентрация нуклеосом была достоверно ниже в группе больных СКВ (±АФС) по сравнению с контролем и ПАФС. У больных СКВ частота низкого уровня нуклеосом ассоциировалась с высокой активностью СКВ, волчаночного нефрита и артрита. Повышенный уровень комплекса МПО-ДНК можно рассматривать как перспективный биомаркер волчаночного нефрита, активности заболевания и иммунологических нарушений у больных СКВ. 10. Анализ термического сдвига белковых комплексов HLA-A*02:01 совместно с пептидами SL9/GL9 и HLA-B*57:03, HLA-B*57:03 V97R, HLA-B*57:03 L156R с пептидами KF11/IW9 показал стабилизацию комплексов HLA-A*02:01 с пептидами SL9/GL9 и HLA-B*57:03 V97R c KF11, а также наблюдалось дестабилизация комплекса HLA-B*57:03 L156R с пептидом KF11. 11. Были оценены константы диссоциации комплексов рМНС и TCR D3 и AАА83 методом поверхностного плазмонного резонанса. По полученным данным можно сказать, что наибольшее сродство к TCR A83 имеют комплексы B57-KF11, B57 V97R-KF11 и B57 V97R-IW9, к TCR D3 - HLA-A2-SL9. 12. Были получены генетические конструкции в векторе pLV2, кодирующие полноразмерные HLA-A2 и HLA-B57, а также TCR D3 и ААА83. Данными плазмидами и упаковочными плазмидами были трансфецированы клетки HEK293T и наработаны вирусы для дальнейшей трансдукции. 13. Методом тандемной масс-спектрометрии был исследован иммунопептидом MHC II АПК из периферической крови больных системной красной волчанкой и ревматоидным артритом, а также здоровых доноров - носителей аллелей MHCII DRB1*1501 и DRB1*0101, DRB1*0401, описанных как аллели, ассоциированные с данными заболеваниями, соответственно. Было проведено сравнение пептидов из аутоантигенной библиотеки, полученных на предыдущих этапах работы фаговым дисплеем на связывание с данными аллелями MHCII, и природных аутоантигенных пептидов, презентируемых на АПК из периферической крови больных РА и СКВ, по данным масс спектрометрии. Пептиды, прошедшие оба варианта отбора и показавшие приемлемое связывание с данной аллелью MHC II по расчётам виртуальной нейросети NetMHCIIPan, были использованы для дальнейших экспериментов с оценкой Т-клеточного ответа у больных РА. 14. Была создана модельная система для оценки Т-клеточного ответа на отобранные пептиды в составе комплекса с MHCII. Для этого было получено 2 модельных линии Т клеток на базе линии Jurcat J76 TRP с белком GFP под индуцибельным промотором, несущие рецептор CD4 и специфические ТКР к комплексу белкового продукта DRB1*01:01 с фрагментом геммаглютинина из вируса гриппа HA306-318 и к DRB15*01:01 с фрагментом основного белка миелина MBP85-99. Также были созданы модельные линии АПК на базе опухолевой линии человека HeLa с встроенными белком CD80 и комплексами человеческих MHCII DRB1_0101 со слитным пептидом HA306-318 и DRB15_0101 со слитным пептидом MBP85-99. Активация модельных Т-клеточных линий, детектируемая по увеличению уровня экспрессии GFP, наблюдалась только в случае инкубации с подходящей линией АПК, несущей комплементарную данному ТКР пару MHCII-пептид. 15. Был измерен Т-клеточный ответ на пул пептидов, выбранных на предыдущих этапах работы, у группы больных РА и здоровых доноров – носителей исследуемых ассоциированных с РА аллелей MHCII DRB1*0101 и DRB1*0401. Статистически значимый Т клеточный ответ, измеренный по продукции IFN- γ и IL-2, у больных РА в отличие от здоровых доноров был получен на фрагмент аннексина 11, презентируемый на белковом продукте аллели DRB1*0101.

 

Публикации

1. Калинин Р.С., Шипунова В.О., Рубцов Ю.П., Украинская В.М., Шульга А., Коновалова Е.В., Волков Д.В., Ярошевич И.А., Мойсенович А.М., Белогуров А.А., Телегин Г.Б., Чернов А.С., Масчан М.А., Терехов С.С., Гнучев Н.В., Габибов А.Г., Деев С.М. Barnase-barstar Specific Interaction Regulates Car-T Cells Cytotoxic Activity toward Malignancy Doklady Biochemistry and Biophysics, том 508, стр. 17-20 (год публикации - 2023) https://doi.org/10.1134/S1607672922700041

2. Овчинникова Л.А., Джелад С.С., Симанив Т.О., Захарова М.Н., Ломакин Я.А., Габибов А.Г. Уровень противовирусных антител к белку EBNA-1 в сыворотке крови пациентов с РС не зависит от тяжести заболевания Doklady Biochemistry and Biophysics, - (год публикации - 2024)

3. Попов П., Калинин Р., Буслаев П., Козловский И., Зарецкий М., Карлов Д., Габибов А., Степанов А. Unraveling viral drug targets: a deep learning-based approach for the identification of potential binding sites Briefings in Bioinformatics, - (год публикации - 2024)

4. Решетняк Т., Нурбаева К., Пташник И., Кудряева А., Белогуров А., Лила А., Насонов Е. Markers of NETosis in Patients with Systemic Lupus Erythematosus and Antiphospholipid Syndrome International Journal of Molecular Sciences, Том 24, выпуск 11: 9210 (год публикации - 2023) https://doi.org/10.3390/ijms24119210

5. Соловьев Я.В., Евпак А.С., Кудряева А.А., Габибов А.Г., Белогуров А.А. Оценка уровня клинически значимых микро РНК на основании тотального клеточного пула РНК алгоритмами машинного обучения Doklady Biochemistry and Biophysics, - (год публикации - 2024)

6. Степанов А, Кси Дж., Жу К., Шен З., Су В., Куай Л., Солл Р., Рейдер К., Шейвер Ж., Дутит Л., Жанг Д., Калинин Р., Фу К., Жато Й., Кин Т., Баран Ф., Габибов А., Бушнелл Д., Нери Д., Корнберг Р., Лернер Р. Control of the antitumour activity and specificity of CAR T cells via organic adapters covalently tethering the CAR to tumour cells Nature Biomedical Engineering, опубликовано online (год публикации - 2023) https://doi.org/10.1038/s41551-023-01102-5

7. Украинская В.М., Мусатова О.Е., Волков Д.Е., Осипова Д.С., Першин Д.С., Мойсенович А.М., Евтушенко Е.Г., Кулаковская Е.А., Максимов Е.Г., Жанг Х., Рубцов Ю.П., Масчан М.А., Степанов А.В., Габибов А.Г. CAR‐tropic extracellular vesicles carry tumor‐associated antigens and modulate CAR T cell functionality Scientific Reports, 13:463 (год публикации - 2023) https://doi.org/10.1038/s41598-023-27604-5

8. Волков Д.В., Степанова В.М., Рубцов Ю.П., Степанов А.В., Габибов А.Г. Protein Tyrosine Phosphatase CD45 As an Immunity Regulator and a Potential Effector of CAR-T therapy Acta Naturae, Том 15, №3 (58) (год публикации - 2023) https://doi.org/10.32607/actanaturae.25438

9. Ишина И.А., Захарова М.Ю., Курбацкая И.Н., Мамедов А.Э., Белогуров А.А., Габибов А.Г. MHC Class II Presentation in Autoimmunity Cells, том 12, выпуск 2: 314 (год публикации - 2023) https://doi.org/10.3390/cells12020314

10. Смирнов И., Белогуров А., Головин А., Степанов А., Жанг Х., Блэкберн М., Габибов А. Immunoglobulin Go: Synergy of Combinatorics for Catalysis Israel Journal of Chemistry, выпуск e202300078 (год публикации - 2023) https://doi.org/10.1002/ijch.202300078


Возможность практического использования результатов
Технология изучения репертуара иммуноглобулинов человека с использованием правильного сочетания тяжелых и легких цепей может быть использована для получения вируснейтрализующих антител. Технология получение антиген-специфичных антител с использованием фаг-дисплейных библиотек антигенов может быть использована для поиска новых мишеней — потенциальных индукторов аутоиммунных заболеваний. Исследованная фрагментация белка RBD конститутивными и имунными протеасомами может быть использована для прогнозирования тяжести течения заболеваний пациентов с новыми штаммами SARS-CoV2 в зависимости от гаплотипа HLA I. Также наши данные позволяют охарактеризовать иммуногенность пептидов будущих штаммов SARS-CoV2 для оптимизации разработки новых вакцин против SARS-CoV-2. Повышенный уровень комплекса МПО-ДНК можно рассматривать как перспективный биомаркер волчаночного нефрита, активности заболевания и иммунологических нарушений у больных СКВ. Полученные данные представляются важными для применения в сфере разработки новых терапевтических средств при Ревматоидном артрите и Системной красной волчанке. Полученные в данной работе пептиды, презентируемые MHCII, могут быть применимы для поиска патогенных Т-клеточных рецепторов, блокируя которые, теоретически возможно будет уменьшить симптоматику и снизить уровень агрессивного течения болезни.