GŁÓWNY UKŁAD ZGODNOŚCI TKANKOWEJ
GŁÓWNY UKŁAD ZGODNOŚCI TKANKOWEJ
Główny układ zgodności tkankowej
(Major Histocompatibility Complex-MHC)
odkrytoprzy okazji badań dotyczących odrzucania
przeszczepów skóry u myszy.
Antygeny odpowiedzialne za odrzucanie
przeszczepu allogenicznego nazwano antygenami
transplantacyjnymi lub antygenami zgodności tkankowej.
Zespół kodujących je genów określono jako główny
układ zgodności tkankowej w odróżnieniu od genów
kodujących „słabe” antygenyzgodności tkankowej.
•pojęcie MHC wprowadził w 1956 roku G.D. Snell
•w 1980 roku J. Dausset, G.D. Snell oraz B. Benacerraf
otrzymali nagrodę Nobla za badania nad MHC
MHC I JEGO BIOLOGICZNE FUNKCJE
Do najważniejszych funkcji kontrolowanych przez MHC należą, m.in.:
•wiązanie i prezentowanie antygenów limfocytom T oraz inicjacja
odpowiedzi immunologicznej
•odrzucanie przeszczepów
•reakcja przeszczepu przeciw gospodarzowi (GvHR)
•stymulacja limfocytów w mieszanej hodowli MLR
•regulacja poziomu niektórych składowych komplementu,
•C2, C4, czynnik B oraz properdyna
GENY KOMPLEKSU MHC (HLA) U CZŁOWIEKA
•układ HLA obejmuje ponad 100 genów charakteryzujących
się znacznym polimorfizmem
•zlokalizowany jest na chromosomie 6p21.3 (geny sprzężone)
•obszar HLA podzielony jest na następujące regiony:
region klasy I, II i III.
REGION KLASY I
region ten obejmuje geny B, C, A, które kodują łańcuchy ciężkie (α)
antygenów klasy I łańcuch ciężki kodowany jest przez 8 eksonów.
Ekson pierwszy koduje sekwencję sygnałową-usuwaną jeszcze
w obrębie siateczki śródplazmatycznej, drugi do czwartego-kodują
domeny od α1 do α3, a piąty do ósmego-odcinek śródbłonowy
i odcinek śródplazmatyczny.
REGION KLASY II
obejmuje geny zgrupowane w subregiony DP, DQ, DR
każdy subregion zawiera gen A (kodujący łańcuch α) oraz gen B (kodujący łańcuch β)
każdy z genów składa się z 5 eksonów
ekson pierwszy koduje peptyd prowadzący, ekson drugi i trzeci kodują domeny
α1, α2, β1, β2,
ekson czwarty genu A zawiera informacje dotyczącą syntezy domeny
cytoplazmatycznej,
przezbłonowej i części regionu III, nie ulegającego translacji
ekson czwarty genu B koduje domenę przechodzącą przez błonę
i część domeny cytoplazmatycznej
ekson piąty koduje pozostałą część nie ulegającego translacji genu A
oraz resztę cytoplazmatycznej domeny genu B
REGION KLASY III
znajduje się pomiędzy regionem klasy I i II
obejmuje geny kodujące cytokiny (m.in. TNF)
oraz składowe dopełniacza: C2, Bf i C4
Geny kompleksu MHC tworzą grupę sprzężeniową
z genem fosfoglukomutazy, glioksalazy oraz pepsynogenu.
Kompleks HLA obejmuje również tzw. pseudogeny,
nie ulegające ekspresji z powodu nagromadzonych mutacji.
ANTYGENY KLASY I
geny HLA-A, HLA-B, HLA-C
obecne są na powierzchni wszystkich komórek z wyjątkiem
erytrocytów i plemników ich głównym zadaniem jest
prezentacja limfocytom T (CD8+)
białek własnych, egzogennych oraz pochodzących z komórek nowotworowych
antygeny klasy I są antygenami transplantacyjnymi
ANTYGENY KLASY II
charakteryzują się dużym polimorfizmem allelicznym i haplotypowym
występują stale na limfocytach B, makrofagach, komórkach dendrytycznych
i komórkach nabłonkowych grasicy pojawiają się okresowo na powierzchni śródbłonka
naczyń nerkowych i naczyń mięśnia sercowego oraz na nabłonkach jelit,
oskrzeli, tarczycy i keratynocytach antygeny tej klasy to tzw. antygeny indukowane
(ich ilość wzrasta na powierzchni przeszczepionego narządu w GvHR)
prezentują limfocytom T (CD4+) antygeny zewnątrzpochodne oraz autoantygeny
ANTYGENY KLASY III
do antygenów klasy II zalicza się składniki komplementu C2, Bf i C4 oraz cytokiny
dopełniacz uczestniczy w obronie przeciwzakaźnej na drodze cytolizy
oraz w usuwaniu kompleksów immunologicznych
nie biorą udziału w prezentacji antygenów (nie są białkami błonowymi)
BUDOWA ANTYGENÓW MHC KLASY I
łańcuch ciężki (α) połączony niekowalencyjnie z łańcuchem lekkim (β2-mikroglobuliną)
łańcuch ciężki (α) posiada trzy domeny zewnątrzkomórkowe (α1, α2, α3)
tworzące pętlę, segment transbłonowy i tzw. ogon cytozolowy
różnice między białkami klasy I zależą od polimorfizmu domen α1 i α2
domenyα1 i α2 tworzą miejsce wiązanie peptydu
BUDOWA ANTYGENÓW MHC KLASY II
łańcuch α połączony niekowalencyjnie z łańcuchem β
każdy z łańcuchów ma dwie domeny zewnątrzkomórkowe, segment transbłonowy
i krótki cytozolowy ogon. Najbardziej zmienne są domeny zewnętrzne
α1, β1, które tworzą miejsce wiązania peptydu
BUDOWA ANTYGENÓW MHC KLASY III
komponenty dopełniacza C2, Bf, C4, properdyna oraz białka surowicy,
m.in. Ss (Serum serological)
DZIEDZICZENIE ANTYGENÓW UKŁADU HLA
•dziedziczenie w sposób kodominujący, zgodnie z I regułą Mendla
•człowiek posiada dwa haplotypy, po jednym od każdego z rodziców
•w każdym haplotypie znajdują się 4 geny układu HLA ułożone w kolejności (D, B, C, A)
•w populacji ogólnej niektóre haplotypy występują z mniejszą lub większą częstotliwością
(nielosowe sprzężenie alleli w haplotypach-niezrównoważenie sprzężeń)
•niezrównoważenie sprzężeń może wynikać z wymieszania się różnych
populacji o odmiennych częstościach genowych, lub/i selekcji środowiska.
METODY WYKRYWANIA HLA
•test mikrocytotoksyczny z limfocytami krwi obwodowej (wykrywanie antygenów klasy I)
•metody komórkowe (wykrywanie antygenów klasy II):
-mieszana hodowla limfocytów (MLC-Mixed Lymphocyte Culture),
jednostronny test blastyczny w MLC
•metody bezpośredniej identyfikacji HLA (HLA genotyping), przy użyciu
odpowiedniej sondy molekularnej
•identyfikacja za pomocą metod RFLP i PCR
Geny kodujące MHC
U człowieka geny kodujące białka MHC znajdują się na 6 chromosomie.
Klasyczne cząsteczki MHC
klasy I są kodowane przez geny HLA-A, -B i -C, natomiast nieklasyczne
– przez geny HLA-E, -F, -G, MICA i MICB.
Nieklasyczne cząsteczki MHC klasy I mogą być także kodowane poza
regionem
MHC (np. CD1). Klasyczne cząsteczki MHC klasy II są
kodowane przez geny, leżące w regionach
HLA-DP, -DQ i -DR, natomiast nieklasyczne – HLA-DM i HLA-DO.
Pomiędzy regionem MHC klasy I, a regionem MHC klasy II, znajduje się
region
kodujący MHC klasy III, choć niektóre z tych cząsteczek
są kodowane przez geny leżące w locus MHC klasy II.
Rozmieszczenie genów na chromosomie przedstawia poniższy rysunek:
