Головний комплекс гістосумісності………………………………………...3

Будова головного комплексу гістосумісності……………………………6

Молекули головного комплексу гістосумісності…………………………..8

Функції Головного комплексу гістосумісності…………………………..14

Антигени MHC: історія досліджень………………………………………16

Список використаної литературы…………………………………………...18
Головний комплекс гістосумісності.

Головний комплекс гістосумісності – це група генів та кодованих ними антигенів клітинної поверхні, які відіграють найважливішу роль у розпізнаванні чужорідної та розвитку імунної відповіді.

Антигени, що забезпечують внутрішньовидові відмінності особин, позначаються як алоантигени, а коли вони включаються в процес відторгнення алогенних тканинних трансплантатів, набувають назву антигенів тканинної сумісності (гістосумісності). Еволюція закріпила одиничний ділянку тісно зчеплених генів гістосумісності, продукти яких на поверхні клітин забезпечують сильний бар'єр при алотрансплантації. Терміни "major histocompatibility antigens" (головні антигени гістосумісності) і "major histocompatibility gene complex" (MHC) (головний генний комплекс гістосумісності) відносяться відповідно до продуктів генів та генів цієї хромосомної ділянки. Численні мінорні антигени гістосумісності, навпаки, кодуються множинними ділянками геному. Їм відповідають слабші аллоантигенні відмінності молекул, що виконують різноманітні функції.

Відкриття MHC відбулося при дослідженні питань внутрішньовидової пересадки тканин.

Потім, спочатку в гіпотетичній, на підставі клітинної феноменології, а потім в експериментально добре документованій формі з використанням методів молекулярної біології було встановлено, що Т-клітинний рецептор розпізнає власне чужорідний антиген, а його комплекс з молекулами, контрольованими генами головного комплексу гістосумісності. При цьому молекула MHC і фрагмент антигену контактують з Т - клітинним рецептором.

MHC кодує два набори високополіморфних клітинних білків, названих молекулами MHC класу I та класу II. Молекули класу I здатні пов'язувати пептиди з 8-9 амінокислотних залишків, молекули класу II – дещо довші.

Високий поліморфізм молекул MHC, а також здатність кожної антигенпрезентуючої клітини (АПК) експресувати декілька різних молекул MHC забезпечують можливість презентації T-клітин безлічі різних антигенних пептидів.

Слід зазначити, що хоч молекули MHC і називаються зазвичай антигенами, вони виявляють антигенність тільки в тому випадку, коли розпізнаються імунною системою не власного, а генетично іншого організму, наприклад, при алотрансплантації органів.

Наявність у МНС генів, більшість з яких кодує імунологічно значущі поліпептиди, змушує думати, що цей комплекс еволюційно виник та розвивався спеціально для здійснення імунних форм захисту.

Існують ще й молекули MHC класу III, але молекули MHC класу I та молекули MHC класу II є найбільш важливими в імунологічному сенсі.

Головний комплекс гістосумісностіхарактеризується вкрай вираженим поліморфізмом. Жодна інша генетична система організму немає такої кількості алельних форм як гени МНС .

Довгий час біологічний зміст настільки вираженого поліморфізму залишався незрозумілим, хоча якесь селективне значення такої алельної мінливості було очевидним. Згодом було доведено, що подібний поліморфізм прямо пов'язаний із процесом презентації антигенних детермінант Т-клітин.

З поліморфізм антигенів МНС пов'язане таке явище, як генетичний контроль імунної відповіді. У тих випадках, коли амінокислотні залишки, що утворюють антигензв'язувальну щілину молекул ІІ класу, не в змозі зв'язати пептидний фрагмент чужорідного антигену, T-хелпери залишаються ареактивними, та їх допомога В-клітин не реалізується. Ця обставина є причиною генетично детермінованого дефекту в імунному реагуванні.

Основні події, що призвели до формування різноманітності генів МНС у процесі еволюції, пов'язані з тандемними дуплікаціями, точковими мутаціями, рекомбінаціями та конверсією генетичного матеріалу. Тандемні дуплікації (процес повторення вихідного гена на тій же хромосомі) добре відомі для багатьох генетичних систем, що контролюють синтез білків, наприклад, імуноглобулінів. Саме внаслідок цього процесу виникло кілька полігенних форм молекул MHC. Спонтанні заміни окремих нуклеотидів у процесі редуплікації ДНК (точкові мутації) також добре відомі, вони призводять до формування аллельних генів, які визначають поліморфізм білків. Рекомбінації між окремими ділянками гомологічних хромосом у процесі мейозу можуть призвести до обміну цілих ділянок цих хромосом, так і окремих генів і навіть частин генів. В останньому випадку процес називається генною конверсією. Мутації, рекомбінації та конверсія генів створюють різноманітність їх алельних форм та визначають поліморфізм антигенів МНС.

Така висока ступінь поліморфізму має потенційну цінність для виживання виду, і саме завдяки їй весь вигляд не стає жертвою мімікрії мікробів, коли вони експресують структури, близькі за конформацією до продуктів MHC. T-клітини, здатні розпізнати неповторну індивідуальну комбінацію специфічностей власного організму, можуть реагувати на продукти такої мімікрії, як на чужорідні. Крім того, можливо, що такий високий збалансований поліморфізм продуктів MHC забезпечує ширше розмаїття антигенів, що розпізнаються імунною системою даного виду, а також гетерозису (гібридної сили), оскільки у гетерозигот виникає максимальна комбінаторика алелів. Брати та сестри мають один шанс із чотирьох бути ідентичними за антигенами MHC.
Будова головного комплексу гістосумісності.

Методом хромосомної гібридизації встановлено, що система МНС локалізується на короткому плечі 6 аутосомної хромосоми людини, а миші – на 17 хромосомі.

Р
іс. 1. Схематичне зображення хромосоми 6.
Головний комплекс гістосумісності займає значну ділянку ДНК, що включає до 4*106 пар основ або близько 50 генів. Основною особливістю комплексу є значна полігенність (наявність кількох неалельних близькозчеплених генів, білкові продукти яких подібні у структурному відношенні та виконують ідентичні функції) та яскраво виражений поліморфізм – присутність багатьох алельних форм одного й того ж гена. Усі гени комплексу успадковуються за кодомінантного типу.

Полігенність та поліморфізм (структурна варіабельність) визначають антигенну індивідуальність особин даного виду.

Усі гени MHC поділяються на три групи. Кожна група включає гени, що контролюють синтез поліпептидів одного з трьох класів MHC (I, II та III) (рис. 3.5). Між молекулами перших двох класів є виражені структурні відмінності , але при цьому за загальним планом будови вони однотипні. У той самий час між продуктами генів класу III, з одного боку, і класів I і II, з іншого боку, знайдено ніякого функціонального чи структурного подібності. Група з більш ніж 20 генів класу III взагалі функціонально відокремлена - деякі з цих генів кодують, наприклад, білки системи комплементу( C4 , C2 , фактор B ) або молекули, що беруть участь у процесинг антигену .

Область локалізації генів, що кодують комплекс молекул MHC миші, позначається як H-2 для людини - HLA .

HLA-A, HLA-B і HLA-С - локуси хромосоми, гени яких контролюють синтез "класичних" молекул (антигенів) I класу MHC людини і кодують важкий ланцюг (альфа-ланцюг). Область цих локусів займає ділянку довжиною понад 1500 т.п.

Синтез молекул (антигенів) II класу MHC людини контролюють гени області HLA-D, які кодують не менше шести варіантів альфа-і десяти варіантів бета-ланцюгів (рис.3.5). Ці гени займають три локуси HLA-DP, HLA-DQ і HLA-DR. До продуктів їхньої експресії належить більшість молекул II класу.

Крім того, до області HLA-D відносяться гени HLA-LMP та HLA-TAP. Низькомолекулярні білки, контрольовані цими генами, беруть участь у підготовці чужорідного антигену до презентації Т-клітин.

Гени локусів людини HLA-A, HLA-B і HLA-С кодують важкий ланцюг (альфа-ланцюг) "класичних" молекул I класу MHC. Крім того, знайдені численні додаткові гени поза цими локусами, що кодують "некласичні" молекули MHC класу I і розташовані в таких локусах HLA, як HLA-X HLA-F, HLA-E, HLA-J, HLA-H, HLA-G, HLA-F.

Молекули головного комплексу гістосумісності.

Методами рентгеноструктурного аналізу з'ясовано просторову організацію молекул MHC:

Молекули MHC класу I (алельні варіанти HLA : HLA-A , HLA-B , HLA-С ) експресуються на клітинній поверхні і є гетеродимером, що складається з одного важкого альфа-ланцюга (45 кДа), нековалентно пов'язаного з однодоменним. бета2-мікроглобуліном(12 кДа), який зустрічається також у вільній формі у сироватці крові їх називають класичними трансплатні антигени .

Тяжкий ланцюг складається з позаклітинної частини (утворює три домени: альфа1-, альфа2- і альфа3-домени), трансмембранного сегмента та цитоплазматичного хвостового домену. Кожен позаклітинний домен містить приблизно 90 амінокислотних залишків, і всі разом можна відокремити від клітинної поверхні шляхом обробки папаїном.

В альфа2- та альфа3-доменах є по одному внутрішньоланцюжковому дисульфідному зв'язку, що замикає в петлю 63 і 68 амінокислотних залишків, відповідно.

Домен альфа3 гомологічний за амінокислотною послідовністю C-доменів імуноглобулінів, і конформація альфа3-домена нагадує складчасту структуру доменів імуноглобулінів .

Бета2-мікроглобулін (бета2-m)необхідний для експресії всіх молекул MHC класу Iі має постійну послідовність , але в миші зустрічається у двох формах, що відрізняються заміною однієї амінокислоти в позиції 85. За структурою цей білок відповідає C-домену імуноглобулінів. Бета2-мікроглобулін здатний також нековалентно взаємодіяти з некласичними молекулами класу Iнаприклад, з продуктами генів CD1 .

Залежно від виду та гаплотипу позаклітинна частина важких ланцюгів MHC класу I різною мірою глікозильована.

Трансмембранний сегмент MHC I класу складається з 25 переважно гідрофобних амінокислотних залишків і пронизує ліпідний бислой, найімовірніше, альфа-спіральної конформації.

Основна властивість молекул I класу – зв'язування пептидів (антигенів) та представлення їх в імуногенній формі для Т-клітин – залежить від доменів альфа1 та альфа2. Ці домени мають значні альфа-спіральні ділянки, які при взаємодії між собою утворюють подовжену порожнину (щілину), що є місцем зв'язування. процесованогоантигену. Комплекс антигену з альфа1- і альфа2-доменами, що утворився, і визначає його імуногенність і можливість взаємодіяти з антигенрозпізнаючими рецепторами Т-клітин .

До класу I відносяться антигени A, антигени AB та антигени AC.

Антигени класу I присутні на поверхні всіх ядросодержащих клітинта тромбоцитів.

Молекули MHC класу II є гетеродимерами, побудованими з нековалентно зчеплених важких альфа- та легких бета-ланцюгів.

Ряд фактів вказує на близьку подібність альфа-і бета-ланцюгів за загальною будовою. Позаклітинна частина кожного з ланцюгів згорнута в два домени (альфа1, альфа2 і бета1, бета2 відповідно) і з'єднана коротким пептидом з трансмембранним сегментом (довжиною приблизно 30 амінокислотних залишків). Трансмембранний сегмент перетворюється на цитоплазматичний домен, що містить приблизно 10-15 залишків.

Антигензв'язуюча область молекул MHC класу II формується альфа-спіральними ділянками взаємодіючих ланцюгів молекул I класу, але при одному суттєвому відмінності: антигензв'язуюча порожнина молекул MHC класу II формується не двома доменами одного альфа-ланцюга, а двома доменами різних ланцюгів - доменами альфа1 та бета1.

Загальна структурна подібність між двома класами молекул MHC очевидна. Це однотипність просторової організації всієї молекули, кількість доменів (чотири), конформаційна будова антигензв'язувальної ділянки.

У структурі молекул II класу антигензв'язуюча порожнина відкрита більше, ніж у молекул I класу, тому в ній можуть поміститися довші пептиди.

Найважливіша функція антигенів MHC (HLA) класу II – забезпечення взаємодії між Т-лімфоцитами та макрофагамиу процесі імунної відповіді. Т-хелпери розпізнають чужорідний антиген лише після його переробки макрофагами, з'єднання з антигенами HLA класу II та появи цього комплексу на поверхні макрофагу.

Антигени класу II присутні на поверхні В-лімфоцитів, активованих Т-лімфоцитів, моноцитів, макрофагів та дендритних клітин.

Гени MHC класу II кодують зв'язані з мембраною трансмембранні пептиди (глікопротеїни). Молекули антигенів гістосумісності класу II ( DR , DP , DQ ) так само як і класу I є гетеродимерними білками, що складаються з важкого альфа-ланцюга (33 кДа) і легкого бета-ланцюга (26 кДа), що кодуються генами HLA-комплексу. Обидва ланцюги формують по два домени: альфа1 та альфа2, а також бета1 та бета2.

Продукти MHC класу II асоційовані, головним чином, з B-лімфоцитами і макрофагами і служать структурами, що розпізнаються, для T-хелперів.

Гени MHC класу III, розташовані в межах групи генів MHC або тісно зчеплені з нею, контролюють деякі компоненти комплементу: C4 і C2, а також фактор B, що знаходяться швидше в плазмі, ніж на поверхні клітин. І на відміну від молекул MHC класу I та класу II не беруть участь у контролі імунної відповіді.

Термін MHC класу IV використовується для опису деяких локусів, зчеплених з MHC.

Вивчення експресії молекул І та ІІ класів MHC на різних типах клітин виявило ширше тканинне поширення молекул І класу в порівнянні з молекулами ІІ класу. Якщо молекули I класу експресуються практично на всіх вивчених клітинах, то молекули II класу експресуються, в основному, на імунокомпетентних клітинах або клітинах, які беруть відносно неспецифічну участь у формуванні імунної відповіді, таких як клітини епітелію.

У табл. 1 представлені дані про характер тканинного розподілу молекул МНС у мишей та людини.

табл. 1 Тканинний розподіл молекул I та II класів МНС у мишей та людини

Тип клітин	Н-2 коплекс мишей		HLA комплекс людини
Тип клітин	Клас I	Клас II	Клас I	Клас II
В-клітини	+	+	+	+
Т-клітини	+	(+)	+	(+)
Тимоцити	+	(+)	+	(+)
Макрофаги	+	+	+	+
Гранулоцити	.	.	+	-
Ретикулоцити	+	.	+	.
Еритроцити	+	-	-	-
Тромбоцити	+	-	+	-
Фібробласти	+	-	+	-
Епітеліальні клітини	+	.	+	+
Епідермальні клітини	+	+	+	+
Печінка	+	-	+	-
Нирка	+	-	+	-
Серцевий м'яз	+	-	+	-
Скелетний м'яз	+	-	+	-
Мозок	+	-	(+)	.
Плацента	+	.	+	.
Сперматозоїди	+	+	+	+
Яйцеклітини	(+)	.	.	.
Трофобласт	-	.	(+)	.
Бластоцити	+	.	.	.
Ембріональна тканина	+	.	+	.

Представництво молекул I класу майже всіх типах клітин корелює з домінуючою роллю цих молекул у відторгненні аллогенного трансплантата. Молекули II класу менш активні у процесі тканинного відторгнення. Порівняльні дані щодо ступеня участі молекул I та II класів MHC у деяких імунних реакціях демонструють, що деякі властивості МНС більшою мірою пов'язані з одним із класів, тоді як інші є характерною особливістю обох класів (табл. 2)

Табл. 2 Участь молекул І та ІІ класів МНС у деяких імунних реакціях

Функції Головного комплексу гістосумісності.

Хоча молекули MHC спочатку ідентифікували за здатністю викликати відторгнення трансплантата, вони виконують в організмі та інші біологічно важливі функції. По-перше, вони беруть безпосередню участь в ініціації імунної відповіді, контролюючи молекули, що представляють антиген в імуногенній формі для його розпізнавання цитотоксичними T-клітинами та хелперними T-клітинами. По-друге, в МНС локалізовані гени, що контролюють синтез імунорегуляторних та ефекторних молекул - цитокінів ФНП-альфа, ФНП-бета, а також деяких компонентів комплементу.

Слід зазначити їх роль поверхневих клітинних маркерів, що розпізнаються цитотоксичними T-лімфоцитами і T-хелперами в комплексі з антигеном. Молекули, кодовані комплексом Tla (область частини генів MHC), залучені до процесів диференціювання, особливо в ембріона, а можливо, і в плаценті. MHC бере участь у різних неімунологічних процесах, багато з яких опосередковані гормонами, наприклад, регуляція маси тіла у мишей або несучості курей. Молекули MHC класу I можуть входити до гормональних рецепторів. Так, зв'язування інсуліну помітно знижується, якщо з поверхні клітин видалити антигени MHC класу I, але не класу II. Крім того, описані випадки асоціації продуктів MHC з рецепторами глюкагону, епідермального фактора росту та гамма-ендорфіну. На рис. 3 представлені функції продуктів MHC, а основні імунологічні властивості, пов'язані з MHC, наведені в табл. 3 .

Рис. 3 im MHC: функції

Табл. 3 Імунологічні властивості, пов'язані з MHC

Наведені факти змушують думати, що MHC еволюційно виник і розвивався спеціально реалізації імунологічних функцій.

Особливе місце посідає питання зв'язку молекул MHC із захворюваннями. При деяких формах неінфекційних захворювань частота окремих антигенів серед хворих значно вища, ніж у популяції здорових людей. Чітких механізмів такої кореляції встановити не вдається. Однак ясно, що за різних форм захворювання механізми швидше за все різні. За допомогою HLA-типу вдалося підтвердити спільність деяких розладів або по-новому підійти до питання їх класифікації. Зроблено важливий висновок, що в організмі є різні групи антигенів МНС, що асоціюються із захворюваннями. Одні з них пов'язані з резистентністю або, навпаки, з сприйнятливістю, а інші з гостротою їх перебігу і, нарешті, треті - з тривалістю життя хворих.

В даний час стало очевидним, що продукти MHC класу II мають вирішальне значення в патогенезі аутоімунних захворювань. У зв'язку з цим неминуче виникло прагнення пов'язати аутоімунні захворювання з генами імунореактивності, які контролюють відповідь на відповідний аутоантиген або на якийсь ймовірний етіологічний агент.

Антиген MHC: історія досліджень.

В історії вивчення антигенів гістосумісності найбільш суттєвими є такі етапи:

1958 - відкритий перший антиген гістосумісності людини Mac (HLA-A2, Дж. Дассе);

1966 - доведена провідна роль HLA антигенів у розвитку реакції відторгнення трансплантата (Дж. ван Рууд та ін);

1972 р. - встановлена кореляція між алельними варіантами HLA антигенів та певними захворюваннями (З.Фалчук та ін.);

1973 - встановлена структура HLA антигенів класу I (К.Накамура та ін);

1974 - показана роль антигенів гістосумісності в обмеженні імунної відповіді (подвійне розпізнавання, Р.Цинкернагель, П.Доерті);

1981 р. - здійснено виділення та визначення амінокислотної послідовності антигенів HLA класу II (Г.Кратцін та ін.);

1983 - продемонстровано біохімічний поліморфізм HLA антигенів (Р.Василов та ін);

1987 р. - визначено просторову структуру HLA-A2 антигену (П.Беркман та ін.);

1991-1993 р. - встановлено характер розподілу антигенів HLA в більшості етнічних груп планети

Список використаної литературы.

Імунологія, за ред. Е. С. Вороніна, М.: Колос -Прес, 2002
Я. Кольман, К.- Р. Рем, Наочна біохімія, М.: Світ 2000
Сочнєв А.М. , Алексєєв Л.П. , Тананов А.Т. Антигени системи HLA при різних захворюваннях та трансплантації. - Рига, 1987
www.humbio.ru
www.rusmedserver.ru/med/haris/60.html

Вони забезпечують представлення (презентацію) фрагментів антигенів мікроорганізмів, що потрапляють в організм, T-лімфоцитам, які знищують заражені клітини або стимулюють інші клітини (В-клітини та макрофаги), що забезпечує координацію дій різних клітин імунної системи у придушенні інфекції. У людини головний комплекс гістосумісності знаходиться в хромосомі 6 і називається Людський лейкоцитарний антиген.

ГКГ та вибір сексуального партнера

Ряд незалежних досліджень 1970-1990-х років. показали, що у вибір статевого партнера впливає головний комплекс гістосумісності. Експерименти, проведені спочатку на мишах і рибах, потім на добровільних учасниках-людях, показали, що жінки мали схильність вибирати партнерів із ГКГ, відмінним від власного, проте їх вибір змінювався на протилежний у разі використання гормональних оральних контрацептивів – у цьому випадку жінки скоріше обирали партнера з подібним ГКГ

Див. також

Примітки

Посилання

Література

Мейл, Д. Імунологія / Д. Мейл, Дж. Бростофф, Д. Б. Рот, А. Ройтт / Пер. з англ. - М.: Логосфера, 2007. - 568 с.
Койко, Р. Імунологія / Р. Койко, Д. Саншайн, Е. Бенджаміні; пров. з англ. А.В. Камаєва, А.Ю. Кузнєцової за ред. Н.Б. Срібний. -М: Видавничий центр «Академія», 2008. - 368 с.

Wikimedia Foundation. 2010 .

Дивитись що таке "Головний комплекс гістосумісності" в інших словниках:

- (МНС major histocompability complex) сем. генів, що кодують молекули 3 класів У людини це комплекс HLA, розташований у 6-й хромосомі. Забезпечує соматичну індивідуальність та імунореактивність індивіда. Гени/класу експресуються на … Словник мікробіології

головний комплекс гістосумісності- - Тематики біотехнології EN major histocompatibility complex... Довідник технічного перекладача

Major histocompatibility complex, MHC головний комплекс гістосумісності. Щодо невеликої ділянки геному, в якій зосереджені численні гени, продукти яких виконують функції, пов'язані з імунною відповіддю

ГОЛОВНИЙ КОМПЛЕКС ГІСТОСУМІСНОСТІ (ГКГ)- комплекс генів, що кодує групу білків, що забезпечують розпізнавання в організмі чужорідних антигенів, тобто. речовин, генетично не властивих цьому організму. Позначення ГКГ різних видів тварин таке: HLA людини; BoLA великого… … Терміни та визначення, що використовуються в селекції, генетиці та відтворенні сільськогосподарських тварин

Ряд генів, розташованих на хромосомі № 6, які кодують деякі антигени, у тому числі антигени HLA; ці гени відіграють важливу роль у процесі визначення гістосумісності у людини. Джерело: Медичний словник. Медичні терміни

КОМПЛЕКС ГІСТОСУМІСНОСТІ ГОЛОВНИЙ- (major histocompatibility complex, MHC) ряд генів, розташованих на хромосомі № 6, які кодують деякі антигени, у тому числі антигени HLA; ці гени відіграють важливу роль у процесі визначення гістосумісності у людини. Тлумачний словник з медицини

гістосумісності антиген- * гістасумісні антиген * histocompatibility antigen генетично кодований алоантиген, що знаходиться на поверхні клітин, який контролює відповідь імунної системи на трансплантат, внаслідок чого він відторгається або ні (див.).

Комплекс лейкоцитарних антигенів КЛГ- комплекс лейкоцитарних антигенів, КЛГ * комплекс лейкацитарних антигенів, КЛГ * human leukocyte antigen complex or HLA c. головний генний комплекс гістосумісності (див.) у людини, що займає ДНК ділянку довжиною в 3500 кб на короткому плечі 6 й … Генетика. Енциклопедичний словник

H2-Комплекс- * H2 комплекс * H2 complex головний комплекс гістосумісності мишей. Локалізовано на хромосомі 17. Представлений великою групою гаплотипів. Генетика. Енциклопедичний словник

H2 комплекс H2 комплекс. Головний комплекс гістосумісності мишей; локалізований на хромосомі 17 представлений великою групою гаплотипів серед них одними з найбільш вивчених є t гаплотипи Молекулярна біологія та генетика. Тлумачний словник.

Книги

, Хаїтов Рахім Мусайович , У навчальному посібнику представлені органні, тканинні, клітинні та молекулярні аспекти будови та функціонування системи імунітету, розглянуті компоненти імунної системи, популяції. Категорія: Анатомія та фізіологія Видавець: ГЕОТАР-Медіа,
Імунологія. Структура та функції імунної системи. У навчальному посібнику викладені сучасні імунологічні знання, прийнятні для біологів, які починають вивчати предмет, а також і для досвідчених фахівців та викладачів. Представлені … Категорія:

1646 0

Структура молекул головного комплексу гістосумісності І класу

На рис. 9.3 А показана загальна схема молекули головного комплексу гістосумісності (МНС) I класу людини чи миші. Кожен ген МНС І класу кодує трансмембранний глікопротеїн, молекулярною масою близько 43 кДа, який позначається як α або важкий ланцюг. Він включає три позаклітинні домени: α1, α2 і α3. Кожна молекула МНС I класу експресується на клітинній поверхні в нековалентному зв'язку з інваріантним поліпептидом, званим β2-мікроглобуліном (β2-m молекулярна маса 12 кДа), який кодується на іншій хромосомі.

Рис. 9.3. Різні зображення молекули головного комплексу гістосумісності І класу

Він має структуру, гомологічну одиничному домену Ig, і справді є представником цієї суперродини. Таким чином, на клітинній поверхні структура МНС I класу плюс β2m має вигляд чотиридоменної молекули, в якій до мембрани примикають домен α3 молекули МНС I класу та β2m.

Послідовності різних алельних форм молекул головного комплексу гістосумісності I класу дуже схожі. Відмінності амінокислотних послідовностей серед молекул МНС зосереджені на обмеженій ділянці позаклітинних доменів α1 і α2. Таким чином, індивідуальна молекула МНС I класу може бути розділена на неполіморфну, або інваріантну область (однакову для всіх алельних форм 1 класу) і поліморфну, або варіабельну область (унікальну послідовність для даного алелю). Т-клітинні молекули CD8 зв'язуються з інваріантними областями всіх молекул головного комплексу гістосумісності І класу.

Усі молекули МНС I класу, піддані рентгенівській кристалографії, мають однакову загальну структуру, зображену на рис. 9.3, Б і В. Найбільш цікавою особливістю будови молекули є те, що максимально віддалена від мембрани частина молекули, що складається з доменів α1 і α2, має глибоку борозенку або порожнину. Ця порожнина у молекулі МНС I класу є місцем зв'язування пептидів. Порожнина нагадує кошик з нерівним дном (сплетений з амінокислотних залишків у вигляді плоскої β-складчастої структури), а навколишні стінки представлені α-спіралями. Порожнина закрита з обох кінців, тому в неї вміщується ланцюжок, що складається з восьми або дев'яти амінокислотних послідовностей.

Порівнюючи послідовності та структуру порожнини у різних молекул головного комплексу гістосумісності I класу, можна виявити, що дно кожної з них по-різному і складається з декількох кишень, специфічних для кожного алелі (рис. 9.3, Г). Форма та заряд цих кишень на дні порожнини допомагають визначити, які пептиди зв'язуються з кожною алельною формою молекули МНС. Кишені також допомагають закріпити пептиди в такому положенні, де вони можуть розпізнаватись специфічними TCR. На рис. 9.3, Г та 8.2 показано взаємодію пептиду, розміщеного в порожнині, та ділянок молекули МНС I класу з Т-клітинним рецептором.

Центр пов'язаного пептиду- єдина частина білка, не захована всередині молекули головного комплексу гістосумісності, - взаємодіє з CDR3-TCR α та β, які є найбільш варіабельними у Т-клітинному рецепторі. Це означає, що для розпізнавання пептиду TCR необхідний контакт з невеликою кількістю амінокислот пептидного центру ланцюжка.

Окрема молекула МНС I класу може зв'язуватися з різними пептидами, але переважно з тими, які мають певні (специфічні) мотиви (послідовності). Такими специфічними послідовностями є інваріантно розташовані 8 - 9 амінокислотних залишків (якорні послідовності), що мають високу спорідненість до амінокислотних залишків пептидзв'язуючої порожнини даної молекули МНС. При цьому амінокислотні послідовності в позиціях, які не є якірними, можуть бути представлені будь-яким набором залишків амінокислотних.

Так, наприклад, людська молекула I класу HLA-А2 зв'язується з пептидами, що мають у другій позиції лейцин, а дев'ятій - валін; на відміну від неї інша молекула HLA-A зв'язує тільки білки, у яких в якірну послідовність входять фенілаланін або тирозин в позиції 5 і лейцин в позиції 8. Інші позиції в пептидах, що зв'язуються, можуть бути заповнені будь-якими амінокислотами.

Таким чином, кожна з молекул головного комплексу гістосумісності може зв'язуватися з великою кількістю пептидів, що мають різні амінокислотні послідовності. Це допомагає пояснити, чому відповіді, опосередковані Т-клітинами, можуть розвинутися, за рідкісним винятком, щонайменше одного епітопу майже всіх білків і чому випадки відсутності імунної відповіді на білковий антиген дуже рідкісні.

Структура молекул головного комплексу гістосумісності ІІ класу

Гени α і β МНС II класу кодують ланцюги масою близько 35000 та 28000 Так відповідно. На рис. 9.4 А показано, що молекули МНС II класу, як і I класу, є трансмембранними глікопротеїнами з цитоплазматичними «хвостами» і позаклітинними доменами, схожими на Ig; домени позначають α1, α2, β1 і β2.

Молекули головного комплексу гістосумісності ІІ класу також є членами суперродини імуноглобулінів. Як і молекул МНС I класу, до складу молекули МНС II класу входять варіабельні, або поліморфні (різні у різних алелів), і інваріабельні, або неполіморфні (загальні для всіх алелей), області. T-клітинна молекула CD4 прикріплюється до незмінної частини всіх молекул головного комплексу гістосумісності II класу.

Рис. 9.4. Різні зображення молекули головного комплексу гістосумісностіII класу

На вершині молекули МНС ІІ класу також є виїмка або порожнина, здатна зв'язуватися з пептидами (рис. 9.4, Б і В), яка структурно аналогічна порожнини молекули МНС І класу. Однак у молекулі головного комплексу гістосумісності II класу порожнина формується шляхом взаємодії доменів різних ланцюжків, а й р. На рис. 9.4, показано, що дно порожнини молекули МНС II класу складається з восьми β-складок, причому домени α1 і β1 утворюють по чотири з них кожен; спіральні фрагменти доменів α1 та β1 формують кожен по одній стінці порожнини.

На відміну від порожнини молекули МНС I класу порожнину молекули головного комплексу гістосумісності II класу відкрита з обох сторін, що дозволяє пов'язувати більші білкові молекули. Таким чином, порожнина молекули МНС II класу може пов'язувати пептиди, довжина яких варіює від 12 до 20 амінокислот у лінійному ланцюжку, при цьому кінці пептиду виявляються за межами порожнини. На рис. 9.4 Г показано, що TCR взаємодіє не тільки з пептидом, пов'язаним з молекулою МНС II класу, але і з фрагментами самої молекули головного комплексу гістосумісності II класу.

Пептиди, які зв'язуються з різними молекулами МНС II класу, також повинні мати певні мотиви (послідовності); оскільки довжина пептидів у разі більш варіабельна, ніж в пептидів, які можуть прикріплюватися до молекули МНС I класу, мотиви чаші розташовуються у центральній області пептиду, тобто. там, що відповідає внутрішній поверхні порожнини молекули головного комплексу гістосумісності II класу.

Р.Койко, Д.Саншайн, Е.Бенджаміні

ГОУ ВПО Тверська ГМА МОЗ Росії Кафедра клінічної імунології з алергологією

ГОЛОВНИЙ КОМПЛЕКС ГІСТОСУМІСНОСТІ

Навчально-методичний посібник із загальної імунології. Твер 2008.

Продукти

Навчально-методична розробка для практичних занять із загальної імунології для студентів 5 курсу лікувального та педіатричного факультетів, а також для клінічних ординаторів та лікарів, які цікавляться питаннями імунології.

Складена доцентом Ю.І.Будчановим.

Завідувач кафедри, професор О.О.Михайленко Методичну рекомендацію затверджено на цикловій методичній комісії ТДМА п

Мотивація Імуногенетика - новий, важливий розділ імунології. Знання системи гістосумісності

необхідно у трансплантології, а й у розумінні регуляції імунної відповіді, і взаємодії клітин при імунному відповіді. Визначення HLA-антигенів використовується в судовій медицині, популяційно-генетичних дослідженнях та у вивченні гена схильності до захворювань.

1. Студент повинен знати: А. Будова HLA-системи людини.

Б. HLA антигени І, ІІ класів та їх роль у міжклітинних взаємодіях. В. Поняття генотипу, фенотипу, гаплотипу.

Г. Значення HLA типування в медицині.

Д. Взаємозв'язок HLA-антигенів та низки захворювань людини. 2. Студент повинен вміти:

Застосувати отримані знання з імуногенетики у клінічній практиці.

Запитання для самопідготовки на тему заняття:

1. Поняття про гени та антигени гістосумісності. HLA система людини. Номенклатура, генна організація (гени класів І, ІІ, ІІІ).

2. Антигени класів I та III, їх роль у міжклітинних взаємодіях, у поданні антигенуТ-лімфоцитів, у феномені подвійного розпізнавання.

3. Концепція HLA фенотипу, генотипу, гаплотипу. Особливості наслідування.

4. Методи дослідження та типування HLA системи: серологічні, клітинноопосередковані, генні (полімеразна ланцюгова реакція, зонди ДНК).

5. Практичні аспекти типування антигенів HLA. HLA у популяціях, біологічне значення.

6. HLA та захворювання людини, механізми асоціації.

ЛІТЕРАТУРА ДЛЯ САМОПІДГОТОВКИ

1. Хаїтов Р.М., Ігнатьєва Г.А., Сидорович І.Г. Імунологія. Норма та патологія. Підручник - 3-тє

вид., М., Медицина, 2010. - 752 с. - [С.241 - 263].

2. Хаїтов Р.М. Імунологія: підручник для студентів медичних вишів. - М.:ГЕОТАР-Медіа, 2006. - 320с. - [С. 95 - 102].

3. Білозеров Є.С. Клінічна імунологія та алергологія.А-Ата., 1992, с. 31-34.

4. Зарецька Ю.М. Клінічна імуногенетика. М., 1983.

5. Методична технологія. 6. Лекція.

додаткова література

Коненков В.І. Медична та екологічна імуногенетика. Новосибірськ, 1999 р. Ярилін А.А. Основи імунології. М., 1999, с. 213-226.

Алексєєв Л.П., Хаїтов Р.М. HLA та медицина. Зб. Сучасні проблеми алергології, імунології та імунофармакології. М., 2001, с. 240-260.

ЧИ ЗМОЖЕТЕ ВИ ВІДПОВІДІТИ?

(Впишіть вдома. Самоконтроль дозволить виявити важкі питання для обговорення. На занятті Ви перевірите правильність відповідей, доповніть їх. Постарайтеся самостійно знайти відповіді та покажіть, що Вам це під силу.)

1. У якій парі хромосом локалізується головний комплекс гістосумісності у людини? …………… .

2. На клітинах яких органів та тканин містяться трансплантаційні? …………антигени

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

3. Що означає скорочення HLA? ………………………………………………………………………….

………………………………………………………………………………………… .

4. На яких клітинах не виявляються антигени HLA? ……………………….…

…………………………………………………………………………………………. .

5. З яких локусів, сублокусів складається ГКГС: I клас ……..……… II клас ………………………………

III клас …………………………………….. .

6. Чи продукти генів якого класу ГКГС не експресуються на мембрані клітин? ……………………… .

7. Які клітини необхідно виділити виявлення HLA II класу? ………………..…………………… .

8. Якими методами виявляють антигени HLA? ……………………………………………………………

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

9. У типованого пацієнта виявлено 6 можливих антигенів HLA-A, HLA-B, HLA-C. Як називається така ситуація? …………………………… .

10. Який антиген гістосумісності часто зустрічається у хворих з анкілозуючим спондилітом?

…………………….. .

11. Які гени входять HLAв класу III? ………………………………..……………………………

…………………………………………………………………………………………… .

12. З яких кіл складаються антигени HLA класу I? ………………….

13. З яких кіл складаються антигени HLA класу II? …………………

14. Цитотоксичний лімфоцит (CD8) розпізнає чужорідний пептид у комплексі з HLA якого класу?

…………………………. .

15. Th (CD4+) розпізнає чужорідний антиген, презентований дендритною клітиною або макрофагом у комплексі з HLA якого класу? …..………

Які можливі комбінації еритроцитарних антигенів у дитини, якщо ізоантигенний склад

еритроцитів
Батька: AO, NM, ss, dd, Cc, Ee,		а матері: AB, MM, SS, DD, Cc, EE.
Виберіть правильну відповідь.
	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
Напишіть ще один правильний варіант відповіді ___, ___, ___, ___, ___, ___.			А більше можете?
Скільки? …………. .

Довідкові та теоретичні матеріали

Головний комплекс гістосумісності - ГКГС (англ. МНС - Major Histocompatibility Complex) являє собою систему генів, що контролюють синтез антигенів, які визначають гістосумісність тканин при пересадках органів та індукують реакції, що викликають відторгнення трансплантатів. Поверхневі структури цитомембрани клітин, що індукують реакції

відторгнення, отримали назву антигенів гістосумісності, А гени, що їх кодують, були названі генами гістосумісності - Н-генами (Histocompatibility). Відкриття антигенів гістосумісності послужило основою розвитку трансплантаційної імунології.

Надалі було доведено, що головний комплекс гістосумісності є

основною генетичною системою, що визначає функціонування імунної системи,

насамперед Т-системи імунітету. ДКГС регулює імунну відповідь, кодує здатністьрозпізнавати «своє» і «чуже», відкидати чужорідні клітини, здатність синтезувати ряд

Зовсім не виявляються класичні антигени системи HLA в жировій тканині та на еритроцитах, а також на нейронах та клітинах трофобласту.

		СХЕМА РОЗМІЩЕННЯ ГЕНІВ СИСТЕМИ HLA
		НА 6 ХРОМОСОМІ




DP LMP TAP DQ DR		C2 Bf C4b C4a TNF

У людини головна система гістосумісності отримала назву HLA-система (Human Leukocyte Antigens). Це система генів, що контролюють синтез антигенів гістосумісності. Вона складається з трьох регіонів, розташованих на короткому плечі 6-ї хромосоми. Ці регіони звуться: клас 1, клас 2, клас 3 (клас I, клас II, клас III). До складу регіону входять гени чи локуси. У назві кожного HLA-гена є буквене позначення локусу (А, В, С) і порядковий номер, наприклад: HLA-A3, HLA-B27, HLA-C2 і т.д. Однойменне позначення мають і антигени, що кодуються геном. У локусі D виявлено 3 сублокуси (DP, DQ, DR). (Дивися схему розташовану вище). У затвердженому списку ВООЗ налічується 138 антигенів HLA. (Однак використання ДНК-типування, тобто можливості вивчати самі гени, призвело до виявлення буквально останніми роками понад 2000 алелів).

До I класу відносяться HLA - А, -В та -С локуси. Ці три локуси головного комплексу гістосумісності людини контролюють синтез трансплантаційних антигенів, які можна визначити серологічними методами (CD – Serological Determined). Молекули антигенів HLA I класу складаються з 2 субодиниць: α- та β-ланцюгів (дивися малюнок). Тяжкий або α-ланцюг складається з 3 позаклітинних фрагментів – доменів α1, α2 та α3 (екстрацелюлярні домени), невеликої ділянки, що належить клітинній мембрані (трансмембранна ділянка) та внутрішньоклітинний фрагмент (цитоплазматична ділянка). Легкий ланцюг – β2-мікроглобулін, нековалентно пов'язаний з α-ланцюгом, а з мембраною клітини не пов'язаний.

Домени α1 і α2 утворюють поглиблення, в якому може розташовуватися пептид (ділянка антигену) завдовжки 8-10 амінокислот. Це поглиблення називають пептидзв'язуючий клефт(Від англ cleft).

(До нових антигенів HLA класу I відкритим нещодавно відносяться антигени MIC та HLA-G. Про них мало що відомо в даний час. Необхідно відзначити HLA-G, який називають некласичними, виявлено тільки

на поверхні клітин трофобласта і він забезпечує імунологічну толерантність матері до антигенів плода.)

Регіон класу 2 (D-регіон) системи HLA складається з 3 сублокусів: DR, DQ, DP, що кодують трансплантаційні антигени. Ці антигени відносять до розряду антигенів, що виявляються клітинноопосередкованими методами, а саме реакцією змішаної культури лімфоцитів (англ. mixed lymphocyte culture - MLC). Останнім часом виділені ще локуси HLA-DM, -DN, а також гени ТАР та LMP (не експресовані на клітинах). Класичними є DP, DQ, DR.

Червоним кольором показаний пептид, що презентується.

Нещодавно були отримані антитіла, за допомогою яких вдається ідентифікувати антигени DR та DQ. Тому антигени другого класу нині визначаються як клітинноопосередкованими методами, а й серологічно, як і і антигени HLA 1 класу.

Молекули HLA 2-го класу є гетеродимерними глікопротеїдами, що складаються з двох різних ланцюгів α і β(дивися малюнок). Кожен ланцюг містить по 2 позаклітинних домени α1 та β1 на N-термінальному кінці, α2 та β2 (ближче до мембрани клітини). Є ще трансмембранна та цитоплазматична ділянки. α1 та β1домени формують поглиблення, яке може пов'язувати пептиди довжиною до 30 амінокислотних залишків.

Білки МНС-ІІ експресовані не на всіх клітинах. HLA молекули II класу у великій кількості присутні на дендритних клітинах, макрофагах та В-лімфоцитах, тобто. на тих клітинах, які взаємодіють із Т-лімфоцитами-хелперами під час імунної реакції, за допомогою

HLA молекул II класу

Т-лімфоцити

значної кількості

антигенів 2-го класу, але при стимуляції мітогенами, ІЛ-2

починають експресувати молекули HLA 2-го класу.

Необхідно

відзначити,

всі 3 види інтерферонів

значно посилюють

експресію

молекул HLA 1-го

на клітинній мембрані різних клітин. Так

γ-інтерферон в

значною мірою посилює експресію молекул 1-го класу на Т-і В-лімфоцитах, але також на клітинах злоякісних пухлин (нейробластом і меланом).

Іноді виявляється вроджене порушення експресії молекул HLA 1-го чи 2-го класів, що призводить до розвитку синдрому голих лімфоцитов». Хворі з такими порушеннями страждають на недостатність імунітету і часто гинуть у дитячому віці.

Регіон III класу містить гени, продукти яких безпосередньо залучені до імунної реакції. Він включає структурні гени для компонентів комплементу С2 та С4, Bf (пропердиновий фактор) та гени фактора некрозу пухлин – ФНП (TNF). Сюди входять гени, що кодують синтез гідроксилази. Таким чином, продукти HLA-генів 3 класу не експресовані на клітинній мембрані, а вони знаходяться у вільному стані.

HLA-антигенний склад тканин людини визначають алельні, гени що стосуються кожного з локусів, тобто. на одній хромосомі може бути лише по одному гену кожного локусу.

Відповідно до основних генетичних закономірностей кожен індивідуум є носієм не більше двох алелей кожного з локусівві сублокусів (по одному на кожній із парних аутосомних хромосом). У гаплотипі (набір алелей на одній хромосомі) присутній по одному алелі кожного сублокусів HLA. При цьому, якщо індивід гетерозиготен по всіх алелях HLAкомплексу, у нього при типуванні (A, B, C, DR, DQ, DP - сублокусів) виявляється не більше дванадцяти HLA антигенів. Якщо індивід гомозиготен за деякими антигенами, у нього виявляється менше антигенів, проте це число не може бути менше 6.

Якщо у типованого суб'єкта виявлено максимально можливу кількість антигенів HLA, це отримало назву full house (повний будинок антигенів).

Спадкування HLA-генів відбувається за кодомінантним типом, при якому у потомства в

Найбільш багаті на антигени HLA – лімфоцити. Тому виявлення цих антигенів проводиться саме у лімфоцитах. (Згадайте, як виділити із периферичної крові лімфоцити).

Молекули антигенів HLA-A, -B, -C становлять близько 1% білків поверхні лімфоцитів, що приблизно дорівнює 7 тис. молекул.

Одним з найбільш значних досягнень в імунології стало виявлення центральної ролі, яку відіграє МНС ссавців та людини у регуляції імунної відповіді. У строго контрольованих експериментах було показано, що той самий антиген викликає імунну відповідь різної висоти в організмів з різним генотипом, інакше, той самий організм може бути реактивним по-різному по відношенню до різних антигенів. Гени контролюють таку високоспецифічну імунну відповідь, названі Ir-генами (Immune response genes). Вони локалізовані у сфері 2-класу системи HLA людини. Ir-генний контроль реалізується через систему лімфоцитів.


Центральним		клітинного	взаємодії			імунному	від'являєтеся
взаємодія		молекулами HLA,		експресованими				поверхні
антигенпредставляють клітин,		репрезентують		для розпізнавання		чужорідний		антигенний
пептид, та антиген-розпізнавальним рецептором – TCR (T-cell receptor)					на поверхні Т-лімфоциту
хелпер. При	одночасно		розпізнаванням		чужорідного			відбувається

розпізнавання власних антигенів HLA.

Т-лімфоцит хелпер (CD4+) розпізнає чужорідний антиген лише в комплексі поверхневими молекулами ГКГС 2 класу антигенпредставляють клітин.

Цитотоксичні лімфоцити (Т-ефектори, CD8+) розпізнають антиген,

наприклад, вірусної природи, в комплексі з молекулою HLA I класу клітини мішені. Екзогенні антигени є молекулами HLA II класу,

ендогенні – молекулами І класу.

(Таким чином, процес розпізнавання чужорідного обмежує власними HLA-антигенами. Це і є концепція «подвійного розпізнавання» або «розпізнавання зміненого свого».)

Важлива роль системи HLA полягає також у тому, що вона контролює синтез факторів комплементу, що залучаються як класичний (С2 і С4), так і альтернативний (Bf) шляхи активації комлементу. Генетично обумовлений дефіцит цих компонентів комплементу, може спричинити схильність до інфекційних та аутоімунних захворювань.

Практичне значення HLA-типування. Високий поліморфізм робить систему HLA чудовим маркером у популяційно-генетичних дослідженнях та вивченні генетичної схильності до захворювань, але водночас створює проблеми у підборі пар донор – реципієнт при трансплантації органів та тканин.

Популяційні дослідження, проведені у багатьох країнах світу, виявили характерні відмінності у розподілі HLA антигенів у різних популяціях. Особливості розподілу HLA-

Антигени використовуються в генетичних дослідженнях для вивчення структури, походження та еволюції різних популяцій. Наприклад, грузинська популяція, що відноситься до південних європеоїдів, має подібні риси HLA-генетичного профілю з грецькою, болгарською, іспанською популяціями, що вказують на спільність їхнього походження.

Типування HLA-антигенів широко використовується у судово-медичній практиці для виключення чи встановлення батьківства, спорідненості.

Зверніть увагу на зв'язок деяких захворювань із наявністю в генотипі того чи іншого HLA-антигену. Це з тим, що HLA широко використовується вивчення генетичних основ схильності до захворювань. Якщо раніше не передбачалося, наприклад, що захворювання на розсіяний склероз має спадкову основу, то в даний час завдяки вивченню зв'язку з системою HLA факт спадкової схильності твердо встановлений. Використовуючи


	системою HLA, для деяких захворювань визначено також спосіб наслідування.
Наприклад,	анкілозуючий		спондиліт		аутосомно-домінантний		успадкування,
гемохроматоз та вроджена адреналова гіперплазія – аутосомно-рецесивний. Завдяки дуже
	асоціації	анкілозуючого		спондиліта		антигеном HLA-B27, HLA-типування

використовується в діагностиці ранніх та неясних випадків цього захворювання. Виявлено генетичні маркери інсулінзалежного цукрового діабету.

ПРАКТИЧНА РОБОТА

Визначення антигенів HLA «у донорів»

Типування тканинних антигенів проводять за допомогою набору сироваток, що складається з 50 і більше антилейкоцитарних сироваток (сироватки жінок, що багато народжували, що дають від 10 до 80% позитивних реакцій з лейкоцитами плода, або сироватки добровольців, імунізованих.

людськими	лейкоцитами, що містять			певні SD-антигени.		Сироватки
багаторожалих жінок, в результаті природної імунізаціїHLA-антигенами чоловіка під час
вагітності, містять у ряді випадків антитіла до HLA у досить високому титрі.).
Серологічно		антигени		гістосумісності		визначають
лімфоцитотоксичного		тесту (англ.	lymphocytotoxicity test).				називають
мікро лімфоцитотоксичним			використання		постановці		мікрооб'єм
інгредієнтів.

Принцип його заснований на взаємодії HLA-молекул на поверхні лімфоцитів обстежуваної людини зі специфічними анти-HLA-антитілами та комплементом, що призводить до загибелі клітин. Загибель клітин визначається за звичайного світлового мікроскопування після фарбування вітальними барвниками.

Суспензії лімфоцитів змішують з антисироваткою до певного антигену (HLA-B8, HLA-B27 і т.д.), інкубують 1 годину при 25°С, додають комплемент і знову інкубує 2год при 37°С, а потім додають трипановий синій або еозин. У разі присутності в лімфоцитах антигену, відповідного антитілам, що містяться в сироватці, антитіла в присутності комплементу пошкоджують мембрану лейкоцитів, фарба проникає в їхню цитоплазму і вони забарвлюються в синій або червоний колір (якщо використовувався еозин).

Які клітини будуть забарвлені при HLA-типуванні?

На підставі результатів типування встановлюють ступінь сумісності донора та реципієнта та можливість трансплантації органу або тканини між ними. Донор і реципієнт повинні бути сумісні за еритроцитарними антигенами АВО і Rh, лейкоцитарними антигенами системи HLA. Однак на практиці важко буває підібрати повністю сумісних донора та реципієнта. Селекція зводиться до підбору найбільш відповідного доно. Трансплантація можлива за

несумісності по одному з антигенів HLA, але на тлі значної імуносупресії. Підбір оптимального співвідношення антигенів гістосумісності між донором та реципієнтом значно продовжує життя трансплантата.

На занятті будуть продемонстровані планшети HLA для типування лейкоцитів. Згадайте, як отримати чисту суспензію лімфоцитів із клітин периферичної крові. Подумайте, як захистити вміст лунок від висихання у процесі постановки реакції? Як утворюються сироватки для HLA типування?

В даний час можуть використовуватися для типування комплемент, що фіксують моноклональні антитіла (МАТ). Вони використовуються як у мікролімфоцитотоксичному тесті, так і в реакції імунофлуоресценції. Облік реакції можливий як люмінісцентною мікроскопією, і з допомогою проточного цитофлуориметра.

		сучасний метод		визначення HLA-генів ДНК-типування. Він
заснований на різних варіантах полімеразної ланцюгової реакції (ПЛР) та молекулярної гібридизації.
	цих методів		полягає в	накопичення необхідного	аналізу значного
кількості			її полімеризації та у використанні, комплементарних зондів
аналізованим ділянкам ДНК. Причому однією з переваг ДНК-типування є те, що не
потрібна наявність життєздатних лімфоцитів, а використовується ДНК будь-яких клітин. Але ж
ДНК може зберігатися роками та десятиліттями. Для реакції необхідні,					дорогі

олігонуклеотидні зонди, праймери.

Застосування молекулярно-генетичного методу – ДНК-типування дозволило значно розширити уявлення про поліморфізм раніше відомих генетичних локусів системи HLA-A, B, C, DR, DQ, DP. Крім того, відкрито нові гени, зокрема TAP, DM, LMP та інші. Відкриті гени HLA класу I - E, F, G, H, але функція їх продуктів поки неясна. На грудень 1998 р. число ідентифікованих алелей генів HLA-комплексу склало 942. А на 31 грудня 2000 було виявлено молекулярно-генетичним ДНК-типіруванням 1349 алелей і їх виявлення продовжує зростати.

НОВА НОМЕНКЛАТУРА HLA. Як зазначалося, молекули HLA 1 класу складаються з α- і β-ланцюгів. Причому поліморфною є тількиα-це .п'Алельні варіанти генів, що кодують, отримали в новій номенклатурі чотиризначне найменування (наприклад, HLA-A0201 замість раніше застосовуваного позначення HLA-A2 , причому методами молекулярної біології встановлено12 (!) нових субтипів цього антигену (нових алельних варіантів2), але А0202, А0203 ... до А0212). У HLA-B27 встановлено 9 алельних варіантів специфічності і лише частина з них асоційована з анкілозуючим спондилітом (це, природно, підвищує їхню прогностичну цінність).

Ефективність трансплантації алогенних нирок (за результатами річної виживання в центрах трансплантології, що перейшли на селекцію донорів на основі молекулярно-генетичного

координаційного центру органного донорства та інститутом імунології.

Ще більш вражаючі дані, отримані за останні 2-3 роки в ході проведення національних (насамперед у США) та міжнародних програм з пересадки алогенного, «неспорідненого» кісткового мозку. Завдяки переходу селекції пар донор-реципієнт на -ДНК типування та створення банку HLA-генотипованих донорів, що включає 1,5 млн. осіб, річну виживання пересадженого кісткового мозку вдалося підвищити 10с -20% до 70-80% (!). У свою чергу, це призвело до того, що кількість трансплантацій кісткового мозкувід неспоріднених донорів у США (де нині налічується найбільше генотипованих донорів і реципієнтів) у період із 1993 по 1997 р. зросла більш ніж 8 раз.Приголомшливий

ефект від пересадок неспорідненого кісткового мозку досягнуто виключно за рахунок підбору повністю HLA сумісних пар донор-реципієнт ДНК-типіруванням.

Нижче наводиться витяг з книги академіка Р.В.Петрова «Я чи не я: Імунологічні мобілі». М., 1983. – 272 с.

«…Отримуючи 1930 року Нобелівську премію, у своїй урочистій лекції з цього приводу Карл Ландштейнер говорив, що відкриття нових антигенів у клітинах людських тканин буде

теоретичний інтерес. Воно знайшло серед інших практичних застосувань судово-медичне застосування.

Уявіть таку ситуацію: необхідно визначити приналежність плями крові. Чия ця кров – людини чи тварини? Немає необхідності пояснювати, що така ситуація найчастіше стосується криміналістики. І вирішення завдання найчастіше стає відповіддю на найголовніші питання слідства. Відповісти на нього можна лише за допомогою імунних сироваток. Ні за яким

іншим показникам розрізнити кров людини та, наприклад, собаки неможливо. Мікроскопічні чи біохімічні методи дослідження безсилі.

Судові медики мають в арсеналі своїх засобів набір імунних сироваток різної специфічності: проти білків людини, коня, курки, собаки, корови, кішки тощо. Досліджувана пляма змивають, а потім ставлять реакції преципітації. У цьому використовують весь набір імунних сироваток. Яка сироватка викликає преципітацію, тому виду тварини чи людині належить кров досліджуваної плями.

Припустимо, судовий експерт робить висновок: «Ніж забруднений кров'ю людини». А підозрюваний у вбивстві каже: «Так. Але то моя кров. Нещодавно цим ножем я порізав свій палець». Тоді експертиза продовжується. На столі криміналістів з'являються антисироватки проти груп крові та до HLA-антигенів. І імунологія знову дає точну відповідь: кров відноситься до групи АВ, містить фактор М, резус-негативний, антигени гістосумісності такі і т.д. Ситуація остаточна

Пояснюється. Отримана характеристика повністю збігається з антигенною характеристикою підозрюваного крові. Отже, він сказав правду, це справді його кров.

Зупинимося ще однієї ситуації, що має величезне моральне звучання. Уявіть собі, що війна чи інше лихо розлучили батьків із дітьми. У дітей загубилися прізвища та імена. Невже не можна знайти свою дитину серед інших? Адже антигени еритроцитів та HLA передаються у спадок. І якщо у батька та матері немає фактора, хто його не може бути і у дитини. І навпаки, якщо обоє батьків належать до групи А, то дитина не може мати групу крові або АВ. Так само і за HLA-антигенами. Причому дуже висока достовірність».

Встановлення справжності останків членів царської сім'ї Миколи II проводилося саме так, за допомогою ДНК типування.

наприклад, в Англії, до питань визначення батьківства ставляться особливо ретельно. Але там це найчастіше пов'язане не з війною. Суворі закони про батьківство пояснюються суворими законами про спадкоємців та права спадкування капіталів, титулів, прав, привілеїв.

Уявіть лорда, який оголошує своїм спадкоємцем юнака, якого народила не його дружина. Тоді може виникнути потреба довести, що юнак його син. Або раптом з'являється джентльмен, який оголошує себе незаконнонародженим сином і, отже, спадкоємцем мільйонера. Можливо, це правда, але, можливо, цей джентльмен – аферист. Питання вирішує аналіз антигенів батьків та дітей».

Розподіл HLA-антигенів виявився різним у представників різних рас національностей. З 1966 р. інтенсивне дослідження структури антигенів тканинної сумісності з ініціативи ВООЗ почало проводитися в усіх країнах світу. Незабаром карта світу виявилася покритою імунологічними ієрогліфами, що показують, де і в якому поєднанні зустрічаються антигени.

HLA. Тепер, мабуть, немає необхідності подібно до Тура Хейєрдала споряджати експедицію на човні, щоб довести міграцію населення з Південної Америки на острови Полінезії. Достатньо поглянути на сучасний атлас поширення HLA антигенів і з упевненістю сказати, що в обох цих географічних регіонах є загальні генетичні маркери.

Поліморфізм класичних HLA - антигенів, що виявляються серологічними та клітинно-опосередкованими методами

На цитоплазматичних мембранах практично всіх клітин макроорганізму виявляються антигени гістосумісності. Більшість із них належить до системиголовного комуплексу гістосумісності, або МНС(Аббр. від англ. Main Hystocompatibility Complex).

Антигени гістосумісності відіграють ключову роль у здійсненні специфічного розпізнавання «свій-чужий»і індукції набутої імунної відповіді.Вони визначають сумісність органів та тканин при трансплантації в межах одного виду, генетичну рестрикцію (обмеження) імунного реагування та інші ефекти.

Велика заслуга у вивченні МНС як явища біологічного світу належить Дж. Доссе, П. Догерті, П. Гореру, Г. Снеллу, Р. Цинкернагелю, Р. В. Петрову, які стали основоположниками імуногенетики.

Вперше МНС було виявлено у 60-х роках XX ст. у дослідах на генетично чистих (інбредних) лініях мишей при спробі міжлінійної пересадки пухлинних тканин (П. Горер, Г. Снелл). У мишей цей комплекс отримав назву Н-2 і був картований у 17 хромосомі.

У людини МНС було описано трохи пізніше у роботах Дж. Доссе. Його позначили як HLA (Аббр. від англ.Human Leukocyte Antigen ), оскільки він асоційований із лейкоцитами.

БіосинтезHLAвизначається генамилокалізованими відразу в декількох локусах короткого плеча 6-ї хромосоми.

МНС має складну структуру та високу поліморфність. За хімічною природою антигени гістосовметимості є глікопротеїди, міцно пов'язані з цитолазматической мембраною клітин. Їхні окремі фрагменти мають структурну гомологію з молекулами імуноглобулінів і тому ставляться до єдиного суперродини.

Розрізняють два основних класи молекул МНС.

Умовно прийнято, що МНС I класу індукує переважно клітинну імунну відповідь.

МНС II класу-гуморальний.

Основні класи об'єднують безліч подібних структурі антигенів, які кодуються безліччю алельних генів. При цьому на клітинах індивідууму можуть експресуватися не більше двох різновидів продуктів кожного гена МНС, що важливо для підтримки гетерогенності популяційної і виживання як окремої особини, так і всієї популяції в цілому.

МНСIкласускладається з двох нековалентно пов'язаних поліпептидних ланцюгів з різною молекулярною масою: важкого альфа-ланцюга та легкого бета-ланцюга. Альфа-ланцюг має позаклітинну ділянку з доменною будовою (al-, a2- та аЗ-домени), трансмембранну та цитоплазматичну. Бета-ланцюг є бета-2-мікроглобуліном, який «налипає» на аЗ-домен після експресії альфа-ланцюга на цитоплазматичній мембрані клітини.

Альфа-ланцюг має високу сорбційну здатність по відношенню до пептидів. Ця властивість визначається al-і а2-доменами, що формують так звану «щілину Бьоркмана» - гіперваріабельну ділянку, відповідальну за сорбцію та презентацію молекул антигену. «Щілина Бьоркмана» МНС I класу містить нанопептид, який у такому вигляді легко виявляється специфічними антитілами.

Процес формування комплексу МНС I класу-антиген протікає внутрішньоклітинно безперервно.

До його складу включаються будь-якіендогенно синтезовані пептиди,зокрема вірусні. Комплекс спочатку збирається в ендоплазматичному ретикулумі, куди за допомогою особливого білка, протеосоми,переносяться пептиди з цитоплазми. Включений в комплекс пептид надає структурної стійкості МНС I класу. За його відсутності функцію стабілізатора виконує Шаперон(калнексин).

Для МНС I класу характерна висока швидкість біосинтезу – процес завершується за 6 годин.

Цей комплекс експресуютьсяна поверхні практично всіх клітин,крім еритроцитів (у без'ядерних клітинах відсутнітвуєбіосинтез) та клітин ворсинчастого трофобласту («профілактика» відторгнення плода). Щільність МНС I класу досягає 7000 молекул на клітину і вони покривають близько 1% її поверхні. Експресія молекул помітно посилюється під впливом цитокінів, наприклад -інтерферону.

В даний час у людини розрізняють понад 200 різних варіантів класу HLAI. Вони кодуються генами, картованими у трьох основних сублокусах 6-ї хромосоми і успадковуються та виявляються незалежно: HLA-A, HLA-B та HLA-C. Локус А поєднує більше 60 варіантів, В - 130, а С - близько 40.

Типування індивідуума за HLA I класу проводиться на лімфоцитах серологічними методами - реакції мікролімфоцитолізу зі специфічними сироватками. Для діагностики використовують поліклональні специфічні антитіла, що виявляються в сироватці крові жінок, що багато народжували, пацієнтів, які отримували масивну гемотрансфузійну терапію, а також моноклональні.

Враховуючи незалежне успадкування генів сублокусів, у популяції формується нескінченна безліч неповторних комбінацій HLAI класу. Тому кожна людина суворо унікальна за набором антигенів гістосумісності, виняток становлять лише однояйцеві близнюки, які абсолютно схожі за набором генів.

Основна біологичеська роль HLAIкласуполягає в тому, що вони визначають біологічну індивідуальність («біологічний паспорт»)і є маркерами «свого» для імунокомпетентних клітин. Зараження клітини вірусом чи мутація змінюють структуруHLAIкласу. Міститьчужорідні чи модифіковані пептиди молекула МНСIкласу має нетипову дляданого організму структуру і є сигналом для активації Т-кілерів (СО8 + -лім-фоцити). Клітини, що відрізняються заIкласу,знищуються як чужорідні.

МНС 1 –для полегшення розпізнавання внутрішньоклітинної інфекції

У структурі та функції МНСIIкласу є низка важливих відмінностей.

По-перше, вони мають складнішу будову. Комплекс утворений двома нековалентно пов'язаними поліпептидними ланцюжками (альфа-ланцюг і бета-ланцюг), що мають подібну доменну будову. Альфа-ланцюг має одну глобулярну ділянку, а бета-ланцюг – дві. Обидва ланцюги як трансмембранні пептиди складаються з трьох ділянок - позаклітинної, трансмембранної та цитоплазматичної.

По-друге, «щілина Бьоркмана» в МНС II класу утворена одночасно обома ланцюжками. Вона містить більший за розміром олігопептид (12-25 амінокислотних залишків), причому останній повністю «ховається» всередині цієї щілини і в такому стані не виявляється специфічними антитілами.

По-третє, МНС II класу включає у собі пептид, захоплений із позаклітинного середовищашляхом ендоцитозу,а чи не синтезований самої клітиною.

По-четверте, МНСIIкласу експресіїється на поверхні обмеженого числаклітин: дендритних, В-лімфоцитах, Т-хел-перах, активованих макрофагах, опасистих, епітеліальних та ендотеліальних клітинах. Виявлення МНС II класу на нетипових клітинах в даний час розцінюється як імунопатологія.

Біосинтез МНС II класу протікає в ендоплазматичному ретикулумі, димерний комплекс, що утворюється, потім вбудовується в цитоплазматичну мембрану. До включення до нього пептиду комплекс стабілізується шапероном (калнексином). МНС II класу експресується на мембрані клітини протягом години після антигену ендоцитозу. Експресія комплексу може бути посилена γ-інтерфероном і знижена простагландином Е г

За наявними даними, людському організму властивий надзвичайно високий поліморфізм HLA II класу, який переважно визначається особливостями будови бета-ланцюга. До складу комплексу входять продукти трьох основних локусів: HLA DR, DQ та DP. При цьому локус DR об'єднує близько 300 алельних форм, DQ – близько 400, a DP – близько 500.

Наявність та тип антигенів гістосумісності ІІ класу визначають у серологічних (мікролімфоцитотоксичний тест) та клітинних реакціях імунітету (змішана культура лімфоцитів, або СКЛ). Серологічне типування МНС II класу виробляють на В-лімфоцитах з використанням специфічних антитіл, що виявляються в сироватці крові жінок, що багато народжували, пацієнтів, які отримували масивну гемотрансфузійну терапію, а також синтезованих методами генної інженерії. Тестування в СКЛ дозволяє виявити мінорні компоненти МНС II класу, які не визначаються серологічно. Останнім часом все частіше застосовують ПЛР.

Біологічна роль МНСIIкласу надзвичайно велика. Фактично цей комплекс бере участь у індукції придбаного ниммунної відповіді.Фрагменти молекули антигену експресуються на цитоплазматичній мембрані особливої групи клітин, яка отримала назву антигенпрезентуючих клітин (АПК). Це ще вужче коло серед клітин, здатних синтезувати МНС II класу. Найбільш активною АПК вважається дендритна клітина, потім - В-лімфоцит та макрофаг.