Создана микрофлюидная система для отбора специфичных Т-клеточных рецепторов

Получение T-клеток, экспрессирующих рецепторы, специфичные к определенным вирусным и опухолевым антигенам, может стать мощной стратегией для лечения вирусных и онкологических заболеваний. Однако отбор подходящих T-клеточных рецепторов (T cell receptors, TCR) осложнен их большим разнообразием. Кроме того, T-клеток чрезвычайно трудно культивировать. В новой статье, опубликованной в Nature Biotechnology, исследователи предложили принципиально новый подход к отбору TCR с нужной специфичностью, основанный на капельной микрофлюидики.

T-клеточный рецептор представляет собой гетеродимер, субъединицы которого обозначают как α и β. На первой стадии нового метода отдельные T-клетки заключаются по одной в микрокапли вместе с лизирующей смесью и шариками специального носителя. На эти шарики после лизиса клетки адсорбируются РНК, кодирующие субъединицы α и β TCR. Далее шарики-носители, связанные с РНК, вводятся в другую каплю, которая содержит праймеры для амплификации последовательностей TCRα и TCRβ исходной клетки. В результате амплификации в капельке накапливается большое количество последовательностей TCRα и TCRβ, сшитых друг с другом. Полученные последовательности TCRα-TCRβ вставляют в лентивирусный вектор, и затем трансдуцируют библиотеку в иммортализованные клетки линии Jurkat. В итоге получается библиотека клеток Jurkat, экспрессирующих разнообразные пары TCRα-TCRβ.

Наконец, для поиска T-клеток с рецепторами, специфичными к нужному антигену, клеткам из библиотеки предъявляют фрагменты антигена, связанные с главным комплексом гистосовместимости (MHC). Если T-клеточный рецептор успешно взаимодействует с комплексом фрагмента антигена и MHC, то экспрессирующая его клетка активируется. Далее активированные клетки изолируются, и проводится секвенирование генов TCR. В итоге в руках исследователей оказываются последовательности T-клеточных рецепторов, способных распознавать заданный антиген.

С помощью описанного подхода авторы провели скрининг репертуаров TCR шести здоровых человек и выявили 2,9 миллионов уникальных TCR, из которых лишь малая доля (менее 0,001%) оказалась специфична к вирусным антигенам. Был также проанализирован репертуар рецепторов T-клеток из образца инфильтрата опухоли от пациента с меланомой. В результате исследователи идентифицировали несколько TCR, специфичных к опухолевых антигенам. В экспериментах на клеточной лини меланомы экспрессия этих рецепторов в первичных T-клетках приводила к гибели раковых клеток.