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De acordo com as condições para a formação de uma resposta imunológica a antígenos de várias naturezas, seu desenvolvimento, como observado acima, é acompanhado pela expressão obrigatória de moléculas complexo principal de histocompatibilidade (MHC).

O sistema MHC garante a regulação de todas as formas de resposta imunológica, desde o reconhecimento e, finalmente, o controle geral da homeostase imunológica.

Esse controle quase universal sobre o estado do sistema imunológico é justificado pelas peculiaridades da organização estrutural do sistema MHC.

O desenvolvimento bem-sucedido da biologia molecular e da genética contribuiu para a aquisição de novos dados e compreensão da estrutura do MHC, cujo estudo começou há quase 50 anos. Os resultados do estudo do principal sistema complexo de histocompatibilidade estão refletidos em um grande número de monografias, revisões e artigos. Portanto, apenas as idéias básicas sobre o sistema MHC que são necessárias para entender a essência do processo de reconhecimento de antígenos tumorais são consideradas abaixo.

São conhecidos dois grupos principais de antígenos do MHC - classes I e II, cuja grande maioria das moléculas pode participar da apresentação de antígenos. Com diferenças pronunciadas na estrutura, características, funções, organização genética, localização na célula, redistribuição nos tecidos de várias moléculas das classes I e II do principal complexo de histocompatibilidade, eles são considerados uma espécie de receptor para peptídeos de antígenos de várias naturezas , incluindo os tumorais.

Antígenos de primeira classe do complexo principal de histocompatibilidade

Os antígenos do MHC classe I são normalmente expressos por quase todas as células nucleadas (com exceção das células dos estágios iniciais do desenvolvimento embrionário). Os antígenos do MHC são estruturas universais, cujo número varia de acordo com o tipo de tecido e atinge o máximo na membrana dos linfócitos de todos os tecidos linfóides (linfonodos, baço), bem como no sangue periférico.

O nível de expressão de antígenos classe I do complexo principal de histocompatibilidade nas células do fígado, rins e órgãos endócrinos é significativamente menor. As características dos tecidos e seu estado funcional, a possibilidade de desenvolver uma patologia específica também afetam o nível de expressão dos antígenos do MHC classe I. As células sem antígenos do MHC são consideradas mutantes. O polimorfismo sem precedentes de antígenos do complexo principal de histocompatibilidade dentro de uma espécie garante a singularidade e irrepetibilidade da estrutura antigênica de indivíduos individuais da mesma espécie; este polimorfismo é controlado por genes MHC.

Também deve ser levado em consideração que inicialmente em tecidos normais o nível de expressão dos antígenos do MHC de classe I é diferente e depende da localização e características de certas células. Por exemplo, nas células do epitélio do intestino, laringe, glândula mamária, pulmões, o nível de expressão de antígenos de classe I do principal complexo de histocompatibilidade geralmente é alto, nas células dos músculos esqueléticos e da mucosa gástrica é baixo , e nas células do sistema nervoso central esses antígenos praticamente não são detectados.

A heterogeneidade da composição celular de determinados órgãos ou tecidos, por sua vez, determina as possíveis diferenças na expressão de antígenos do MHC classe I por diferentes células. Um papel importante nisso é desempenhado pelas características do microambiente, em particular, a produção de citocinas, que afetam de maneira diferente a expressão de antígenos do MHC classe I.

As moléculas de antígenos do MHC classe I são representadas por vários loci: A, B, C - moléculas clássicas com polimorfismo acentuado, assim como os loci G, E e F, conhecidos como moléculas não clássicas de antígenos classe I do complexo principal de histocompatibilidade; moléculas não clássicas também incluem CDId. Tanto as moléculas clássicas de antígeno do MHC classe I quanto os antígenos não clássicos do locus G podem estar na forma solúvel - sHLA-A, sHLA-B, sHLA-C e sHLA-G.

As principais características estruturais dos antígenos do MHC classe I são as seguintes. A molécula de antígeno desta classe é uma glicoproteína de membrana integral (um heterodímero com um peso molecular de 45 kDa) e consiste em uma cadeia oc pesada, que inclui domínios a1, a2 e a3. Os domínios a1 e a2 podem se ligar diretamente a peptídeos tumorais, enquanto o domínio a3 contém uma região não polimórfica - um ligante para células T citotóxicas que interage com o receptor de linfócitos CD8+ e é homólogo ao sítio de contato com Ig.

O funcionamento das moléculas do MHC classe I está amplamente b2-microglobulina (b2m), que desempenha um papel importante nas características da cadeia a e é uma cadeia leve solúvel. Mais e mais relatos aparecem na literatura, cujos autores estão tentando encontrar uma conexão entre a expressão de antígenos do MHC classe I e o gene B2m.

Os dados obtidos são contraditórios. No entanto, há uma forte justificativa para levantar essa questão, com base nesses dois fatos convincentes. Em primeiro lugar, independentemente de ser atualmente possível afirmar a existência de uma ligação entre a diminuição da expressão do complexo principal de histocompatibilidade e B2m, foi demonstrado que os peptídeos tumorais podem se ligar diretamente ao B2m, formando um complexo com a cadeia pesada da molécula de antígeno do MHC classe I.

Em particular, um epítopo restrito a HLA-A2 que se liga ao terminal N de B2m tem essa capacidade, que é então reconhecida linfócitos citotóxicos (CTLs). A segunda é que anomalias na expressão de v2m são frequentemente combinadas com resistência à ação de CTLs.

No que diz respeito à identificação de quaisquer correlações entre a expressão de antígenos MHC classe I e B2m, então, como já indicado, esses dados são heterogêneos. O estudo de um grande número de diferentes tumores (melanoma, câncer de intestino, nasofaringe, etc.) mostrou que, na grande maioria das observações, a expressão de antígenos do MHC classe I diminuiu.

Em alguns casos, isso foi combinado com uma mutação do gene B2m, enquanto em outros não. Segue-se que os autores dos dados apresentados não consideram as mutações somáticas do gene B2m como o principal mecanismo de redução do nível de antígenos classe I do complexo principal de histocompatibilidade.

Contrastando com esse ponto de vista, ao estudar a expressão de antígenos do MHC classe I (A, B, C) em paralelo com o gene B2m, outros autores mostraram que a diminuição da expressão desses antígenos em carcinomas primários de câncer de mama em 40% dos casos foi combinado com uma diminuição na expressão do gene B2m em comparação com os tecidos normais.

Apenas em 12% a aparência de v2m foi comparável à norma; uma diminuição na expressão de β2m não foi acompanhada por defeitos no gene β2m. O estudo dos mecanismos moleculares da diminuição da expressão de antígenos do MHC classe I permitiu concluir que tal diminuição é um fenômeno que ocorre principalmente no nível pós-transcricional e pode afetar a expressão do gene B2m.

Uma interpretação mais inequívoca da presença em 2m é expressa por outros autores. Assim, foi demonstrado que em um número significativo de células de várias linhagens de tumores malignos, incluindo melanoma, câncer de rim e outros, o nível de expressão de antígenos do MHC classe I é drasticamente reduzido e, paralelamente, a expressão de v2m está enfraquecido ou esta microglobulina não é expressa.

Finalmente, não se pode deixar de notar os dados segundo os quais a falta de expressão ou um baixo nível de β2m em camundongos de algumas linhagens é combinado com um defeito na maturação de linfócitos T CD4-CD8+ expressando TCR e um defeito na citotoxicidade de linfócitos T. A partir desses dados, conclui-se que a expressão de moléculas de classe I do complexo principal de histocompatibilidade desempenha um papel fundamental na seleção positiva de células T, em particular aquelas que expressam as cadeias a e b do TCR durante a maturação tímica.

Apesar dos dados contraditórios indicados, o estudo de B2m, seu estudo em carcinoma de nasofaringe mostrou um aumento significativo no nível dessa proteína com diferenças em estágios individuais do processo, com disseminação tumoral e metástases. O aumento do nível de B2m foi mais frequentemente observado nas formas pouco diferenciadas desse tumor, porém, segundo os autores dos estudos, a significância diagnóstica desse marcador é baixa.

Os dados apresentados, apesar de alguma inconsistência, indicam que a expressão de B2m em células malignamente transformadas num número significativo de casos está associada a defeitos de reconhecimento e a uma diminuição da citotoxicidade, o que explica o merecido interesse em estudar o papel do B2m na o processo de reconhecimento de antígenos tumorais.

É muito provável que novas pesquisas nessa direção possam servir de base não apenas para prever o curso do processo tumoral, mas também para abordagens na regulação da indução da resposta imunológica. Esquematicamente, a estrutura dos antígenos clássicos do MHC classe I é mostrada na fig. quatro.

Arroz. 4. Estrutura esquemática de antígenos de histocompatibilidade de classe I

O desejo de elucidar os mecanismos de redução da expressão de antígenos do MHC classe I não se limita à busca de uma ligação com mutações no gene B2m. Em particular, foi demonstrado que isso pode ser devido à perda de heterozigosidade (LOH) no cromossomo 6p21.

Esse mecanismo leva a uma diminuição irreversível do nível do haplótipo HLA em vários tumores e, apesar do conhecimento insuficiente, pode ser um sério obstáculo ao efeito terapêutico da imunização com antígenos tumorais. A diminuição da heterozigosidade foi encontrada em amostras obtidas de tumores de nasofaringe, intestino e melanoma, o que permitiu aos autores, com base em grande quantidade de material estudado, dividir os tumores em LOH-negativos e LOH-positivos para identificar pacientes que podem ser considerados promissores para imunoterapia.

Proteínas transportadoras

Para implementar o processo de reconhecimento, os antígenos do MHC classe I em combinação com os peptídeos tumorais devem ser entregues à superfície da célula tumoral. O transporte deste complexo, via de regra, pode ser realizado apenas na presença de proteínas transportadoras - TAP (proteínas antigênicas transportadoras).

O TAP é um heterodímero pertencente à subfamília dos transportadores transmembranares, sintetizado no citosol, onde está associado a um complexo que inclui as cadeias a do complexo principal de histocompatibilidade, o peptídeo tumoral, B2m, e transporta este complexo para o retículo endoplasmático , onde ocorre o processamento. Atualmente, duas subunidades desta proteína são conhecidas - TAP-1 e TAP-2.

A importância de TAP-1 e TAP-2 no processo de reconhecimento não se limita ao transporte desse complexo, pois junto com isso também proporcionam a organização das moléculas do MHC. A atividade das proteínas transportadoras é regulada por PSF1 e PSF2 (fatores de suprimento de peptídeos).

A molécula do MHC de classe I interage com uma proteína transportadora através de uma molécula conhecida como tapazina, que é codificada pelo gene associado ao MHC. A expressão de tapazina em alguns casos pode corrigir defeitos no reconhecimento de CTL, o que indica o importante papel desta proteína no reconhecimento restrito de HLA-1.

Subsequentemente formado, o trímero acima é transportado do citosol através do aparelho de Golgi até a superfície da célula tumoral e apresenta os epítopos correspondentes aos receptores de linfócitos T CD8+. Arroz. 5 ilustra o envolvimento de proteínas de transporte no movimento do complexo principal de histocompatibilidade antígeno-antígenos tumorais.

Arroz. 5. Participação das proteínas de transporte no movimento do complexo antígenos do MHC-antígenos tumorais:
TAP - proteínas transportadoras de peptídeos tumorais, TCR - receptor de linfócitos T

Em termos de ideias gerais sobre o funcionamento do TAP, também são importantes os dados obtidos recentemente no estudo das células de melanoma. Segue-se deles que o aparecimento de mutações pontuais nos genes que codificam antígenos do MHC classe I interrompe a capacidade de transporte do TAP, o que pode impedir o reconhecimento por linfócitos citotóxicos e é considerado mais um motivo para o escape do tumor do controle imunológico.

A eficiência da apresentação de antígenos em combinação com moléculas de CTL de MHC de classe I depende não apenas da presença de expressão de TAP, mas também de sua atividade funcional. Os mecanismos moleculares de interrupção da atividade funcional do TAP não são bem compreendidos. No entanto, atualmente, já existem informações sobre alguns mecanismos de violação da expressão e atividade funcional do TAP.

Supõe-se que tais distúrbios podem ser decorrentes de translocação e mutações pontuais nos genes que codificam essas proteínas, o que leva a uma perda da capacidade da célula de apresentar antígenos classe I do complexo principal de histocompatibilidade. Portanto, há todas as razões para acreditar que o defeito neste sistema pode ser considerado uma das alterações centrais na expressão de antígenos do MHC classe I.

Isso é confirmado pelos resultados de um estudo de células de carcinoma de pulmão de células não pequenas, quando mutações pontuais, combinadas com função TAP prejudicada, foram encontradas no sítio de ligação do trifosfato de adenosina dessa proteína. A possibilidade da presença de inibidores da atividade TAP também não está excluída.

A última suposição é baseada no fato de que a proteína ICP47 do vírus herpes simplex bloqueia o transporte de TAP. A este respeito, a existência de outros inibidores da atividade TAP, tanto de origem viral como de outra origem, não pode ser descartada.

Atenção também deve ser dada ao grau desigual de significância da expressão de TAP em células de tumores altamente e baixa imunogênicos. Assim, o estudo da apresentação peptídica em tumores induzidos por vírus de camundongos C57B1/6 mostrou que a eficiência da apresentação peptídica por tumores fracamente imunogênicos depende claramente da expressão de TAP, enquanto não se observa dependência pronunciada da apresentação peptídica por tumores altamente imunogênicos.

O facto do reconhecimento independente da TAP necessitava de uma explicação, cuja possibilidade só surgiu muito recentemente graças ao trabalho de T. Fiedler e colaboradores.

Eles conseguiram obter dados, segundo os quais, em casos de defeito de TAP, a apresentação de antígenos tumorais com a participação de moléculas de CDld permanece inalterada. Em conexão com esses dados, os autores consideram possível considerar a apresentação com a participação do CDld como um mecanismo adicional de reconhecimento.

Os mecanismos moleculares da diminuição da atividade funcional da TAP em humanos e camundongos também se tornaram conhecidos, e as estruturas que fornecem a atividade dessas proteínas transportadoras também foram identificadas. Em particular, ao estudar a sequência de aminoácidos dos TAPs, verificou-se que a presença de ácido glutâmico na posição 263 (Glu-263) garante sua função de transporte.

Uma diminuição na atividade funcional também pode estar associada a uma violação da estabilidade do gene mRNA responsável pela apresentação de antígenos, que muitas vezes é combinado com uma diminuição na expressão de antígenos do MHC classe I.

Alterações na atividade funcional das proteínas de transporte podem levar à interrupção do processamento do antígeno. Isso é evidenciado por um fato recentemente estabelecido obtido no estudo do carcinoma renal; a gravidade de tais defeitos nas células de linhas individuais de carcinoma renal foi altamente variável.

É importante notar que a frequência de detecção de defeitos TAP em diferentes tumores não é a mesma. Se eles são frequentemente detectados em melanomas, carcinoma renal, então em câncer de pulmão e carcinomas intestinais, uma diminuição na atividade TAP não foi observada ou foi levemente pronunciada.

Dados sobre o nível desigual de dano à atividade funcional do TAP em diferentes tumores são importantes não apenas porque ilustram mais uma vez as características biológicas das células tumorais, mas também focam na busca de mecanismos cujos danos também podem contribuir para a ruptura do apresentação de antígenos tumorais.

O importante papel da expressão de TAP e o nível adequado de sua atividade funcional para o processo de reconhecimento de antígenos tumorais deixa claro porque a deficiência dessas proteínas de transporte tem um efeito muito significativo na indução de uma resposta imunológica a esses antígenos.

Já surgiram informações de que uma diminuição no nível de expressão de TAP também pode ser usada para avaliar as características clínicas do curso do processo tumoral, em particular, seu prognóstico. Tais dados, por exemplo, foram obtidos no estudo de células de melanoma, quando se observou que o curso progressivo do melanoma e seu escape do reconhecimento de CTL foi combinado com uma diminuição no nível de expressão de TAP.

Estudos paralelos de TAP-1, TAP-2, LMP-2, LMP-7, antígenos classe I do MHC e B2m mostraram que não apenas as alterações no TAP-1, mas, possivelmente, no TAP-2, podem ser marcadores prognósticos independentes durante melanomas primários de crescimento.

Proteínas do vírus Epstein-Barr

Junto com as proteínas transportadoras, que são importantes componentes de reconhecimento, outro grupo de proteínas de origem viral é de grande importância. Estamos falando de proteínas do vírus Epstein-Barr - LMP (large multifunctional protease), que pertencem a uma nova classe de reguladores e são uma subunidade do proteassoma 20S. Atualmente, são conhecidas várias subunidades desta proteína - LMP-1, LMP-2A, LMP-2B, LMP-7, LMP-10 com diferentes pesos moleculares; 9 genes que codificam essas proteínas foram identificados.

A expressão das proteínas LMP foi encontrada em diversos tumores: carcinoma nasofaríngeo, câncer gástrico e outros tumores malignos de origem epitelial, doença de Hodgkin, linfoma de Burkitt, etc., e metástases.

A compreensão do papel da LMP decorre das características dos processos em que ela participa. A este respeito, as subunidades LMP-2A e LMP-2B, que possuem uma organização molecular semelhante, foram suficientemente estudadas. A proteína LMP-2A está associada às tirosina quinases da família src e é um substrato para elas, e a fosforilação da tirosina de LMP-2A induz o processo de adesão à proteína da matriz extracelular - MEC (extra cell matrix).

Juntamente com as proteínas listadas, cuja participação é obrigatória em quase todos os casos de reconhecimento, outras proteínas, como MECL-1, PA28-a, PA28-b, tapazin, etc., que são reguladas por genes ligados a genes que controlar a apresentação do antígeno.

Com base nisso, postula-se que o fenótipo deficiente em HLA-I de um tumor, como o melanoma, está associado a uma diminuição no número de muitos componentes, entre os quais, em primeiro lugar, TAP, LMP, PA28-a ou PA28-b deve ser observado, enquanto a expressão de outros componentes, como calreticulina, ER60, proteína dissulfeto isomerase, calnexina não é alterada ou reduzida.

Defeitos em TAP e LMP são mais frequentemente observados em células metastáticas do que em tumores primários, o que pode ser devido à maior instabilidade genética dessas células. Como resultado, criam-se condições para a seleção de um clone de células tumorais capaz de escapar ao reconhecimento, restringido por moléculas de classe I do complexo principal de histocompatibilidade.

O estudo dos mecanismos moleculares do processo de reconhecimento não se limita à compreensão de sua essência. Assim, no estudo do melanoma foram obtidos dados, segundo os quais a determinação de TAP e LMP também pode ter significado clínico.

Os resultados de um estudo paralelo de antígenos LMP-2, LMP-7, TAP-1, TAP-2, MHC classe I e B2m em células de melanoma de várias densidades indicam que:

1) a expressão desses marcadores não se correlacionou com a densidade tumoral;
2) uma diminuição na quantidade de LMP e TAP em muitos casos foi combinada com um enfraquecimento da expressão de moléculas de MHC;
3) diminuição do nível de expressão de TAP-1 e TAP-2 correlacionada com a presença de metástases.

Outro exemplo de uma combinação desfavorável de uma diminuição no nível de expressão de moléculas de MHC, proteínas transportadoras e antígenos tumorais são os dados a seguir. Descobriu-se que uma diminuição na expressão do antígeno de melanoma MART-1/Melan-A, TAP e moléculas do complexo principal de histocompatibilidade classe I nas células de pacientes com melanoma levou posteriormente à morte; imunoterapia foi ineficaz. Isso explica por que as tentativas estão sendo feitas para usar os resultados da determinação da expressão das proteínas TAP e LMP na clínica.

No entanto, apesar da indiscutível importância das proteínas TAP e LMP no processo de reconhecimento, há observações que ilustram a possibilidade de exceções. Como foi repetidamente observado, uma diminuição na expressão de TAP está geralmente associada a uma diminuição na expressão de antígenos do MHC classe I.

Junto com isso, são conhecidos casos em que tal paralelismo está ausente, o que é confirmado pelos resultados do estudo de células de duas linhagens de carcinoma de nasofaringe humano. Nas células de ambas as linhagens, a expressão das moléculas dos alelos LMP-2, TAP-1, TAP-2, LMP-7, HLA-B diminuiu.

Nas células de uma das linhagens - HSC5, apesar de uma queda acentuada no nível de TAP, notou-se a expressão de moléculas HLA-A2, o que indica a possibilidade de transporte de antígenos MHC sem a participação de TAP.

É muito provável que essa possibilidade dependa de uma série de características ainda desconhecidas de processos intracelulares que ocorrem em uma determinada célula tumoral. Portanto, a existência de casos mesmo isolados de transporte de complexos de peptídeos tumorais e moléculas de MHC na ausência de TAP coloca o problema para os pesquisadores descobrirem em que condições ocorre o reconhecimento.

Assim, pode-se afirmar que TAP e LMP são componentes necessários de um processo eficaz de reconhecimento de antígenos tumorais. A diminuição do nível de expressão dessas proteínas e de sua atividade funcional é uma das principais razões para o tumor escapar do controle imunológico. A diminuição da sua expressão está frequentemente associada a uma diminuição da sensibilidade não só à lise por linfócitos citotóxicos, mas também aos natural killers.

O papel fundamental da TAP e LMP no reconhecimento substancia a viabilidade de outra abordagem sem dúvida promissora na estratégia geral da imunoterapia - aumentando o nível de expressão dessas proteínas de várias maneiras: transfecção dos genes correspondentes, ação de citocinas que aumentam sua expressão, em particular IFNy, etc.

Os antígenos restritos por moléculas de classe I do complexo principal de histocompatibilidade podem ser apresentados de várias maneiras. Apresentação direta - degradação de proteínas citolíticas com participação de proteossomos, transporte de peptídeos através da membrana do retículo endoplasmático e posterior expressão da molécula complexa do MHC - epítopos do antígeno tumoral na superfície da célula tumoral.

A apresentação cruzada envolve o processamento intracelular de antígenos tumorais por células apresentadoras de antígenos. Como se sabe, a apresentação direta, via de regra, visa apresentar o antígeno dos linfócitos T CD8+, e a apresentação cruzada visa os linfócitos T CD4+. Ao mesmo tempo, foi demonstrado que a apresentação cruzada também é necessária para a indução de células de memória CD8+; no entanto, ainda não está claro se tal apresentação pode afetar a citotoxicidade destas últimas.

Para responder a esta pergunta, foram realizados experimentos com a indução de apresentação direta e cruzada utilizando antígenos mutantes do MHC classe I que não são capazes de apresentar até mesmo antígenos normais desta classe.

Os resultados dos estudos mostraram que os primeiros induzem citotoxicidade muito fraca de CTLs, e a indução ótima de citotoxicidade, mas não de células de memória CTL, ocorre com apresentação direta de antígenos por células tumorais.

Antígenos do locus G

Como já mencionado, a estrutura dos antígenos do MHC classe I, juntamente com os loci A, B, C, também inclui outros loci, em particular G, E e F, que, em contraste com os antígenos do A, B, C loci, são caracterizados por polimorfismo limitado e, portanto, são chamados de moléculas não clássicas. Eles diferem dos clássicos não apenas no polimorfismo limitado, mas também na transcrição, expressão e funções imunológicas.

Os antígenos do locus G (não envolvidos no reconhecimento clássico) são expressos pelos trofoblastos, na superfície dos quais os antígenos de outros loci do MHC geralmente estão ausentes. O papel fisiológico do HLA-G nesses casos é restringir o crescimento das células, incluindo os trofoblastos, sendo que esses antígenos desempenham um papel importante no estabelecimento da tolerância do feto ao sistema imunológico materno.

O interesse na detecção de antígenos do locus G em células tumorais surgiu há relativamente pouco tempo e P. Paul et al. deram uma grande contribuição para a compreensão do significado da expressão de HLA-G. Tornou-se conhecido que o HLA-G pode estar nas formas ligada à membrana e solúvel, o que determina a presença de suas várias isoformas: HLA-G1, HLA-G2, HLA-G3, HLA-G4 - isoformas ligadas à membrana, HLA-G5 , HLA-G6, HLA-G7 - isoformas solúveis; alguns deles são encontrados tanto nos sobrenadantes de células cultivadas quanto em vários fluidos corporais.

Naturalmente, a novidade comparativa deste número deixa muitos detalhes pouco claros sobre a avaliação da significância da expressão de antígenos do locus G. No entanto, apesar de alguma ambiguidade de tal avaliação, os resultados obtidos permitem estabelecer definitivamente a importância da expressão de moléculas HLA-G por células tumorais e pode ser usado para entender os processos de lise por células citotóxicas.

Este último se deve principalmente ao fato de que a interação com o HLA-G leva à inibição da lise das células tumorais, a formação de tolerância, que podem ser consideradas como condições favoráveis ​​para que o tumor escape do controle imunológico. A possível prevenção da lise de células tumorais que expressam HLA-G está obviamente associada à inibição de receptores responsáveis ​​pela citotoxicidade.

Recentemente, vários tipos desses receptores inibitórios tornaram-se conhecidos; um deles foi descrito pela primeira vez no início da década de 1990. Informações mais detalhadas sobre os receptores inibitórios serão fornecidas abaixo.

Tornou-se conhecido que os receptores inibitórios interagem com as moléculas HLA-G e, assim, contribuem para que o tumor escape do controle imunológico. A possibilidade disso é reforçada pelo fato de que os receptores inibitórios são expressos em vários linfócitos citotóxicos: linfócitos T, células natural killer e linfócitos T natural killer.

A ambiguidade das interpretações do significado da expressão de antígenos HLA-G para o processo de reconhecimento também é evidenciada pelos resultados do estudo de um número significativo de amostras de vários tecidos tumorais e células de muitas linhagens tumorais, a fim de identificar a expressão de antígenos A, B, C, bem como G e sua isoforma - G1.

Os resultados desses estudos mostraram que em um pequeno número de casos, a transcrição de mRNA de antígenos do locus G é observada na ausência de expressão de sua isoforma, G1. O resultado desses estudos foi a conclusão de que os antígenos HLA-G, e em particular sua isoforma G1, ou não desempenham um papel na implementação do sinal inibitório das células killer, ou esse papel é desprezível.

Outros pesquisadores chegaram a conclusões semelhantes ao estudar a expressão de HLA-G por células de melanoma. Verificou-se que as células de melanoma expressavam esse antígeno apenas de novo, o que deu motivos para considerar a expressão do locus HLA-G em células de melanoma como não natural. Os mesmos pesquisadores mostraram que o IFNy não afeta a expressão dos antígenos HLA-G e, portanto, a terapia com essa citocina não contribui para o escape do tumor da lise.

Apesar de os autores desses estudos não fornecerem uma avaliação final do significado da expressão de HLA-G, eles não excluem que a expressão desses antígenos possa impedir o desenvolvimento daquelas manifestações de imunidade antitumoral que contribuem para a progressão tumoral.

Essa conclusão foi feita no estudo de células de melanoma, que mostraram um alto nível de splicing de transcrição HLA-G, combinado com a progressão do crescimento tumoral.

As moléculas HLA-G podem ser expressas em macrófagos ativados e células dendríticas que infiltram o carcinoma pulmonar, bem como o tecido pulmonar em outros processos patológicos.

Supõe-se que a expressão de HLA-G por essas células possa interferir na apresentação de antígenos e seja favorável para a progressão tanto do crescimento maligno quanto dos processos inflamatórios.

Alguns autores tendem a considerar a expressão do HLA-G como um fator de escape tumoral do controle imunológico, mesmo nos casos em que os estudos não fornecem evidências diretas para tal conclusão. Por exemplo, no estudo de células (recentemente isoladas e células de várias linhagens) de hepatoma, melanoma, carcinoma, não foi detectada expressão de antígenos HLA-G.

Notou-se também que os tumores não foram infiltrados por células natural killer e não foi observada lise de células tumorais. Apesar disso, os autores não excluem o possível papel dos antígenos MHC do locus HLA-G no processo de escape tumoral do controle imunológico. Foi estabelecido que as moléculas HLA-G são expressas em mais casos por macrófagos e DCs infiltrando carcinoma de pulmão do que em doenças não malignas.

À medida que o papel da expressão de HLA-G foi explorado, as dúvidas sobre seu significado diminuíram e agora há evidências de que a expressão de HLA-G pode:

1) ser um mecanismo adicional de escape do tumor ao controle imunológico;
2) induzir tolerância imunológica;
3) inibem a citotoxicidade das células assassinas.

Se levarmos em conta que o HLA-G pode inibir a lise por várias células assassinas, então a gama de possíveis efeitos negativos da expressão dessas moléculas se expande significativamente.

Moléculas do locus E - HLA-E também pertencem aos antígenos não clássicos do sistema MHC. Essas moléculas são caracterizadas por polimorfismo limitado e se ligam ao peptídeo 1a de alta especificidade, que se origina das moléculas clássicas polimórficas A, B, C e estabiliza as proteínas do MHC, facilitando sua movimentação para a membrana celular.

O estudo da estrutura cristalina do HLA-E mostrou que ele tem a capacidade de se ligar a peptídeos la HLA-1 com a participação de proteínas transportadoras (via TAP-dependente), podendo interagir com receptores natural killer, inibindo sua lise. A especificidade da ligação das moléculas do locus E a 1a é determinada pelas propriedades intrínsecas da molécula HLA-E.

Assim como as moléculas do antígeno HLA-G, as moléculas do antígeno HLA-E também são detectadas nos trofoblastos, inibem a atividade dos natural killers e são consideradas como um componente de proteção contra o reconhecimento pelos linfócitos citotóxicos maternos; sob certas condições, os antígenos HLA-E podem ativar assassinos naturais.

Se não houver peptídeo principal no retículo endoplasmático, as moléculas do locus E perdem sua estabilidade e se degradam antes mesmo de atingir a superfície celular. Se ocorrerem alterações nas células (como resultado de infecção, transformação maligna), a expressão de A, B, C diminui ou a atividade TAP é inibida, as moléculas do locus E também podem não atingir a superfície.

Os mecanismos moleculares para determinar a função dos antígenos do locus E são para estudos mais aprofundados. No entanto, na presença de várias questões não respondidas, há evidências de uma forte relação entre a expressão de antígenos do locus E e a co-expressão de B2m.

Como observado, foi descrito outro locus de moléculas de antígenos de classe I do complexo principal de histocompatibilidade, o locus F. As informações sobre esse locus são muito limitadas e um estudo comparativo da expressão de antígenos do locus F em macacos e humanos mostrou que é detectado apenas em humanos. Não há dados sobre o papel das moléculas do locus F no reconhecimento de antígenos tumorais.

Concluindo a apresentação dos dados sobre moléculas clássicas e não clássicas, não se pode ignorar os fatos recentemente obtidos de que formas solúveis de moléculas clássicas e não clássicas, em particular HLA-G, podem induzir apoptose de linfócitos T CD8+ ativados.

O estudo desta capacidade de indução de apoptose em relação aos linfócitos T CD8+ ativados mostrou que sua ligação a formas solúveis de antígenos clássicos e não clássicos leva ao aumento da interação Fas/FasL, secreção da forma solúvel de FasL por CD8+ linfócitos T, que é acompanhado pela inibição da citotoxicidade dessas células.

Os autores sugerem que as formas solúveis desses antígenos desempenham um papel imunorregulador em várias condições, incluindo várias doenças caracterizadas pela ativação de células do sistema imunológico e um aumento no nível de sHLA-A, sHLA-B, sHLA-C , sHLA-G no soro sanguíneo.

Para entender o significado da expressão dos antígenos do MHC classe I, é importante o fato de que o nível de expressão dos antígenos do MHC tem um efeito diferente na indução da citotoxicidade de várias células assassinas. Assim, para a lise ideal de células tumorais CTL, é necessário um alto nível de antígenos MHC classe I, enquanto a lise eficaz por outras células assassinas, em particular assassinas naturais, também pode ser realizada em um nível baixo desses antígenos do complexo principal de histocompatibilidade, que foi demonstrado em experimentos com adenocarcinoma intestinal em camundongos.

Alterações na expressão de antígenos MHC

Alterações na expressão de antígenos do MHC (principalmente uma diminuição) foram identificadas em muitas condições pré-cancerosas, o que é especialmente pronunciado em antígenos do MHC classe I. As razões para essa diminuição podem ser diferentes: mutações nos genes correspondentes que controlam a expressão de antígenos do MHC classe I, desregulação da apresentação de antígenos envolvendo antígenos do MHC classe I, inibição da glicólise ou transporte de moléculas do MHC classe I, mutações nos genes TAP, mutações ou redistribuição em β2m, alterações na estrutura da cromatina de antígenos do MHC de classe I, expressão de oncogenes e diminuição do nível de expressão de moléculas de MHC sob a influência de vírus, etc.

Uma quantidade suficiente de dados mostra que uma diminuição no nível de expressão de antígenos MHC classe I é frequentemente observada em patologias pré-cancerosas como displasia, verrugas, papilomas. No entanto, isso não é observado em todas as condições pré-cancerosas. Por exemplo, em condilomas, câncer de colo do útero, mama, laringe e presença de alterações genéticas e morfológicas apropriadas, a expressão de antígenos do complexo principal de histocompatibilidade da classe I não é prejudicada.

Além disso, em alguns casos, por exemplo, em adenomas intestinais, que são conhecidos por serem caracterizados pelo acúmulo de oncogenes como k-ras, a expressão de antígenos de histocompatibilidade não é alterada. A presença da expressão de antígenos do MHC classe I em muitos casos é combinada com um prognóstico favorável, por exemplo, no câncer de mama, laringe, etc.

Várias displasias, que são acompanhadas por uma diminuição na expressão de antígenos do MHC classe I, em particular, com localização no colo do útero, órgãos do trato respiratório e gástrico, são frequentemente combinadas com uma diminuição na expressão de moléculas adesivas importantes para o intercelular interações na formação da imunidade antitumoral.

O Esquema 1 dá uma ideia geral da dinâmica da expressão do antígeno MHC classe I em células normais, em condições pré-cancerosas, bem como em células transformadas malignamente de vários órgãos.

Esquema 1. Expressão de antígenos de classe Icomplexo principal de histocompatibilidadena dinâmica da formação de um fenótipo maligno

O nível de expressão dos antígenos do MHC classe I diminui mais significativamente com o desenvolvimento do processo tumoral, como evidenciado por muitas observações. Muitas vezes, a diminuição do número desses antígenos está associada ao escape do tumor ao controle imunológico, à metástase precoce e ao processo de disseminação, que é observado em melanomas, câncer de nasofaringe e intestino.

Isso explica porque, em muitos casos, há um paralelismo entre distúrbios nos genes que codificam a expressão de antígenos do MHC, as características do curso do processo tumoral e a eficácia da imunoterapia, cujo ponto de aplicação são os linfócitos T . Essa conclusão é confirmada por observações, segundo as quais um aumento na frequência de expressão prejudicada de antígenos do MHC classe I pode ser combinado com a ausência do efeito da imunoterapia ou com uma rápida recorrência da doença.

Essas observações sugerem a possibilidade de que o crescimento e disseminação tumoral seja baseado na seleção de células tumorais que adquirem a capacidade de iludir o reconhecimento imunológico devido à expressão prejudicada de antígenos do complexo principal de histocompatibilidade.

A natureza diferente da diminuição na expressão de antígenos de loci individuais do MHC classe I é demonstrada por estudos realizados com células de câncer retal invasivo. Estudos mostraram, em primeiro lugar, uma alta frequência geral de diminuição na expressão desses antígenos (até 40%) e uma alta frequência de seus danos (até 73%) e, em segundo lugar, diferenças específicas de locus em danos foram identificados: HLA-A e HLA-B - respectivamente, em 9 e 8%, dano paralelo ao HLA-A e HLA-B - em 2%, e não foram observadas alterações na expressão do locus HLA-C.

Os autores consideram uma alta frequência de expressão prejudicada de antígenos do MHC classe I no câncer de reto invasivo como uma condição favorável para o tumor escapar do controle imunológico.

A diminuição do nível de antígenos do MHC classe I pode ser diferente - completa, específica do locus ou específica do alelo. Verificou-se que, em muitos casos, uma diminuição na expressão de antígenos de classe I está associada à formação de resistência das células tumorais à lise por células assassinas.

Apesar do fato de que uma diminuição no nível de expressão de antígenos de classe I do complexo principal de histocompatibilidade por células tumorais de várias histogêneses e localização é observada na grande maioria dos casos, exceções são possíveis - a expressão não diminui e, em alguns casos o nível de expressão aumenta.

No entanto, um fato tão importante chama a atenção: em alguns casos, na ausência de alterações na expressão das moléculas do antígeno do MHC ou mesmo com seu aumento, a proteção imunológica antitumoral não é formada.

Tal situação não padronizada levanta uma questão natural: por que, com uma ligeira diminuição no nível de expressão dos antígenos do MHC, sem alterações, e até mesmo aumento da expressão, a resposta imunológica antitumoral ainda não se desenvolve?

As razões para isso podem ser diferentes e serão discutidas nas seções a seguir. No entanto, é muito importante ter em mente que a ausência da formação de imunidade antitumoral não significa que o processo de reconhecimento não tenha ocorrido. Infelizmente, há fortes evidências de que em alguns casos o processo de reconhecimento leva à indução de outra forma de resposta imunológica - tolerância.

Embora a expressão de antígenos do MHC e o processamento de antígenos tumorais sejam geralmente necessários para a apresentação de antígenos tumorais, há observações de que o enfraquecimento do processamento e expressão de antígenos classe I do complexo principal de histocompatibilidade nem sempre impede a lise de células tumorais pelo linfócitos correspondentes.

Tais dados foram obtidos no estudo de células de neuroblastoma com um nível muito baixo de expressão de antígenos do MHC classe I. No entanto, mesmo este nível foi suficiente para o reconhecimento, desde que as células tumorais estivessem infectadas com o vírus influenza.

Tal sensibilidade das células do neuroblastoma à ação dos linfócitos assassinos permite caracterizá-lo como um tumor sensível à imunoterapia. Com todo o interesse por esses dados, há perguntas que ainda não foram respondidas hoje.

Por exemplo, é possível traçar um paralelo entre tais condições de lise de células tumorais e a possibilidade de lise de células tumorais não infectadas com expressão reduzida de antígenos MHC classe I? É possível determinar o limiar mínimo para a expressão de antígenos do MHC que provoca a indução de uma resposta imunológica?

Ao estudar a frequência de alterações na expressão de antígenos de vários loci do principal complexo de histocompatibilidade da classe I, mostrou-se que a diminuição mais frequentemente observada no número de moléculas HLA-A e, em seguida, HLA-B; menos frequentemente há uma diminuição paralela na expressão de antígenos de dois ou três loci.

Resumindo os resultados do estudo da expressão de antígenos do MHC classe I, levando em consideração seu significado clínico, parece possível observar o seguinte:

1. Existe uma correlação negativa significativa entre uma diminuição na expressão de antígenos MHC classe I e progressão tumoral em muitos tumores - carcinoma primário de mama, câncer de cólon, câncer de colo do útero, cavidade oral e laringe, bexiga, melanoma.

Com esse padrão geral pronunciado, são conhecidas exceções isoladas, que se manifestam não apenas no aumento da expressão de antígenos do MHC classe I, mas até mesmo no aparecimento desses antígenos naquelas células que antes não os expressavam, o que foi observado em alguns tumores do tecido muscular, em particular no rabdomiossarcoma.

2. Uma diminuição acentuada no nível de expressão de antígenos de classe I muitas vezes coincide com metástase precoce, que é especialmente característica de células de melanoma, que, como regra, têm uma deficiência pronunciada na expressão de antígenos de classe I do complexo principal de histocompatibilidade .

3. Existe uma correlação entre o grau de diferenciação das células tumorais e o nível de expressão dos antígenos do MHC classe I - o grau de diferenciação diminui à medida que o nível de expressão diminui.

Esses dados foram confirmados por um estudo paralelo da expressão de vários loci MHC e dados histológicos, que mostraram que a expressão mais fraca de antígenos MHC classe I foi combinada com baixa diferenciação de células tumorais, sua pronunciada invasividade e alta atividade metastática, o que foi especialmente manifestado claramente no estudo de células cancerosas nasofaríngeas.

4. A intensidade da diminuição da expressão de antígenos classe I do complexo principal de histocompatibilidade varia de acordo com a localização do tumor e o nível inicial de expressão desses antígenos: as células dos músculos esqueléticos e da mucosa gástrica podem ser classificadas como células que expressam fracamente antígenos de MHC classe I, e células do sistema nervoso central praticamente não se expressam.

5. Muitas vezes, uma diminuição no nível de expressão de antígenos do MHC está associada a uma fraca imunogenicidade das células tumorais.

6. Em muitos tumores humanos, especialmente no melanoma, o nível de expressão de TAP-1 e TAP-2 também diminuiu LMP, o que se deve tanto ao seu dano estrutural ou desregulação e está associado a metástase rápida.

7. A diminuição do nível de expressão de antígenos do complexo principal de histocompatibilidade é justamente considerada uma das razões mais importantes para a fuga de um tumor do controle imunológico.

8. De fundamental importância é a necessidade de levar em consideração as características da expressão de antígenos do MHC classe I antes do início da imunoterapia, o que, segundo muitos autores, pode determinar significativamente sua eficácia, em particular, a vacinação com peptídeos tumorais.

Berezhnaya N.M., Chekhun V.F.

Durante o primeiro transplante de coração humano realizado em 1967 por C. Barnard, e centenas de transplantes subsequentes, os cirurgiões enfrentaram o problema da rejeição do transplante. Descobriu-se que a principal dificuldade não está na técnica da operação, que agora está bem desenvolvida, mas na incompatibilidade de tecidos devido a mecanismos imunológicos. Assim, em humanos, a sobrevida de receptores de transplante retirados de um doador aleatório é de 10,5 dias, enquanto transplantes trocados entre gêmeos idênticos (isoenxertos), enraizar. Isso se deve à presença de antígenos na superfície das células, chamados antígenos de transplante ou antígenos de histocompatibilidade. A maioria dos antígenos de transplante estão localizados em leucócitos, mas também são encontrados em todas as outras células nucleadas (células da pele, pulmões, fígado, rins, intestinos, coração, etc.). Os genes que codificam esses antígenos são chamados de genes de compatibilidade tecidual. O sistema de genes que controla os antígenos de transplante de leucócitos é chamado de Complexo Principal de Histocompatibilidade (MHC). Os genes de histocompatibilidade são codominantes.

A eficiência do transplante depende não apenas dos antígenos leucocitários e eritrocitários, mas também sistema de histocompatibilidade menor. Transplantes entre gêmeos monozigóticos se enraízam. No entanto, em irmãos e irmãs, se os haplótipos do MHC corresponderem, mas os sistemas de histocompatibilidade menores não corresponderem, os enxertos de pele são rejeitados.

Depois das imunoglobulinas e dos receptores de células T, as proteínas do complexo principal de histocompatibilidade são as mais diversas de todas as proteínas. Existem duas classes de proteínas do MHC. As proteínas de classe I são encontradas na superfície de quase todas as células. Uma molécula de proteína consiste em duas cadeias polipeptídicas: uma grande e uma pequena. Esquilos

Os MHCs de classe II estão presentes na superfície de algumas células (linfócitos B, macrófagos, células epiteliais especializadas) e sua molécula consiste em cadeias polipeptídicas* aproximadamente iguais. As proteínas do MHC têm algumas semelhanças com as imunoglobulinas. O principal papel das proteínas do MHC não está na rejeição de tecido estranho, mas na direção da reação das células T ao antígeno. As células T citotóxicas podem reconhecer o antígeno se ele estiver localizado junto com as proteínas do MHC classe I na superfície de uma célula. Células T auxiliares reconhecer o antígeno em combinação com proteínas MHC classe II. Tal estimulação dupla é chamada de restrição MHC-o. -2, muitos loci de compatibilidade tecidual localizados em todos os cromossomos foram encontrados.

Em 1980, D. Snell, J. Dosset e B. Benatzeraff receberam o Prêmio Nobel por "vários aspectos da pesquisa que levam à compreensão moderna do sistema gênico de histocompatibilidade humana". D. Snell formulou as leis genéticas básicas de compatibilidade de tecidos e obteve dados sobre a estrutura fina do locus H-2 em camundongos.

O sistema H-2 é bastante bem compreendido e, portanto, serve como um bom modelo para estudar o MHC em outras espécies animais. O complexo H-2 inclui vários loci intimamente ligados de 0,35 cm de comprimento localizados no 17º cromossomo. O complexo H-2 é dividido em cinco regiões: K, I, S, G, D (Fig. 56).

COMPLEXO PRINCIPAL DE HISTOCOMPATIBILIDADE (MHC), um complexo de genes que codificam proteínas responsáveis ​​pela apresentação (apresentação) de antígenos (veja Células apresentadoras de antígeno) aos linfócitos T durante uma resposta imune. Inicialmente, os produtos desses genes foram identificados como antígenos que determinam a compatibilidade tecidual, o que determinou o nome do complexo (do inglês major histocompatibility complex). Em humanos, os antígenos do MHC (e o próprio complexo) são chamados de HLA (do inglês human leukocyte antigens), uma vez que foram originalmente encontrados nos leucócitos. O complexo HLA está localizado no 6º cromossomo e inclui mais de 200 genes divididos em 3 classes. A divisão em classes se deve às peculiaridades da estrutura das proteínas por elas codificadas e à natureza dos processos imunológicos causados. Entre os genes das duas primeiras classes, estão os chamados genes clássicos, que se caracterizam por polimorfismo extremamente alto: cada gene é representado por centenas de formas alélicas. Os genes MHC humanos clássicos incluem os genes HLA A, B, C (classe I), DR, DP e DQ (classe II). Os genes do MHC classe III codificam proteínas que não estão relacionadas à histocompatibilidade e apresentação de antígenos. Eles controlam a formação de fatores do sistema complemento, algumas citocinas, proteínas de choque térmico.

Os produtos finais dos genes do MHC são glicoproteínas que são incorporadas à membrana celular. As glicoproteínas do MHC de classe I estão presentes nas membranas celulares de quase todas as células nucleadas, e as glicoproteínas de classe II estão presentes apenas nas células apresentadoras de antígenos (células dendríticas, macrófagos, linfócitos B, algumas células ativadas). Durante a formação das glicoproteínas do MHC classe I, fragmentos de proteínas intracelulares formados durante a proteólise são incorporados à sua composição e, no caso da classe II, são incorporadas proteínas do espaço intercelular absorvidas pela célula. Entre eles podem estar componentes de microrganismos patogênicos. Como parte das glicoproteínas do MHC, elas são trazidas para a superfície celular e reconhecidas pelos linfócitos T. Esse processo é chamado de apresentação de antígeno: peptídeos antigênicos estranhos são apresentados às células T citotóxicas como parte das glicoproteínas do MHC de classe I, às células T auxiliares - como parte das glicoproteínas do MHC de classe II.

Os produtos de várias formas alélicas dos genes do MHC diferem em sua afinidade por vários peptídeos. A eficácia da proteção contra um determinado patógeno depende de quais alelos dos genes do MHC estão presentes em um determinado organismo. É determinado pela ligação de peptídeos estranhos às glicoproteínas do MHC de classe II, uma vez que sua apresentação aos auxiliares T está subjacente a todas as formas de resposta imune. A este respeito, os genes MHC classe II são considerados como genes de resposta imune (genes Ir).

Em certas situações, uma resposta imune pode ser desencadeada como resultado da apresentação de fragmentos peptídicos das próprias proteínas do corpo como parte das moléculas do MHC classe II. A consequência disso pode ser o desenvolvimento de processos autoimunes, que, portanto, também estão sob o controle dos genes do MHC classe II.

A determinação dos genes clássicos do MHC (tipagem de DNA) é realizada por meio da reação em cadeia da polimerase durante o transplante de órgãos e tecidos (para selecionar pares compatíveis doador-receptor), na prática forense (para negação de paternidade, identificação de criminosos e vítimas), bem como em pesquisa genogeográfica (para estudar os laços familiares e a migração de povos e etnias). Veja também Imunidade.

Lit.: Yarilin A. A. Fundamentos de imunologia. M., 1999; Devitt H. O. Descobrindo o papel do principal complexo de histocompatibilidade na resposta imune // Revisão Anual de Imunologia. 2000 Vol. dezoito; Khaitov R. M., Alekseev L. P. Physiological role of the main human histocompatibility complex // Immunology. 2001. Nº 3.

GOU VPO Tver State Medical Academy do Ministério da Saúde da Rússia Departamento de Imunologia Clínica com Alergologia

COMPLEXO PRINCIPAL DE COMPATIBILIDADE HISTO

Auxílio didático para imunologia geral. Tver 2008.

Produtos

Desenvolvimento pedagógico e metodológico para aulas práticas de imunologia geral para alunos do 5º ano das faculdades de medicina e pediatria, bem como para residentes de clínica e médicos interessados ​​em imunologia.

Compilado pelo Professor Associado Yu.I. Budchanov.

Chefe do Departamento, Professor A.A. Mikhailenko

© Budchanov Yu.I. 2008

Motivação A imunogenética é um novo e importante ramo da imunologia. Conhecimento do sistema de histocompatibilidade

é necessário não apenas na transplantologia, mas também na compreensão da regulação da resposta imune e da interação das células na resposta imune. A determinação de antígenos HLA é utilizada em medicina forense, estudos de genética populacional e no estudo do gene de predisposição a doenças.

1. O aluno deve conhecer: A. A estrutura do sistema HLA humano.

B. Antígenos HLA das classes I, II e seu papel nas interações intercelulares. B. Os conceitos de genótipo, fenótipo, haplótipo.

D. Importância da tipagem HLA na medicina.

E. Relação entre antígenos HLA e várias doenças humanas. 2. O aluno deve ser capaz de:

Aplicar os conhecimentos adquiridos de imunogenética na prática clínica.

Perguntas para auto-preparação sobre o tópico da lição:

1. O conceito de genes e antígenos de histocompatibilidade. Sistema humano HLA. Nomenclatura, organização gênica (genes das classes I, II, III).

2. Antígenos das classes I e III, seu papel nas interações intercelulares, na apresentação de antígenos Linfócitos T, no fenômeno do duplo reconhecimento.

3. O conceito de fenótipo HLA, genótipo, haplótipo. Características da herança.

4. Métodos de pesquisa e tipagem do sistema HLA: serológico, mediado por células, gene (reação em cadeia da polimerase, sondas de DNA).

5. Aspectos práticos da tipagem de antígenos HLA. HLA em populações, significado biológico.

6. HLA e doenças humanas, mecanismos de associação.

LITERATURA PARA AUTO-EDUCAÇÃO

1. Khaitov R.M., Ignatieva G.A., Sidorovich I.G. Imunologia. Norma e patologia. Livro didático. - 3º

ed., M., Medicina, 2010. - 752 p. – [p.241 - 263].

2. Khaitov R. M. Imunologia: um livro para estudantes de medicina. – M.: GEOTAR-Media, 2006. - 320p. - [Com. 95-102].

3. Belozerov E. S. Imunologia clínica e alergologia. A-Ata., 1992, p. 31-34.

4. Zaretskaya Yu.M. Imunogenética clínica. M., 1983.

5. Desenvolvimento metódico. 6. Palestra.

literatura adicional

Konenkov V.I. Imunogenética médica e ecológica. Novosibirsk, 1999 Yarilin A.A. Fundamentos de imunologia. M., 1999, pág. 213-226.

Alekseev L.P., Khaitov R.M. HLA e medicina. Sentado. Problemas modernos de alergologia, imunologia e imunofarmacologia. M., 2001, pág. 240-260.

VOCÊ PODE RESPONDER?

(Entre em casa. O autocontrole identificará questões difíceis para discussão. Na aula, você verificará a exatidão das respostas, complementando-as. Tente encontrar respostas por conta própria e mostre que você pode fazê-lo.)

1. Em qual par de cromossomos está localizado o principal complexo de histocompatibilidade em humanos? …………….

2. Células de quais órgãos e tecidos contêm células de transplante? ………… antígenos

……………………………………………………………………………….……………………. .

3. O que significa a sigla HLA? …………………………………………………………………………….

………………………………………………………………………………………… .

4. Em quais células os antígenos do sistema HLA não são encontrados? ………………………….…

…………………………………………………………………………………………. .

5. Em que loci, subloci o MCGS consiste: Classe I ……..……… Classe II ………………………………

Grau III …………………………………….. .

6. Produtos gênicos de que classe de MHCs não são expressos na membrana celular? ………………………….

7. Que células devem ser isoladas para detectar HLA classe II? ………………………………………….

8. Como os antígenos HLA são detectados? ………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………….. .

9. Paciente tipado tem 6 antígenos possíveis HLA-A, HLA-B, HLA-C. Qual é o nome de tal situação? …………………………….

10. Qual antígeno de histocompatibilidade é frequentemente encontrado em pacientes com espondilite anquilosante?

…………………….. .

11. Quais genes estão incluídos no HLA classe III? …………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………… .

12. Quais cadeias compõem os antígenos HLA classe I? …………………….

13. Em que cadeias consistem os antígenos HLA classe II? ……………………

14. O linfócito citotóxico (CD8) reconhece um peptídeo estranho no complexo com HLA de qual classe?

…………………………. .

15. Th (CD4+) reconhece um antígeno estranho apresentado por uma célula dendrítica ou um macrófago em combinação com HLA de qual classe? …..………

Quais são as possíveis combinações de antígenos eritrocitários em uma criança se a composição isoantigênica

eritrócitos
Pai: AO, NM, ss, dd, Cc, Ee,		e mães: AB, MM, SS, DD, Cc, EE.
Escolha a resposta correta.
	AO, MN, Ss, DD, CC, EE
	AA, MM, Ss, Dd, cc, ee
	OO, NN, Ss, Dd, CC, Ee
	AB, MN, Ss, Dd, cc, EE
	AO, NN, Ss, Dd, Cc, EE
	AB, MM, SS, Dd, cc, Ee
Escreva outra resposta correta ___, ___, ___, ___, ___, ___.			Você pode fazer mais?
Como? …………. .

Materiais de referência e teóricos

O Complexo Principal de Histocompatibilidade (MHC) é um sistema de genes que controla a síntese de antígenos que determinam a histocompatibilidade tecidual durante os transplantes de órgãos e induzem reações que causam a rejeição do transplante. Estruturas de superfície da citomembrana de células que induzem reações

rejeição, tem o nome antígenos de histocompatibilidade, e os genes que os codificam foram chamados de genes de histocompatibilidade - genes H (Histocompatibilidade). A descoberta de antígenos de histocompatibilidade serviu de base para o desenvolvimento da imunologia do transplante.

Posteriormente, provou-se que o principal complexo de histocompatibilidade é

o principal sistema genético que determina o funcionamento do sistema imunológico,

especialmente o sistema T do sistema imunológico. GCGC regula a resposta imune, et capacidade de codificar reconhecer "próprios" e "alienígenas", rejeitar células estranhas, a capacidade de sintetizar uma série de

Os antígenos clássicos do sistema HLA não são detectados no tecido adiposo e nos eritrócitos, assim como nos neurônios e nas células trofoblásticas.

		ESQUEMA DE LOCALIZAÇÃO DOS GENES DO SISTEMA HLA
		NO CROMOSSOMO 6
DP LMP TAP DQ DR		C2 Bf C4b C4a TNF

Em humanos, o principal sistema de histocompatibilidade é chamado de sistema HLA (Human Leukocyte Antigens). Este é um sistema de genes que controlam a síntese de antígenos de histocompatibilidade. Consiste em três regiões localizadas no braço curto do 6º cromossomo. Essas regiões são chamadas: classe 1, classe 2, classe 3 (classe I, classe II, classe III) A região inclui genes ou loci. O nome de cada gene HLA contém a designação da letra do locus (A, B, C) e um número de série, por exemplo: HLA-A3, HLA-B27, HLA-C2, etc. Os antígenos codificados pelo gene também possuem a mesma designação.. No locus D, foram identificados 3 sublocus (DP, DQ, DR). (Veja o diagrama acima). Existem 138 antígenos HLA na lista aprovada pela OMS. (No entanto, o uso de tipagem de DNA, ou seja, a capacidade de estudar os próprios genes, levou à identificação de mais de 2.000 alelos nos últimos anos).

A classe I inclui os loci HLA - A, -B e -C. Esses três loci do complexo principal de histocompatibilidade humano controlam a síntese de antígenos de transplante, que podem ser determinados por métodos sorológicos (CD - Serological Determined). As moléculas de antígenos HLA classe I consistem em 2 subunidades: cadeias α e β (ver figura). A cadeia pesada ou α consiste em 3 fragmentos extracelulares - os domínios α1, α2 e α3 (domínios extracelulares), uma pequena região pertencente à membrana celular (região transmembranar) e um fragmento intracelular (região citoplasmática). A cadeia leve é ​​a β2-microglobulina, ligada de forma não covalente à cadeia α e não ligada à membrana celular.

Os domínios α1 e α2 formam um recesso no qual um peptídeo (região de antígeno) de 8 a 10 aminoácidos de comprimento pode ser localizado. Essa depressão é chamada fenda de ligação a peptídeos(da fenda inglesa).

(Novos antígenos HLA classe I descobertos recentemente incluem os antígenos MIC e HLA-G. Pouco se sabe sobre eles no momento. Deve-se notar que o HLA-G, que é chamado de não clássico, só foi identificado

na superfície das células trofoblásticas e fornece à mãe tolerância imunológica aos antígenos fetais.)

A região de classe 2 (região D) do sistema HLA consiste em 3 subloci: DR, DQ, DP, codificando antígenos de transplante. Estes antigénios pertencem à categoria de antigénios detectados por métodos mediados por células, nomeadamente a reacção de uma cultura de linfócitos mistos (English mixed lymphocyte culture - MLC). Mais recentemente, os loci HLA-DM e -DN, bem como os genes TAP e LMP (não expressos nas células), foram isolados. Os clássicos são DP, DQ, DR.

O peptídeo apresentado é mostrado em vermelho.

Recentemente, foram obtidos anticorpos que podem identificar os antígenos DR e DQ. Portanto, os antígenos de classe 2 são atualmente determinados não apenas por métodos mediados por células, mas também sorologicamente, bem como antígenos HLA de classe 1.

As moléculas HLA de classe 2 são glicoproteínas heterodiméricas que consistem em duas cadeias α e β diferentes (veja a figura). Cada cadeia contém 2 domínios extracelulares α1 e β1 na extremidade N-terminal, α2 e β2 (mais próximos da membrana celular). Existem também regiões transmembrana e citoplasmática. Os domínios α1 e β1 formam um recesso que pode se ligar a peptídeos com até 30 resíduos de aminoácidos.

As proteínas MHC-II não são expressas em todas as células. As moléculas HLA classe II estão presentes em grandes quantidades nas células dendríticas, macrófagos e linfócitos B, i.e. nas células que interagem com linfócitos T auxiliares durante a resposta imune, usando

Moléculas HLA classe II

Linfócitos T

quantidade significativa

antígenos da 2ª classe, mas quando estimulada com mitógenos, IL-2

começam a expressar moléculas HLA classe 2.

Necessário

Marca,

todos os 3 tipos de interferons

melhorar muito

expressão

Moléculas HLA do 1º

na membrana celular de várias células. Então

γ-interferon em

aumenta significativamente a expressão de moléculas de classe 1 em linfócitos T e B, mas também em células tumorais malignas (neuroblastoma e melanoma).

Às vezes, é encontrado um distúrbio congênito na expressão de moléculas HLA da 1ª ou 2ª classe, o que leva ao desenvolvimento de " síndrome do linfócito nu dentro". Pacientes com tais distúrbios sofrem de imunidade insuficiente e muitas vezes morrem na infância.

A região de classe III contém genes cujos produtos estão diretamente envolvidos na resposta imune. Inclui genes estruturais para os componentes C2 e C4 do complemento, genes Bf (fator properdina) e fator de necrose tumoral-TNF (TNF). Isso inclui genes que codificam a síntese de 21hidroxilase. Assim, os produtos do gene HLA de classe 3 não são expressos na membrana celular, mas estão em estado livre.

A composição antigénica HLA dos tecidos humanos é determinada por genes alélicos relacionados com cada um dos loci, i.e. um cromossomo pode ter apenas um gene de cada locus.

De acordo com os padrões genéticos básicos, cada indivíduo é um portador não mais que dois alelos de cada louso e subloci (um em cada um dos cromossomos autossômicos pareados). O haplótipo (um conjunto de alelos em um cromossomo) contém um alelo de cada um dos sublocos HLA. Além disso, se um indivíduo é heterozigoto para todos os alelos do complexo HLA, não mais do que doze antígenos HLA são detectados nele durante a tipagem (A, B, C, DR, DQ, DP - subloci). Se um indivíduo é homozigoto para alguns antígenos, um número menor de antígenos é detectado nele, mas esse número não pode ser inferior a 6.

Se o sujeito tipificado tiver o número máximo possível de antígenos HLA, isso é chamado de “full house” (“full house” de antígenos).

A herança dos genes HLA ocorre de acordo com o tipo codominante, em que a prole em

Os mais ricos em antígenos HLA são os linfócitos. Portanto, a detecção desses antígenos é realizada em linfócitos. ( Lembre-se de como isolar linfócitos do sangue periférico).

As moléculas dos antígenos HLA-A, -B, -C constituem cerca de 1% das proteínas na superfície dos linfócitos, o que equivale aproximadamente a 7 mil moléculas.

Um dos avanços mais significativos em imunologia foi a descoberta do papel central desempenhado pelo MHC em mamíferos e humanos na regulação da resposta imune. Em experimentos estritamente controlados, foi demonstrado que o mesmo antígeno causa uma resposta imune de diferentes alturas em organismos com diferentes genótipos e vice-versa, o mesmo organismo pode ser reativo em graus variados com relação a diferentes antígenos. Os genes que controlam essa resposta imune altamente específica são chamados de genes Ir (genes de resposta imune). Eles estão localizados na região de classe 2 do sistema HLA humano. O controle do gene Ir é realizado através do sistema -T dos linfócitos.

Central			celular		interações			imune		você se recusa
interação			moléculas HLA,			expresso					superfícies
células apresentadoras de antígenos			representando			para reconhecimento		estrangeiro			antigênico
peptídeo e receptor de reconhecimento de antígeno - TCR (receptor de células T)							na superfície do linfócito T
ajudante. No		simultaneamente			reconhecimento		estrangeiro				indo

reconhecimento dos próprios antígenos HLA.

O auxiliar de linfócitos T (CD4+) reconhece um antígeno estranho apenas no complexo com moléculas de superfície de células apresentadoras de antígenos do MHC classe 2.

Linfócitos citotóxicos (efetores T, CD8+) reconhecer um antígeno

por exemplo, de natureza viral, em combinação com uma molécula HLA de classe I da célula alvo. Os antígenos exógenos são representados por moléculas HLA de classe II,

endógenas - moléculas de classe I.

(Assim, o processo de reconhecimento estrangeiro é limitado por antígenos próprios HLA. Este é o conceito de "duplo reconhecimento" ou "auto-reconhecimento alterado".)

Um papel importante do sistema HLA também é que ele controla a síntese de fatores do complemento envolvidos nas vias clássica (C2 e C4) e alternativa (Bf) de ativação do complemento. A deficiência geneticamente determinada desses componentes do complemento pode predispor a doenças infecciosas e autoimunes.

Valor prático da tipagem HLA. O alto polimorfismo torna o sistema HLA um excelente marcador em estudos de genética populacional e no estudo de predisposição genética a doenças, mas ao mesmo tempo cria problemas na seleção de pares doador-receptor em transplantes de órgãos e tecidos.

Estudos populacionais realizados em muitos países do mundo revelaram diferenças características na distribuição de antígenos HLA em diferentes populações. Características da distribuição de HLA-

antígenos são usados ​​em pesquisas genéticas para estudar a estrutura, origem e evolução de várias populações. Por exemplo, a população georgiana, pertencente aos caucasóides do sul, tem características semelhantes do perfil genético HLA com as populações grega, búlgara e espanhola, indicando uma origem comum.

A tipagem de antígenos HLA é amplamente utilizada na prática forense para excluir ou estabelecer paternidade ou parentesco.

Preste atenção à conexão de algumas doenças com a presença de um ou outro antígeno HLA no genótipo. Isso ocorre porque o HLA é amplamente utilizado para estudar a base genética predisposição a doenças. Se não se supunha anteriormente, por exemplo, que a doença da esclerose múltipla tem uma base hereditária, agora, graças ao estudo da conexão com o sistema HLA, o fato de uma predisposição hereditária está firmemente estabelecido. Usando

	o sistema HLA, para algumas doenças, o modo de herança também é determinado.
Por exemplo,	anquilosante		espondilite		autossômico dominante			herança,
hemocromatose e hiperplasia adrenal congênita - autossômica recessiva. Muito obrigado
	associações	anquilosante		espondilite		Antígeno HLA-B27, tipagem HLA

utilizado no diagnóstico de casos precoces e pouco claros desta doença. Marcadores genéticos de diabetes mellitus insulino-dependente foram identificados.

TRABALHO PRÁTICO

Determinação de antígenos HLA "em doadores"

A tipagem de antígenos teciduais é realizada utilizando-se um conjunto de soros, composto por 50 ou mais soros antileucocitários (soros de multíparas, dando de 10 a 80% de reações positivas com leucócitos fetais, ou soros de voluntárias imunizadas

humano	leucócitos contendo				certos antígenos SD.				Soros
multíparas, como resultado da imunização natural com antígenos HLA do marido durante
gravidez, contêm em alguns casos anticorpos para HLA em um título suficientemente alto.).
Sorologicamente		antígenos			histocompatibilidade				definir
linfocitotóxico		teste (inglês)		teste de linfocitotoxicidade).						chamado
micro linfocitotóxico				usar			encenação			microvolume
ingredientes.

Seu princípio baseia-se na interação das moléculas HLA na superfície dos linfócitos da pessoa examinada com anticorpos específicos anti-HLA e complemento, o que leva à morte celular. A morte celular é determinada por microscopia de luz convencional após coloração com corantes vitais.

Suspensões de linfócitos são misturadas com anti-soro a um determinado antígeno (HLA-B8, HLA-B27, etc.), incubadas por 1 hora a 25°C, complemento é adicionado e incubado novamente por 2 horas a 37°C, e então azul de tripano ou eosina é adicionada. Se um antígeno correspondente a anticorpos contidos no soro estiver presente nos linfócitos, os anticorpos na presença de complemento danificam a membrana dos leucócitos, o corante penetra em seu citoplasma e eles se coram em azul ou vermelho (se for usada eosina).

Quais células serão coradas com a tipagem HLA?

Com base nos resultados da tipagem, é estabelecido o grau de compatibilidade do doador e receptor e a possibilidade de transplante de um órgão ou tecido entre eles. O doador e o receptor devem ser compatíveis quanto aos antígenos eritrocitários ABO e Rh, antígenos leucocitários do sistema HLA. No entanto, na prática é difícil encontrar doador e receptor completamente compatíveis. A seleção é reduzida à seleção do dono mais adequado. O transplante é possível com

incompatibilidade para um dos antígenos HLA, mas no contexto de imunossupressão significativa. A seleção da proporção ideal de antígenos de histocompatibilidade entre o doador e o receptor prolonga significativamente a vida útil do enxerto.

A lição irá demonstrar placas HLA para tipagem de leucócitos. Lembre-se de como obter uma suspensão pura de linfócitos de células do sangue periférico. Pense em como proteger o conteúdo dos poços de secar durante a reação? Como são obtidos os soros para tipagem HLA?

Atualmente, anticorpos monoclonais de fixação de complemento (MAT) podem ser usados ​​para tipagem de complemento. Eles são usados ​​tanto no teste de microlinfocitotoxicidade quanto no teste de imunofluorescência. A contabilização da reação é possível tanto por microscopia de luminescência quanto usando um citômetro de fluxo.

		método moderno		determinação de tipagem de DNA de genes HLA. Ele
com base em várias variantes da reação em cadeia da polimerase (PCR) e hibridização molecular.
	esses métodos		encontra-se em	acúmulo de necessário		análise de importantes
quantidade			sua polimerização e em uso, sondas complementares
seções analisadas de DNA. Além disso, uma das vantagens da tipagem de DNA é que ela não
a presença de linfócitos viáveis ​​é necessária e o DNA de qualquer célula é usado. Mas
O DNA pode ser armazenado por anos ou décadas. Necessário para a reação						caro

sondas oligonucleotídicas, iniciadores.

A utilização do método de genética molecular - tipagem de DNA, possibilitou ampliar significativamente a compreensão do polimorfismo dos loci genéticos previamente conhecidos do sistema HLA-A, B, C, DR, DQ, DP. Além disso, novos genes foram descobertos, em particular TAP, DM, LMP e outros. Os genes HLA classe I - E, F, G, H foram descobertos, mas a função de seus produtos ainda não está clara. Em dezembro de 1998, o número de alelos identificados dos genes do complexo HLA era de 942. E em 31 de dezembro de 2000, 1.349 alelos foram identificados por tipagem genética molecular de DNA, e sua detecção continua a crescer.

NOVA NOMENCLATURA HLA. Como já observado, as moléculas HLA classe 1 consistem em cadeias α e β. E é apenas polimórficoα-chain.pAs variantes alélicas de genes codificantes receberam um nome de quatro dígitos na nova nomenclatura (por exemplo, HLA-A0201 em vez da designação usada anteriormente HLA-A2 e 12 (!) Novos subtipos deste antígeno (novas variantes alélicas ) foram identificados por métodos de biologia molecular, que receberam o nome de A0201, A0202, A0203, ... a A0212). O HLA-B27 possui 9 variantes de especificidade alélica, e apenas algumas delas estão associadas à espondilite anquilosante (isso, é claro, aumenta seu valor prognóstico).

Eficiência do transplante renal alogênico (de acordo com os resultados de sobrevida anual em centros de transplante que mudaram para seleção de doadores com base em genética molecular

coordenador de doação de órgãos e o Instituto de Imunologia.

Dados ainda mais impressionantes obtidos nos últimos 2-3 anos no curso de programas nacionais (principalmente nos Estados Unidos) e internacionais para transplante de medula óssea alogênica, "não relacionada". Graças à transição da seleção de pares doador-receptor para tipagem de -DNA e a criação de um banco de doadores genotipados HLA, incluindo 1,5 milhão de pessoas, a taxa de sobrevida anual da medula óssea transplantada foi aumentada em 10s -20% para 70-80% (!). Por sua vez, isso levou a número de transplantes de medula óssea de doadores não relacionados nos Estados Unidos (que atualmente tem o maior número de doadores e receptores genotipados) de 1993 a 1997. aumentou mais de 8 vezes. Esplêndido

O efeito de transplantes de medula óssea não relacionados é alcançado apenas através da seleção de pares doador-receptor totalmente compatíveis com HLA por tipagem de DNA.

O seguinte é um trecho do livro do acadêmico R.V. Petrov "Eu ou não eu: celulares imunológicos". M., 1983. - 272 p.

“... Recebendo o Prêmio Nobel em 1930, em sua palestra solene sobre o assunto, Karl Landsteiner disse que a descoberta de antígenos sempre novos em células de tecidos humanos

interesse teórico. Encontrou, entre outras aplicações práticas, aplicações forenses.

Imagine a seguinte situação: é necessário determinar a identidade de uma mancha de sangue. De quem é o sangue - humano ou animal? Não há necessidade de explicar que esta situação é mais frequentemente relacionada à perícia. E a solução do problema muitas vezes se torna a resposta às principais questões da investigação. A única maneira de responder é com a ajuda de soros imunológicos. De jeito nenhum

outros indicadores para distinguir entre o sangue de uma pessoa e, por exemplo, um cão é impossível. Os métodos de pesquisa microscópica ou bioquímica são impotentes.

Os médicos forenses têm em seu arsenal um conjunto de soros imunes de várias especificidades: contra proteínas humanas, de cavalo, de galinha, de cachorro, de vaca, de gato, etc. O local em estudo é lavado e, em seguida, as reações de precipitação são colocadas. Neste caso, todo o conjunto de soros imunes é usado. Qual soro causará precipitação, o tipo de animal ou pessoa pertence ao sangue do local em estudo.

Digamos que o cientista forense conclui: "A faca está manchada de sangue humano". E o suspeito do assassinato diz: “Sim. Mas este é o meu sangue. Não faz muito tempo, cortei meu dedo com esta faca. Então o exame continua. Anti-soros contra grupos sanguíneos e antígenos HLA aparecem na mesa dos criminologistas. E a imunologia novamente dá a resposta exata: o sangue pertence ao grupo AB, contém o fator M, Rh negativo, antígenos de histocompatibilidade tal e tal, etc. A situação é definitiva

explicou. A característica resultante coincide completamente com as características antigênicas do sangue do suspeito. Portanto, ele disse a verdade, é de fato seu sangue.

Detenhamo-nos em mais uma situação, que tem uma grande conotação moral. Imagine que uma guerra ou outro desastre separasse os pais de seus filhos. As crianças perderam seus nomes e sobrenomes. É realmente impossível encontrar seu filho entre outros? Afinal, os antígenos eritrocitários e o HLA são herdados. E se o pai e a mãe não têm um fator, a criança também não pode tê-lo. Por outro lado, se ambos os pais pertencem ao tipo A, a criança não pode ter sangue tipo B ou AB. O mesmo vale para os antígenos HLA. E com um grau muito alto de certeza.”

O estabelecimento da autenticidade dos restos mortais de membros da família real de Nicolau II foi realizado dessa maneira, usando tipagem de DNA.

por exemplo, na Inglaterra, as questões de determinação da paternidade são particularmente escrupulosas. Mas lá é mais frequentemente associado não à guerra. Leis estritas sobre paternidade são explicadas por leis estritas sobre herdeiros e direitos sucessórios de capitais, títulos, direitos, privilégios.

Imagine um senhor declarando como seu herdeiro um jovem que não foi gerado por sua esposa. Então pode ser necessário provar que o jovem é seu filho. Ou de repente aparece um senhor, declarando-se filho ilegítimo e, portanto, herdeiro de um milionário. Pode ser verdade, mas pode ser que este senhor seja um vigarista. A questão é resolvida pela análise de antígenos de pais e filhos.

A distribuição de antígenos HLA acabou sendo diferente em representantes de diferentes raças de nacionalidades. Desde 1966, um estudo intensivo da estrutura de antígenos de compatibilidade de tecidos, iniciado pela OMS, tem sido realizado em todos os países do mundo. Logo o mapa-múndi estava coberto de hieróglifos imunológicos mostrando onde e em que combinação de antígenos são encontrados.

HLA. Agora talvez não haja necessidade, como Thor Heyerdahl, de equipar uma expedição em um barco de junco para provar a migração da população da América do Sul para as ilhas da Polinésia. Basta olhar para um atlas moderno de distribuição de antígenos HLA e dizer com confiança que em ambas as regiões geográficas existem marcadores genéticos comuns.

Polimorfismo do HLA clássico - antígenos detectados por métodos sorológicos e mediados por células

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Academia Estadual de Medicina Veterinária e Biotecnologia de Moscou em homenagem a K.I. Scriabin"

Departamento de Imunologia

Sobre o tema: "Complexo principal de histocompatibilidade, suas principais funções biológicas"

Realizado:

Aluno do 2º ano FVM 14 turma SO

Matveeva O.V.

Moscou 2014

Introdução

2. Funções do MHC

4. MNS 1ª classe

5. MHC 2ª classe

6. MHC 3ª classe

Introdução

O desenvolvimento da medicina em algum estágio mostrou a dependência dos processos que ocorrem no corpo das características da estrutura genética. Como se viu, o padrão desses processos é inerente à estrutura da molécula de DNA. Ao estudar tais padrões, é possível prever doenças, determinar o risco e a predisposição a essa doença e desenvolver medidas preventivas. As doenças infecciosas são muito comuns, por isso seu estudo tem aplicação prática significativa. Neste artigo, estudamos a dependência da presença de certos conjuntos de genes e uma série de doenças infecciosas.

A descoberta e estudo do sistema de histocompatibilidade humana HLA, MHC em animais, (Antígeno Leucocitário Humano - antígeno leucocitário humano) é uma das conquistas mais importantes da medicina e da biologia do século XX. O conhecimento nesta área está se acumulando de forma extremamente rápida. Assim, o primeiro antígeno do sistema HLA-MAK foi descoberto em 1954 por Dosse, e mais de 100 antígenos já foram estabelecidos. O sistema HLA é um dos mais estudados dentre os complexos sistemas genéticos em humanos, e MHC em animais. O rápido acúmulo de conhecimento se deve à importância do estudo desse sistema para a resolução de problemas tão importantes na medicina como transplante de órgãos e tecidos, combate a doenças oncológicas e autoimunes.

Nos últimos anos, foi estabelecido que o sistema de histocompatibilidade está diretamente envolvido na regulação da resposta imune, e os próprios genes da resposta imune fazem parte deste sistema ou estão intimamente relacionados a ele. A ideia do papel dos antígenos do sistema HLA no desenvolvimento de uma resposta imune cooperativa e na manutenção da homeostase imunológica em geral também foi formada.

1. Complexo principal de histocompatibilidade (MHC)

O principal complexo de histocompatibilidade é um grupo de genes e os antígenos de superfície celular que eles codificam, que desempenham um papel crítico no reconhecimento externo e no desenvolvimento de uma resposta imune.

A descoberta do MHC ocorreu no estudo de questões de enxerto de tecidos intraespecíficos. Os loci genéticos responsáveis ​​pela rejeição de tecidos estranhos formam uma região no cromossomo chamada de complexo principal de histocompatibilidade (MHC)

Então, inicialmente de forma hipotética, com base na fenomenologia celular, e depois de forma experimentalmente bem documentada usando métodos de biologia molecular, verificou-se que o receptor de células T reconhece não o próprio antígeno estranho, mas seu complexo com moléculas controladas por genes do complexo principal de histocompatibilidade. Nesse caso, tanto a molécula do MHC quanto o fragmento do antígeno entram em contato com o TCR.

O MHC codifica dois conjuntos de proteínas celulares altamente polimórficas, chamadas moléculas de MHC de classe I e classe II. As moléculas da classe I são capazes de se ligar a peptídeos de 8-9 resíduos de aminoácidos, as moléculas da classe II são um pouco mais longas.

O alto polimorfismo das moléculas do MHC, bem como a capacidade de cada célula apresentadora de antígeno (APC) de expressar várias moléculas diferentes do MHC, permite a apresentação de diversos peptídeos antigênicos às células T.

Deve-se notar que, embora as moléculas do MHC sejam geralmente chamadas de antígenos, elas exibem antigenicidade apenas quando são reconhecidas pelo sistema imunológico de um organismo geneticamente diferente ao invés do próprio, por exemplo, durante o alotransplante de órgãos.

A presença de genes no MHC, a maioria dos quais codificam polipeptídeos imunologicamente significativos, sugere que esse complexo evoluiu e se desenvolveu especificamente para a implementação de formas imunes de proteção.

Existem também moléculas de MHC de classe III, mas as moléculas de MHC de classe I e as moléculas de MHC de classe II são as mais importantes imunologicamente.

gene celular imune altamente polimórfico

2. Funções do MHC

As moléculas do MHC foram originalmente identificadas por sua capacidade de causar rejeição de transplantes e também desempenham outras funções biologicamente importantes no corpo. Primeiro, eles estão diretamente envolvidos no início da resposta imune por meio do controle de moléculas que apresentam o antígeno na forma imunogênica para reconhecimento por células T citotóxicas e células T auxiliares. Os genes LMP e TAP são incluídos nesse processo como auxiliares na formação do complexo imunogênico dessas moléculas com o antígeno. Em segundo lugar, o MHC contém genes que controlam a síntese de moléculas imunorreguladoras e efetoras - citocinas TNF-alfa, TNF-beta e alguns componentes do complemento.

Deve-se notar seu papel como marcadores de células de superfície reconhecidos por linfócitos T citotóxicos e auxiliares T em complexo com o antígeno. Moléculas codificadas pelo complexo Tla (uma região de parte dos genes do MHC) estão envolvidas em processos de diferenciação, principalmente no embrião, e possivelmente na placenta. O MHC está envolvido em uma variedade de processos não imunológicos, muitos dos quais são mediados por hormônios, como a regulação do peso corporal em camundongos ou a produção de ovos em galinhas. As moléculas do MHC classe I podem fazer parte dos receptores hormonais. Assim, a ligação à insulina é marcadamente reduzida se os antígenos do MHC de classe I, mas não de classe II, forem removidos da superfície celular. Além disso, foram descritas associações de produtos do MHC com glucagon, fator de crescimento epidérmico e receptores de gama-endorfina.

3. Antígenos MHC, características gerais

Os antígenos do complexo principal de histocompatibilidade (MHC) são um grupo de proteínas de superfície de várias células do corpo que desempenham um papel fundamental nas respostas imunes mediadas por células. Os antígenos do MHC são codificados por um complexo de genes designados HLA em humanos e H-2 em camundongos.

Inicialmente, as moléculas do MHC (antígenos do MHC) foram identificadas por sua capacidade de induzir fortes reações de transplante. Descobriu-se que em cada espécie de vertebrados existe um grupo de loci genéticos intimamente ligados, que é de importância decisiva no transplante de tecido de um indivíduo para outro dentro da mesma espécie (alotransplante). Embora os antígenos do MHC desempenhem um papel preponderante na rejeição do transplante em caso de incompatibilidade entre o doador e o receptor para esses antígenos, esse fenômeno é apenas um caso particular da manifestação de sua função biológica, e o nome MHC se deve ao fato de que foi durante o transplante que os pesquisadores encontraram pela primeira vez a manifestação da função de genes e antígenos.

Os receptores de superfície dos linfócitos T reconhecem um antígeno somente se ele estiver na superfície da célula em combinação com antígenos do MHC, esse processo é chamado de "apresentação de antígeno". As moléculas do MHC desempenham um papel semelhante na resposta das células B.

Assim, além do fato de que esse grupo de loci genéticos ligados (MHC) controla a resposta imune aos aloenxertos, esse grupo de loci desempenha um papel crucial no controle das interações celulares subjacentes às respostas imunes fisiológicas: moléculas codificadas por MHC se ligam a antígenos peptídicos, devido ao que esses antígenos são reconhecidos por receptores específicos de linfócitos T e B.

Muitas propriedades associadas ao MHC não são geneticamente indivisíveis e estão localizadas em diferentes partes do mapa genético. O MHC contém três classes de genes. Portanto, costuma-se subdividir os produtos do MHC em antígenos de classe I, II e III. Muitas características do MHC são mais características de uma ou outra classe, embora seja óbvio que, até certo ponto, algumas qualidades são características de ambas as classes. As diferenças nas funções determinadas pelos antígenos das classes I e II refletem-se nas diferenças estruturais nas principais subunidades dos antígenos.

Dois grupos de antígenos do MHC (antígenos do MHC classe I e antígenos do MHC classe II) estão envolvidos na regulação da resposta imune. Esses grupos de antígenos são expressos de forma diferente nas células do corpo e, embora desempenhem a mesma função, há uma "distribuição de funções" entre eles.

Os antígenos do MHC classe I são antígenos sintetizados pela própria célula (viral, tumoral, automutante), enquanto os antígenos do MHC classe II são antígenos exógenos (vindos de fora).

Uma resposta imune contra antígenos que são apresentados pelas células apresentadoras de antígenos às células T auxiliares, como resultado do fenômeno de restrição genética, desenvolve-se apenas se as células apresentadoras de antígenos tiverem antígenos de histocompatibilidade classe II de seu próprio genótipo.

Os linfócitos T citotóxicos (T-killers) reconhecem as células-alvo somente se tiverem antígenos do MHC classe I de seu próprio genótipo em sua superfície.

Quando as células que interagem na resposta imune carregam diferentes alelos do MHC, a resposta imune se desenvolve não contra o antígeno estranho apresentado (por exemplo, viral ou bacteriano), mas contra diferentes antígenos do MHC. Esse fenômeno está subjacente ao fato de que os antígenos MHC fornecem reconhecimento de "próprio" e "estranho" no corpo.

Assim, devido às funções indicadas dos antígenos do MHC, tanto os antígenos exógenos quanto suas próprias células transformadas são detectados e removidos do corpo.

4. MNS 1ª classe

As moléculas do MHC classe 1 são expressas na superfície celular e são um heterodímero constituído por uma única cadeia pesada alfa não covalentemente ligada a uma beta2-microglobulina de domínio único, que também ocorre de forma livre no soro sanguíneo; são chamadas de transplante clássico antígenos.

A cadeia pesada consiste em uma parte extracelular (formando três domínios: domínios alfa1, alfa2 e alfa3), um segmento transmembranar e um domínio caudal citoplasmático. Cada domínio extracelular contém aproximadamente 90 resíduos de aminoácidos, e juntos eles podem ser separados da superfície celular por tratamento com papaína.

Os domínios alfa2 e alfa3 têm, cada um, uma ligação dissulfeto intracadeia que dá laços de 63 e 68 resíduos de aminoácidos, respectivamente.

O domínio alfa3 é homólogo na sequência de aminoácidos aos domínios de imunoglobulina C, e a conformação do domínio alfa3 assemelha-se à estrutura dobrada dos domínios de imunoglobulina.

A beta2-microglobulina (beta2-m) é necessária para a expressão de todas as moléculas do MHC classe I e possui sequência inalterada, mas em camundongos ocorre em duas formas, diferindo na substituição de um aminoácido na posição 85. Essa proteína corresponde em estrutura para o domínio C das imunoglobulinas. A beta2-microglobulina também é capaz de interagir de forma não covalente com moléculas de classe I não clássicas, por exemplo, com produtos do gene CD1.

Dependendo da espécie e do haplótipo, a porção extracelular das cadeias pesadas do MHC classe I é glicosilada em graus variados.

O segmento transmembranar do MHC classe I consiste em 25 resíduos de aminoácidos predominantemente hidrofóbicos e abrange a bicamada lipídica, provavelmente em uma conformação alfa-helicoidal.

A principal propriedade das moléculas de classe I - ligar peptídeos (antígenos) e apresentá-los de forma imunogênica para células T - depende dos domínios alfa1 e alfa2. Esses domínios possuem regiões alfa-helicoidais significativas, que, ao interagirem entre si, formam uma cavidade alongada (fenda) que serve como sítio de ligação para o antígeno processado. O complexo de antígeno resultante com os domínios alfa1 e alfa2 determina sua imunogenicidade e a capacidade de interagir com os receptores de células T que reconhecem o antígeno.

A classe I inclui antígenos A, antígenos AB e antígenos AC.

Antígenos de classe I estão presentes na superfície de todas as células nucleadas e plaquetas.

5. MHC 2ª classe

As moléculas de MHC de classe II são heterodímeros construídos a partir de cadeias alfa pesada e beta leve não covalentemente ligadas.

Uma série de fatos indicam uma grande semelhança de cadeias alfa e beta em termos de sua estrutura geral. A parte extracelular de cada uma das cadeias é dobrada em dois domínios (alfa1, alfa2 e beta1, beta2, respectivamente) e conectada por um peptídeo curto a um segmento transmembranar (com aproximadamente 30 resíduos de aminoácidos). O segmento transmembranar transita para um domínio citoplasmático contendo aproximadamente 10-15 resíduos.

A região de ligação ao antígeno das moléculas do MHC classe II é formada por regiões alfa-helicoidais de cadeias de interação semelhantes às moléculas da classe I, mas com uma diferença significativa: a cavidade de ligação ao antígeno das moléculas do MHC classe II é formada não por dois domínios de um cadeia alfa, mas por dois domínios de cadeias diferentes - domínios alfa1 e beta1.

A semelhança estrutural geral entre as duas classes de moléculas de MHC é evidente. Esta é a uniformidade da organização espacial de toda a molécula, o número de domínios (quatro), a estrutura conformacional do sítio de ligação ao antígeno, próximo ao píer. peso.

Na estrutura das moléculas da classe II, a cavidade de ligação ao antígeno é mais aberta do que nas moléculas da classe I; portanto, peptídeos mais longos podem caber nela.

A função mais importante dos antígenos MHC de classe II (HLA) é garantir a interação entre linfócitos T e macrófagos durante a resposta imune. Os T-helpers reconhecem um antígeno estranho somente depois que ele foi processado por macrófagos, combinado com antígenos HLA classe II, e o aparecimento deste complexo na superfície do macrófago.

Antígenos de classe II estão presentes na superfície de linfócitos B, linfócitos T ativados, monócitos, macrófagos e células dendríticas.

6. MHC 3ª classe

Os genes do MHC de classe III, localizados dentro ou intimamente ligados ao grupo gênico do MHC, controlam alguns dos componentes do complemento C4 e C2, bem como o fator B, encontrado no plasma e na superfície de algumas células. E ao contrário das moléculas do MHC classe I e classe II, elas não estão envolvidas no controle da resposta imune.

7. Propriedades imunobiológicas do MHC do complexo

O estudo da expressão de moléculas de MHC classe I e II em vários tipos de células revelou uma distribuição tecidual mais ampla de moléculas de classe I em comparação com moléculas de classe II. Enquanto as moléculas de classe I são expressas em quase todas as células estudadas, as moléculas de classe II são expressas principalmente em células imunocompetentes ou células que estão envolvidas de forma relativamente não específica na formação da resposta imune, como as células epiteliais.

A representação de moléculas de classe I em quase todos os tipos de células correlaciona-se com o papel dominante dessas moléculas na rejeição de enxertos alogênicos. As moléculas de classe II são menos ativas no processo de rejeição de tecidos. Dados comparativos sobre o grau de participação de moléculas das classes I e II do MHC em algumas respostas imunes demonstram que algumas propriedades do MHC estão mais associadas a uma das classes, enquanto outras são características de ambas as classes.

8. Organização genômica do MHC: características gerais

O principal complexo de histocompatibilidade está localizado no 6º cromossomo em humanos e no 17º cromossomo em camundongos, e ocupa uma porção significativa do DNA, incluindo até 4 * 106 pares de bases ou cerca de 50 genes. A principal característica do complexo é a poligenicidade significativa (a presença de vários genes não alélicos intimamente ligados, cujos produtos proteicos são estruturalmente semelhantes e desempenham funções idênticas) e polimorfismo pronunciado - a presença de muitas formas alélicas do mesmo gene. Todos os genes do complexo são herdados de forma codominante.

A poligenicidade e o polimorfismo (variabilidade estrutural) determinam a individualidade antigênica de indivíduos de uma determinada espécie.

Todos os genes MHC são divididos em três grupos. Cada grupo inclui genes que controlam a síntese de polipeptídeos de uma das três classes do MHC (I, II e III). Entre as moléculas das duas primeiras classes existem diferenças estruturais pronunciadas, mas ao mesmo tempo, de acordo com o plano geral da estrutura, são todas do mesmo tipo. Ao mesmo tempo, nenhuma similaridade funcional ou estrutural foi encontrada entre os produtos gênicos da classe III, por um lado, e as classes I e II, por outro. O grupo de mais de 20 genes classe III geralmente é funcionalmente separado - alguns desses genes codificam, por exemplo, proteínas do sistema complemento (C4, C2, fator B) ou moléculas envolvidas no processamento de antígenos.

A região de localização dos genes que codificam o complexo de moléculas de MHC de camundongo é designada como H-2, para humanos - HLA.

Lista de literatura usada

1. Voronin E.S., Petrov A.M., Serykh M.M., Devrishov D.A. Imunologia - M.: Kolos-Press. 2002 408l.

2. Sochnev A.M., Alekseev L.P., Tananov A.T. Antígenos do sistema HLA em várias doenças e transplantes. - Riga, 1987.

3. Zaretskaya Yu. M., imunogenética clínica. - M.: Medicina. 1983. - 208 p.

4. Yarilin A.A. Fundamentos de imunologia - Medicina, 1999 305s.

5. Imunologia. VG Galaktionov Editora: MGU, 1998 - 480s.

6. Imunologia. A. Roit, J. Brostoff, D. Mail Editora: Mir 2001 592.

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O conceito de resposta imune do corpo, regulação de sua intensidade de forma neuro-humoral. Características da implementação da modulação das funções do sistema imunológico. Regulação nervosa e humoral da resposta imune. Mecanismo de interação neuroimune.

apresentação, adicionada em 13/04/2015


Formas e mecanismos de regulação da resposta imune: pré-imune (penetração do antígeno nos tecidos e sorção do antígeno no tecido linfóide) e imune. Neuropeptídeos, divisões simpáticas e parassimpáticas do sistema nervoso autônomo e regulação da resposta imune.

apresentação, adicionada em 23/12/2014


Distúrbios primários e congênitos do estado imunológico normal devido a um defeito em um ou mais mecanismos da resposta imune. Fatores que determinam a resistência inespecífica. A ação de hormônios, neurotransmissores e peptídeos nas células.