Sistema HLA Nomenclatura actual Rol biológico Antígenos Clase I y II.

Transcripción

1 Sistema HLA Nomenclatura actual Rol biológico Antígenos Clase I y II. BQ. Alejandra Arenas C. Sección Histocompatibilidad Subdepto. Enfermedades no Transmisibles

2 Complejo Mayor de Histocompatibilidad(MHC) MHC de la traducción de los términos ingleses "Major Histocopatibility Complex sistema genético que codifica las moléculas MHC o HLA (Human Leukocyte Antigens) que inducen y regulan la respuesta inmune especifica e intervienen en el proceso de rechazo de tejidos trasplantados. MHC fue descubierto en 1937 por Peter Gorer al realizar estudios de trasplante en ratones de distintas cepas y lo denomino: Complejo H-2 Jean Dausset en 1952 observo, por vez primera, una aglutinación de los glóbulos blancos de una persona por el suero de otra, inmunizada por transfusiones previas de diversa procedencia. En 1958 observó y describió en la superficie de los glóbulos blancos unas estructuras proteicas en forma de antena, capaces de provocar la aparición de un anticuerpo que se fija a ellas de forma específica, lo llamo antígeno Mac (HLA-A2)

3 Región Génica del MHC Ocupa un segmento de 3600kb en el brazo corto (p) del Cromosoma 6 (6p p21.32) Brazo corto

4 Genes MHC Clase I Clase IA (clásicas): sus productos son moléculas HLA -A, -B, -C presentes en todas las células nucleadas y plaquetas, se caracterizan por ser muy polimorficas. Clase IB (no clásicos): HLA-E, -F, -G HLA-E presentes en la mayoría de las células, interactúan con receptor inhibidor NKG2A de células Natural Killer (NK). HLA-F se expresan en células de amígdalas, bazo y timo, se unen a receptores inhibidores presentes en células NK HLA-G expresadas en trofoblasto fetal y epitelio tímico, no son polimorficos. HLA-G1, G2, G3 y G4 se expresan unidas a membrana celular, HLA-G5, G6 y G7 son solubles. Inhiben al sistema inmune de la madre para proteger al feto.inhibiendo la accion de NK 7 genes MIC (A-G): su expresión es reducida, son poco polimorficos y solo se expresan MIC A y MIC B. Se encuentran solo en ciertos tejidos: timo, hígado, intestino y placenta. Interactúan con células Natural Killer (NK).activandolas por unión al receptor NKG2D.

5 Genes MHC Clase II Clase II: sus productos son moléculas HLA-DR, -DP, -DQ Su expresión esta restringida a células del sistema inmune: linfocitos B, macrófagos, células dendríticas, linfocitos T activados. También codifican para HLA-DM,-DO HLA-DM y DO regulan la unión de péptidos a HLA-DR,-DQ, DP 2 grupos de genes no HLA: TAP1 y TAP2 codifican moléculas transportadoras de péptidos antigenicos en retículo endoplasmico RE. LMP2 y LMP7 sus productos forman parte del proteasoma (complejo enzimático intracelular que cataboliza proteínas en péptidos)

6 Varios loci de Clase III: Genes MHC Clase III 3 para moléculas del complemento ( C2, C4, Bf ) C2 y C4 son componentes de la vía clásica Bf ( Factor B ) es regulador de la vía alterna del complemento. Proteínas del sistema inmune TNFα y TNFβ (Factor de Necrosis Tumoral) HSP 70 (Heat Shock Protein)

7 Estructura de las moléculas HLA clase I Una cadena de 43kDa, con tres dominios α extra citoplasmáticos: α1, α2 y α3 un dominio intracelular y una región transmembrana. β2-microglobulina, unida en forma no covalente a la cadena α, estabiliza la molécula. Bolsillo formado por las α- hélices, donde se ubica el péptido antigénico.

8 Estructura de las moléculas HLA clase II Constituidos por 2 cadenas polipeptídicas 1-cadena α de ~ 34 kd 1-cadena β de ~ 29 kd Ambas poseen dos dominios extracelulares, α1,α2-β1,β2; un dominio intracelular y una region transmembrana. Las cadenas α y β se sintetizan independientemente, se asocian de modo no-covalente El bolsillo esta conformado por α1 y β1

9 Bolsillo de unión a péptidos Cadena-a Cadena a Péptido b2-m Péptido cadenab En estado de reposo las moléculas HLA están unidas a péptidos propios. Cuando el organismo es atacado por un agente extraño, se expresan péptidos provenientes de las proteínas extrañas en las APC. MHC clase I presenta péptidos de 8-10 amino ácidos MHC clase II presenta péptidos de >13 amino ácidos

10 Las moléculas HLA clase I unen péptidos cortos 8-10 aa. Pueden unir péptidos distintos, pero estos presentan una secuencia especifica para cada alelo. Tienen importancia los aa en posición 2 y 9 denominados puntos de anclaje a determinados residuos del bosillo. Los aa 3 al 8 quedan en medio de la cavidad e interactúan con el receptor de los linfocitos T (TCR)

11 Las moléculas HLA clase II unen un péptido de > tamaño 12 a 34 aa. En el bolsillo el péptido queda unido por su secuencia central los aa 2 o 4 y 9 son los que se anclan, quedando los extremos libres. 4 D ASPARTICO E GLUTAMICO 9 Y TIROSINA L LEUCINA P PROLINA T TREONINA F FENILALANINA

12 Característica de la unión péptido-molécula HLA Un solo sitio de unión DIFERENTES PEPTIDOS cada HLA-I: péptidos con ALTA AFINIDAD La unión entre péptido y molécula HLA es Promiscua Molécula HLA puede unirse a muchos péptidos distintos Algunos péptidos pueden unirse a varias moléculas HLA Restricciones en la unión Péptido HLA Tamaño del péptido: HLA - I 8 a 10 aa. HLA - II variable 12 a 34 aa. Residuos de anclaje: HLA - I 2º y 9º HLA - II 2ºo 4º y 9º

13 Distribución tisular de las moléculas HLA HLA clase I todas las células nucleadas y plaquetas. Pero: En algunas localizaciones su expresión es mínima o incluso nula: Glándulas de Bruner duodenales, Trofoblasto Neuronas del SNC. HLA clase II su expresión es más restringida: Macrófagos en sus diversas localizaciones, Células dendríticas que actúan como células presentadoras de antígenos (APC) Monocitos, Linfocitos B Linfocitos T y células NK activados

14 Expresión de moléculas HLA Clase II Públicos o super tipicos Para la expresión de HLA- DR se expresan los genes DRA que codifica la cadena α y al menos 1 gen DRB para la cadena β. La cadena α puede unirse a las cadenas β codificadas por genes DRB1,DRB3,DRB4 y DRB5 dando origen a HLA-DR unión entre DRA α y DRB1 β1 HLA-DR 51 unión DRA α Y DRB5 β5 HLA-DR 52 unión DRA α Y DRB3 β3 HLA-DR 53 unión DRA α Y DRB4 β4 La presencia de éstas especificidades públicas depende de la especificidad de DRB1

15 Especificidades públicas o Súper típicos Moléculas HLA clase I Todas las moléculas HLA-B se agrupan en dos familias de súper típicos Bw4 y Bw6. Bw4 y Bw6 no son codificadas por otros genes, sino que residen en un epitope único en cada molécula HLA- B, en los residuos 80 al 83 de la α hélice del dominio α1. Bw4 residuos aminoacidicos 80 IALR 83 Bw6 residuos aminoacidicos 80 NLRG 83 Estas secuencias se han conservado durante la evolución.

16 Características genéticas del Poligénico MHC Varios genes del sistema MHC clase I y clase II codifican diferentes tipos de moléculas con la misma funcion. Polimórfico El MHC posee diferentes loci y un gran número de alelos diferentes para cada uno de ellos. A mayor cantidad de alelos, mayor posibilidad de unir distintos péptidos a las moléculas HLA amplia respuesta inmune mediada por linfocitos T, contra cualquier agente patógeno, aumentando el número de linfocitos T específicos. Los genes del MHC son los más polimórficos.

17 Región génica MHC DM DP b a a b LMP/TAP DQ DQ α β b1 DR 3 DR 4 5 a B C A MHC Clase II Clase III MHC Clase I Poligenia CLASE I: 3 tipos de moleculas HLA-A, -B, -C CLASE II: 3 tipos de moleculas HLA-DP, -DQ, -DR. 3 genes extra DRB, se pueden expresar en algunos individuos

18 Polimorfismo del MHC Cada variante polimórfica es llamada alelo En la población se han identificado más de 4633 alelos MHC Alelos Clase I:3269 (A-B-C) Alelos Clase II: 1190 (DR-DQ-DP) N A le lo s A B C N Alelos DRA DRB DQA1 DQB1 DPA1 DPB1 Datos de: IMGT / HLA Database European Bioinformatics Institute 2010

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20 Haplotipo 1 Haplotipo 2 Los genes de la región del CMH están muy próximos entre sí, lo que implica que los genes que codifican para cada una de las moléculas se van a transmitir ligados. A cada combinación particular de alelos producto de esos genes, presentes en un cromosoma individual se conoce como Haplotipo

21 Los genes del MHC son los más polimórficos del genoma y se expresan en forma codominante en cada individuo. Cada persona expresa todos los alelos del MHC heredados de ambos padres. Se heredan en forma mendeliana

22 Herencia moléculas HLA Forma en la que se Heredan los haplotipos de padres a hijos

23 Función biológica de moléculas HLA Presentación de péptidos a los linfocitos T 1- Presentación de péptidos extraños a los linfocitos T Las moléculas HLA clase I y II presentan péptidos derivados de proteínas presentes en diferentes compartimentos celulares y por lo tanto distintos tipos de patógenos. El polimorfismo de las moléculas HLA garantiza que los microorganismos no puedan evadir la respuesta inmune en la población. 2- Presentación de péptidos propios a los linfocitos T Clave para la auto tolerancia inmune.

24 Función de las moléculas HLA Moléculas HLA clase I: - su rol se asocia a la presentación de péptidos antigénicos, principalmente de origen endógeno, a LT CD8+. Unión a dominio alfa 3. - Respuesta citotóxica.

25 Función de las moléculas HLA Moléculas HLA Clase II: CÉLULA PRESENTADORA DE ANTÍGENOS Molécula Clase II del MHC - Su rol es el de presentar péptidos antigénicos, principalmente de origen exógeno, a LT CD4+. Unión a dominio beta 2. - Respuesta humoral y celular. CÉLULA T CD4*

26 Las moléculas HLA presentan los péptidos en la superficie celular a linfocitos T Los linfocitos T Citotóxicos reconocen los péptidos virales unidos a moléculas MHC Clase I y se produce la lisis celular Los linfocitos T Helper reconocen los péptidos unidos a moléculas MHC Clase II y activa a los linfocitos B

27 Presentación de péptidos Las APC activadas migran a los ganglios y presentan antígenos a los linfocitos T. Los linfocitos T buscan en la superficie de las APC el antígeno unido a moléculas MHC Linfocitos T CD8 HLA clase I Linfocitos T CD4 HLA clase II Los linfocitos T se adhieren a la APC mediante el receptor de linfocitos T (TCR). La unión del TCR al complejo Péptido - MHC en presencia de moléculas co estimuladoras produce: Expansión clonal Diferenciación en linfocitos T efectoras antígeno específicas Reingresan en la circulación y migran al lugar de la infección

28 Presentación moléculas clase I Vía Endógena o biosintética:. Las proteínas tumorales o virales son presentados por moléculas HLA clase I formando Complejo péptido- HLA clase I de vida media corta (~10 horas), a los TCR de los linfocitos T CD8. Se forma un complejo Péptido-HLA clase I-TCR que induce al linfocito T citotóxico a destruir las células tumorales o infectadas por virus por citotoxicidad directa.

29 Vía exógena. Procesamiento del antígeno. Moléculas HLA clase II se unen a proteínas extracelulares internalizadas mediante la unión a un receptor específico de la superficie celular o mediante vía pinocitosis.

30 Presentación Moléculas Clase II Vía Exógena o endocítica -Complejo péptido - HLA clase II: vida media larga (>100 horas). -Las moléculas HLA clase II presentan péptidos procedentes de antigenos extracelulares a los receptores de los linfocitos T CD4+ -Se forma un complejo Péptido-HLA clase II-TCR que induce al linfocito T Helper a iniciar y regular la respuesta humoral.

31 El complejo Péptido-HLA clase II TCR CD 4+ que induce al linfocito T Helper a iniciar y regular la respuesta humoral.

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33 Vías de alo reconocimiento Las APC del donante migran a los ganglios y estimulan a los Linfocitos T del receptor Las APC del receptor procesan y presentan péptidos derivados del órgano trasplantado Reconocimiento Directo Reconocimiento Indirecto

34 Reconocimiento de aloantígenos por Vía Directa CPA Donante Linfocitos T del receptor Aloantígenos Vía Indirecta Presentación Linfocitos T receptor Procesamiento endógeno MHC I MHCII Ag. Donante LT CD8 LT CD4 CPA receptor MHC II- Péptido Ag Receptor LT CD4

35 Nomenclatura HLA - Identifica las moléculas HLA indicando con una letra el locus, seguida de un número que identifica la especificidad del antígeno. - Algunos antígenos se dividieron en subtipos, los cuales son diferentes desde el punto de vista genético y serológico. Los cuales además, segregan de forma independiente en la población. HLA- A 25 (10) Locus: A Antígeno: (10) Subtipo: 25

36 Nomenclatura HLA El desarrollo de las técnicas moleculares y la secuenciación de los genes del sistema HLA, permitió identificar variantes del antígeno. Ej.- A*25:01 A*25:02 Locus: A ( * ) Indica que fue definido molecularmente Especificidad serológica original: 25 Variante: 01 DRB1*01:03 Alelo codificado por el gen B1 de la región DR. 01: grupo de alelos relacionados estructuralmente. 03: variante

37 HLA Alleles org 2012

38 Gracias