bg‑blue

Antygeny zgodności tkankowej

Antygeny zgodności tkankowej, zwane również antygenami transplantacyjnymi, są glikoproteinami. Tworzą one zespół białek odpowiedzialnych za prezentację antygenów limfocytom T, zwany głównym układem zgodności tkankowej (MHC, ang. major histocompatibility complex). Nazwa ta wynika z faktu, że antygeny te zostały odkryte jako pierwsze i są najważniejszymi białkami decydującymi o utrzymaniu się lub odrzuceniu przeszczepu. Geny kodujące te białka leżą na chromosomie 6 i odznaczają się największym polimorfizmempolimorfizm genetycznypolimorfizmem spośród wszystkich poznanych dotychczas genów. Cząsteczki MHC dzielą się na trzy klasy, które różnią się między sobą budową i pełnioną funkcją.

Ważne!

Ludzkie MHC nazywane są ludzkimi antygenami leukocytarnymi (HLA, ang. human leukocyte antigens).

Ciekawostka

Odkrywcą antygenów zgodności tkankowej jest amerykański genetyk George Davis Snell, który prowadził badania nad odrzucaniem przeszczepu skóry u myszy.

bg‑cyan

MHC klasy I

MHC klasy I występują na wszystkich jądrzastych komórkach organizmu. Uczestniczą w jego obronie przez patogenami, które wniknęły do komórek. Zbudowane są z dwóch łańcuchów: lekkiego (beta‑mikroglobulina) oraz ciężkiego. Oba łańcuchy połączone są ze sobą wiązaniem niekowalencyjnym. Łańcuch ciężki składa się z trzech domen zewnątrzkomórkowych tworzących pętle (alfa1, alfa2, alfa3), fragmentu przechodzącego przez błonę komórkową i części wewnątrzplazmatycznej. Domeny zewnętrzne charakteryzują się polimorfizmem. Zaangażowane są one w tworzenie rowka stanowiącego miejsce, w którym umieszczany jest antygen (składający się z 8 do 10 aminokwasów) prezentowany limfocytom T cytotoksycznym (Tc). Limfocyty Tc rozpoznają rowek razem z umieszczonym w nim peptydem. Jeśli jest to białko patogenu, który wniknął do komórki, limfocyt Tc zabija zakażoną komórkę razem z patogenem.

R14oGm6sHoIac1
Ilustracja przedstawia MHC klasy I. Na dole ilustracji jest błona komórkowa zbudowana z części hydrofobowej i hydrofilowej. Nad błoną jest struktura zbudowana z czterech różniących się kolorami owali. Układają się w kształt kwadratu, ale dolny owal po prawej stronie jest oderwany do reszty. To β 3 - mikroglobulina. Pozostałe owale to: na górze po prawej stronie a 1 , po lewej stronie u góry α 2 , pod nim leży α 3 . Wewnętrz struktur alfa i wewnątrz struktury beta znajduje się struktura przypominająca nić. Pomiędzy alfą 1 i 2 nić tworzy małe zagłębienie, które opisano jako rowek stanowiący miejsce wiązania peptydu. Białka MHC klasy I tworzą wiązania z peptydami pochodzącymi z degradacji antygenów białkowych wewnątrzkomórkowych (białek własnych oraz patogenów wewnątrzkomórkowych). Nić z alfy 3 wychodzi i spiralną częścią przechodzi przez błonę komórkową.
MHC klasy I.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Ważne!

Łańcuch lekki MHC I jest identyczny u wszystkich ludzi.

bg‑cyan

MHC klasy II

MHC klasy II występują na komórkach prezentujących antygen limfocytom T pomocniczym (Th). Są to między innymi komórki dendrytyczne i makrofagi. MHC klasy II zbudowane są z dwóch łańcuchów: łańcucha alfa oraz łańcucha beta, połączonych wiązaniem niekowalencyjnym. Każdy z łańcuchów ma dwie domeny zewnątrzkomórkowe (alfa1 i 2 oraz beta1 i 2), fragment mocujący w błonie komórkowej i fragment wewnątrzkomórkowy. Domeny zewnętrzne alfa1 i beta1 charakteryzują się polimorfizmem i tworzą rowek stanowiący miejsce przyczepu dla antygenów (peptydy składające się z ponad 20 aminokwasów) prezentowanych limfocytom Th. Antygeny te pochodzą z substancji, które zostały wchłonięte przez komórki prezentujące antygeny limfocytom. Jeśli prezentowany peptyd zostanie rozpoznany jako obcy, komórka nie jest zabijana. Zamiast tego następuje aktywacja limfocytu Th, który wpływa na różne procesy odpornościowe, np. pobudza limfocyty B do produkcji przeciwciał.

R16nokXZwH4o11
Ilustracja Ilustracja przedstawia MHC klasy II. Na dole ilustracji jest błona komórkowa zbudowana z części hydrofobowej i hydrofilowej. Nad błoną jest struktura zbudowana z czterech różniących się kolorami owali. Owale, zaznaczone różnymi kolorami, łączą się po dwa w pionie. Po prawej stronie α1 (na górze) łączy się z α2 (na dole). Po lewej stronie β1 (na górze) łączy się z β2 (na dole). W strukturach tych są elementy przypominające nici. Nici na dole wychodzą poza obręb struktur i przyjmując kształt spirali przechodzą przez błonę komórkową. Pomiędzy strukturami alfa 1 i 2 oraz beta 1 i 2 jest przerwa - to rowek stanowiący miejsce wiązania peptydu. Białka MHC klasy II tworzą wiązania z peptydami pochodzącymi z degradacji antygenów białkowych patogenów zewnątrzkomórkowych.
MHC klasy II.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
bg‑cyan

MHC klasy III

MHC klasy III nie wykazują podobieństwa do MHC I i MHC II. Stanowią one różnorodną grupę cząsteczek uczestniczących w reakcjach zapalnych.

bg‑blue

Funkcja MHC

Znaczenie ochronne

Najważniejszą funkcją pełnioną przez MHC I jest obrona organizmu przed patogenami. Cząsteczki te wiążą i prezentują antygeny limfocytom T. Jednak, niektóre wirusy (m.in. adenowirusyadenowirusyadenowirusy) zdolne są do hamowania ekspresji MHC I przez co unikają odpowiedzi układu odpornościowego. Z kolei MHC II wyłapują i prezentują substancje znajdujące się w środowisku komórki. Wchłonięta substancja jest cięta w endosomachendosomyendosomach, a następnie zostaje przyłączona do MHC. Utworzony kompleks MHC‑antygen prezentowany jest limfocytom Th, co przyczynia się do rozwoju swoistej odpowiedzi odpornościowej.

Znaczenie medyczne

Druga ważna funkcja MHC związana jest z procesem odrzucania przeszczepu. Ze względu na siłę immunogenną cząsteczek, ich niezgodność jest bardzo szybko identyfikowana. Im większa niezgodność pomiędzy transplantowanym organem a MHC biorcy tym większe prawdopodobieństwo odrzucenia przeszczepu.

Ważne!

Przyjęcie przeszczepu warunkowane jest tolerancją immunologiczną na antygeny tkanek – pełna zgodność tkankowa występuje wtedy, gdy antygeny tkanek, w tym antygeny krwi dawcy i biorcy, są identyczne (u bliźniąt jednojajowych) lub bardzo podobne.

bg‑blue

Przeszczep narządów

R1cp3brnBk9l41
Chirurg trzymający serce do przeszczepu.
Źródło: Adrian Wressell, Heart of England NHS FT, Wellcome Collection, licencja: CC BY 4.0.

Każdy z nas ma indywidualny zestaw antygenów, który przekazuje kolejnym pokoleniom. Dlatego przy dokonywaniu przeszczepów dawcy narządu poszukuje się najpierw wśród osób spokrewnionych z chorym, aby uzyskać jak największą zgodność tkankową.

Gdy przeszczep odbywa się w obrębie tego samego organizmu (tzw. przeszczep autogeniczny) lub dotyczy bliźniąt jednojajowych, u których występuje ten sam zestaw antygenów transplantacyjnych (tzw. przeszczep izogeniczny), mamy do czynienia z podobnymi lub takimi samymi układami zgodności tkankowej. Sprawia to, że szanse na przyjęcie przeszczepu wynoszą 100%.

Natomiast w przypadku przeszczepów allogenicznych dawca, należący do tego samego gatunku, ma odmienne antygeny zgodności tkankowej. Aby zmniejszyć ryzyko odrzucenia takiego przeszczepu, pacjentowi podaje się leki immunosupresyjneleki immunosupresyjneleki immunosupresyjne, które okresowo blokują reakcje odpornościowe organizmu. Powoduje to obniżenie odporności u pacjenta, który staje się bardziej narażony na ataki czynników chorobotwórczych. Taka osoba powinna zachować szczególną ostrożność w kontaktach z osobami chorymi zakaźnie.

Słownik

adenowirusy
adenowirusy

rodzina kulistych wielościennych wirusów o genomie zbudowanym z dwuniciowego DNA; adenowirusy są chorobotwórcze dla człowieka, niektórych ssaków oraz ptaków; u dzieci wywołują zakażenia i choroby układu oddechowego (ok. 10% zapaleń płuc) i pokarmowego (gorączkowe zapalenie jelit), zapalenie spojówek i rogówki oraz są ważnym czynnikiem zakażeń szpitalnych

antygeny
antygeny

struktury makrocząsteczkowe (najczęściej glikoproteiny) rozpoznawane przez limfocyty, indukujące odpowiedź immunologiczną i reagujące z produktami tej odpowiedzi: uczulonymi limfocytami i/lub przeciwciałami

antygeny zgodności tkankowej
antygeny zgodności tkankowej

zespół antygenów charakteryzujących indywidualność immunologiczną organizmu (u człowieka antygeny MHC klasy I i II), występujących na powierzchni jego komórek

endosomy
endosomy

pęcherzyki, wakuole lub cysterny ograniczone pojedynczą błoną śródplazmatyczną, tworzące się w procesie endocytozy i występujące w komórkach eukariotycznych

leki immunosupresyjne
leki immunosupresyjne

leki hamujące różne etapy procesu immunogenezy (immunosupresja), obejmującego dojrzewanie, różnicowanie, zdolności rozpoznawcze i reaktywność poszczególnych rodzajów komórek odpornościowych biorących udział w odpowiedzi immunologicznej

limfocyty
limfocyty

komórki układu immunologicznego występujące przede wszystkim w narządach i grudkach limfatycznych oraz we krwi obwodowej (limfocyty krążące), należące do leukocytów agranulocytarnych

polimorfizm genetyczny
polimorfizm genetyczny

występowanie w populacji więcej niż jednej wersji danego genu (allelu) w danym locus z częstością większą niż 1%; polimorfizm jest efektem zmian pojedynczego nukleotydu występujących w sekwencji DNA

przeszczep
przeszczep

metoda ratowania życia i zdrowia polegająca na przeszczepianiu chorym osobom komórek, tkanek lub narządów pobranych z organizmu dawcy