Rationalisé unicellulaire TCR isolement et génération des vecteurs rétroviraux pour In Vitro et In Vivo Expression de TCRs humaines

Le récepteur des cellules T (TCR) dicte décision sort des lymphocytes T au cours de développement, l’état stationnaire/homéostasie et une stimulation antigénique en périphérie^1,2,3. Expansion récente des technologies de séquençage de profondeur a permis de découvrir une diversité TCR précédemment sous-estimé au sein de l’antigène des lymphocytes T spécifiques aux réponses. Diversité des TCR suggère un potentiel pour les lymphocytes T large point de vue fonctionnel. Afin d’intégrer l’analyse TCR répertoire des séquences avec des essais fonctionnels de TCR, les approches de séquençage devraient être conçus pour être compatible avec les systèmes expérimentaux et in vivo des modèles utilisés pour l’analyse fonctionnelle de select TCRs. Nous avons développé une approche efficace pour l’isolation de séquence humaine TCR et rationalisé sous clonage dans un vecteur de modèle des TCR de chimérique humain/souris compatible avec l’expression de TCR à souris humanisée HLA⁴. L’isolement des correspondants des chaînes alpha et bêta des hétérodimères TCRs nécessite l’amplification PCR des deux chaînes d’une seule cellule. Bien que plusieurs protocoles de clonage TCR unicellulaires ont été développés et utilisés, aucun jusqu’à présent ont été facilement compatible avec haut débit simplifiée clonage direct de TCRs Vα/Vβ inconnu dans des vecteurs rétrovirus nécessaires pour réexpression in vivo ^4,5,6,7. Des études antérieures ont utilisé deux approches majeures, soit pour amplifier sélectivement une partie limitée du TCR suffit d’extrapoler la séquence, ou d’amplifier les TCR toute séquence^{4,5,6 , 7}. analyse fonctionnelle en aval de TCR séquences obtenues par l’intermédiaire de la première approche exige la construction du TCR Assemblée et de novo coûteux en silico . Tandis que la seconde approche présente également la séquence complète de TCR, la région constante humaine n’est pas compatible avec in vivo l’expression des TCRs clonés dans des modèles murins. Notre approche est spécifiquement conçu pour être compatible avec in vivo analyse fonctionnelle des TCRs dans des modèles murins. Nous avons développé une cellule unique protocole PCR permettant directement sous clonage de fragments PCR dans le vecteur d’expression de modèle efficace et simplifiée.

Notre approche utilise une réaction de PCR de multiplex imbriqué très sensible qui s’effectue en deux étapes. Dans la première réaction de multiplexe étape une piscine de 40 amorces spécifiques pour toutes les chaînes de V-bêta et une piscine de 44 amorces spécifiques pour toutes les chaînes alpha-V sont utilisées pour amplifier la TCR-alpha ou bêta-TCR sans la connaissance préalable de la séquence (tableau 1). L’apprêt avant a une séquence de l’adaptateur, qui est incorporée dans la 5′ du produit PCR. L’apprêt inverse est issu de la région constante du TCR. Nous avons identifié des sites de restriction uniques qui sont absents de la variable humaine ou jonction TCR régions et incorporés dans des amorces nouvellement redessinés de TCRα et TCRβ (Figure 1). Dans la deuxième réaction imbriquée, une amorce spécifique pour la séquence de l’adaptateur et une amorce inverse imbriquée au sein de la région constante sont utilisés pour amplifier encore les chaînes TCR avec une spécificité accrue (tableau 1, Figure 1). Après l’isolement de cellules du même, deux rondes de PCR (première réaction avec un pool d’amorces Vα tant Vβ et deuxièmement avec des amorces adaptateur) aboutir à un produit PCR qui peut être directement sous cloné dans le template vecteur rétroviral. La construction TCR finale doit pouvoir coder, dans un cadre de lecture seule (ORF), les régions variables humaines combinées avec les régions constantes souris reliées par la séquence protéique « Self clivage », P2A (hVα-mCα-P2A-hVβ-mCβ)⁸. La séquence de P2A a été utilisée dans plusieurs systèmes et a été longuement testée spécifiquement pour l’expression de TCRs^8,9,10,11. Bien que, après traduction la plupart de la P2A séquence reste attachée à l’extrémité C-terminale de la chaîne alpha, reliée par un flexible linker, tandis que la séquence de signaux de chaîne bêta a une proline supplémentaire, cette modification n’a aucun effet néfaste sur la fonction TCR. La région constante de la souris est utilisée dans la construction au lieu de l’homme pour éviter des interactions altérées avec des composants de signalisation en aval lors de ré-exprimé dans les cellules de souris. L’ORF unique entraînera stoechiométrique expression distincte d’alpha et bêta chaînes^9,11. Le protocole actuel est issu des réactifs et des approches qui sont largement disponibles et est conçu pour être réalisées de manière simple et efficace. Bien que nous avons spécifiquement utilisé cette technique pour dosage de TCRs des cellules T autoréactives impliqués dans le diabète auto-immun, nous prévoyons que ce protocole peut être largement applicable pour l’identification et l’évaluation fonctionnelle des TCRs humaines spécifiques pour épitopes auto-immunes, cancer épitopes ou réponses aux pathogènes et aux vaccins.