Bases moleculares de la presentación de ligandos fosforilados por moléculas HLA-B

Resumen

Las moléculas de clase I del Complejo Mayor de Histocompatibilidad (MHC, HLA en humanos) desempeñan un papel fundamental en la erradicación de infecciones virales y procesos de transformación tumoral. Su función primordial es la presentación a los linfocitos T citotóxicos (CTLs) de un amplio repertorio peptídico generado a partir de la degradación de proteínas endógenas. El reconocimiento de un péptido antigénico en el contexto de una molécula de clase I conduce a la activación del CTL que ejerce su acción citolítica sobre la célula presentadora. El peptidoma presentado por las moléculas HLA-I incluye ligandos fosforilados. Estos han sido propuestos como dianas óptimas para el tratamiento del cáncer por inmunoterapia basada en células T. Usando HLA-B*40 como modelo, nos propusimos estudiar el peptidoma y fosfopeptidoma presentado por moléculas HLA-I y determinar las bases moleculares de la presentación de ligandos fosforilados. El análisis por LC-MS/MS del repertorio peptídico asociado a B*40 nos permitió caracterizar más de 9500 ligandos únicos con un motivo de anclaje común: residuos ácidos –fundamentalmente Glu– en P2 y residuos alifáticos, Met o Phe en PΩ. Los determinantes estructurales de este motivo fueron analizados mediante la resolución de la estructura cristalográfica de B*40 en complejo con un ligando endóngeno. Gracias al uso de métodos de enriquecimiento de fosfopéptidos, pudimos identificar en torno a 150 ligandos fosforilados presentados por este alotipo. El análisis de este conjunto de secuencias reveló dos hechos llamativos: 1) algunos ligandos presentaban fosfoserina (pSer) en lugar de Glu en P2 y 2) la fosforilación afectaba frecuentemente al residuo en P4 e iba acompañada por la presencia de un residuo básico en P1. Mediante ensayos de unión a B*40 y cristalografía de rayos X pudimos determinar que la presentación de ligandos fosforilados en P2 se explica por el mimetismo molecular entre los residuos de pSer y Glu. Por otra parte, demostramos que la preferencia por péptidos fosforilados en P4 está relacionada con la presencia del residuo Arg62 en la cadena pesada de este alotipo y que la selección de residuos básicos en P1 es consecuencia de la estructura de la subcavidad A. Por último, el análisis del fosfopeptidoma presentado por HLA-B*39 demostró que este también está enriquecido en ligandos fosforilados en P4 aunque con una menor frecuencia de residuos cargados positivamente en P1. Este hecho, permite anticipar que la preferencia por péptidos fosforilados en P4 es una característica común a la mayoría de moléculas HLA-B mientras que el sesgo hacia residuos básicos en P1 es dependiente de alotipo. El conocimiento de las bases moleculares de la presentación de fosfopéptidos por moléculas HLA-B puede contribuir a la identificación y predicción de epítopos fosforilados para el tratamiento del cáncer mediante inmunoterapia basada en células T.