Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplu. Foloseste formularul de mai jos

Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

postat pe http://www.allbest.ru/

Academia de Stat de Medicină Veterinară și Biotehnologie din Moscova numită după K.I. Scriabin"

Departamentul de Imunologie

Pe subiect: „Complexul major de histocompatibilitate, principalele sale funcții biologice”

Efectuat:

Elev anul II FVM 14 grupa SO

Matveeva O.V.

Moscova 2014

Introducere

2. Funcții MHC

4. MNS clasa I

5. MHC clasa a II-a

6. MHC clasa a III-a

Introducere

Dezvoltarea medicinei la un moment dat a arătat dependența proceselor care au loc în organism de caracteristicile structurii genetice. După cum sa dovedit, modelul acestor procese este inerent structurii moleculei de ADN. Prin studierea unor astfel de modele, este posibil să se prezică boli, să se determine riscul și predispoziția la această boală și să se dezvolte măsuri preventive. Bolile infecțioase sunt foarte frecvente, așa că studiul lor are o aplicație practică semnificativă. În această lucrare, studiem dependența prezenței anumitor seturi de gene și a unui număr de boli infecțioase.

Descoperirea și studiul sistemului de histocompatibilitate umană HLA, MHC la animale, (Human Leucocyte Antigen - human leucocyte antigen) este una dintre cele mai importante realizări ale medicinei și biologiei secolului XX. Cunoștințele în acest domeniu se acumulează extrem de rapid. Astfel, primul antigen al sistemului HLA-MAK a fost descoperit în 1954 de către Dosse și au fost deja stabiliți peste 100 de antigene. Sistemul HLA este unul dintre cele mai studiate dintre sistemele genetice complexe la om și MHC la animale. O rată atât de rapidă de acumulare a cunoștințelor se datorează importanței studierii acestui sistem pentru rezolvarea unor probleme atât de importante în medicină precum transplantul de organe și țesuturi, lupta împotriva bolilor oncologice și autoimune.

În ultimii ani, s-a stabilit că sistemul de histocompatibilitate este direct implicat în reglarea răspunsului imun, iar genele răspunsului imun în sine fac parte din acest sistem sau sunt strâns legate de acesta. S-a format și ideea rolului antigenilor sistemului HLA în dezvoltarea unui răspuns imun cooperant și menținerea homeostaziei imunologice în general.

1. Complexul major de histocompatibilitate (MHC)

Complexul major de histocompatibilitate este un grup de gene și antigenii de suprafață celulară pe care îi codifică, care joacă un rol critic în recunoașterea străină și dezvoltarea unui răspuns imun.

Descoperirea MHC a avut loc în studiul problemelor grefei de țesut intraspecific. Locurile genetice responsabile pentru respingerea țesuturilor străine formează o regiune în cromozom numită complex major de histocompatibilitate (MHC)

Apoi, inițial într-o formă ipotetică, bazată pe fenomenologia celulară, și apoi într-o formă bine documentată experimental folosind metode de biologie moleculară, s-a constatat că receptorul celulelor T recunoaște nu antigenul străin în sine, ci complexul său cu molecule controlate de genele complexului major de histocompatibilitate. În acest caz, atât molecula MHC, cât și fragmentul de antigen vin în contact cu TCR.

MHC codifică două seturi de proteine ​​celulare extrem de polimorfe, numite molecule MHC de clasa I și clasa II. Moleculele de clasa I sunt capabile să lege peptidele cu 8-9 resturi de aminoacizi, moleculele de clasa II sunt oarecum mai lungi.

Polimorfismul ridicat al moleculelor MHC, precum și capacitatea fiecărei celule prezentatoare de antigen (APC) de a exprima mai multe molecule MHC diferite, permit prezentarea multor peptide antigenice diferite la celulele T.

Trebuie remarcat faptul că, deși moleculele MHC sunt de obicei numite antigene, ele prezintă antigenicitate numai atunci când sunt recunoscute de sistemul imunitar al unui organism diferit genetic, mai degrabă decât de alotransplantul de organ, de exemplu.

Prezența genelor în MHC, dintre care majoritatea codifică polipeptide semnificative din punct de vedere imunologic, sugerează că acest complex a evoluat și dezvoltat special pentru implementarea formelor imune de protecție.

Există și molecule MHC clasa III, dar moleculele MHC clasa I și moleculele MHC clasa II sunt cele mai importante din punct de vedere imunologic.

genă celulară imună foarte polimorfă

2. Funcții MHC

Moleculele MHC au fost identificate inițial prin capacitatea lor de a provoca respingerea transplantului și, de asemenea, îndeplinesc alte funcții importante din punct de vedere biologic în organism. În primul rând, ei sunt direct implicați în inițierea răspunsului imun prin controlul moleculelor care prezintă antigenul în formă imunogenă pentru recunoașterea de către celulele T citotoxice și celulele T helper. Genele LMP și TAP sunt incluse în acest proces ca auxiliare în formarea complexului imunogen al acestor molecule cu antigenul. În al doilea rând, MHC conține gene care controlează sinteza moleculelor imunoregulatoare și efectoare - citokine TNF-alfa, TNF-beta și unele componente ale complementului.

Trebuie remarcat rolul lor ca markeri celulari de suprafață recunoscuți de limfocitele T citotoxice și T-helper în complex cu antigenul. Moleculele codificate de complexul Tla (regiunea unei părți a genelor MHC) sunt implicate în procesele de diferențiere, în special la nivelul embrionului și, eventual, în placentă. MHC este implicat într-o varietate de procese non-imunologice, dintre care multe sunt mediate de hormoni, cum ar fi reglarea greutății corporale la șoareci sau producția de ouă la pui. Moleculele MHC de clasa I pot face parte din receptorii hormonali. Astfel, legarea insulinei este semnificativ redusă dacă antigenele MHC clasa I, dar nu antigenele clasa II, sunt îndepărtate de pe suprafața celulei. În plus, au fost descrise asocieri ale produselor MHC cu glucagonul, factorul de creștere epidermic și receptorii gamma-endorfină.

3. Antigene MHC, caracteristici generale

Antigenii complexului major de histocompatibilitate (MHC) sunt un grup de proteine ​​de suprafață ale diferitelor celule ale corpului care joacă un rol cheie în răspunsurile imune mediate de celule. Antigenele MHC sunt codificate de un complex de gene denumit HLA la om și H-2 la șoareci.

Inițial, moleculele MHC (antigeni MHC) au fost identificate prin capacitatea lor de a induce reacții puternice de transplant. S-a dovedit că în fiecare specie de vertebrate există un grup de loci genetici strâns legați, care este de o importanță decisivă în transplantul de țesut de la un individ la altul individ din cadrul aceleiași specii (alotransplant). Deși antigenele MHC joacă un rol principal în respingerea transplantului în cazul unei nepotriviri între donator și primitor pentru aceste antigene, acest fenomen este doar un caz particular de manifestare a funcției lor biologice, iar denumirea de MHC se datorează faptului că tocmai în timpul transplantului cercetătorii au întâlnit pentru prima dată manifestarea funcției genelor și antigenelor.histocompatibilitatea.

Receptorii de suprafață ai limfocitelor T recunosc un antigen doar dacă acesta se află pe suprafața celulei în combinație cu antigenele MHC, acest proces se numește „prezentare antigenă”. Moleculele MHC joacă un rol similar în răspunsul celulelor B.

Astfel, pe lângă faptul că acest grup de loci genetici legați (MHC) controlează răspunsul imun la alogrefe, acest grup de loci joacă un rol crucial în controlul interacțiunilor celulare care stau la baza răspunsurilor imune fiziologice: moleculele codificate cu MHC se leagă de antigene peptidice, datorită faptului că acești antigeni sunt recunoscuți de receptorii specifici ai limfocitelor T și B.

Multe proprietăți asociate cu MHC nu sunt indivizibile genetic și sunt localizate în diferite părți ale hărții genetice. MHC conține trei clase de gene. Prin urmare, este obișnuit să se subdivizeze produsele MHC în antigene de clasa I, II și III. Multe caracteristici ale MHC sunt mai caracteristice uneia sau celeilalte clase, deși este evident că, într-o oarecare măsură, unele calități sunt caracteristice ambelor clase. Diferențele în funcțiile determinate de antigenele de clasa I și II se reflectă în diferențele structurale în principalele subunități ale antigenelor.

Două grupuri de antigene MHC (antigene MHC clasa I și antigene MHC clasa II) s-au dovedit a fi implicate în reglarea răspunsului imun. Aceste grupe de antigene sunt exprimate diferit pe celulele corpului și, deși îndeplinesc aceeași funcție, între ele există o „distribuție a îndatoririlor”.

Antigenele MHC clasa I sunt antigene sintetizate de celula însăși (virale, tumorale, auto-mutate), în timp ce antigenele MHC clasa II sunt antigene exogene (care provin din exterior).

Un răspuns imun împotriva antigenelor care sunt prezentate de celulele prezentatoare de antigen la celulele T-helper, ca urmare a fenomenului de restricție genetică, se dezvoltă numai dacă celulele prezentatoare de antigen au antigene de histocompatibilitate de clasa II de genotip propriu.

Limfocitele T citotoxice (T-killers) recunosc celulele țintă numai dacă au antigene MHC clasa I cu propriul lor genotip pe suprafața lor.

Când celulele care interacționează în răspunsul imun poartă diferite alele MHC, răspunsul imun se dezvoltă nu împotriva antigenului străin prezentat (de exemplu, viral sau bacterian), ci împotriva diferiților antigeni MHC. Acest fenomen stă la baza faptului că antigenele MHC asigură recunoașterea „sinelui” și a „străinilor” în organism.

Astfel, datorită funcțiilor indicate ale antigenelor MHC, atât antigenele exogene, cât și propriile celule transformate sunt detectate și îndepărtate din organism.

4. MNS clasa I

Moleculele MHC clasa 1 sunt exprimate pe suprafața celulei și sunt un heterodimer constând dintr-o singură catenă grea alfa legată necovalent de beta2-microglobulină cu un singur domeniu, care apare și sub formă liberă în serul sanguin, fiind numite antigene clasice de transplant.

Lanțul greu este format dintr-o parte extracelulară (formând trei domenii: domenii alfa1, alfa2 și alfa3), un segment transmembranar și un domeniu de coadă citoplasmatic. Fiecare domeniu extracelular conține aproximativ 90 de resturi de aminoacizi și împreună pot fi separate de suprafața celulei prin tratament cu papaină.

Domeniile alfa2 și alfa3 au fiecare câte o legătură disulfurică intracatenă care face bucle de 63 și, respectiv, 68 de resturi de aminoacizi.

Domeniul alfa3 este omolog în secvența de aminoacizi cu domeniile imunoglobulinei C, iar conformația domeniului alfa3 seamănă cu structura pliată a domeniilor imunoglobulinei.

Beta2-microglobulina (beta2-m) este necesară pentru exprimarea tuturor moleculelor MHC clasa I și are o secvență neschimbată, dar la șoareci apare sub două forme, diferind prin înlocuirea unui aminoacid la poziția 85. Această proteină corespunde în structura la domeniul C al imunoglobulinelor. Beta2-microglobulina este, de asemenea, capabilă să interacționeze non-covalent cu molecule non-clasice de clasă I, de exemplu, cu produșii genei CD1.

În funcție de specie și haplotip, porțiunea extracelulară a lanțurilor grele MHC de clasa I este glicozilată în grade diferite.

Segmentul transmembranar din clasa I MHC constă din 25 de resturi de aminoacizi predominant hidrofobe și se întinde pe stratul dublu lipidic, cel mai probabil într-o conformație alfa-helidiană.

Proprietatea principală a moleculelor de clasa I - legarea peptidelor (antigenele) și prezentarea lor într-o formă imunogenă pentru celulele T - depinde de domeniile alfa1 și alfa2. Aceste domenii au regiuni alfa-helicoidale semnificative, care, atunci când interacționează între ele, formează o cavitate alungită (fantă) care servește ca loc de legare pentru antigenul procesat. Complexul antigen rezultat cu domeniile alfa1 și alfa2 determină imunogenitatea acestuia și capacitatea de a interacționa cu receptorii de celule T care recunosc antigenul.

Clasa I include antigenele A, antigenele AB și antigenele AC.

Antigenele de clasa I sunt prezente pe suprafața tuturor celulelor nucleate și a trombocitelor.

5. MHC clasa a II-a

Moleculele MHC de clasa II sunt heterodimeri formați din lanțuri alfa grele și beta ușoare legate necovalent.

O serie de fapte indică o asemănare strânsă a lanțurilor alfa și beta în ceea ce privește structura lor generală. Partea extracelulară a fiecăruia dintre lanțuri este pliată în două domenii (alfa1, alfa2 și respectiv beta1, beta2) și conectată printr-o peptidă scurtă la un segment transmembranar (aproximativ 30 de resturi de aminoacizi lungime). Segmentul transmembranar trece într-un domeniu citoplasmatic care conține aproximativ 10-15 reziduuri.

Regiunea de legare a antigenului a moleculelor MHC de clasa II este formată din regiuni alfa-helical ale lanțurilor care interacționează similare cu moleculele de clasa I, dar cu o diferență semnificativă: cavitatea de legare a antigenului a moleculelor MHC de clasa II este formată nu din două domenii ale unuia. lanț alfa, dar prin două domenii de lanțuri diferite - domeniile alfa1 și beta1.

Asemănarea generală structurală dintre cele două clase de molecule MHC este evidentă. Aceasta este uniformitatea organizării spațiale a întregii molecule, numărul de domenii (patru), structura conformațională a situsului de legare a antigenului, aproape de dig. greutate.

În structura moleculelor de clasa II, cavitatea de legare a antigenului este mai deschisă decât în ​​moleculele de clasa I, astfel încât peptidele mai lungi pot încăpea în ea.

Cea mai importantă funcție a antigenelor MHC de clasa II (HLA) este de a asigura interacțiunea dintre limfocitele T și macrofage în timpul răspunsului imun. T-helperii recunosc un antigen străin numai după ce a fost procesat de macrofage, combinat cu antigene HLA clasa II, și apariția acestui complex pe suprafața macrofagului.

Antigenele de clasa II sunt prezente pe suprafața limfocitelor B, a limfocitelor T activate, a monocitelor, a macrofagelor și a celulelor dendritice.

6. MHC clasa a III-a

Genele MHC de clasa III, situate în sau strâns legate de grupul de gene MHC, controlează unele dintre componentele complementului C4 și C2, precum și factorul B, găsit în plasmă și pe suprafața unor celule. Și spre deosebire de moleculele MHC clasa I și clasa II, acestea nu sunt implicate în controlul răspunsului imun.

7. Proprietățile imunobiologice MHC ale complexului

Studiul exprimării moleculelor MHC de clasa I și II pe diferite tipuri de celule a relevat o distribuție tisulară mai largă a moleculelor de clasa I în comparație cu moleculele de clasa II. În timp ce moleculele de clasa I sunt exprimate pe aproape toate celulele studiate, moleculele de clasa II sunt exprimate în principal pe celule imunocompetente sau celule care sunt implicate relativ nespecific în formarea răspunsului imun, cum ar fi celulele epiteliale.

Reprezentarea moleculelor de clasa I pe aproape toate tipurile de celule se corelează cu rolul dominant al acestor molecule în respingerea grefei alogene. Moleculele de clasa II sunt mai puțin active în procesul de respingere a țesuturilor. Datele comparative cu privire la gradul de participare a moleculelor din clasele I și II de MHC la unele răspunsuri imune demonstrează că unele proprietăți ale MHC sunt mai mult asociate cu una dintre clase, în timp ce altele sunt o trăsătură caracteristică a ambelor clase.

8. Organizarea genomică a MHC: caracteristici generale

Complexul major de histocompatibilitate este situat pe al 6-lea cromozom la om și pe al 17-lea cromozom la șoareci și ocupă o parte semnificativă a ADN-ului, incluzând până la 4 * 106 perechi de baze sau aproximativ 50 de gene. Caracteristica principală a complexului este poligenitatea semnificativă (prezența mai multor gene non-alelice strâns legate, ale căror produse proteice sunt similare structural și îndeplinesc funcții identice) și polimorfismul pronunțat - prezența multor forme alelice ale aceleiași gene. Toate genele complexului sunt moștenite în mod codominant.

Poligenitatea și polimorfismul (variabilitatea structurală) determină individualitatea antigenică a indivizilor unei specii date.

Toate genele MHC sunt împărțite în trei grupuri. Fiecare grup include gene care controlează sinteza polipeptidelor uneia dintre cele trei clase de MHC (I, II și III). Între moleculele primelor două clase există diferențe structurale pronunțate, dar în același timp, conform planului general al structurii, toate sunt de același tip. În același timp, nu a fost găsită nicio asemănare funcțională sau structurală între produsele genice din clasa III, pe de o parte, și clasele I și II, pe de altă parte. Grupul de peste 20 de gene de clasă III este în general separat funcțional - unele dintre aceste gene codifică, de exemplu, proteine ​​ale sistemului complement (C4, C2, factor B) sau molecule implicate în procesarea antigenului.

Regiunea de localizare a genelor care codifică complexul de molecule MHC de șoarece este desemnată H-2, pentru oameni - HLA.

Lista literaturii folosite

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

2. Sochnev A.M., Alekseev L.P., Tananov A.T. Antigenii sistemului HLA în diferite boli și transplant. - Riga, 1987.

3. Zaretskaya Yu. M., Imunogenetică clinică. - M.: Medicină. 1983. - 208 p.

4. Yarilin A.A. Fundamentele imunologiei - Medicină, 1999 305s.

5. Imunologie. VG Galaktionov Editura: MGU, 1998 - 480s.

6. Imunologie. A. Roit, J. Brostoff, D. Mail Editura: Mir 2001 592.

Găzduit pe Allbest.ru

Documente similare

Istoria descoperirii vitaminei K, principalele sale forme, proprietăți fizico-chimice, surse și metabolism. Schimbul de vitamina K în organism, participarea la coagularea sângelui. Utilizarea preventivă și terapeutică a vitaminei K în boli ale ficatului, stomacului și intestinelor.

rezumat, adăugat 22.05.2013


Mecanisme de reglare a răspunsului imun și a interacțiunii neuroimune. Hormonii glucocorticoizi și procesele imunologice. Neuropeptide și reglarea răspunsului imun. Reglarea răspunsului imun de către hormonul adrenocorticotrop, tirotropină, somatotropină.

prezentare, adaugat 20.04.2015


Studiul caracteristicilor modulării centrale a funcțiilor sistemului imunitar prin modificări condiționate central ale nivelului diferiților hormoni din sânge. Descrierea modalităților și mecanismelor de reglare a răspunsului imun. Reglarea hormonală a răspunsului imun.

prezentare, adaugat 17.05.2015


Definiția conceptului de răspuns imun al organismului. Modalități și mecanisme de reglare a răspunsului imun folosind neurotransmițători, neuropeptide și hormoni. Sisteme de reglare celulare de bază. Hormonii glucocorticoizi și procesele imunologice din organism.

prezentare, adaugat 20.05.2015


Principalele structuri cerebrale care reglează intensitatea răspunsului imun: câmpul hipotalamic posterior și anterior, hipocampul, formarea reticulară a mezencefalului, nucleii rafe și amigdalei. Reglarea răspunsului imun de către arginină-vasopresină și oxitocină.

prezentare, adaugat 04.06.2015


Modalități și mecanisme de reglare a răspunsului imun. Interacțiunea neuroimună, direcțiile și principiile sale. Reglarea răspunsului imun de către hormonul adrenocorticotrop, tirotropină, somatotropină. Hormonii glucocorticoizi și procesele imunologice.

prezentare, adaugat 03.11.2015


Caracteristicile și baza biochimică a patogenezei aterosclerozei. Relația dintre inflamație și ateroscleroză, rolul său în dezvoltarea bolii. Acțiune asupra proceselor de adaptare celulară a virusurilor și toxinelor, modificări ale funcției genelor, distrugerea membranelor celulare.

raport, adaugat 02.12.2010


Conceptul de răspuns imun al organismului, reglarea intensității acestuia în mod neuroumoral. Caracteristici ale implementării modulării funcțiilor sistemului imunitar. Reglarea nervoasă și umorală a răspunsului imun. Mecanismul interacțiunii neuroimune.

prezentare, adaugat 13.04.2015


Modalități și mecanisme de reglare a răspunsului imun: preimun (pătrunderea antigenului în țesuturi și sorbția antigenului în țesutul limfoid) și imun. Neuropeptide, diviziunile simpatice și parasimpatice ale sistemului nervos autonom și reglarea răspunsului imun.

prezentare, adaugat 23.12.2014


Tulburări primare și congenitale ale stării imune normale datorate unui defect al unuia sau mai multor mecanisme ale răspunsului imun. Factori care determină rezistența nespecifică. Acțiunea hormonilor, neurotransmițătorilor și peptidelor asupra celulelor.

GOU VPO Tver Academia Medicală de Stat a Ministerului Sănătății din Rusia Departamentul de Imunologie Clinică cu Alergologie

COMPLEXUL PRINCIPAL DE COMPATIBILITATE HISTO

Suport didactic pentru imunologie generală. Tver 2008.

Dezvoltare educațională și metodologică pentru orele practice de imunologie generală pentru studenții din anul V ai facultăților de medicină și pediatrie, precum și pentru rezidenții clinicieni și medicii interesați de imunologie.

Compilat de profesorul asociat Yu.I. Budchanov.

Șeful Departamentului, profesorul A.A.Mikhailenko

© Budchanov Yu.I. 2008

Motivație Imunogenetica este o ramură nouă și importantă a imunologiei. Cunoașterea sistemului de histocompatibilitate

este necesar nu numai în transplantologie, ci și în înțelegerea reglării răspunsului imun și a interacțiunii celulelor în răspunsul imun. Determinarea antigenelor HLA este utilizată în medicina legală, studiile genetice ale populației și în studiul genei predispoziției la boli.

1. Elevul trebuie să cunoască: A. Structura sistemului HLA uman.

B. Antigenele HLA din clasele I, II și rolul lor în interacțiunile intercelulare. B. Conceptele de genotip, fenotip, haplotip.

D. Semnificația tipării HLA în medicină.

E. Relația dintre antigenele HLA și o serie de boli umane. 2. Studentul trebuie să fie capabil să:

Aplicați cunoștințele dobândite de imunogenetică în practica clinică.

Întrebări pentru auto-pregătire pe tema lecției:

1. Conceptul de gene și antigene de histocompatibilitate. Sistemul uman HLA. Nomenclatură, organizarea genelor (gene din clasele I, II, III).

2. Antigeni de clase I și III, rolul lor în interacțiunile intercelulare, în prezentarea antigenului Limfocitele T, în fenomenul dublei recunoașteri.

3. Conceptul de fenotip, genotip, haplotip HLA. Caracteristicile moștenirii.

4. Metode de cercetare și tipizare a sistemului HLA: serologic, mediat celular, genic (reacție în lanț a polimerazei, sonde ADN).

5. Aspecte practice ale tipării antigenelor HLA. HLA în populații, semnificație biologică.

6. HLA și bolile umane, mecanisme de asociere.

LITERATURA PENTRU AUTOEDUCAȚIE

1. Khaitov R.M., Ignatieva G.A., Sidorovich I.G. Imunologie. Normă și patologie. Manual. - al 3-lea

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

2. Khaitov R.M. Imunologie: un manual pentru studenții la medicină. – M.: GEOTAR-Media, 2006. - 320p. - [cu. 95-102].

3. Belozerov E.S. Imunologie clinică și alergologie. A-Ata., 1992, p. 31-34.

4. Zaretskaya Yu.M. Imunogenetică clinică. M., 1983.

5. Dezvoltare metodică. 6. Prelegere.

literatură suplimentară

Konenkov V.I. Imunogenetică medicală și ecologică. Novosibirsk, 1999 Yarilin A.A. Fundamentele imunologiei. M., 1999, p. 213-226.

Alekseev L.P., Khaitov R.M. HLA și medicina. sat. Probleme moderne de alergologie, imunologie și imunofarmacologie. M., 2001, p. 240-260.

POTI SA RASPUNZI?

(Intrați acasă. Autocontrolul va identifica întrebările dificile pentru discuție. În clasă, veți verifica corectitudinea răspunsurilor, le veți completa. Încercați să găsiți singur răspunsuri și arătați că puteți face acest lucru.)

1. În ce pereche de cromozomi se află complexul major de histocompatibilitate la om? …………….

2. Celulele din ce organe și țesuturi conțin celule transplantate? …………antigeni

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

3. Ce înseamnă abrevierea HLA? ………………………………………………………………………….

………………………………………………………………………………………… .

4. Pe ce celule nu se găsesc antigenele sistemului HLA? ……………………….…

…………………………………………………………………………………………. .

5. Din ce loci, subloci constă MCGS: Clasa I ……..……… Clasa II ………………………………

Clasa III ………………………………………….. .

6. Produsele genice din ce clasă de MHC nu sunt exprimate pe membrana celulară? ……………………….

7. Ce celule ar trebui izolate pentru a detecta HLA clasa II? ………………..…………………… .

8. Cum sunt detectate antigenele HLA? ……………………………………………………………

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

9. Pacientul tipizat are 6 antigene posibile HLA-A, HLA-B, HLA-C. Cum se numește o astfel de situație? …………………………….

10. Ce antigen de histocompatibilitate se găsește adesea la pacienții cu spondilită anchilozantă?

…………………….. .

11. Ce gene sunt incluse în clasa HLA III? ………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………… .

12. Ce lanțuri alcătuiesc antigenele HLA clasa I? ………….

13. Din ce lanțuri constau antigenele HLA clasa II? …………

14. Limfocitul citotoxic (CD8) recunoaște o peptidă străină în complexul cu HLA din ce clasă?

…………………………. .

15. Th (CD4+) recunoaște un antigen străin prezentat de o celulă dendritică sau de un macrofag în combinație cu HLA din ce clasă? …..………

Care sunt posibilele combinații de antigene eritrocitare la un copil dacă compoziția izoantigenică

Materiale de referință și teoretice

Complexul major de histocompatibilitate (MHC) este un sistem de gene care controlează sinteza antigenelor care determină histocompatibilitatea tisulară în timpul transplanturilor de organe și induc reacții care provoacă respingerea transplantului. Structuri de suprafață ale citomembranei celulelor care induc reacții

respingere, am primit numele antigeni de histocompatibilitate, iar genele care le codifică au fost numite gene de histocompatibilitate - gene H (Histocompatibilitate). Descoperirea antigenelor de histocompatibilitate a servit drept bază pentru dezvoltarea imunologiei transplantului.

Ulterior, s-a dovedit că complexul major de histocompatibilitate este

principalul sistem genetic care determină funcționarea sistemului imunitar,

în special sistemul T al sistemului imunitar. GCGC reglează răspunsul imun,et codifică capacitatea a recunoaște „propriul” și „străin”, a respinge celulele străine, capacitatea de a sintetiza un număr de

Antigenii clasici ai sistemului HLA nu sunt detectați deloc în țesutul adipos și pe eritrocite, precum și pe neuroni și celulele trofoblastice.

La om, principalul sistem de histocompatibilitate se numește sistemul HLA (Human Leucocyte Antigens). Acesta este un sistem de gene care controlează sinteza antigenelor de histocompatibilitate. Este format din trei regiuni situate pe brațul scurt al cromozomului al 6-lea. Aceste regiuni se numesc: clasa 1, clasa 2, clasa 3 (clasa I, clasa II, clasa III).Regiunea include gene sau loci. Numele fiecărei gene HLA conține denumirea literei locusului (A, B, C) și un număr de serie, de exemplu: HLA-A3, HLA-B27, HLA-C2 etc. Antigenele codificate de genă au, de asemenea, aceeași denumire.. La locusul D, au fost identificate 3 sublocusuri (DP, DQ, DR). (Vezi diagrama de mai sus). Există 138 de antigene HLA pe lista aprobată de OMS. (Cu toate acestea, utilizarea tipării ADN-ului, adică capacitatea de a studia genele în sine, a condus la identificarea a peste 2000 de alele în doar ultimii ani).

Clasa I include loci HLA - A, -B și -C. Acești trei loci ai complexului major de histocompatibilitate uman controlează sinteza antigenelor de transplant, care pot fi determinate prin metode serologice (CD - Serological Determined). Moleculele antigenelor HLA clasa I constau din 2 subunități: lanțuri α și β (vezi figura). Lanțul greu sau α constă din 3 fragmente extracelulare - domeniile α1, α2 și α3 (domeniile extracelulare), o regiune mică aparținând membranei celulare (regiunea transmembranară) și un fragment intracelular (regiunea citoplasmatică). Lanțul ușor este β2-microglobulină, legată necovalent de lanțul a și nu legată de membrana celulară.

Domeniile a1 și a2 formează o adâncitură în care poate fi localizată o peptidă (regiune antigenă) cu lungimea de 8-10 aminoacizi. Această depresie se numește despicatură de legare a peptidelor(din engleză cleft).

(Noile antigene HLA clasa I descoperite recent includ antigene MIC și HLA-G. În prezent se cunosc puține despre ele. Trebuie remarcat faptul că HLA-G, care este numit non-clasic, a fost doar identificat

pe suprafața celulelor trofoblastice și oferă mamei toleranță imunologică la antigenele fetale.)

Regiunea de clasa 2 (regiunea D) a sistemului HLA constă din 3 subloci: DR, DQ, DP, care codifică antigenele de transplant. Aceste antigene aparțin categoriei de antigene detectate prin metode mediate celular și anume reacția unei culturi mixte de limfocite (English mixed lymphocyte culture - MLC). Mai recent, loci HLA-DM și -DN, precum și genele TAP și LMP (neexprimate pe celule), au fost izolate. Cele clasice sunt DP, DQ, DR.

Peptida prezentată este afișată cu roșu.

Recent, s-au obținut anticorpi care pot identifica antigenele DR și DQ. Prin urmare, antigenele de clasa 2 sunt în prezent determinați nu numai prin metode mediate celular, ci și serologic, precum și antigenele HLA de clasa 1.

Moleculele HLA de clasa 2 sunt glicoproteine ​​heterodimerice formate din două lanțuri α și β diferite (vezi figura). Fiecare lanț conține 2 domenii extracelulare α1 și β1 la capătul N-terminal, α2 și β2 (mai aproape de membrana celulară). Există, de asemenea, regiuni transmembranare și citoplasmatice. Domeniile α1 și β1 formează o adâncitură care poate lega peptide cu o lungime de până la 30 de resturi de aminoacizi.

Proteinele MHC-II nu sunt exprimate pe toate celulele. Moleculele HLA clasa II sunt prezente în cantități mari pe celulele dendritice, macrofage și limfocitele B, adică. pe acele celule care interacționează cu limfocitele T helper în timpul răspunsului imun, folosind

îmbunătățește semnificativ expresia moleculelor de clasa 1 pe limfocitele T și B, dar și pe celulele tumorale maligne (neuroblastom și melanom).

Uneori se găsește o tulburare congenitală în exprimarea moleculelor HLA de clasa I sau a II-a, ceea ce duce la dezvoltarea " sindromul limfocitos golîn". Pacienții cu astfel de tulburări suferă de imunitate insuficientă și mor adesea în copilărie.

Regiunea de clasa a III-a conține gene ale căror produse sunt direct implicate în răspunsul imun. Include gene structurale pentru componentele complementului C2 și C4, Bf (factor properdin) și genele factorului de necroză tumorală-TNF (TNF). Aceasta include gene care codifică sinteza 21hidroxilazei. Astfel, produsele genei HLA de clasa 3 nu sunt exprimate pe membrana celulară, ci sunt într-o stare liberă.

Compoziția HLA-antigenică a țesuturilor umane este determinată de gene alelice, înrudite cu fiecare dintre loci, adică. un cromozom poate avea o singură genă din fiecare locus.

În conformitate cu modelele genetice de bază, fiecare individ este un purtător nu mai mult de două alele din fiecare locusoși subloci (câte unul pe fiecare dintre cromozomii autozomici perechi). Haplotipul (un set de alele pe un cromozom) conține câte o alelă din fiecare subloci HLA. Mai mult, dacă un individ este heterozigot pentru toate alelele complexului HLA, nu sunt detectați în el mai mult de doisprezece antigene HLA în timpul tipizării (A, B, C, DR, DQ, DP - subloci). Dacă un individ este homozigot pentru unii antigeni, la el este detectat un număr mai mic de antigeni, dar acest număr nu poate fi mai mic de 6.

Dacă subiectul tipizat are numărul maxim posibil de antigene HLA, aceasta se numește „full house” (“full house” de antigene).

Moștenirea genelor HLA are loc în funcție de tipul codominant, în care descendenții din

Cele mai bogate în antigene HLA sunt limfocitele. Prin urmare, detectarea acestor antigene se realizează pe limfocite. ( Amintiți-vă cum să izolați limfocitele din sângele periferic).

Moleculele de antigene HLA-A, -B, -C reprezintă aproximativ 1% din proteinele de pe suprafața limfocitelor, ceea ce este aproximativ egal cu 7 mii de molecule.

Unul dintre cele mai semnificative progrese în imunologie a fost descoperirea rolului central jucat de MHC la mamifere și oameni în reglarea răspunsului imun. În experimente strict controlate, s-a demonstrat că același antigen provoacă un răspuns imun de diferite înălțimi la organisme cu genotipuri diferite și, invers, același organism poate fi reactiv în grade diferite față de diferiți antigeni. Genele care controlează acest răspuns imun foarte specific sunt numite gene Ir (gene de răspuns imun). Ele sunt localizate în regiunea de clasa 2 a sistemului HLA uman. Controlul genei Ir este realizat prin sistemul -T al limfocitelor.

recunoașterea propriilor antigene HLA.

Ajutorul de limfocite T (CD4+) recunoaște un antigen străin numai în complexul cu molecule de suprafață ale celulelor prezentatoare de antigen MHC clasa 2.

Limfocite citotoxice (efectori T, CD8+) recunosc un antigen

de exemplu, de natură virală, în combinaţie cu o moleculă HLA din clasa I a celulei ţintă. Antigenele exogene sunt reprezentate de molecule HLA de clasa II,

endogene - molecule de clasa I.

(Astfel, procesul de recunoaștere străină este limitat de antigenele auto HLA. Acesta este conceptul de „recunoaștere dublă” sau „recunoaștere de sine alterată”.)

Un rol important al sistemului HLA este, de asemenea, că controlează sinteza factorilor complementului implicați atât în ​​căile clasice (C2 și C4) cât și în cele alternative (Bf) de activare a complementului. Deficiența determinată genetic a acestor componente ale complementului poate predispune la boli infecțioase și autoimune.

Valoarea practică a tipării HLA. Polimorfismul ridicat face ca sistemul HLA să fie un marker excelent în studiile genetice ale populației și studiul predispoziției genetice la boli, dar în același timp creează probleme în selectarea perechilor donator-recipient în transplantul de organe și țesuturi.

Studiile asupra populației efectuate în multe țări ale lumii au evidențiat diferențe caracteristice în distribuția antigenelor HLA în diferite populații. Caracteristicile distribuției HLA-

antigenii sunt utilizați în cercetarea genetică pentru a studia structura, originea și evoluția diferitelor populații. De exemplu, populația georgiană, aparținând Caucazoizilor de Sud, are trăsături similare ale profilului genetic HLA cu populațiile grecești, bulgare și spaniole, indicând o origine comună.

Tiparea antigenelor HLA este utilizată pe scară largă în practica criminalistică pentru a exclude sau a stabili paternitatea sau rudenia.

Acordați atenție conexiunii unor boli cu prezența unuia sau altuia antigen HLA în genotip. Acest lucru se datorează faptului că HLA este utilizat pe scară largă pentru a studia baza genetică predispoziție la boală. Dacă anterior nu se presupunea, de exemplu, că boala sclerozei multiple are o bază ereditară, acum, datorită studiului legăturii cu sistemul HLA, faptul unei predispoziții ereditare este ferm stabilit. Folosind

utilizat în diagnosticul cazurilor precoce și neclare ale acestei boli. Au fost identificați markeri genetici ai diabetului zaharat insulino-dependent.

MUNCA PRACTICA

Determinarea antigenelor HLA „la donatori”

Tiparea antigenelor tisulare se realizează folosind un set de seruri, format din 50 sau mai multe seruri antileucocitare (seruri ale femeilor multipare, care dă 10 până la 80% reacții pozitive cu leucocite fetale, sau seruri ale voluntarilor imunizați).

Principiul său se bazează pe interacțiunea moleculelor HLA de pe suprafața limfocitelor persoanei examinate cu anticorpi specifici anti-HLA și complement, ceea ce duce la moartea celulelor. Moartea celulară este determinată prin microscopie ușoară convențională după colorarea cu coloranți vitali.

Suspensiile de limfocite se amestecă cu antiser la un anumit antigen (HLA-B8, HLA-B27 etc.), se incubează timp de 1 oră la 25 C, se adaugă complement și se incubează din nou timp de 2 ore la 37 C, apoi albastru tripan sau se adaugă eozina. Dacă un antigen corespunzător anticorpilor conținuti în ser este prezent în limfocite, anticorpii în prezența complementului dăunează membrana leucocitelor, colorantul pătrunde în citoplasma acestora și se colorează în albastru sau roșu (dacă a fost folosită eozina).

Ce celule vor fi colorate cu tiparea HLA?

Pe baza rezultatelor tipizării se stabilește gradul de compatibilitate a donatorului și primitorului și posibilitatea transplantului unui organ sau țesut între ele. Donatorul și primitorul trebuie să fie compatibili în ceea ce privește antigenele eritrocitare ABO și Rh, antigenele leucocitare ale sistemului HLA. Cu toate acestea, în practică, este dificil să găsești un donator și un beneficiar complet compatibili. Selecția se reduce la selecția celui mai potrivit dono. Transplantul este posibil cu

incompatibilitate pentru unul dintre antigenele HLA, dar pe fondul unei imunosupresii semnificative. Selectarea raportului optim de antigene de histocompatibilitate între donor și primitor prelungește semnificativ durata de viață a grefei.

Lecția va demonstra plăcile HLA pentru tiparea leucocitelor. Amintiți-vă cum să obțineți o suspensie pură de limfocite din celulele sanguine periferice. Gândiți-vă cum să protejați conținutul godeurilor împotriva uscării în timpul reacției? Cum se obțin serurile pentru tiparea HLA?

În prezent, anticorpii monoclonali de fixare a complementului (MAT) pot fi utilizați pentru tiparea complementului. Sunt utilizate atât în ​​testul de microlimfocitotoxicitate, cât și în testul de imunofluorescență. Contabilitatea reacției este posibilă atât prin microscopie cu luminiscență, cât și prin utilizarea unui citometru în flux.

sonde oligonucleotidice, primeri.

Utilizarea metodei genetice moleculare - tiparea ADN-ului a făcut posibilă extinderea semnificativă a înțelegerii polimorfismului locilor genetici cunoscuți anterior ai sistemului HLA-A, B, C, DR, DQ, DP. În plus, au fost descoperite noi gene, în special TAP, DM, LMP și altele. Au fost descoperite gene HLA clasa I - E, F, G, H, dar funcția produselor lor este încă neclară. În decembrie 1998, numărul de alele identificate ale genelor complexului HLA a fost de 942. Și la 31 decembrie 2000, 1349 de alele au fost identificate prin tiparea genetică moleculară a ADN-ului, iar detectarea lor continuă să crească.

NOMENCLATURĂ HLA. După cum sa menționat deja, moleculele HLA clasa 1 constau din lanțuri α și β. Și este doar polimorfăα-chain.pi Variantele alelice ale genelor codificatoare au primit un nume de patru cifre în noua nomenclatură (de exemplu, HLA-A0201 în loc de denumirea folosită anterior HLA-A2 și 12 (!) Noi subtipuri ale acestui antigen (noi variante alelice ) au fost identificate prin metode de biologie moleculară, care au primit denumirea A0201, A0202, A0203, ... până la A0212). HLA-B27 are 9 variante de specificitate alelică și doar unele dintre ele sunt asociate cu spondilita anchilozantă (acest lucru, desigur, crește valoarea lor prognostică).

Eficiența transplantului de rinichi alogenic (conform rezultatelor supraviețuirii anuale în centrele de transplant care au trecut la selecția donatorilor pe baza genetică moleculară

Centrul coordonator pentru donarea de organe și Institutul de Imunologie.

Date și mai impresionante obținute în ultimii 2-3 ani în cadrul programelor naționale (în primul rând în Statele Unite ale Americii) și internaționale de transplant de măduvă osoasă alogenă, „neînrudită”. Datorită trecerii selecției perechilor donator-recipient la tiparea -ADN și creării unei bănci de donatori genotipați HLA, inclusiv 1,5 milioane de oameni, rata anuală de supraviețuire a măduvei osoase transplantate a crescut cu 10s -20% până la 70-80% (!). La rândul său, acest lucru a dus la numărul de transplanturi de măduvă osoasă de la donatori neînrudiți din Statele Unite (care are în prezent cel mai mare număr de donatori și primitori genotipați) din 1993 până în 1997. a crescut de peste 8 ori. uluitor

Efectul transplanturilor de măduvă osoasă neînrudite este realizat numai prin selectarea perechilor donor-recipient complet compatibile cu HLA prin tiparea ADN.

Urmează un fragment din cartea academicianului R.V.Petrov „Eu sau nu eu: mobile imunologice”. M., 1983. - 272 p.

„... Primind Premiul Nobel în 1930, în prelegerea sa solemnă pe acest subiect, Karl Landsteiner a spus că descoperirea unor antigene mereu noi în celulele țesuturilor umane ar

interes teoretic. A găsit, printre alte aplicații practice, aplicații criminalistice.

Imaginează-ți următoarea situație: este necesar să se determine identitatea unei pete de sânge. Al cui sânge este - uman sau animal? Nu este nevoie să explicăm că această situație este cel mai adesea legată de criminalistica. Iar rezolvarea problemei devine adesea răspunsul la principalele întrebări ale investigației. Singura modalitate de a răspunde este cu ajutorul serurilor imune. In nici un caz

alți indicatori pentru a distinge între sângele unei persoane și, de exemplu, un câine este imposibil. Metodele de cercetare microscopică sau biochimică sunt neputincioase.

Medicii legiști au în arsenalul lor un set de seruri imune de diverse specificități: împotriva proteinelor umane, calului, găinilor, câinelui, vacii, pisicii etc. Punctul studiat este spălat și apoi sunt puse reacții de precipitare. În acest caz, se utilizează întregul set de seruri imune. Care ser va provoca precipitații, tipul de animal sau persoană aparține sângelui locului studiat.

Să presupunem că criminalistul concluzionează: „Cuțitul este pătat de sânge uman”. Iar suspectul de crimă spune: „Da. Dar acesta este sângele meu. Nu cu mult timp în urmă, mi-am tăiat degetul cu acest cuțit. Apoi examinarea continuă. Pe masa criminologilor apar antiseruri împotriva grupelor de sânge și antigene HLA. Și imunologia dă din nou răspunsul exact: sângele aparține grupului AB, conține factorul M, Rh-negativ, antigene de histocompatibilitate așa și așa, etc. Situația este definitivă

explicat. Caracteristica rezultată coincide complet cu caracteristicile antigenice ale sângelui suspectului. Prin urmare, a spus el adevărul, este într-adevăr sângele lui.

Să ne oprim pe încă o situație, care are o mare conotație morală. Imaginați-vă că un război sau un alt dezastru i-a separat pe părinți de copiii lor. Copiii și-au pierdut numele și prenumele. Este chiar imposibil să-ți găsești copilul printre alții? La urma urmei, antigenele eritrocitare și HLA sunt moștenite. Iar dacă tatăl și mama nu au un factor, atunci nici copilul nu îl poate avea. În schimb, dacă ambii părinți aparțin tipului A, atunci copilul nu poate avea grupa sanguină B sau AB. Același lucru este valabil și pentru antigenele HLA. Și cu un grad foarte înalt de certitudine.”

Stabilirea autenticității rămășițelor membrilor familiei regale a lui Nicolae al II-lea s-a realizat în acest fel, folosind tiparea ADN.

de exemplu, în Anglia, întrebările privind determinarea paternității sunt deosebit de scrupuloase. Dar acolo este cel mai adesea asociat nu cu războiul. Legile stricte privind paternitatea se explică prin legi stricte privind moștenitorii și drepturile de moștenire a capitalurilor, titlurilor, drepturilor, privilegiilor.

Imaginați-vă un domn care declară ca moștenitor un tânăr care nu a fost născut de soția sa. Atunci poate fi necesar să se demonstreze că tânărul este fiul său. Sau deodată apare un domn care se declară fiul nelegitim și, prin urmare, moștenitorul unui milionar. Poate fi adevărat, dar se poate ca acest domn să fie un escroc. Întrebarea este rezolvată prin analiza antigenelor părinților și copiilor.

Distribuția antigenelor HLA sa dovedit a fi diferită la reprezentanții diferitelor rase de naționalități. Din 1966, un studiu intensiv al structurii antigenelor de compatibilitate tisulară, inițiat de OMS, a fost efectuat în toate țările lumii. Curând, harta lumii a fost acoperită cu hieroglife imunologice care arătau unde și în ce combinație de antigene se găsesc.

HLA. Acum poate că nu mai este nevoie, ca Thor Heyerdahl, să echipam o expediție pe o barcă de stuf pentru a dovedi migrația populației din America de Sud către insulele Polineziei. Este suficient să privim un atlas modern al distribuției antigenelor HLA și să spunem cu încredere că în ambele aceste regiuni geografice există markeri genetici comuni.

Polimorfismul HLA clasic - antigene detectate prin metode serologice și mediate celular

MHC-ul uman are acronimul HLA (din engleza Human Leucocyte Antigens - human leucocyte antigens). Acest lucru se datorează faptului că au fost detectate pentru prima dată pe leucocite umane în reacții cu seruri de la femei multipare și pacienți care au primit transfuzii de sânge multiple. Astfel de seruri conțin anticorpi anti-leucocitari, care se formează ca răspuns la aloantigenele fătului sau ai donatorilor de sânge.

Complexul HLA este localizat pe cromozomul 6, ocupând o regiune de 3-46 bp în dimensiune. Conceptul de amploare a pool-ului de gene HLA s-a extins semnificativ odată cu introducerea anticorpilor monoclonali anti-HLA și a analizei genetice moleculare, de exemplu. studiul direct al genelor HLA. Conform datelor disponibile, complexul HLA include aproximativ 800 de alele, a căror moștenire alternativă oferă un mozaic fără precedent de genotipuri HLA. Conform structurii genetice a HLA, fiecare individ moștenește aproximativ 20 de gene alelice (vezi mai jos). Datorită unui eșantion atât de mic (20 din 800), probabilitatea unei potriviri complete a genotipurilor HLA individuale (și, prin urmare, fenotipurilor HLA) este neglijabilă. Coincidența este posibilă numai pentru alelele individuale sau combinațiile acestora. Aceasta determină probabilitatea unei grefe relativ reușite a țesuturilor în perechile alogene donor-recipient.

Doar o mică parte din regiunea MHC(HLA) codifică antigene de histocompatibilitate. În plus față de acestea, aici sunt localizate mai mult de 100 de gene, care nu sunt legate de polimorfismul tisular și funcțiile imunologice ale moleculelor MHC. Cu toate acestea, această regiune ADN continuă să fie numită complexul major de histocompatibilitate, subliniind prioritatea istorică și semnificația reacțiilor dependente de MHC.

Diversitatea suplimentară este introdusă de diploidia celulelor somatice, datorită căreia fiecare dintre ele conține două seturi de gene MHC, pe cromozomii matern și patern. Aceasta înseamnă că un individ nu poate avea mai mult de două alele ale fiecărei gene HLA (câte una pe cromozomii matern și patern) și, prin urmare, nu mai mult de două varietăți ale fiecărui antigen HLA.

Un set de gene de pe un cromozom se numește haplotip (din grecescul haplous - singurul). Haplotipurile MHC sunt codominante, adică afectează în mod egal fenotipul celulelor. Aceasta înseamnă că fenotipul HLA (adică setul complet de molecule HLA exprimate de celulele unui organism dat) este expresia suma a două haplotipuri moștenite matern și patern.

Fenotipul MHC(HLA) poate fi definit ca un set unic de antigene de suprafață prin care celulele unui individ diferă de toți ceilalți indivizi ai unei anumite specii de animale. O diferență fundamentală trebuie înțeleasă între polimorfismul moleculelor MHC și receptorii de antigen ai limfocitelor B și T (BCR și TCR). În primul caz, vorbim despre alotip asociat cu moștenirea alternativă a genelor alelice care circulă în populațiile umane și animale; în al doilea - despre idiotip, i.e. despre variantele structurale ale acelorași molecule produse de diferite clone de celule. Cu alte cuvinte, idiotipia reflectă eterogenitatea moleculelor la nivelul populațiilor celulare, rezultată din mutații și rearanjamente de recombinare a materialului genetic al celulelor somatice. Alotipul este determinat prin amestecarea (recombinarea) genelor în celulele germinale. Este asociat cu procesul sexual si se formeaza la nivelul populatiilor de „organisme”.

Toate speciile de animale sunt caracterizate prin prezența a două clase principale de MHC - MHC-I și MHC-II. Cu o strategie comună, ele diferă în genetică, organizare structurală, distribuție tisulară și funcții.

HLA-I. Moleculele de clasa I se găsesc pe suprafața tuturor tipurilor de celule, cu excepția eritrocitelor și a trofoblastului vilos. Sunt heterodimeri formați din două lanțuri polipeptidice - grele (46 kD) și ușoare (12 kD) (Fig. 1). Dintre acestea, doar subunitatea grea (lanțul α) este un produs al complexului major de histocompatibilitate și cu aceasta sunt asociate funcțiile imunologice ale moleculei. Lanțul α se întinde pe membrana plasmatică și are trei domenii extracelulare, α1, α2 și α3. Variabilitatea moleculei este concentrată în domeniile α1 și α2; domeniul α3 este lipsit de polimorfism.

Lanțul ușor (β) este reprezentat de β2-microglobulină. Acesta este un produs genetic care se află pe cromozomul 15, adică. nu face parte din complexul HLA. β2-microglobulina este omogenă genetic și nu participă direct la implementarea funcțiilor HLA-I. Rolul său se reduce la transportul lanțului α la suprafața celulei (la șoarecii mutanți lipsiți de β2-microglobulină, moleculele de clasa I nu sunt exprimate). β2-microglobulina nu are regiune transmembranară, fiind reținută pe membrană datorită unei legături necovalente cu domeniul α31.

Orez. 1. Structura moleculelor complexului major de histocompatibilitate(G. Reeves, p. 46).

Moleculele HLA-I sunt reprezentate de cele mai importante trei subclase - A (HLA-A), B (HLA-B) și C (HLA-C). Ele sunt codificate de gene cu același nume, care corespund unei anumite poziții (locus) pe cromozom. Conform analizei genetice moleculare, numărul total de variante alelice pentru genele HLA-1 se apropie de 400 (HLA-A - 108, HLA-B - 223, HLA-C - 67). Numărul de antigene HLA-1 cunoscute este mult mai mic - aproximativ 100 (HLA-A - 28, HLA-B - 61, HLA-C -10)1. Ele sunt desemnate prin numere care sunt adăugate la denumirea literei subclasei (de exemplu, A1, B27, C8).

Există șase gene HLA-I în genotipul fiecărei persoane, trei în fiecare haplotip. Dacă haplotipurile materne și paterne pentru genele tuturor celor trei loci (A, B și C) nu se potrivesc, individul va avea cel mai complet fenotip HLA, adică. șase variante alotipice ale HLA-I (de exemplu, A4.14; B2.31; C4.10). Dacă haplotipurile se dublează parțial unele pe altele, setul de molecule HLA-I va fi redus (de exemplu, A4; B2.44; C6). Același lucru este valabil și pentru HLA-II (vezi mai jos).

Recent, au fost descoperiți loci HLA-I suplimentari: E, F și G. Genele lor sunt caracterizate printr-un polimorfism limitat și o distribuție tisulară neobișnuită a produselor lor (HLA-E, HLA-F și HLA-G). Funcțiile acestor așa-numite molecule HLA(MHC) „non-clasice” sunt necunoscute, dar nu sunt implicate în prezentarea antigenelor, cel puțin nu în „peptidele convenționale” (vezi mai jos).

HLA II. Moleculele de clasa II sunt construite din două lanțuri peptidice legate necovalent de aproximativ aceeași dimensiune - α (35 kD) și β (28 kD). Ambele sunt produse ale complexului major de histocompatibilitate și sunt implicate în implementarea funcțiilor sale imunologice. Fiecare lanț constă din două domenii extracelulare (α1-α2 și β1-β2), care sunt fixate ferm pe celule folosind regiunea transmembranară a moleculei (Fig. 8). Secvențele variabile fac parte din domeniile a1 și p1; Domeniile α2 și β2 nu au alotipuri.

Spre deosebire de HLA-I, expresia constitutivă (adică, persistentă) a moleculelor de clasa II este limitată la celulele sistemului imunitar care prezintă antigene celulelor T helper. Acestea sunt așa-numitele celule profesionale prezentatoare de antigen - celule dendritice, macrofage, limfocite B. Apariția HLA-II pe alte celule indică activarea acestora; este inductibil.

Cu toate acestea, expresia dinamică a moleculelor MHC (MHC-I, MHC-II) este caracteristică tuturor celulelor. Depinde de starea funcțională a celulei, modificându-se sub influența diverșilor stimuli (de exemplu, citokine). Acesta este unul dintre mecanismele care controlează inducerea și implementarea răspunsului imun.

Ca și HLA-I, moleculele HLA-II sunt reprezentate de trei subclase principale - DR, DQ și DP. Genele care codifică lanțurile lor α și β sunt concentrate în loci cu același nume de pe cromozomul 6. Genele lanțului β sunt cele mai polimorfe: sunt reprezentate de 367 de variante alelice (DR - 249, DQ - 36, DP - 82). Genele lanțului α sunt mult mai omogene - 36 de soiuri (DR - 3, DQ - 20, DP - 13).

Litera „D” continuă în mod eronat notația HLA, care a început cu loci A, B și C. Aceste denumiri au apărut înainte de împărțirea HLA în clase. Regiunea D s-a dovedit a fi suma mai multor loci (DR, DQ, DP) și, de fapt, este un sinonim pentru clasa II. Moleculele HLA-II „non-clasice” includ HLA-DM și HLA-DN. Funcția lor este necunoscută sau ipotetică.

În genotipul fiecărei persoane, există 12 gene HLA-II semnificative funcțional (adică exprimate) - șase în fiecare haplotip (trei gene pentru lanțurile α (DRA, DQA, DPA) și β (DRB, DQB, DPB). În legătură cu dominanța polimorfismului genei B(β), formula numerică a moleculelor de clasa II indică de obicei varietăți de numai lanțuri β (de exemplu, R4.8/DQ1.6/DP5).

Funcțiile MHC (HLA)

Respingerea țesuturilor străine, care apare în situații create artificial de om, nu spune nimic despre funcțiile fiziologice ale MHC. Din acest punct de vedere, terminologia este și ea nereușită: conceptul de „complex major de histocompatibilitate” nu reflectă scopul natural al produselor sale. Acest lucru a devenit evident după stabilirea poziției centrale a MHC în prezentarea (prezentarea) antigenelor la limfocitele T. Poate că acesta nu este singurul, dar cu siguranță scopul principal al acestui sistem.

Prezentarea antigenului dependent de MHC are o direcție clară, care se manifestă prin faptul că moleculele de clasa I și II asigură prezentarea antigenului alternativă celor două categorii principale de celule T - CD8 și CD4. Această țintire este explicată prin complementaritatea ligand-receptor în perechile CD8-MHC-I și CD4-MHC-II. Aceasta asigură legarea selectivă a CD8 la MHC-I (domeniul a3) și CD4 la MHC-II (domeniul b2). Aceasta explică funcția de co-receptor a moleculelor CD4 și CD8 în recunoașterea antigenelor de către limfocitele T (Fig. 2).

Dependența reacțiilor limfocitelor T de MHC se numește restricție (din engleză restriction - restriction). Se spune că limfocitele T sunt restricționate de MHC, iar limfocitele T CD4 sunt restricționate de MHC (HLA)-I și CD8 de MHC (HLA)-II.

Orez. 2.Molecule implicate în recunoașterea antigenelor de către limfocitele T. Limfocitele T sunt restricționate de MHC, adică. recunoaște antigenele (mai precis, produsele proteolizei lor) prezentate de moleculele complexului major de histocompatibilitate (MHC) al celulelor prezentatoare de antigen. DAR: Peptidele antigenice în complex cu moleculele MHC-I sunt percepute de celulele T CD8. CD8 joacă rolul unui co-receptor, reacționând cu un situs MHC-I conservat (nepolimorf). Interacțiunea în sistemul TCR-antigen/MHC-I-CD-8 generează un semnal care este amplificat și tradus în celulă folosind complexul CD3. LA: Peptidele antigenice prezentate de moleculele MHC-II sunt percepute de limfocitele T CD4. Datorită complementarității sale cu MHC-II, CD4 funcționează ca un co-receptor, întărind contactul dintre TCR și complexul antigen/MHC-II. Semnalul este tradus în celulă de molecule ale complexului CD3 costimulator (D.M. Weir, J. Stewart. Immunology. Ed. a 8-a. Churchill & Levinstone. 1997).

Având în vedere universalitatea distribuției tisulare a moleculelor de clasa I, ar trebui de așteptat ca multe tipuri de celule să poată participa la prezentarea antigenelor. Este exact ceea ce se întâmplă în etapa de implementare a răspunsului imun, când orice celulă care prezintă antigene „străine” în combinație cu MHC-I pe suprafața sa este atacată de limfocitele T citotoxice (CD8). Activitatea moleculelor de clasa II este asociată în principal cu celulele profesionale prezentatoare de antigen. Ei prezintă antigene celulelor T helper pe baza activității co-receptoare a CD4. Posibilitatea exprimării induse a MHC-II pe endoteliocite, celule epiteliale și un număr de alte celule permite posibilitatea prezentării „neprofesionale” a antigenelor CD4 la limfocitele T MHC-II. Acest lucru este posibil în etapa de implementare a răspunsului imun.

Acest lucru nu este suficient pentru a induce un răspuns imun. Aici, este necesară o cooperare mai complexă între celulele prezentatoare de antigen și limfocitele T. Apare cu participarea mai multor perechi de molecule adezive complementare și citokine pe teritoriul țesuturilor limfoide, de exemplu. într-o zonă optimă pentru interacțiunea celulelor imunocompetente (vezi „Inducerea unui răspuns imun”).

Prezentarea antigenelor de către molecule din clasele I și II are loc după schema generală. Peptidele scurte (epitopii T), care se formează din antigene proteice ca urmare a proteolizei (procesării) intracelulare, se combină cu molecule MHC complementare și, împreună cu acestea, sunt aduse la suprafața celulei*.

* Peptidele antigenice percepute de MHC-I si MHC-II sunt construite respectiv 9-10 si 12-25 aminoacizi. Cele mai multe dintre ele sunt fragmente interne de molecule care sunt expuse după proteoliză. Locul de legare la peptidă al moleculelor MHC este un gol format dintr-o combinație de domenii variabile: a1-a2 (MHC-I) și a1-b1 (MHC-II). Variantele alelice ale MHC diferă în configurația „capcanei de peptide” și, în consecință, în afinitatea lor pentru diferite peptide.

Diferența fundamentală dintre MHC-I și MHC-II este asociată cu sursa (originea) antigenelor prezentate. Moleculele de clasa I prezintă antigene care se formează în interiorul propriilor celule - „peptide endogene”. Acestea includ derivați de antigene virale și tumorale. Moleculele din clasa a II-a percep peptide de natură exogenă. Sunt formate din material care pătrunde în celule din exterior, prin endocitoză.

Această diferență nu este absolută. La moartea celulelor, antigenele sintetizate de acestea (adică, endogene) pot fi absorbite de dendrocite și macrofage și exprimate în complex cu MHC-II, așa cum este tipic pentru peptidele exogene. Este posibil și un mecanism alternativ: comutarea fluxului de peptide antigenice din calea exogenă (complexare cu MHC-II) pe cea endogenă (complexare cu MHC-I). Acest tip de prezentare încrucișată promovează dezvoltarea răspunsurilor cu drepturi depline ale celulelor T, în special împotriva virusurilor care nu se reproduc în celulele profesionale prezentatoare de antigen.

Să repetăm ​​că sortimentul fiecărui individ este limitat la aproximativ 20 de variante de gene alelice și, în consecință, molecule MHC(HLA). Acest lucru este incomparabil cu abundența de peptide antigenice care pot fi prezentate limfocitelor T. Rezultă că fiecare moleculă MHC este capabilă să prezinte nu una, ci multe peptide1. În același timp, toate peptidele percepute de același tip de variantă MHC au elemente de similaritate structurală care asigură fixarea în „capcana de peptide” a MHC. Acest lucru nu îi privează de individualitatea lor antigenică (epitop), deoarece specificitatea epitopilor T este determinată de numai 1-2 aminoacizi.

Probabilitatea și puterea legării diferitelor peptide la aceeași moleculă MHC nu este aceeași, reflectând gradul de relație (complementaritate) dintre peptidă și MHC. Opusul este de asemenea adevărat: datorită configurației specifice a situsului de legare a peptidei, variantele alelice MHC diferă în setul de peptide pe care le prezintă. Aici este concentrată ideea controlului genetic al răspunsului imun în sistemul MHC. Se rezumă la faptul că indivizii cu fenotipuri MHC (HLA) diferite pot reacționa diferit (chiar și alternativ) la același antigen. Acest lucru se datorează calității interacțiunii peptidelor antigenice cu variantele alelice ale moleculelor MHC - de la afinitate pronunțată la zero. Din acest punct de vedere, conceptul de gene care controlează puterea răspunsului imun (Ir-genes, din limba engleză Immune response) se îmbină în mare măsură cu ideile despre complexul major de histocompatibilitate, în primul rând MHC-II. Acest lucru este de înțeles, deoarece moleculele de clasa II prezintă antigene celulelor T-helper, de activarea cărora depind toate formele de răspuns imun.

Prezentarea antigenului este un proces complex care implică multe molecule. Pentru un număr dintre ele, sunt posibile variante alelice care afectează diferit funcțiile MHC și, prin urmare, sunt incluse și în controlul genetic al răspunsului imun.

Influența MHC asupra reactivității la antigene se manifestă cel mai clar în experimentele pe animale liniare (consangvinizate). Dar asocierile pozitive dintre fenotipul MHC(HLA) și caracteristicile răspunsului imun sunt cunoscute și pentru oameni. Astfel, purtătorii alelelor HLA-DR2 și HLA-DR5 sunt caracterizați printr-o tendință de a forma anticorpi IgE împotriva alergenului de polen de ambrozie. Peptidele protectoare ale virusului gripal A sunt integrate în moleculele B27 și A2; prin urmare, purtătorii acestor alele sunt mai rezistenți la infecția gripală.

Predispoziția la o serie de boli la indivizii cu un anumit fenotip HLA rămâne un mister, adică. în purtătorii anumitor alele HLA-I/HLA-II sau combinaţii ale acestora. Există mai multe ipoteze în acest sens, dintre care una se bazează pe capacitatea inegală a variantelor HLA alotipice de a lega (prezenta) diferite peptide. Un exemplu viu este spondilita anchilozantă (boala Bekhterev): aproximativ 90% dintre pacienți sunt purtători ai genei B27. Se presupune că moleculele acestui alotip pot fi receptorul unui virus necunoscut sau pot prezenta selectiv peptide semnificative patogenetic la limfocitele T CD8.

Întrebarea motivelor care au condus la formarea unui astfel de sistem polimorf de gene și a produselor lor este, de asemenea, intrigantă. Conform celei mai populare versiuni, complexul major de histocompatibilitate a evoluat ca un mecanism care asigură recunoașterea unui număr suficient de mare de antigeni pentru protecția optimă a fiecărei specii de animale de agenții infecțioși. Varietatea infinită de genotipuri MHC garantează utilitatea potențialului de recunoaștere a antigenului al sistemului imunitar la nivel de populație. În același timp, fiecare dintre reprezentanții săi individuali, având o selecție mică a numărului total de gene alelice MHC, este limitat de un set mai restrâns de molecule prezentatoare de antigen. Cu alte cuvinte, individualizarea MHC afectează gama de antigene percepute și, în consecință, calitatea imunității împotriva agresiunii exogene. Alelele inadecvate și combinațiile lor sunt respinse de selecția naturală.

Este posibil ca specificul MHC să influențeze și alte manifestări ale individualității biologice. De neînțeles (dar aproape aleatorie) este expresia pe suprafața celulară a peptidelor autologe (intrinseci) în complex cu MHC-I. În plus, antigenele străine reprezintă o parte nesemnificativă a peptidelor încorporate în moleculele de clasa I. Poate că în spatele acestuia se află un mecanism care menține toleranța imunologică față de propriile țesuturi, dar semnificația poate fi diferită. S-a observat, de exemplu, că genotipul MHC afectează comportamentul sexual al animalelor. La împerechere, șoarecii preferă partenerii liniilor heterologe, de exemplu. indivizi cu un genotip MHC diferit. În mod surprinzător, aceasta se referă cel mai probabil la capacitatea de a diferenția caracteristicile structurale ale MHC prin miros, de exemplu. produșii genelor alelice MHC joacă rolul feromonilor. Există o logică în asta. Se urmărește creșterea polimorfismului genetic al populației.

Desigur, acest lucru este imposibil pentru o persoană. Dar, după ce a pierdut funcția de a alege un partener sexual, sistemul HLA „încearcă” să-l protejeze de apariția homozigoților HLA. S-a făcut o comparație între soții compatibili cu antigenele HLA clasele I și II din lotul cu sarcină normală și din grupul cu sarcină care a fost întreruptă în mod repetat de avort spontan. S-a dovedit că în grupul cu sarcină fiziologică în mai mult de jumătate din cazuri, soțul și soția erau complet incompatibili cu HLA-II. Numărul de perechi compatibile cu HLA pentru antigenele de clasa I a fost de aproximativ 2%. Dimpotrivă, în lotul de femei cu avort spontan recurent, doar 26% dintre cupluri au fost incompatibile cu antigenele HLA-I; compatibilitatea pentru antigenele de clasa II a fost observată în mai mult de jumătate din cazuri (citat de R.M. Khaitov, L.P. Alekseev. Rolul fiziologic al complexului major de histocompatibilitate umană. Imunologie, 2001, nr. 3, S. 4-12).

1 Din engleză. B C ell R acceptor.

2 Formele secretoare și legate de membrană ale imunoglobulinelor se formează datorită îmbinării alternative a transcriptului ADN primar (ARNm). Forma secretorie este lipsită de un fragment transmembranar necesar pentru fixarea moleculei pe membrana celulară.

3 În anumite etape ale diferențierii „pre-antigenice”, limfocitele B conțin mIgD. Implicarea sa în inducerea răspunsului imun rămâne neclară. Spre deosebire de IgM, doar o parte nesemnificativă a IgD este secretată în mediu.

4 mIg împreună cu CD79a și CD79b formează complexul receptor al limfocitelor B (complexul BCR).

1 Din engleză. T C ell R acceptor.

1 Împreună cu TCR, componentele CD3 formează complexul receptor al limfocitelor T (TCR-

complex). Lanțurile TCR sunt exprimate pe membrana celulară numai în combinație cu CD3.

1 Probabilitatea medie a unei identități complete MHC (HLA) a două persoane luate aleatoriu se apropie de 1 la 1.000.000 (citat de R.M. Khaitov, L.P. Alekseev. Rolul fiziologic al complexului major de histocompatibilitate umană. Imunologie, 2001, nr. 3, pp. 4-12).

1β2-microglobulina este eliminată cu ușurință din celulă și determinarea ei în sânge și urină se utilizează

în diagnosticul unor boli (în primul rând hematologice).

1Cit. R.M. Khaitov și colab. Realizări ale imunogeneticii – medicină. Imunologie, 1999, nr. 1, p. 10-17

1 Nu este vorba despre prezentarea simultană, ci despre capacitatea potențială de a lega diferite

peptide antigenice.

Sistemul imunitar- un ansamblu de organe, tesuturi si celule care asigura constanta structurala si genetica a celulelor organismului; formează a doua linie de apărare a organismului. Funcțiile primei bariere pe calea agenților străini sunt îndeplinite de piele și membranele mucoase, acizii grași (care fac parte din secreția glandelor sebacee ale pielii) și aciditatea ridicată a sucului gastric, microflora normală a organismul, precum și celulele care îndeplinesc funcțiile de protecție nespecifică împotriva agenților infecțioși.

Sistemul imunitar este capabil să recunoască milioane de substanțe diferite, dezvăluind diferențe subtile chiar și între molecule care sunt similare ca structură. Funcționarea optimă a sistemului este asigurată de mecanisme subtile de interacțiune între celulele limfoide și macrofage, realizate prin contacte directe și cu participarea mediatorilor solubili (mediatori ai sistemului imunitar). Sistemul are memorie imunitară, stocând informații despre expunerile antigenice anterioare. Principiile menținerii constantei structurale a corpului („puritatea antigenică”) se bazează pe recunoașterea „prietenului sau dușmanului”.

Pentru a face acest lucru, există receptori pentru glicoproteine ​​(Ag) pe suprafața celulelor corpului, care alcătuiesc complex major de histocompatibilitate - WPC[din engleza. complex major de histocompatibilitate]. Dacă structura acestor antigene este încălcată, adică o schimbare a „propriilor”, sistemul imunitar îi consideră „străini”.

Spectrul moleculelor MHC este unică pentru fiecare organism și determină individualitatea sa biologică; acest lucru vă permite să distingeți „al propriu” ( histocompatibile) din „străin” (incompatibil). Alocați genele și Ag din două clase principale WPC.

Complex major de histocompatibilitate (MHC clasa întâi și a doua). Genele MHC I și MHC II.

Molecule din clasele I și II controlează răspunsul imun. Ele sunt co-recunoscute prin diferențierea suprafeței celulelor țintă CD-Ar și sunt implicate în reacții de citotoxicitate celulară mediate de limfocitele T citotoxice (CTL).

genele MHC clasa I determina Ag tisular; Clasa Ag MHC I prezent pe suprafața tuturor celulelor nucleate.

genele MHC clasa II răspunsul de control la Ag dependent de timus; Antigenele de clasa II sunt exprimate predominant pe membranele celulelor imunocompetente, inclusiv macrofage, monocite, limfocite B și celule T activate.