Neue Forschungen zum Immunpeptidom
Die meisten Zellen im Körper präsentieren auf ihrer Oberfläche Proteinfragmente (u.a. von Pathogenen) über so genannte MHC-Klasse-I-Moleküle. Zusammenfassend werden diese Peptide als Immunpeptidom bezeichnet. Sie werden Immunzellen präsentiert, damit sich die Immunabwehr ausbilden kann. Seit kurzem ist klar, dass das Immunpeptidom auch bei Autoimmunkrankheiten und der Überwachung des Immunsystems bei Krebserkrankungen eine Rolle spielt. Zur molekularen Zusammensetzung und Biogenese des Immunpeptidoms unter physio- und pathophysiologischen Bedingungen ist allerdings kaum etwas bekannt. So entwickelte das EU-finanzierte Projekt IMMUNOPEPTIDOMICS (Global immunopeptidome landscape of normal and Mycobacterium tuberculosis-infected human cells) ein hochdurchsatzfähiges massenspektrometrisches Verfahren zur quantitativen Bestimmung von Peptiden, die von MHC/HLA-Molekülen präsentiert werden. Der Schwerpunkt lag dabei auf hoher Reproduzierbarkeit und quantitativer Genauigkeit bei Analysen des Immunpeptidoms mittels SWATH-Massenspektrometrie. Die Projektmitglieder erstellten Peptidbibliotheken mit Konsensus-Fragment-Ionenspektren, um aus den analysierten Daten quantitative digitale Karten des MHC-Immunpeptidoms zu erzeugen. Auf diese Weise konnten auch Krebszellen analysiert und mutierte Peptide identifiziert werden, die mit MHC-Klasse-I-Molekülen assoziiert werden. In einem weiteren Projektabschnitt wurde das Immunpeptidom menschlicher Zellen bei Infektionen mit dem lebensbedrohlichen Tuberkuloseerreger Mycobacterium tuberculosis (Mtb) kartiert. Da TBC noch immer ein enormes Gesundheitsproblem darstellt, wird intensiv an neuen und effizienteren Impfstoffen geforscht. So könnten sich Mtb-Peptide, die an MHC-I-Moleküle binden, als neue Impfstoffkandidaten gegen TBC bewähren. Weiterhin wurden die Ergebnisse mit proteomischen, epigenetischen und transkriptomischen Daten abgeglichen, um neue Biomarker für TBC zu finden. Die Ergebnisse von IMMUNOPEPTIDOMICS waren der Auftakt für das Projekt HIPP (Human Immuno-Peptidome Project), das unter dem Human Proteome Project (B/D-HPP) läuft. Die Daten zum Immunpeptidom sind unter online frei abrufbar, über HIPP wird zudem unter Human Proteome Organization informiert. Insgesamt wird die von IMMUNOPEPTIDOMICS entwickelte Massenspektrometrie-Plattform die nächste Generation immunbasierter Therapien befördern, was den Projektpartnern zufolge die Entwicklung effektiverer Impfstoffe gegen eine Reihe von Krankheiten beschleunigen kann.
Schlüsselbegriffe
Immunpeptidom, Immunsystem, Biomarker, Impfstoff, MHC-Klasse I, Krebs, Tuberkulose
