Основы иммуногенетики в клинической иммунологии Система лейкоцитарных антигенов презентация

Основы иммуногенетики в клинической иммунологии Система лейкоцитарных антигенов человека (HLA система)

HLA – Human Leukocyte Antigens MHC – Major Histocompatibilyty Complex

Иммуногенетика – одно из важных направлений иммунологии, изучающее генетический контроль иммунного ответа. Главный комплекс гистосовместимости – МНС (Major Histocompatibility Complex) Ж.Снелл и П. Горер – открытие у мышей локуса тканевой совместимости (Н-2) Ж. Доссе (1952 г.) обнаружил в крови реципиента после гемотрансфузии изоантитела против лейкоцитов человека (HLA-B2) Продукты генов МНС человека были названы HLA (Human Leukocyte Antigens)

История изучения антигенов гистосовместимости : 1952 г. - открыт первый антиген гистосовместимости человека (Ж.Доссэ); 1966 г. - доказана ведущая роль HLA антигенов в развитии реакции отторжения трансплантата (Дж. ван Рууд и др.); 1972 г. - установлена корреляция между аллельными вариантами HLA антигенов и определенными заболеваниями (З.Фалчук и др.); 1973 г. - установлена структура HLA антигенов класса I (К.Накамура и др.); 1974 г. - показана роль антигенов гистосовместимости в ограничении иммунного ответа (двойное распознавание, Р.Цинкернагель, П.Доэрти);

История изучения антигенов гистосовместимости : 1980 г. – Нобелевская премия по медицине вручена Жану Доссе, Баруху Бенасеррафу и Джорджу Снеллу за открытие системы гистосовместимости. 1981 г. - осуществлено выделение и определение аминокислотной последовательности антигенов HLA класса II (Г.Кратцин и др.); 1983 г. - продемонстрирован биохимический полиморфизм HLA антигенов (Р.Василов и др.); 1987 г. - определена пространственная структура HLA-A2 антигена (П.Бeркман и др.); 1991-1993 г. - установлен характер распределения HLA антигенов в большинстве этнических групп планеты.

Система HLA обеспечивает регуляцию иммунного ответа путем ряда функций: - презентации антигена Т-лимфоцитам; - селекции и обучении Т- и В-лимфоцитов в отношении «своего» и «не своего»; - взаимодействия клеток иммунной системы; - распознавания «своего» и «не своего», в т.ч. измененных собственных клеток; - участия в реакциях «РХПТ» и «РТПХ»; - запуске, реализации и контроле иммунного ответа; - формировании иммунологической толерантности, в т.ч. в период беременности к полуаллогенному плоду; - обеспечении выживаемости человека как вида в условиях экзогенной и эндогенной агрессии

Особенности HLA-системы Полигенность (включает 224 локуса); Гены HLA характеризуются высоким полиморфизмом; Наибольшим полиморфизмом обладают гены HLA 1 класса (HLA-А более 450 аллелъных вариантов, HLA-В более 780 и HLA-С более 238) и 2 класса (HLA-DR – 440 аллелъных вариантов, HLA-DP- 124); Благодаря полиморфизму HLA обеспечивается выживаемость человека в инфекционном окружении, т.к. микроорганизмы обладают высокой изменчивостью; Гены HLA наследуются кодоминантно, т.е. у потомков экспрессируются одновременно гены, полученные от обоих родителей.

HLA - система включает: Гены гистосовместимости (расположены в коротком плече 6 хромосомы у человека). Аг гистосовместимости – это поверхностные структуры цитомембран клеток, индуцирующие реакцию отторжения, кодируемые генами гистосовместимости.

HLA включает 3 класса генов: Гены 1 класса – (локусы HLA-А , HLA-В, HLA-С) отличаются высоким полиморфизмом и кодируют синтез молекул HLA 1 класса Гены 2 класса – (HLA-DR, HLA-DQ, HLA-DP) контролируют синтез молекул HLA 2 класса Гены 3 класса – кодируют молекулы врожденного иммунитета (компоненты комплемента С2, C4, ФНО, лимфотоксин, фактор В, белки теплового шока и др.)

Строение HLA – системы (локализуется на коротком плече 6 аутосомной хромосомы между генами, кодирующими гипоксалазу (GLO) и мочевой пепсиноген-5 (Pg5) HLA – система состоит из следующих локусов: А, В, С (I класс) DP, DQ, DR (II класс) Гены, кодирующие молекулы врожденного иммунитета (III класс )

Генная организация главного комплекса гистосовместимости у мышей и человека.

Характеристика генов и антигенов HLA-системы Гены 1 класса (локусы А, В, С) – контролируют экспрессию трансплантационных (SD) Аг SD- Аг экспрессируются на всех клетках Обладают консерватизмом, мало меняются в процессе филогенеза Отличаются постоянством набора генов для данного вида Аг HLA 1 класса Присутствуют практически на всех клетках организма, за исключением ранних эмбриональных В наибольшем количестве представлены на лимфоцитах, клетках эпителия и эндотелия. Аг локусов 1 класса занимают около 1% клеточной поверхности Выступают в качестве рецепторов для чужеродных Аг Обеспечивают взаимодействие между ИКК и другими клетками организма Принадлежит ведущая роль во взаимодействии между клеткой-эффектором и клеткой-мишенью в процессе иммунного ответа.

Характеристика генов и антигенов HLA- системы Гены 2 класса принадлежат к D/ DR локусам Связаны с генами иммунного ответа Ir (Immune response) Аг HLA 2 класса Опосредуют взаимодействие Т- , В-лимфоцитов и макрофагов в иммунном ответе HLA-DR в наибольшем количестве представлены на В-лимфоцитах, макрофагах, клетках эпителия и эндотелия Ir–Аг синтезируются и секретируются макрофагами, экспрессируются на В-лимфоцитах (до 90%), Т-лимфоцитах (до 50%) Главная функция Ir–Аг - обеспечение взаимодействия АПК и ИКК в иммунном ответе Сцепленностью генов иммунного ответа (Ir-генов) с определенными гаплотипами HLA объясняют развитие различных иммунопатологий.

Строение HLA-Аг (MHC 1 и 2 класса) Состоят из гликополипептидных цепей α и β Каждая цепь включает два наружных домена, трансмембранную часть и цитоплазматический участок

Молекула МНС I состоит из 2-х полипептидных цепей – α и β2 микроглобулина Молекула МНС II состоит из 2-х трансмембранных гликопротеинов α и β цепей

Гены НLA 3 класса – это область генома внутри комплекса MHC 1 и 2 классов (локус BF), в которой картированы гены, кодирующие синтез следующих белков: Компонентов комплемента (С2, C4a, C4b) Цитокинов (ФНО-α, ИЛ-1) Гены 21-гидроксилазы – фермента, участвующего в биосинтезе стероидных гормонов Аг НLA 3 класса – активация комплемента классическим и альтернативным путем.

Механизмы связи HLA- системы с болезнями Генетическая детерминированность – истинное сцепление «патологического» гена с антигенами HLA, при котором «патологический» ген передается по наследству совместно с тем или иным локусом HLA (например, дефицит С2, C4)

Механизмы связи HLA- системы с болезнями Генетические ассоциации – объясняют 3 гипотезами: Рецепторная – HLA-Аг рассматриваются как рецепторы, взаимодействующие с некоторыми вирусами, что облегчает их проникновение в клетку. Молекулярная мимикрия – структурное сходство HLA-Аг с Аг некоторых вирусов и бактерий, вследствие чего иммунная система остается толерантной к чужеродным Аг. Модификация HLA-Аг – изменение структуры собственных Аг под действием вирусов или др. чужеродных Аг, вследствие чего собственные Аг распознаются как чужеродные (индукция аутоиммунного процесса).

Ассоциация генов МНС с различными заболеваниями

Связь генов HLA с болезнями Большинство аутоиммунных заболеваний связано с генами HLA 2 класса (инсулинзависимый сахарный диабет – с аллелями DQ6 и DQ2, болезнь Бехтерева – с аллелями B27, выявляемого у 95% больных) Полиморфизм генов врожденного иммунитета, например, TLR связан с развитием аллергических, аутоиммунных и инфекционных заболеваний

HLA типирование - исследование антигенов главного комплекса гистосовместимости человека Задачи HLA типирования биологическая идентификация (HLA-тип наследуется вместе с родительскими генами), определение предрасположенности к различным заболеваниям, подбор доноров для пересадки органов диагностика иммунологических причин бесплодия и привычного невынашивания беременности.

Анализ полиморфизма HLA Серологический метод (лимфоцитотоксический тест) Молекулярно-генетический метод (ПЦР - полимеразная цепная реакция).

Лимфоцитотоксический тест - К сывороткам против разных антигенов HLA добавляют по 2000 исследуемых лимфоцитов. - После инкубации добавляют комплемент (его источником может служить кроличья сыворотка). - Лимфоциты, несущие антиген, против которого направлена сыворотка, под действием комплемента разрушаются. - Затем к лимфоцитам добавляют краситель, который окрашивает только живые клетки. Результат оценивают по относительному числу погибших лимфоцитов. Резко положительный результат свидетельствует о том, что лимфоциты несут исследуемый антиген.

Оценка результатов лимфоцитотоксического теста

Типирование HLA Заключение: на исследуемых клетках присутствуют антигены HLA-A3 и HI.A-A1

ПЦР Получение чистой геномной ДНК (из цельной крови, лейкоцитарной суспензии, тканей). Затем образец ДНК копируется - амплифицируется в пробирке с использованием праймеров (коротких одноцепочечных ДНК), специфичных к определенному HLA -локусу. После ПЦР, в ходе многократного копирования, получается большое количество фрагментов ДНК, которое можно оценить визуально. Для этого реакционные смеси подвергают электролизу или гибридизации, и определяют, произошла ли специфическая амплификация, при помощи программы или таблицы.

Зоб Хашимото

Ревматоидный артрит

Системная склеродермия

Псориаз

Витилиго

Герпетиформный дерматит Дюринга

Системная красная волчанка

Бесплодие и привычное невынашивание беременности