teórico nº 2
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El complejo mayor de histocompatibilidad Dr. Norberto W. Zwirner Descubrimiento como genes que determinan la histocompatibilidad Moléculas clásicas – Restricción (Dogherty & Zinkernagel) Polimorfismo – Poligenismo – Codominancia Alorreconocimiento: rechazo de transplantes Moléculas no-clásicas: ligandos de receptores de células NK; funciones adicionales especializadas Genes que determinan la histocompatibilidad Alogeneico Singeneico Injerto de piel Pocas semanas Rechazo No rechazo Expresión de las moléculas del CMH Estructura de las proteínas – Bolsillo de unión de péptido CMH clase I a2 a1 a3 CMH clase II péptido b1 a1 b2-microglobulina b2 a2 Estructura de las moléculas de clase I Bolsillo de unión de péptido Estructura de las moléculas de clase I Bolsillo de unión de péptido y polimorfismo Estructura de las moléculas de clase I Bolsillo de unión de péptido Motivos de unión de péptidos de las moléculas de clase I del CMH P4 P5 solvente P8 P1 H2N P7 P3 molécula del CMH P2 COOH P6 P9 Estructura de las moléculas de clase II Bolsillo de unión de péptido Estructura de las moléculas de clase II Bolsillo de unión de péptido y polimorfismo Estructura de las moléculas de clase II Bolsillo de unión de péptido Motivos de unión de péptidos de las moléculas de clase II del CMH Organización de los genes Sistema HLA BC E A LMP2 TAP1 LMP7 TAP2 DOB DQ DR BA BBA Clase I MICB MICA DOA DP DM BA AB Clase III C4 C2 TNF Clase II centrómero GF telómero Complejo H-2 K centrómero M Oa b a Clase II Clase III I-A I-E Ob b a b b2 a LMP2 TAP2 LMP7 TAP1 Clase I Clase I D L telómero el locus HLA-DR Sistema HLA centrómero DOB DQ DR BA BBA Clase I MICB MICA DOA DP DM BA AB Clase III C4 C2 TNF Clase II BC E A GF telómero Polimorfismo: generación Estructura de los genes de clase I y de clase II Clase I E1 L E2 a1 E3 a2 E4 a3 E5 TM CYT CYT Clase II. Cadena b E1 E2 L a1 E3 a2 E4 TM CYT Clase II. Cadena a E1 L E2 a1 E3 a2 E4 TM CYT E5 E6 E7 Rol del IFN-g en procesos inflamatorios/infecciosos CMH clase I, CMH clase II Nomenclatura de las moléculas del CMH Clase I HLA-B*3501 Clase II HLA-DRB1*0401 Especificidad serológica Subtipo Febrero de 2015 - www.anthonynolan.org.uk Clase II: las cadenas a de origen materno, además de asociarse con las cadenas b de origen materno, lo hacen también con las cadenas b de origen paterno, y vicerersa Trans-asociación: 12 moléculas de clase II diferentes Polimorfismo + Codominancia La mayoría de los individuos son heterocigotas. Exhiben en la superficie celular seis productos de clase I diferentes: dos moléculas HLA-A, dos HLA-B y dos HLA-C. Combinatoria de alelos de clase I: 10,6 x 109 combinaciones de proteínas HLA-A,-B,-C. Combinatoria de alelos de clase II: 2.552 moléculas HLA-DR diferentes, 15.552 moléculas HLA-DQ diferentes y 7638 moléculas HLA-DP diferentes. Combinatoria de estos alelos: 303 x 109 de combinaciones de moléculas de clase II diferentes. Número de combinaciones de proteínas diferentes en todo el CMH supera la cifra de >3.200 x 1018. Ventaja heterocigota individuos heterocigotas presenten un universo mayor de péptidos si se los compara con individuos homocigotas Frecuencia del alelo HLA-Bw53 en diferentes poblaciones. Países donde la malaria es endémica Países donde la malaria no es endémica Gambia Nigeria Zambia Zimbawe Sudáfrica Caucásicos y orientales Amerindios 40% 21% 16% 2% 0-1% 0% Malaria severa leve sanos 15% 24% 25% ¿Cómo llegan los péptidos al bolsillo de las moléculas de clase I y de clase II del CMH? Origen de los péptidos presentados por las moléculas del CMH Origen de los péptidos presentados por las moléculas de clase II del CMH Origen de los péptidos presentados por las moléculas de clase II del CMH Origen de los péptidos presentados por las moléculas de clase I del CMH Origen de los péptidos presentados por las moléculas de clase I del CMH “Docking” entre TCR y la molécula del CMH a1 a b a2 Dominio a3 Célula presentadora de antígeno Dominio b2 Célula presentadora de antígeno Origen de los péptidos Moléculas de clase I: (a) péptidos derivados de la degradación de proteínas endógenas de las células; (b) péptidos derivados de proteínas extrañas (células infectadas con patógenos intracelulares tales como virus); y (c) péptidos señal o líderes, característicos de toda proteína cuyo destino sea la secreción o la expresión en membrana celular. Moléculas de clase II: (a) péptidos derivados de la degradación de proteínas celulares que normalmente se expresan en membrana o superficie celular o son secretadas; (b) péptidos derivados de proteínas extrañas o ajenas a la célula provenientes de microorganismos que infectan la célula alojándose en compartimientos endosomales o microorganismos directamente fagocitados por la célula; y (c) un péptido derivado de la cadena invariante denominado CLIP. Moléculas del CMH como muestreo Linfocito T CD8 Linfocito T CD4 CPA profesional: CD Catálogo de contenido Intracelular: CMH de clase I Catálogo de material Extracelular: CMH de clase II El concepto de la restricción de la respuesta T Activación de linfocitos T por reconocimiento de péptido extraño Coestimulación CMH: funciones Las moléculas de clase I del CMH tienen 2 funciones primordiales: 1- presentar péptidos de origen endógeno a linfocitos T CD8, y 2- actuar como ligandos de receptores de células NK. Las moléculas de clase II es la de presentar péptidos de origen exógeno o de proteínas de membrana a linfocitos T CD4. Poligenismo mecanismo de reaseguro de que al menos algún péptido derivado de cualquier patógeno será eficientemente presentado por una molécula del CMH de ese individuo Polimorfismo La activa evolución de los genes del CMH sería una garantía para la especie, contra la aparición del microorganismo “perfecto”, que luego de mutar sus epitopes evite la asociación de los mismos a las moléculas de clase I y de clase II del CMH. el polimorfismo asegura a nivel poblacional, la subsistencia de la especie en su lucha contra los microorganismos ambientales Codominancia Aumenta las chances de presentar diferentes péptidos derivados de múltiples microorganismos Cultivo mixto linfocitario (CML) Medida de proliferación T por incorporación de 3Htimidina Medida de citotoxicidad por liberación de 51Cr de células marcadas Asociación con enfermedades: Riesgo relativo RR indica cuántas veces más riesgo de padecer la enfermedad poseen los portadores del alelo respecto de los que no lo portan en un determinado grupo étnico Frecuencia del alelo HLA Pacientes enfermos Población sana Presente ausente a b c d enfermedad celíaca y HLA-DQ2 la espondilitis anquilosante y HLA-B27 la narcolepsia y HLA-DR2 RR = a/c b/d a) frecuencia de pacientes con el alelo cuya asociación se estudia b) frecuencia de pacientes sin el alelo cuya asociación se estudia c) frecuencia de controles sanos con el alelo cuya asociación se estudia d) frecuencia de controles sanos sin el alelo cuya asociación se estudia Métodos de tipificación de alelos del CMH Métodos serológicos Sangre Ficoll Unión de Ac A células PBMCs agregado de C´ lisis placas de Terasaki con Ac observación al microscopio Métodos de tipificación de alelos del CMH Métodos serológicos Origen de los sueros: • • • • • • • • • • Suero de mujeres multíparas (4 o más hijos del mismo padre) Sueros de pacientes que hayan rechazado un transplante previo Sueros de pacientes politransfundidos Técnica sencilla que requiere poco equipamiento sofisticado (microscopio invertido de epifluorescencia) La técnica debe realizarse sin interrupción desde su inicio hasta su finalización, dado que se trabaja con células viables. No se detectan Ac no fijadores de complemento Alto costo Baja resolución No existen sueros contra alelos poco frecuentes Especificidad de sueros: "grupos de reactividad cruzada" o "CREGs" Métodos de tipificación de alelos del CMH Métodos moleculares: SSP gel de agarosa con Br de etidio Métodos de tipificación de alelos del CMH Métodos moleculares: SSOP Métodos de tipificación de alelos del CMH Métodos moleculares Métodos de tipificación de alelos del CMH: haplotipos Moléculas no clásicas del complejo mayor de histocompatibilidad Polimorfismo nulo o bajo Expresión tisular restringida Bajos niveles de expresión en superficie Cola citoplasmática corta o moléculas solubles Moléculas no clásicas del CMH: FcRn • Asociación a b2-m • 22-33% homólogo a clase Ia en a1 y a2; 35-37% homólogo a clase Ia en a3 • No presenta péptidos (Pro152) • inmunidad pasiva en vida neonatal por captación de IgG en lumen intestinal FcRn Moléculas no clásicas del CMH: HLA-H (HFE) Asociación a b2-m No presenta péptidos CysTyr282 o His Asp63 : HH Ratones KO para HFE o b2-m: HH Moléculas no clásicas del CMH: HLA-G • Asociación a b2-m • Expresión en trofoblasto • Isoformas: HLA-G1 a G5 • Receptor: ILT4 Moléculas no clásicas del CMH: HLA-E • Asociación a b2-m • Expresión en superficie celular, ubícua • Unión de péptidos (hidrofóbicos) derivados de las secuencias líder de otras moléculas del HLA (HLA-A, -B, -C, -G) • Protección de lisis por células NK • Ligando: CD94/NKG2A, CD94/NKG2B o CD94/NKG2C Moléculas no clásicas del CMH: CD1 • Asociación a b2-m • Expresión en superficie celular en CDs y monocitos • Isoformas: Grupo I (CD1a, CD1b y CD1c); Grupo II (CD1d); Grupo III (CD1e). Péptido (8-10 aa) a2 a3 a1 b2m Lípido, glicolípido glicopéptido a2 a3 Péptido (12-18 aa) a1 b2m a1 b1 a2 b2 MICA NKG2D TCR (ab or gd) HLA clase I CMV M. tuberculosis Eliminación del patógeno; Inmunidad Lisis; homeostasis de epitelios Linfocitos Tgd Vd1 Linfocitos T ab C28- CD8+ MICA Citotoxicidad, Producción de IFN-g Linfocitos Tgd Vg2d2 Lisis A B Estrés (choque térmico) Infección bacteriana (M. tuberculosis) Infección viral (CMV) ¿Consecuencias funcionales? gliadina; IL-15 (enterocitos) Factor/es desconocido/s en sinoviocitos Activación D Expresión intracelular de MICA en linfocitos TCD4+ y CD8+ Célula normal Transformación maligna Linfocitos T ab CD4+ CD28- NKG2D+ Linfocitos T ab CD8+ Células NK IL-15, TNF-a IL-15 Citotoxicidad, producción de IFN-g Tumor Linfocitos T CD8+ intrapiteliales Destrucción celular y atrofia de vellosidades E Inmunovigilancia Linfocitos T ab CD4+ CD28NKG2DDestrucción celular y daño a las articulaciones Autoinmunidad C
