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Resumen de MHC - Inmunología...

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MHC - Inmunología

Inmunología

SEMINAR SEMINARIO IO 4. MHC Y SUS APLICA APLICACIONES. CIONES. El Complejo Mayor de Histocompatibilidad (MHC) son moléculas que se encuentran en la superficie de casi todas las células de los tejidos de un individuo (células presentadoras de Ag o APC). Cumplen con la función de presentar al Sistema Inmune aquellos antígenos extraños que pueden generar infecciones a las células que se encargan de defender al organismo (Linfocitos T CD4+ y CD8+). Este hecho conecta la inmunidad

H L A h e r e

innata con la adquirida.

d a

El MHC se descubrió como un locus genético cuyos productos eran responsables del rechazo agudo de injertos tisulares que

d o s

se realizaban entre cepas consanguíneas de ratones. En una cepa consanguínea no hay rechazo al injerto y en cepas diferentes sí. La capacidad para reconocer un injerto como

d

propio o extraño es hereditario (genes de histocompatibilidad). A estos genes se les llamó HLA. Dependiendo del tipo de especie, hablamos de un complejo u otro. Todos los vertebrados tienen MHC. Sin embargo, para ratones es H-2, SLA para cerdo, ELA para caballo, DLA para perros y HLA para seres humanos. El HLA de humanos se encuentra en el cromosoma 6.

Propiedades del HLA. La función esencial es mostrar los antígenos a las células responsables de la respuesta inmune. El sistema HLA permite la discriminación de lo propio y extraño; aunque quien de verdad determina si el péptido es propio es el linfocito. El sistema es universal: todos los vertebrados lo tienen y está presentado en todas las células nucleadas. Tiene más de 100 alelos. El polimorfismo que genera ese cromosoma es enorme. Está en el brazo corto del cromosoma 6. Los dos tipos de HLA (de clase I y II) son codificados dando lugar a dos

grupos

de

proteínas

estructuralmente

diferentes

pero

homólogas. La HLA de clase I presenta péptidos que reconocen los linfocitos T CD8+. El HLA de clase II presenta péptidos que reconocen los linfocitos T CD4+.

Los genes del HLA se expresan de forma codominante en cada individuo. Es decir, cada persona expresa todos los alelos del

e a m b o s p a d r e s . D e c l a s e I , e

stán los subtipos de HLA A, B y C; y de clase II, los subtipos DP, DQ y DR. En un humano, se expresan 12 moléculas de HLA, seis de tipo 1 y seis de tipo 2; dos de cada tipo provenientes de los dos parentales.

Estr Estructur uctur uctura a de las moléculas de HLA. Todas las moléculas del HLA comparten características estructurales. 





Cada molécula de HLA consta de una hendidura extracelular, o surco, de unión a péptidos, seguida de un par de dominios Ig, y está anclada a la célula por dominios transmembranosos y citoplasmáticos. Los residuos de aminoácidos polimorfos (son los aminoácidos que varían entre los diferentes alelos del HLA) de las moléculas de HLA se localizan en el interior y en los alrededores de la hendidura. Los residuos polimorfos son los que hacen que la molécula se una a un linfocito T o B. Los dominios similares a las Ig no polimorfos de las moléculas de HLA contienen sitios de unión para las moléculas de los linfocitos T CD4+ y CD8+.

Estr Estructur uctur uctura a del HLA de c clase lase I. Se ancla a receptores de linfocitos T CD8+. 1

Tienen dos cadenas:





d

Cadena alfa o pesada (44-47 kDa) codificada por el gen de MHC del cromosoma 6. La cadena alfa tiene dos segmentos amino terminales alfa 1 y alfa 2, que forman la hendidura de unión a péptidos de clase I. Es un espacio lo suficientemente pequeño como para que las proteínas tengan que ser procesadas para generar fragmentos y unirse a la hendidura. Alfa 3 se pliega en un dominio Ig y actúa como punto de unión a CD8+. Cadena β2-microglobulina (12 kDa) no codificada por el gen MHC, pero esencial.

El HLA de clase I totalmente ensamblado es un heterodímero que consta de una cadena alfa, una cadena β2-microglobulina y un péptido antigénico unido. La expresión estable de la molécula sobre la superficie celular requiere de los tres componentes.

Estr Estructur uctur uctura a del HLA de c clase lase II. También tiene dos cadenas, ambas codificadas por genes del MHC:  Cadena alfa (32-34 kDa). 

Cadena beta (29-32 kDa).

Los segmentos amino terminales alfa 1 y beta 1 forman la hendidura de unión a péptidos. Los extremos de la hendidura de unión a péptidos están abierto, así que pueden entrar péptidos más grandes que los que entran en la hendidura de las moléculas MHC de clase I. Los segmentos alfa2 y beta 2 se

e gr a d a ci ó n d e n u e st ra s pr o pi a s c él

pliegan en dominios Ig. El punto de unión para CD4 es el bucle beta2.

ul a s,

El MHC de clase II totalmente ensamblado es un heterodímero que consta de cadena alfa, cadena beta y péptido antigénico unido. La expresión estable de la molécula sobre la superficie celular requiere de los tres componentes.

p or ej e

Características de la intera interacción cción del péptido de la interacciones péptido-HLA. Las moléculas del HLA muestran una gran especificidad para la unión a péptidos y su especificidad para el reconocimiento antigénico reside en gran medida en los receptores de antígeno de los linfocitos T. Cada molécula del HLA de clase I y II presenta una única hendidura de unión a péptidos que pueden albergar muchos péptidos diferentes. Si el péptido es extraño al organismo, el linfocito se replica. Sin embargo,

si

el

péptido

se

reconoce

como

propio

(por

m pl o) , el li nf o ci to s e a

ncla a él pero lo reconoce y no desencadena una respuesta inmune. El péptido no se reconoce por secuencia de aminoácido, si no por tamaño y estructura. Los péptidos que se unen a molécula del HLA comparten características estructurales que facilitan la interacción. La asociación de péptidos antigénicos y moléculas del HLA es una interacción saturable, de baja afinidad (Kd 10 -6) con una velocidad de asociación lenta y una velocidad de disociación muy lenta. Las moléculas del HLA de un individuo no discriminan entre los péptidos extraños y los propios.

Distribución de antígeno antígenos s HLA. Los de clase I, que se expresan en todas las células nucleadas, se unen a linfocitos T citotóxicos (CD8+). Estas células presentan solo 6 HLA. 2

Los de clase II, que se expresan en linfocitos B, células dendríticas y macrófagos, se unen a linfocitos T helper o colaboradores (CD4+).

Relación completa de antígenos HLA descritos hasta el momento en todo el mundo mundo.. 

De clase I tengo el tipo A (24 alelos); el tipo B (49 alelos); y el tipo C (9).



De clase II, hay 18 DR; 9 DQ; y 6 DP. C2 y C6 reconocen al mismo péptido y tienen la misma estructura.



Aplicaciones del MHC. 

Transplantes.



Diagnóstico de enfermedades. Determinación de la eficacia de un tratamiento. Pruebas de paternidad. Investigación policial.

  

¿Qué es un trasplante? Un trasplante es un tratamiento médico-quirúrgico complejo consistente en reemplazar uno o varios órganos o tejidos de un paciente enfermo por órganos o tejidos de un individuo sano. En algunos casos esta acción sirve para salvarle la vida, en otros para mejorar la calidad de vida o ambas cosas. El injerto es el órgano o tejido que se trasplanta. El huésped o receptor es el paciente que recibe el órgano o tejido; y el donante es el individuo que dona el órgano o tejido.

Tipos de trasplante. 1. Autólogo. Donante y receptor son la misma persona. Suele hacerse con pelo o piel. Sin problema de rechazo. 2. Singénico. Donante y receptor son gemelos idéntico univitelinos. Se evita totalmente el problema de rechazo. 3. Alogénico. Donante y receptor son de la misma especie, relacionados o no familiarmente. 4. Xenogénico. Donante y receptor son de diferente especie. Su uso en humanos es limitado (válvulas cardíacas porcinas a humanos).

Ór Órganos ganos más comúnmente tras trasplantados. plantados. Riñón, hígado, córneas, corazón, pulmón, páncreas, médula ósea.

Requerimientos de histocompa histocompatibilidad. tibilidad.

C a d a tr a s pl a nt e ti e n e s u p or c e nt aj e d e c o m p at ib ili d a d e s p e cí fi c o.

Para médula ósea se requiere un 100% de compatibilidad. Esto supone identidad en los HLA A, B, DR y DQ. Para riñón, corazón e hígado, por ejemplo, hace falta menos.

Requerimientos para un trasplante ex exitoso. itoso. A fin de minimizar el efecto de rechazo, en los trasplantes se tiene en cuenta la compatibilidad entre donante y receptor, teniendo en cuenta grupo sanguíneo y el sistema HLA. El grupo sanguíneo tiene que ser, para un trasplante, totalmente igual. El receptor debe recibir fármacos inmunosupresores, para evitar que el órgano sea reconocido como extraño y se produzca un rechazo. 3

cor al t del La pro cam

En el estudio de anticuerpos anti-HLA en los receptores, se analiza suero del receptor para ver anticuerpos contra otros HLA que no son el suyo propio, para evita que se ponga un órgano

contra

el

que

el

receptor

tengas

anticuerpos

preformados, no heredados genéticamente. Los anticuerpos

col hay ant hay hay

pueden haberse transmitido por transfusiones de sangre o por

Los

embarazo.

me

Problemas en el tr trasplante asplante por antígenos HLA.

de Mo

Los linfocitos T reconocen los antígenos del MHC/HLA. Ahora

per

sabemos que este reconocimiento es clave en el proceso de

dis

rechazo del nuevo tejido por las células inmunitarias. El tipaje

de

del HLA del donante y el receptor es clave para el éxito del

de

trasplante.

de

Se puede utilizar un método de serología en el que se estudian

pro os es una en

los sueros de receptor y donante, aunque solo se distinguen los

am

tipos de MHC de clase I. En él, se utilizan unas placas de

fra

Terasaki para identificar las HLA de cada persona por unión

de

antígeno-anticuerpo. Se estudian los tipos A, B y C (aunque éste

ext

no intervenga).

del

Tipificación o tipaje. ¿Cómo lo hacemos?

En

las

placas

de

Terasaki

se

tapizan

los

pocillos

con

anticuerpos. En aquellos pozos con células antigénicas a los anticuerpos se ven los resultados.

del fin am Se

Se parte de un tubo con sangre, de la que se extraen los

son

leucocitos separando la parte roja de la parte blanca y el suero

esp

por centrifugación en gradiente de densidad (ficoleo). Se diluye

par

la sangre al 1:2 con tampón, y después añado ficol, un

sub

compuesto

HL

muy

denso.

Por

gradiente

de

densidad,

los

componentes más ligeros se van al fondo del tubo, y los más

son

ligeros (suero) quedan arriba. Aparece también una fase

hib gen ban

intermedia de células mononucleares (donde están las células blancas). En cada placa hay un subtipo de HLA (A, B o C). En cada pocillo se colocan anticuerpos para

cada antígeno

diferente junto con las células extraídas del ficoleo. La unión del anticuerpo

al

antígeno

provoca

una

lisis

al

añadirse

el

complemento. Por lo tanto, aquellos pocillos donde hay lisis

calle de electroforesis. Sabemos entonces el alelo de los pacientes.

Pr Pruebas uebas cr cruzadas uzadas o crossmatc crossmatch h. El propósito de las pruebas cruzadas es detectar la presencia de antígenos HLA del presunto donante. En caso de estar presentes, los anticuerpos dan la señal al sistema inmune de que el receptor ha estado sensibilizado contra estos antígenos del donante y que por tanto está preparado para rechazar de manera enérgica cualquier injerto que los posea. Es una de las pruebas previas al trasplante y descartar el rechazo hiperagudo entre donante y receptor. Vamos a explicar el proceso. Se hace mediante una serología similar a la de las placas de Terasaki. Por un lado pongo las células del donante en una placa con tapizado de suero del receptor. Si hay unión antígeno-anticuerpo, esa célula del donante muere. Significa que no puede

4

trasplantarse el órgano. Las células lesionadas se tiñen con eosina o colorante fluorescente para poder ser visualizadas.

Rechaz echazo o de llos os trasplantes: mecanismos inmunológicos. El rechazo es la respuesta inmune de un receptor contra un injerto. Se produce cuando el sistema inmune del receptor

d a ñ o a c u

detecta en el injerto moléculas extrañas (diferencias genéticas). El rechazo destruye el injerto.

m ul at

Las principales dianas del rechazo son las moléculas de histocompatibilidad extrañas al receptor y las glicoproteínas del grupo sanguíneo.

iv o y

Tipos de rechazo.

el pr o gr e si v o.

Cuando hay un rechazo, ocurre por la unión de los anticuerpos del donante con las células del receptor. Las células T se activan y producen citoquinas; cada una con su función. En definitiva, en el rechazo agudo se produce una lesión vascular y del parénquima (tejido que rodea al órgano pero no pertenece a él). Este rechazo puede reducirse con fármacos.

Rechaz echazo o crónico del trasplante. Junto a los factores inmunológicos, otros factores pueden también contribuir al rechazo (mantenimiento de la causa que condujo a la lesión inicial, el tratamiento inmunosupresor que puede conllevar toxicidad…). Se mantiene un equilibrio entre el

Li ci y ef s se da de in os es



Limitaciones de la inmunosupresión generalizada. Toxicidad de los fármacos. Necesidad de administrar los fármacos indefinidamente. Inducen un estado de inmunodeficiencia secundaria lo que conlleva:  Mayor susceptibilidad a las infecciones.  



5





Aparición de algunos tipos de cáncer.

Infecciones por patógenos oportunistas como el citomegalovirus (tipo de herpes).

Diag Diagnóstico nóstico de enf enfer er ermedades. medades. Enfer Enfermedades medades Narcolepsia Espondilitis anquilopoyética Diabetes I Enfermedad celíaca Hemocromatosis Psoriasis Bechet

HLA DR2 B27 DR3/DR4 DQ2/DQ8 A3-B14 Cw6 B51

Para diferenciar entre enfermedades con síntomas similares.

Deter Determinación minación de la eficacia de un tratamiento tratamiento.. Por ejemplo, para los pacientes con HIV. El tratamiento con el fármaco Abacavir mejora a los pacientes que son HLA-B57.

Pr Pruebas uebas de pa pater ter ternidad. nidad. Mediante PCR. Solo se comparan A, B y DR.

In Inv vestigaciones policiales. A partir de una muestra biológica se extrae ADN y se hace una PCR. Los resultados se comparan con las PCR de los sospechosos.

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