Vom Genom zur Immunantwort
Technologien für die Genomsequenzierung haben die schnell Entschlüsselung eines gesamten Genoms von Pathogenen sehr stark vereinfacht. Anhand solcher Informationen lässt sich die Biologie von fast jedem Erreger studieren, ebenso wie - über die daraus resultierenden Proteine - seine möglichen Auswirkungen auf das Immunsystem. Peptide gehören zu den wichtigsten Einheiten der Abläufe in unserem Immunsystem. Es wurden T-Zellen entwickelt, mit denen Peptide erkannt und gebunden werden können, die auf MHC-Molekülen der Antigen-präsentierenden Zellen dargestellt werden. Die Schaffung und Darstellung von Peptiden erfordert einen komplizierten Prozess mit vielen Schritten. Kurz gesagt: Jeder Einzelne liefert seinen T-Zellen einen einzigartigen und sehr unterschiedlichen Peptid-Abdruck des ablaufenden Eiweißstoffwechsels. Ziel des EU-geförderten Projekts Genomes_TO_Vaccines ("Translating genome and proteome information into immune recognition") war es, verstehen, beschreiben und vorhersahen zu können, wie das Immunsystem Proteine behandelt. Anfangs entwickelte man effiziente biochemische Assays, um die drei Schritte bei der Erzeugung von T-Zell-Epitopen bewerten zu können. Dazu gehören die proteolytische Fragmentierung von Proteinantigenen im Proteasom, die Peptid-Translokation (TAP) sowie Peptidauswahl und -präsentation auf MHC-Molekülen. Mithilfe der Bioinformatik sagten die Wissenschaftler das Ergebnis dieser Prozesse in silico und mögliche Reaktionen humaner T-Zellen vorher. Anhand von Virusisolaten der Influenza A wurde der Epitop-Scanning-Prozess getestet und Peptide sowohl in den biochemischen MHC-Bindungs-Assays als auch, was noch wichtiger war, bei gesunden Grippe-Rekonvaleszenten. Zusammen mit Daten über das SARS-Virus wurden Im Rahmen von Genomes_TO_Vaccines 13 neue Influenza-Epitope identifiziert, die praktisch die gesamte Bevölkerung abdecken. Diese Epitope wurden als besonders stark konserviert ausgewählt, und vor allem umfassten sie alle die aktuellen Vogelgrippe-Isolate. Genomes_TO_Vaccines konnte demonstrieren, das genomische Information in Immunerkennung übersetzt werden können. Diese Technologie kann bei der Entwicklung von Immuntherapien und Impfstrategien zum Einsatz kommen und trägt somit zu einer höheren Lebensqualität für Europas Bürger bei.