El sistema de antígenos leucocitarios humanos (HLA) y las células que lo portan.

El sistema de antígenos leucocitarios humanos (HLA), también conocido como complejo mayor de histocompatibilidad (MHC), es un complejo de genes situado en el cromosoma 6 que codifica proteínas de la superficie celular responsables de regular el sistema inmunitario. El sistema HLA es fundamental para la defensa del organismo frente a las enfermedades, ya que ayuda al sistema inmunitario a distinguir entre lo propio y lo ajeno. Las mutaciones en los genes HLA se han relacionado con enfermedades autoinmunes, como la diabetes tipo 1 y la enfermedad celíaca, y el complejo HLA es el principal determinante de la compatibilidad en los trasplantes de órganos.

El sistema HLA se divide en dos clases: HLA de clase I (HLA-A, -B, -C) y clase II (HLA-DR, -DP, -DQ). Las glicoproteínas HLA contribuyen de manera decisiva a la defensa frente a antígenos extraños y controlan la identidad inmunológica de un individuo. Este es el sistema genético que Paul Ehrlich postuló a principios del siglo XX como responsable de la diferenciación entre «yo» y «no yo», es decir, entre la tolerancia hacia el propio tejido y la defensa inmunológica activa frente a invasores extraños.

Células cancerosas con tipificación HLA de Cytion

Cytion tiene como objetivo proporcionar a las organizaciones de investigación médica e inmunológica diversos haplotipos HLA que representen el complejo HLA único de cada individuo. Para ello, se recogen B-LCL y diversas líneas celulares tumorales humanas y se lleva a cabo un tipaje HLA mediante NGS de alta resolución. Nuestra colección incluye una amplia gama de células cancerosas tipificadas para HLA procedentes de diferentes órganos, que se utilizan para probar posibles terapias y detectar reacciones cruzadas. Con 272 líneas celulares tipificadas para HLA disponibles de inmediato, podrá prescindir de la tipificación interna de células para HLA.

Ubicación y estructura

El complejo génico HLA se encuentra en el brazo corto del cromosoma 6, en la posición 21.3, y abarca un tramo de 3 Mbp. El complejo incluye genes que codifican diversas proteínas de la superficie celular, entre ellas las moléculas HLA de clase I y II y los componentes del sistema del complemento. El sistema HLA es altamente polimórfico, con numerosos alelos para cada gen HLA, lo que permite una amplia variedad de presentaciones de antígenos.

Polimorfismo

Los genes HLA son muy polimórficos, lo que significa que tienen muchos alelos que permiten un ajuste preciso del sistema inmunitario adaptativo. Esta diversidad es esencial para la defensa frente a las enfermedades: la probabilidad de que dos personas sin parentesco sean idénticas en todos los loci HLA es extremadamente baja. El polimorfismo es también un factor clave en el trasplante de órganos, donde la compatibilidad entre donantes y receptores en cuanto a los tipos HLA es crucial para evitar el rechazo.

Relación con el MHC

El sistema HLA es la versión humana del complejo mayor de histocompatibilidad (MHC) presente en muchos animales. Los genes del MHC intervienen en la respuesta inmunitaria, y el sistema HLA codifica las moléculas del MHC en los seres humanos. El sistema HLA incluye genes que codifican moléculas HLA de clase I y II, que presentan péptidos procedentes tanto del interior como del exterior de la célula.

Función

Las moléculas HLA de clase I están codificadas por tres genes HLA: HLA-A, HLA-B y HLA-C. Estas moléculas presentan péptidos procedentes del interior de la célula, lo que permite al sistema inmunitario identificar y destruir las células infectadas o anómalas. Las moléculas HLA de clase I son fundamentales para la inmunidad mediada por células, en la que las células T reconocen y destruyen las células anómalas o infectadas.

Presentación de péptidos

Las moléculas HLA de clase I presentan péptidos producidos a partir de proteínas degradadas en los proteasomas. Los péptidos resultantes suelen tener una longitud de entre 8 y 10 aminoácidos, aunque investigaciones recientes han demostrado que también pueden presentarse péptidos más largos (de 11 a 14 aminoácidos) en las moléculas del MHC de clase I. Los antígenos extraños presentados por el MHC de clase I atraen a los linfocitos T citotóxicos, que destruyen la célula presentadora.

Función en el sistema inmunitario

Las moléculas HLA de clase I desempeñan un papel fundamental en la identificación y destrucción de células infectadas o anómalas. Cuando una célula resulta infectada por un virus, las moléculas HLA de clase I presentan fragmentos de proteína viral en la superficie celular, lo que permite a las células T CD8+ reconocer y eliminar la célula infectada. Este proceso es vital para la defensa del organismo frente a los patógenos intracelulares y las neoplasias malignas.

Células T asesinas

Las células T asesinas, también llamadas CD8-positivo o células T citotóxicas, son linfocitos T que reconocen y destruyen las células que presentan antígenos extraños. Estas células son fundamentales para la inmunidad mediada por células y desempeñan un papel vital en la defensa contra las enfermedades infecciosas. Las moléculas HLA de clase I son fundamentales para activar las células T citotóxicas y dirigirlas hacia la destrucción de células infectadas o anómalas.

Función

Las moléculas HLA de clase II presentan péptidos procedentes del exterior de la célula, lo que permite al sistema inmunitario reconocer y responder a los patógenos extracelulares. Las moléculas de clase II estimulan la multiplicación de las células T colaboradoras, que a su vez impulsan la producción de anticuerpos por parte de las células B.

Presentación de péptidos

Las moléculas HLA de clase II presentan los antígenos procedentes del exterior de la célula a los linfocitos T. Estos antígenos estimulan la multiplicación de las células T colaboradoras, que a su vez inducen a las células B productoras de anticuerpos a generar anticuerpos específicos contra ese antígeno. Las células T reguladoras inhiben las respuestas a los autoantígenos.

Función en el sistema inmunitario

Las moléculas HLA de clase II desempeñan un papel fundamental en la identificación y la respuesta ante los patógenos extracelulares. Al presentar los antígenos a las células T colaboradoras, las moléculas de clase II estimulan la producción de anticuerpos por parte de las células B, que a su vez neutralizan los patógenos extracelulares. Este proceso es vital para la defensa humoral del organismo.

Células T auxiliares

Células T colaboradoras (CD4 positivo Las células T son linfocitos T que reconocen los antígenos presentados por las moléculas HLA de clase II. Estas células son fundamentales para estimular la producción de anticuerpos por parte de las células B, que neutralizan los patógenos extracelulares. Las moléculas HLA de clase II son fundamentales para activar las células T colaboradoras y coordinar la respuesta humoral.

Función

Las moléculas HLA de clase III están codificadas por genes que producen componentes del sistema del complemento, la rama de la inmunidad innata que ayuda a destruir a los invasores extraños. El sistema del complemento está formado por proteínas que cooperan para eliminar bacterias y virus, formando un complejo de ataque a la membrana que perfora la membrana celular del microbio invasor.

Papel en la defensa frente a las enfermedades

Las moléculas HLA de clase III son esenciales para la defensa frente a las enfermedades y desempeñan un papel fundamental en la activación del sistema del complemento. El sistema del complemento es fundamental para la protección del organismo frente a las enfermedades infecciosas y se encarga de destruir bacterias y virus. Los genes HLA de clase III codifican las proteínas que componen el sistema del complemento, lo que los convierte en elementos esenciales para el correcto funcionamiento del sistema inmunitario.

Relación con el rechazo de los trasplantes de órganos

Las moléculas HLA de clase III también intervienen en el rechazo de los trasplantes de órganos. Además de las moléculas de clase I y clase II, las de clase III contribuyen a la respuesta inmunitaria contra el tejido trasplantado. Las proteínas codificadas por los genes de clase III participan en la respuesta inflamatoria que puede dar lugar al rechazo del trasplante.

Otras funciones

Las moléculas HLA de clase III también se han relacionado con otros procesos biológicos, entre ellos la apoptosis (muerte celular programada) y la regulación de la respuesta inmunitaria. Las investigaciones sugieren que determinados alelos de clase III podrían estar asociados a un mayor riesgo de padecer ciertas enfermedades, como el Alzheimer y diversos trastornos autoinmunes.

Relación entre el HLA y las enfermedades autoinmunes

Las moléculas HLA se heredan, y ciertos tipos de HLA están relacionados con enfermedades autoinmunes. Las personas con antígenos HLA específicos tienen más probabilidades de desarrollar enfermedades autoinmunes, como la diabetes tipo 1, la espondilitis anquilosante, la artritis reumatoide, la enfermedad celíaca, el lupus eritematoso sistémico, la miastenia gravis, la miositis por cuerpos de inclusión, el síndrome de Sjögren y la narcolepsia.

Riesgo relativo

Los distintos alelos HLA están asociados a diferentes trastornos autoinmunes, y el riesgo relativo varía según el tipo de HLA. El HLA-B27 Este alelo aumenta el riesgo de espondilitis anquilosante, artritis reactiva y uveítis anterior aguda. El HLA-DR2 Este alelo se asocia a un mayor riesgo de lupus eritematoso sistémico. El HLA-DR3 Este alelo se asocia con un mayor riesgo de hepatitis autoinmune, síndrome de Sjögren primario y diabetes tipo 1.

La tipificación del HLA en el diagnóstico y el tratamiento

El tipaje HLA se utiliza como herramienta en el diagnóstico y el tratamiento de las enfermedades autoinmunes. En el caso de la enfermedad celíaca y la diabetes tipo 1, el tipaje HLA ha mejorado considerablemente la fiabilidad del diagnóstico. En la enfermedad celíaca, el tipaje HLA es el único medio eficaz para distinguir entre los familiares de primer grado que presentan riesgo y los que no lo presentan, antes de que aparezcan síntomas que, en ocasiones, son irreversibles.

El HLA y el cáncer

Las enfermedades mediadas por el HLA también intervienen en la aparición del cáncer. La enteropatía por sensibilidad al gluten se asocia a una mayor prevalencia de linfoma de células T asociado a la enteropatía, y Homocigotos para DR3-DQ2 pertenecen al grupo de mayor riesgo: casi el 80 % de los casos de linfoma de células T asociado a la enteropatía sensible al gluten se dan en este contexto.

Importancia del tipaje HLA

La tipificación HLA es una prueba de laboratorio que determina los antígenos HLA de una persona. Es fundamental para determinar la compatibilidad entre donantes y receptores en los trasplantes de órganos, predecir el riesgo de padecer determinadas enfermedades y orientar las decisiones terapéuticas en el caso de enfermedades autoinmunes.

Técnicas

Las técnicas de tipificación del HLA abarcan desde los métodos serológicos —que utilizan anticuerpos para detectar los antígenos HLA en la superficie celular— hasta los métodos moleculares, que emplean la PCR para amplificar los genes del HLA con fines de análisis. Los métodos basados en la PCR gozan de una preferencia cada vez mayor debido a su mayor resolución y a su capacidad para detectar alelos raros.

Limitaciones

A pesar de su importancia, el tipaje HLA presenta algunas limitaciones. El sistema HLA es muy polimórfico —existen muchos alelos para cada gen HLA—, lo que dificulta encontrar una compatibilidad perfecta para los trasplantes. Además, el tipaje HLA puede resultar costoso y llevar mucho tiempo, y la interpretación de los resultados puede resultar complicada en el caso de alelos raros o nuevos.

Novedades

Los avances recientes facilitan la realización y la interpretación del tipaje HLA. Secuenciación de nueva generación (NGS) Puede secuenciar grandes cantidades de ADN en una sola tanda, lo que permite un tipaje HLA más completo y preciso; esta es la tecnología en la que se basa el tipaje de alta resolución de Cytion en todas las entradas de esta base de datos. La mejora del software para el análisis del tipaje HLA también ha ayudado a superar los retos asociados a los alelos raros.