Sistem Antigen Leukosit Manusia (HLA) — dan sel-sel yang memilikinya.

Yang sistem antigen leukosit manusia (HLA), yang juga dikenal sebagai kompleks histokompatibilitas utama (MHC), adalah sekelompok gen yang terletak pada kromosom 6 dan mengkode protein permukaan sel yang bertanggung jawab dalam mengatur sistem kekebalan tubuh. Sistem HLA memegang peranan sentral dalam pertahanan tubuh terhadap penyakit, membantu sistem kekebalan membedakan antara sel sendiri dan sel asing. Mutasi pada gen HLA telah dikaitkan dengan penyakit autoimun, termasuk diabetes tipe 1 dan penyakit celiac, dan kompleks HLA merupakan penentu utama kesesuaian dalam transplantasi organ.

Sistem HLA dibagi menjadi dua kelas: HLA kelas I (HLA-A, -B, -C) dan kelas II (HLA-DR, -DP, -DQ). Glikoprotein HLA berperan sangat penting dalam pertahanan terhadap antigen asing dan mengatur identitas imunologis seseorang. Inilah sistem genetik yang dikemukakan oleh Paul Ehrlich pada awal abad ke-20 sebagai sistem yang bertanggung jawab atas pembedaan antara "diri" dan "bukan diri" — antara toleransi terhadap jaringan sendiri dan pertahanan imun aktif terhadap penyerang asing.

Sel kanker yang telah diidentifikasi tipenya berdasarkan HLA dari Cytion

Cytion bertujuan untuk menyediakan haplotipe HLA yang beragam bagi lembaga penelitian medis dan imunologi, yang mewakili kompleks HLA unik setiap individu. Hal ini dicapai melalui pengumpulan B-LCL dan berbagai lini sel tumor manusia, serta pelaksanaan pengelompokan HLA dengan NGS beresolusi tinggi. Koleksi kami mencakup beragam sel kanker yang telah ditipe HLA dari berbagai organ, yang digunakan untuk menguji terapi potensial dan mendeteksi reaksi silang. Dengan 272 garis sel yang telah ditipe HLA dan siap digunakan, Anda dapat menghilangkan kebutuhan untuk melakukan pengetikan HLA sel secara internal.

Lokasi dan struktur

Kompleks gen HLA terletak di lengan pendek kromosom 6, pada posisi 21,3, dan mencakup rentang sepanjang 3 Mbp. Kompleks ini mencakup gen-gen yang mengkodekan berbagai protein permukaan sel, termasuk molekul HLA kelas I dan II serta komponen sistem komplemen. Sistem HLA bersifat sangat polimorfik, dengan banyak alel untuk setiap gen HLA, sehingga memungkinkan terjadinya beragam presentasi antigen.

Polimorfisme

Gen HLA bersifat sangat polimorfik, yang berarti gen-gen tersebut memiliki banyak alel yang memungkinkan penyesuaian yang sangat tepat pada sistem kekebalan adaptif. Keragaman ini sangat penting dalam pertahanan terhadap penyakit — kemungkinan dua individu yang tidak memiliki hubungan kekerabatan memiliki kesamaan di semua lokus HLA sangatlah rendah. Polimorfisme juga merupakan faktor kunci dalam transplantasi organ, di mana kesesuaian tipe HLA antara donor dan penerima sangat penting untuk mencegah penolakan.

Hubungan dengan MHC

Sistem HLA merupakan versi manusia dari kompleks histokompatibilitas utama (MHC) yang terdapat pada banyak hewan. Gen-gen MHC berperan dalam respons imun, dan sistem HLA mengkodekan molekul-molekul MHC pada manusia. Sistem HLA mencakup gen-gen yang mengkodekan molekul HLA kelas I dan II, yang berfungsi mempresentasikan peptida dari dalam dan luar sel.

Fungsi

Molekul HLA kelas I dikodekan oleh tiga gen HLA: HLA-A, HLA-B, dan HLA-C. Molekul-molekul ini mempresentasikan peptida dari dalam sel, sehingga memungkinkan sistem kekebalan tubuh untuk mengidentifikasi dan menghancurkan sel-sel yang terinfeksi atau abnormal. Molekul HLA kelas I sangat penting bagi kekebalan seluler, yang melibatkan sel-sel T dalam mengenali dan menghancurkan sel-sel abnormal atau yang terinfeksi.

Penyajian peptida

Molekul HLA kelas I mempresentasikan peptida yang dihasilkan dari protein yang dipecah di dalam proteasom. Peptida yang dihasilkan biasanya memiliki panjang 8–10 asam amino, meskipun penelitian terbaru menunjukkan bahwa peptida yang lebih panjang (11–14 asam amino) juga dapat dipresentasikan pada molekul MHC kelas I. Antigen asing yang disajikan oleh MHC kelas I menarik limfosit T sitotoksik yang menghancurkan sel penyaji tersebut.

Peran dalam sistem kekebalan tubuh

Molekul HLA kelas I memainkan peran penting dalam mengidentifikasi dan menghancurkan sel-sel yang terinfeksi atau abnormal. Ketika sebuah sel terinfeksi virus, molekul HLA kelas I menampilkan fragmen protein virus di permukaan sel, sehingga sel T CD8+ dapat mengenali dan melenyapkan sel yang terinfeksi tersebut. Proses ini sangat penting bagi sistem pertahanan tubuh terhadap patogen intraseluler dan sel kanker.

Sel T pembunuh

Sel T pembunuh, yang juga disebut CD8-positif atau sel T sitotoksik, adalah limfosit T yang mengenali dan menghancurkan sel-sel yang memamerkan antigen asing. Sel-sel ini sangat penting bagi kekebalan seluler dan memainkan peran vital dalam pertahanan terhadap penyakit menular. Molekul HLA kelas I memegang peranan sentral dalam mengaktifkan sel T pembunuh dan mengarahkan mereka untuk menghancurkan sel-sel yang terinfeksi atau abnormal.

Fungsi

Molekul HLA kelas II mempresentasikan peptida yang berasal dari luar sel, sehingga memungkinkan sistem kekebalan mengenali dan merespons patogen ekstraseluler. Molekul kelas II merangsang proliferasi sel T pembantu, yang pada gilirannya mendorong produksi antibodi oleh sel B.

Penyajian peptida

Molekul HLA kelas II mempresentasikan antigen dari luar sel kepada limfosit T. Antigen-antigen ini merangsang proliferasi sel T pembantu, yang kemudian mendorong sel B penghasil antibodi untuk menghasilkan antibodi yang spesifik terhadap antigen tersebut. Sel T regulator menekan respons terhadap antigen diri.

Peran dalam sistem kekebalan tubuh

Molekul HLA kelas II memainkan peran penting dalam mengidentifikasi dan merespons patogen ekstraseluler. Dengan mempresentasikan antigen kepada sel T pembantu, molekul kelas II mendorong produksi antibodi oleh sel B, yang pada gilirannya menetralkan patogen ekstraseluler. Proses ini sangat penting bagi sistem pertahanan humoral tubuh.

Sel T-helper

Sel T-helper (CD4-positif Sel T adalah limfosit T yang mengenali antigen yang disajikan oleh molekul HLA kelas II. Sel-sel ini berperan penting dalam merangsang produksi antibodi oleh sel B, yang menetralkan patogen ekstraseluler. Molekul HLA kelas II memegang peranan sentral dalam mengaktifkan sel T pembantu dan mengoordinasikan respons humoral.

Fungsi

Molekul HLA kelas III dikodekan oleh gen-gen yang menghasilkan komponen sistem komplemen, yaitu bagian dari sistem kekebalan bawaan yang membantu menghancurkan penyerang asing. Sistem komplemen terdiri dari protein-protein yang bekerja sama untuk membunuh bakteri dan virus, dengan membentuk kompleks serangan membran yang menusuk membran sel mikroba penyerang.

Peran dalam pertahanan terhadap penyakit

Molekul HLA kelas III sangat penting dalam pertahanan tubuh terhadap penyakit, karena memainkan peran krusial dalam mengaktifkan sistem komplemen. Sistem komplemen merupakan bagian tak terpisahkan dari mekanisme perlindungan tubuh terhadap penyakit menular dan berfungsi untuk menghancurkan bakteri serta virus. Gen HLA kelas III mengkode protein-protein yang membentuk sistem komplemen, sehingga gen-gen tersebut sangat penting bagi berfungsinya sistem kekebalan tubuh secara optimal.

Hubungannya dengan penolakan transplantasi organ

Molekul HLA kelas III juga berperan dalam penolakan transplantasi organ. Selain molekul kelas I dan kelas II, molekul kelas III turut berkontribusi terhadap respons imun terhadap jaringan yang ditransplantasikan. Protein yang dikodekan oleh gen kelas III turut berperan dalam respons peradangan yang dapat menyebabkan penolakan transplantasi.

Fungsi lainnya

Molekul HLA kelas III juga telah dikaitkan dengan proses biologis lainnya, termasuk apoptosis (kematian sel terprogram) dan pengaturan respons imun. Penelitian menunjukkan bahwa alel kelas III tertentu mungkin terkait dengan peningkatan risiko penyakit tertentu, seperti Alzheimer dan berbagai gangguan autoimun.

Hubungan antara HLA dan penyakit autoimun

Molekul HLA diturunkan secara genetik, dan beberapa tipe HLA tertentu terkait dengan gangguan autoimun. Orang dengan antigen HLA tertentu memiliki risiko lebih tinggi untuk mengalami kondisi autoimun, termasuk diabetes tipe 1, spondilitis ankilosans, artritis reumatoid, penyakit celiac, lupus eritematosus sistemik, miastenia gravis, miositis tubuh inklusi, sindrom Sjögren, dan narkolepsi.

Risiko relatif

Alel HLA yang berbeda dikaitkan dengan gangguan autoimun yang berbeda, dan risiko relatifnya bervariasi tergantung pada tipe HLA. Hal ini HLA-B27 Alel tersebut meningkatkan risiko spondilitis ankilosans, artritis reaktif, dan uveitis anterior akut. Hal tersebut HLA-DR2 Alel tersebut dikaitkan dengan peningkatan risiko lupus eritematosus sistemik. Hal ini HLA-DR3 Alel tersebut dikaitkan dengan peningkatan risiko hepatitis autoimun, sindrom Sjögren primer, dan diabetes tipe 1.

Penentuan tipe HLA dalam diagnosis dan pengobatan

Pengujian tipologi HLA digunakan sebagai alat dalam diagnosis dan pengobatan penyakit autoimun. Untuk penyakit celiac dan diabetes tipe 1, pengujian tipologi HLA telah secara signifikan meningkatkan kepastian diagnosis. Pada penyakit celiac, pengujian HLA merupakan satu-satunya cara yang efektif untuk membedakan antara kerabat tingkat pertama yang berisiko dan yang tidak berisiko sebelum munculnya gejala yang terkadang tidak dapat disembuhkan.

HLA dan kanker

Penyakit yang dipicu oleh HLA juga berperan dalam perkembangan kanker. Enteropati akibat sensitivitas terhadap gluten dikaitkan dengan peningkatan prevalensi limfoma sel T yang terkait dengan enteropati, dan Homozigot DR3-DQ2 termasuk dalam kelompok risiko tertinggi — hampir 80% kasus limfoma sel T yang terkait dengan enteropati sensitif gluten terjadi pada kelompok ini.

Pentingnya pengujian tipologi HLA

Pengujian tipologi HLA adalah tes laboratorium yang menentukan antigen HLA seseorang. Tes ini sangat penting untuk mencocokkan donor dan penerima dalam transplantasi organ, memprediksi risiko penyakit tertentu, serta memberikan informasi yang mendukung pilihan pengobatan untuk kondisi autoimun.

Teknik

Teknik pengelompokan HLA berkisar dari metode serologis—yang menggunakan antibodi untuk mendeteksi antigen HLA pada permukaan sel—hingga metode molekuler, yang menggunakan PCR untuk mengamplifikasi gen HLA guna dianalisis. Metode berbasis PCR semakin banyak dipilih karena resolusinya yang lebih tinggi dan kemampuannya untuk mendeteksi alel langka.

Keterbatasan

Meskipun penting, pengujian tipologi HLA memiliki keterbatasan. Sistem HLA bersifat sangat polimorfik — terdapat banyak alel untuk setiap gen HLA — sehingga membuat pencocokan yang sempurna untuk transplantasi menjadi sulit. Pengujian tipologi HLA juga bisa mahal dan memakan waktu, dan penafsiran hasilnya bisa sulit dilakukan untuk alel yang langka atau baru.

Perkembangan terbaru

Perkembangan terkini membuat penentuan tipologi HLA menjadi lebih mudah dilakukan dan diinterpretasikan. Sequencing generasi berikutnya (NGS) dapat melakukan pengurutan DNA dalam jumlah besar dalam satu kali proses, sehingga memungkinkan penentuan tipe HLA yang lebih lengkap dan akurat — teknologi inilah yang mendasari penentuan tipe resolusi tinggi Cytion pada setiap baris dalam basis data ini. Perangkat lunak yang telah disempurnakan untuk analisis penentuan tipe HLA juga telah membantu mengatasi tantangan yang terkait dengan alel langka.