Histokompatibilumo kompleksas (MHC): apibrėžimas ir imuninės funkcijos

Histokompatibilumo kompleksas (MHC): kas tai, kaip atpažįsta antigenus, suriša peptidus ir aktyvina T ląsteles — išsamus paaiškinimas apie MHC ir imuninės funkcijas.

Didysis histokompatibilumo kompleksas (MHC) – tai molekulė, dažniausiai glikoproteinas, esanti ląstelių paviršiuje, ypač imuninių ląstelių, pvz., baltųjų kraujo kūnelių. Šias molekules koduoja didelė ir labai įvairi visų stuburinių gyvūnų genų šeima. MHC molekulės atlieka pagrindinį vaidmenį imuninėje surveilansėje – jos pateikia peptidų fragmentus ląstelės paviršiuje, kad juos galėtų atpažinti imuninės sistemos ląstelės.

MHC molekulių funkcija yra aptikti svetimus antigenus ir taip signalizuoti apie infekciją ar kitą pavojų. Jos suriša patogenų peptidų fragmentus ant savo ląstelių paviršiaus. Po to šiuos fragmentus atpažįsta T ląstelės, kas yra būtina Adaptyvausio imuniteto veiklai: T ląstelės gali inicijuoti uždegiminį atsaką, aktyvuoti kitas imuniteto grandis arba sunaikinti infekuotas ląsteles.

MHC klasės ir jų pagrindinės savybės

• MHC I klasė – randama beveik visų branduolinių ląstelių paviršiuje. Suriša trumpus (paprastai 8–10 aminorūgščių) peptidus, dažnai kilusius iš ląstelės vidaus baltymų, pavyzdžiui, virusų baltymų. MHC I rodoma CD8+ T ląstelėms, kurios gali nužudyti infekuotas ląsteles.
• MHC II klasė – randama daugiausia profesionalių antigeną pateikiančių ląstelių (pvz., dendritinių ląstelių, makrofagų, B ląstelių). Suriša ilgesnius peptidus (dažniausiai 13–25 aminorūgščių) ir pateikia juos CD4+ T ląstelėms, kurios koordinuoja imuninį atsaką ir aktyvuoja kitų rūšių ląsteles.
• Kitų tipų ir homologo mechanizmai – kai kurios rūšys turi papildomas MHC atmainas; taip pat egzistuoja paveldimos ir evoliucinės variacijos tarp organizmų.

Peptidų apdorojimas ir pateikimo mechanizmai

• MHC I kelias: endogeniškai sintetinami baltymai (pvz., virusų baltymai) yra suskaidomi proteasomomis į peptidus; šie peptidai per TAP transporterius pateikiami į endoplazminį tinklą ir įkeliami į MHC I molekules prieš jų transportavimą į ląstelės paviršių.
• MHC II kelias: egzogeniniai antigenai yra fagocituojami ar endocituojami, suardomi endosomose/lysozomose, o peptidai sujungiami su MHC II vakuolėse (prieš tai MHC II komplektas saugomas su invariantiniu baltymu, kuris vėliau pašalinamas/keitimas CLIP fazėje).
• Kryžminis pateikimas: tam tikros antigeną pateikiančios ląstelės gali perkelti egzogeninius antigenus į MHC I kelią (svarbu antikūnų ir vėžinių atsakų tyrimuose).

Imuninė reikšmė ir klinikinė svarba

• Atpažinimas ir tolerancija: MHC molekulės yra būtinos, kad T ląstelės atpažintų antigenus. Teisingas MHC–T ląstelės sąveikos išmokimas thymuse užtikrina toleranciją prieš paties organizmo baltymus ir sumažina autoimuninius atsakymus.
• Transplantologija: MHC (žmogaus atveju HLA) polimorfizmas lemia persodinimo suderinamumą: skirtumai tarp donoro ir recipiento MHC padidina atmetimo riziką.
• Polimorfizmas ir genetika: MHC genai yra vieni iš labiausiai polimorfiškų genų žmogaus genomu; ši įvairovė suteikia populiacijai didesnį gebėjimą atpažinti skirtingus patogenus.
• Infekcijos, autoimuninių ligų ir vakcinų dizainas: tam tikri MHC aleliai susiję su didesne ar mažesne rizika susirgti tam tikromis ligomis. Vakcinų kūrime svarbu suprasti, kurie peptidų epizodai yra gerai pateikiami populiacijos MHC alelėse.
• NK ląstelės ir „missing‑self“: NK ląstelės stebi MHC I išraišką; sumažėjusi MHC I ekspresija (pvz., virusų poveikis arba tam tikros vėžio ląstelės) gali sukelti NK ląstelių aktyvaciją ir žudymą.

Santrauka

MHC yra centrinė grandis adaptaciniame imunitete: jos suriša ir pateikia peptidus, leidžia T ląstelėms atpažinti infekcijas ar patologinius pokyčius, lemia transplantacijos suderinamumą, ir stipriai veikia imuninės sistemos įvairovei bei ligų rizikai. Dėl didelio šių genų polimorfizmo kiekio ir sudėtingų pateikimo mechanizmų MHC tyrimai yra svarbūs imunologijoje, vakcinologijoje ir transplantologijoje.

Paieška pagal raidę