COMPLEJO MAYOR DE HISTOCOMPATIBILIDAD UNIDAD DE INMUNOLOGÍA-MICROBIOLOGÍA USAC
Complejo Mayor de Histocompatibilidad CONCEPTO : E s u n c o n j un t o d e g e n e s ( l o c u s g e n é t i c o ) dispuestos d e n t r o d e un a t i r a c o n t í nu a l a r g a d e A D N e n e l b r a z o c o r t o d e l c r o m o s o m a 6 e n h u m a n o s y 1 7 e n r a t o n e s . L a s m o l é c u l a s d e l MHC s e d e n o m i n a n a s í p o r q u e e s e l sistema g e n é t i c o c o n m a y o r responsabilidad en el rechazo o compatibilidad d e l o s i n j e r t o s
COMPLEJO MAYOR DE H I S T O C O M P A T I B I L I D A D E l M H C e s c o d i f i c a d o p o r u n g r u p o d e g e n e s c u y o s p r o d u c t o s p a r t i c i p a n a c t i v a m e n t e e n los fenómenos de reconocimiento celular, diferencias entre lo propio y no propio e histocompatibilidad de transplantes.
COMPLEJO MAYOR DE H I S T O C O M P A T I B I L I D A D O r g a n i z a d o s e n t r e s r e g i o n e s e n e l cromosoma respectivo para codificar: M H C c l a s e I . M H C c l a s e II . M H C c l a s e III .
COMPLEJO MAYOR DE H I S T O C O M P A T I B I L I D A D MHC-I: Clásica s : HLA-A, HLA-B, HLA-C: cuya función consiste en la p r e s e n t a c i ó n d e a n t í g e n o s a l o s l i n f o c i t o s T C D 8 : No clásica: Ib: HLA-E, HLA-F, HLA-G, HLA-HIc: MICA, MICB, MIC a MICGId: CD1 (a, b, c, d, e). con funciones especializadas: no presentan antígenos a los linfocitos T, sino que se unen a receptores i n h i b i do r e s d e l a s c é l u l a s N K MHC-II: C l á s i c a s : H L A - D R , H L A - D P , H L A - D Q . q ue p r e s e n t a n p é p t i do s a l o s l i n f o c i t o s T C D 4 N o C l á s i c a s : I b : H L A - D M , H L A - D O . a cc e s o r i a s , c o n f u n c i o n e s intracelulares (no están expuestas en la membrana celular, sino en membranas internas, de los lisosomas); normalmente, cargan los p é p t i do s a n t i g é n i c o s s ob r e l a s m o l é c u l a s M H C - II c l á s i c a s
C o m p l e j o M a y o r d e Histocompatibilidad Sitio de unión al antígeno de la molécula de clase I. Estos genes se organizan en regiones que codifican d o s c l a s e s d e m o l é c u l a s : G e n e s d e M H C c l a s e I : c o d i f i c a n g l u c o p r o t e í n a s que se expresan en la superficie de casi todas las células nucleadas; la principal función de los productos de este gen, es la presentación de a n t í g e n o s p é p t i d o s a l o s l i n f o c i t o s T C D 8 +
Complejo Mayor de Histocompatibilidad Sitio de unión al antígeno de la molécula de clase II Genes de MHC clase II : codifican glucoproteínas q u e s e e x p r e s a n s o b r e t o d o e n c é l u l a s presentadoras de antígenos(macrófagos, células d e n d r í t i c a s y c é l u l a s B ) , d o n d e p r e s e n t a n péptidos antigénicos procesados a los linfocitos T C D 4 + .
Complejo Mayor de Histocompatibilidad Genes de MHC clase III : codifican, además de otros productos, varias proteínas secretadas que desempeñan funciones inmunitarias, inclusive c o m p o n e n t e s d e l s i s t e m a d e c o m p l e m e n t o y m o l é c u l a s r e l a c i o n a d a s c o n l a i n f l a m a c i ó n .
E s t r u c t u r a
Complejo Mayor de Histocompatibilidad L o s g e n e s d e l a r e g i ó n d e l C M H e s t á n m u y p r ó x i m o s e n t r e s í , l o q u e i m p li c a q u e l o s alelos que codifican para cada una de las v a r i a n t e s s e v a n a t r a n s m i t i r li g a d o s . A cada combinación particular de alelos de esos genes presentes en un cromosoma individual se conoce como haplotipo ( e j e m p l o H L A - D P 1 - DQ 2 - D R 7 - B 44 - C w 7 - A1 ) .
Complejo Mayor de Histocompatibilidad P r o p i e d a d e s d e l o s g e n e s d e l MHC L o s d o s t i p o s d e g e n e s d e l MHC p o li m o r f o s , d e n o m i n a d o s g e n e s d e l MHC d e l a c l a s e I y l a clase II, codifican dos grupos de proteínas con e s t r u c t u r a s d i s t i n t a s , p e r o h o m ó l o g a s . L a s m o l é c u l a s d e l MHC d e l a c l a s e I p r e s e n t a n p é p t i d o s y s o n r e c o n o c i d a s p o r l o s li n f o c i t o s T C D 8 + , y l a s c l a s e I I p r e s e n t a n p é p t i d o s a l o s linfocitos T C D 4 + .
Complejo Mayor de Histocompatibilidad Los genes del MHC son los más polimorfos del genoma L o s g e n e s d e l MHC s e e x p r e s a n d e f o r m a c o d o m i n a n t e e n c a d a i n d i v i d u o C a d a p e r s o n a e x p r e s a t o d o s l o s a l e l o s d e l MHC h e r e d a d o s d e a m b o s p a d r e s . P a r a e l i n d i v i d u o e s t o e l e v a a l m á x i m o e l nú m e r o d e moléculas del MHC disponibles para unirse a p é p t i d o s y p r e s e n t a r l o s a l o s li n f o c i t o s T .
Complejo Mayor de Histocompatibilidad ¿ Q u e s o n l a s m o l é c u l a s d e histocompatibilidad? Son p r o t e í n a s d e m e m b r a n a . H a y d o s c l a s e s d e m o l é c u l a s d e histocompatibilidad: C l a s e I C l a s e I I
Complejo Mayor de Histocompatibilidad M o l é c u l a s d e l MHC d e l a c l a s e I Constan d e d o s c a d e n a s p o li p e p t í d i c a s un i d a s d e forma no covalente: U n a c a d e n a α : d e 4 3 k D . E s t a f o r m a d a p o r tres dominios extracelulares denominados: α 1 , α 2 y α 3 , un a r e g i ó n t r a n s m e m b r a n a y un a pequeña cola citoplasmática. C odificada por el MHC .
Complejo Mayor de Histocompatibilidad β 2 - m i c r o g l o b u l i n a : d e 1 5 k D , e s t a un i d a a l d o m i n i o α 3 . N o c o d i f i c a d a p o r e l MHC . L o s d o m i n i o s α 1 y α 2 s o n l o s m á s e x t e r n o s a l a c é l u l a . E n t r e a m b o s s e f o r m a un a c a v i d a d d e n o m i n a d a h e n d i d u r a p e p t í d i c a , d o n d e s e alberga un péptido derivado de una proteína intracelular. D e b i d o a q u e a m b o s e x t r e m o s d e l a h e n d i d u r a están c e rr a d o s , s o l o p u e d e a l b e r g a r p é p t i d o s d e 8 a 1 aa .
Complejo Mayor de Histocompatibilidad L a m o l é c u l a d e l a c l a s e I t o t a l m e n t e ensamblada es un heterotrímero que consta de un a c a d e n a α , u n a β 2 - m i c r o g l o b u l i n a y u n p é p t i d o a n t i g é n i c o u n i d o , y l a e x p r e s i ó n e s t a b le d e l a s m o l é c u l a s d e l a c l a s e I s o b r e l a s u p e r f i c ie c e l u l a r r e q u i e r e l a p r e s e n c i a d e t r e s componentes del heterotrímero.
Complejo Mayor de Histocompatibilidad M o l é c u l a s d e l MHC d e l a c l a s e I I T i e n e un a e s t r u c t u r a t r i d i m e n s i o n a l . E s t á n c o m p u e s t a s p o r d o s c a d e n a s p o li p e p t í d i c a s a s o c i a d a s d e f o r m a n o covalente: U n a c a d e n a α : d e 3 2 a 3 4 k D . U n a c a d e n a β : d e 2 9 a 3 2 k D . A m b a s c a d e n a s e s t á n c o d i f i c a d a s p o r g e n e s polimorfos del MHC .
Complejo Mayor de Histocompatibilidad C a d a un a d e l a s c a d e n a s e s t á f o r m a d a p o r d o s d o m i n i o s e x t r a c e l u l a r e s : α 1 y α 2 d e l a c a d e n a α ; β 1 y β 2 d e l a c a d e n a β , un a r e g i ó n t r a n s m e m b r a n a y un a c o l a citoplasmática. α 1 y β 1 s o n l o s m á s e x t e r n o s y f o r m a n un a h e n d i d u r a p e p t í d i c a m a s a b i e r t a d o n d e s e albergan péptidos de mayor longitud, entre 13 y17 aa.
Complejo Mayor de Histocompatibilidad La molécula de la clase II totalmente ensamblada es un heterotrímero que consta d e un a c a d e n a α , u n a β y u n p é p t i d o antigénico unido , y la expresión estable de las m o l é c u l a s d e l a c l a s e I I s o b r e l a s u p e r f i c ie c e l u l a r r e q u i e r e l a p r e s e n c i a d e t r e s componentes del heterotrímero.
Complejo Mayor de Histocompatibilidad Todas las células del organismo, excepto los hematíes y el trofoblasto fetal, expresan m o l é c u l a s d e c l a s e I . L a s c é l u l a s p r e s e n t a d o r a s d e a n t í g e n o profesionales (ACP), células dendríticas, m a c r ó f a g o s y li n f o c i t o s B , e x p r e s a n m o l é c u l a s d e c l a s e II .
Complejo Mayor de Histocompatibilidad L a p r e s e n t a c i ó n d e p é p t i d o s d e r i v a d o s d e u n p a t ó g e n o p o r l a s m o l é c u l a s d e h i s t o c o m p a t i b ili d a d ( M H ) d e c l a s e I ll e v a a l a d e s t r u cc i ó n d e l m i s m o . P a r a e v i t a r q u e u n p a t ó g e n o p u e d a e v a d i r l a p r e s e n t a c i ó n antigénica, las MH de clase I y II son poligénicas y p o li m ó r f i c a s . Poligénicas : existen diversas versiones para cada c l a s e d e M H e n c a d a c é l u l a d e u n m i s m o individuo.
Complejo Mayor de Histocompatibilidad Polimórficas: p o r q u e p o s ee n u n g r a n nú m e r o (cientos) de variantes o alotipos, además c a d a un a d e l a s v a r i a n t e s e s t á e n un a frecuencia alta en la población. Se d e f i n e n c o n e l n o m b r e d e l a m o l é c u l a seguido de un número, ejemplo para HLA-A e x i s t e n A1 , A2 , A3 …
Complejo Mayor de Histocompatibilidad Propiedades de las moléculas del MHC . C a d a m o l é c u l a d e l MHC c o n s t a d e un a h e n d i d u r a e x t r a c e l u l a r , o s u r c o , q u e s e un e a péptidos seguida de un par de dominios similares a las inmunoglobulinas y esta a n c l a d a a l a c é l u l a p o r d o m i n i o s t r a n s m e m b r a n a r i o s y c i t o p l a s m á t i c o s .
Complejo Mayor de Histocompatibilidad IMPORTANCIA Están r e l a c i o n a d a s d i r e c t a m e n t e c o n e l r e c h a z o d e t r a s p l a n t e s d e t e ji d o s y ó r g a n o s . A c i e r t a s e n f e r m e d a d e s i n f e cc i o s a s ( a n e r g i a , sitios d e un i ó n c o n p a t ó g e n o s ) , y l a predisposición a l d e s a rr o ll o d e autoinmunidad. Son u n e l e m e n t o i m p o r t a n t e e n l a s p r u e b a s l e g a l e s d e p a t e r n i d a d .
PROCESAMIENTO Y P RE S E N T ACI Ó N D EL AN T Í G E N O A LOS LINFOCITOS T
GENERALIDADES L o s a n t i c u e r p o s p u e d e n r e c o n o c e r c o m o a n t í g e n o s a casi todos los tipos de moléculas biológicas tales como m e t a b o l i t o s i n t e r m e d i a r i o s s i m p l e s , a z ú c a r e s , l í p i d o s , h o r m o n a s ; a s í c o m o m a c r o m o l é c u l a s t a l e s c o m o hidratos de carbono complejos, fosfolípidos, ácidos nu c l e i c o s y p r o t e í n a s . PAPEL DE LOS LINFOCITOS FRENTE A LOS ANTÍGENOS PROTEICOS
Únicamente l a s m a c r o m o l é c u l a s s o n c a p a c e s d e e s t i m u l a r a l o s l i n f o c i t o s B p a r a q u e i n i c i e n l a s r e s p u e s t a s humorales. L o s l i n f o c i t o s T s o l o p u e d e n r e c o n o c e r p é p t i d o s q u e s e unen a moléculas de la superficie celular codificadas por MHC.
H a y d o s t i p o s d e a n t í g e n o s p r o t e i c o s A n t í g e n o s e n d ó g e n o s s e un e n a M H C Clase I y son reconocidos por células T CD8 ( LTC ). Importancia: defensa contra microorganismos intracelulares . Antígenos exógenos se unen a MHC Clase II y son reconocidos por células T CD4 . Importancia : defensa contra microorganismos extracelulares PAPEL DE LOS LINFOCITOS FRENTE A LOS ANTÍGENOS PROTEICOS GENERALIDADES
L a m a y o r í a d e l o s l i n f o c i t o s T r e c o n o c e n p é p t i d o s y n o o t r a s m o l é c u l a s . S o l o l o s p é p t i d o s s e un e n a l a m o l é c u l a s M H C . L o s l i n f o c i t o s T r e c o n o c e n d e t e r m i n a n t e s l i n e a l e s y n o r e c o n o c e n d e t e r m i n a n t e s c o n f o r m a c i o n a l e s d e l o s a n t í g e n o s p e p t í d i c o s . L o s L . B p u e d e n r e c o n o c e r determinantes conformacionales. L o s L . T . r e c o n o c e n a n t í g e n o s a s o c i a d o s a c é l u l a s porque MHC que los presentan están sobre células. L o s L T C D 4 y C D 8 r e c o n o c e n d e m a n e r a p r e f e r e n t e antígenos que se originan en los compartimentos e x t r a c e l u l a r e i n t r a c e l u l a r r e s p e c t i v a m e n t e . CARACTERÍSTICAS DEL RECONOCIMIENTO ANTIGÉNICO POR LOS LINFOCITOS T
A N T I G E N O S S E G Ú N C O M P A R T I M E N T O C E L U L A R E N Q U E S E DEGRADAN