Žmogaus leukocitų antigenų sistema ir ją turinčios ląstelės.

Šis žmogaus leukocitų antigenų (HLA) sistema, dar žinomas kaip pagrindinis histosuderinamumo kompleksas (MHC), yra 6-oje chromosomoje esantis genų kompleksas, kurio genai koduoja ląstelių paviršiaus baltymus, atsakingus už imuninės sistemos reguliavimą. HLA sistema atlieka pagrindinį vaidmenį organizmo apsaugoje nuo ligų, padėdama imuninei sistemai atskirti „savą“ nuo „svetimo“. HLA genų mutacijos siejamos su autoimuninėmis ligomis, įskaitant 1 tipo cukrinį diabetą ir celiakiją, o HLA kompleksas yra pagrindinis organų transplantacijos suderinamumo veiksnys.

HLA sistema skirstoma į dvi klases: I klasės HLA (HLA-A, -B, -C) ir II klasė (HLA-DR, -DP, -DQ). HLA glikoproteinai atlieka lemiamą vaidmenį ginantis nuo svetimų antigenų ir reguliuoja individo imunologinį tapatumą. Tai yra genetinė sistema, kurią XX a. pradžioje Paulas Ehrlichas įvardijo kaip atsakingą už „savųjų“ ir „svetimų“ atskyrimą – tarp tolerancijos savo audiniams ir aktyvios imuninės gynybos nuo svetimų įsibrovėlių.

„Cytion“ nustatytos HLA tipų vėžio ląstelės

„Cytion“ siekia medicinos ir imunologijos mokslinių tyrimų organizacijoms teikti įvairius HLA haplotipus, atspindinčius kiekvieno individo unikalų HLA kompleksą. Tai pasiekiama surenkant B-LCL ląsteles ir įvairias žmogaus naviko ląstelių linijas bei atliekant aukštos skiriamosios gebos NGS HLA tipavimą. Mūsų kolekcijoje yra platus įvairių organų vėžio ląstelių, kurių HLA tipas nustatytas, asortimentas, naudojamas potencialių terapijų bandymams ir kryžminių reakcijų nustatymui. Turėdami 272 ląstelių linijas, kurių HLA tipas jau nustatytas, galite išvengti būtinybės atlikti ląstelių HLA tipavimą savo laboratorijoje.

Vieta ir struktūra

HLA genų kompleksas yra 6-osios chromosomos trumpojoje rankoje, 21.3 pozicijoje, ir užima 3 Mbp ruožą. Kompleksą sudaro genai, koduojantys įvairius ląstelių paviršiaus baltymus, įskaitant I ir II klasės HLA molekules bei komplemento sistemos komponentus. HLA sistema yra labai polimorfinė, kiekvienam HLA genui būdinga daug alelių, todėl antigenai gali būti pateikiami įvairiais būdais.

Polimorfizmas

HLA genai yra labai polimorfiniai, o tai reiškia, kad jie turi daug alelių, leidžiančių tiksliai reguliuoti adaptyviąją imuninę sistemą. Ši įvairovė yra būtina apsaugai nuo ligų – tikimybė, kad dviejų nesusijusių asmenų visos HLA lokusų sekos sutaps, yra itin maža. Polimorfizmas taip pat yra pagrindinis veiksnys organų transplantacijoje, kur donorų ir recipientų HLA tipų suderinamumas yra itin svarbus siekiant išvengti atmetimo.

Ryšys su MHC

HLA sistema yra žmogaus versija pagrindinio histosuderinamumo komplekso (MHC), randamo daugelyje gyvūnų. MHC genai dalyvauja imuniniame atsakyje, o HLA sistema koduoja MHC molekules žmogaus organizme. HLA sistemą sudaro genai, koduojantys tiek I, tiek II klasės HLA molekules, kurios pateikia peptidus iš ląstelės vidaus ir išorės.

Funkcija

HLA I klasės molekules koduoja trys HLA genai: HLA-A, HLA-B ir HLA-C. Šios molekulės pateikia peptidus iš ląstelės vidaus, leidžiant imuninei sistemai atpažinti ir sunaikinti užkrėstas arba nenormalias ląsteles. HLA I klasės molekulės yra itin svarbios ląstelių imunitetui, kurio metu T-ląstelės atpažįsta ir sunaikina nenormalias arba užkrėstas ląsteles.

Peptidų pristatymas

HLA I klasės molekulės pateikia peptidus, susidariusius iš baltymų, suskaidytų proteasomose. Susidarantys peptidai paprastai yra 8–10 aminorūgščių ilgio, nors naujausi tyrimai parodė, kad ilgesni peptidai (11–14 aminorūgščių) taip pat gali būti pateikiami ant MHC I klasės molekulių. MHC I klasės molekulių pateikiami svetimkūniai pritraukia citotoksinius T-limfocitus, kurie sunaikina juos pateikiančią ląstelę.

Vaidmuo imuninėje sistemoje

HLA I klasės molekulės atlieka lemiamą vaidmenį identifikuojant ir naikinant užkrėstas arba nenormalias ląsteles. Kai ląstelė užsikrečia virusu, HLA I klasės molekulės ląstelės paviršiuje pateikia virusinio baltymo fragmentus, leidžiančius CD8+ T ląstelėms atpažinti ir pašalinti užkrėstą ląstelę. Šis procesas yra gyvybiškai svarbus organizmo gynybai nuo intracelulinių patogenų ir piktybinių navikų.

Žudikų T-ląstelės

Žudikų T-ląstelės, taip pat vadinamos CD8-teigiamas arba citotoksinės T ląstelės – tai T limfocitai, kurie atpažįsta ir sunaikina ląsteles, kuriose yra svetimų antigenų. Šios ląstelės yra ypač svarbios ląstelinio imuniteto veikimui ir atlieka lemiamą vaidmenį ginantis nuo infekcinių ligų. I klasės HLA molekulės yra pagrindinis veiksnys, aktyvuojantis žudikiškas T ląsteles ir nukreipiantis jas sunaikinti užkrėstas arba nenormalias ląsteles.

Funkcija

II klasės HLA molekulės pateikia iš ląstelės išorės kilusius peptidus, leidžiančius imuninei sistemai atpažinti ekstraląstelinius patogenus ir į juos reaguoti. II klasės molekulės skatina T-pagalbinių ląstelių dauginimąsi, o šios, savo ruožtu, skatina B-ląstelių antikūnų gamybą.

Peptidų pristatymas

II klasės HLA molekulės T-limfocitams pateikia antigenus iš ląstelės išorės. Šie antigenai skatina T-pagalbinių ląstelių dauginimąsi, o šios savo ruožtu skatina antikūnus gaminančias B-ląsteles gaminti tam antigenui būdingus antikūnus. Reguliuojančios T-ląstelės slopina reakcijas į savus antigenus.

Vaidmuo imuninėje sistemoje

HLA II klasės molekulės atlieka lemiamą vaidmenį atpažįstant ekstraląstinius patogenus ir reaguojant į juos. Pateikdamos antigenus T-pagalbinėms ląstelėms, II klasės molekulės skatina B-ląstelių antikūnų gamybą, o šie savo ruožtu neutralizuoja ekstraląstinius patogenus. Šis procesas yra gyvybiškai svarbus organizmo humoralinei apsaugai.

T-pagalbinės ląstelės

T-pagalbinės ląstelės (CD4-teigiamas T-ląstelės) – tai T-limfocitai, atpažįstantys antigenus, kuriuos pateikia HLA II klasės molekulės. Šios ląstelės atlieka lemiamą vaidmenį stimuliuojant B-ląstelių antikūnų gamybą, kurie neutralizuoja ekstraląstelinius patogenus. HLA II klasės molekulės yra pagrindinis veiksnys, aktyvuojantis T-pagalbines ląsteles ir koordinuojantis humoralinį atsaką.

Funkcija

HLA III klasės molekules koduoja genai, kurie gamina komplemento sistemos komponentus – tai įgimto imuniteto dalis, padedanti sunaikinti svetimus įsibrovėlius. Komplemento sistemą sudaro baltymai, kurie bendradarbiaudami naikina bakterijas ir virusus, sudarydami membranos atakos kompleksą, kuris praduria įsibrovusio mikrobo ląstelės membraną.

Vaidmuo organizmo apsaugoje nuo ligų

HLA III klasės molekulės yra būtinos organizmui ginantis nuo ligų ir atlieka lemiamą vaidmenį aktyvuojant komplemento sistemą. Komplemento sistema yra neatsiejama organizmo apsaugos nuo infekcinių ligų dalis ir naikina bakterijas bei virusus. HLA III klasės genai koduoja baltymus, sudarančius komplemento sistemą, todėl jie yra būtini tinkamai imuninės sistemos veiklai.

Ryšys su organų transplantacijos atmetimu

HLA III klasės molekulės taip pat dalyvauja organų transplantacijos atmetimo procese. Be I ir II klasės molekulių, III klasės molekulės prisideda prie imuninio atsako prieš persodintą audinį. III klasės genų koduojami baltymai dalyvauja uždegiminėje reakcijoje, kuri gali sukelti transplantacijos atmetimą.

Kitos funkcijos

HLA III klasės molekulės taip pat siejamos su kitais biologiniais procesais, įskaitant apoptozę (programuotą ląstelių mirtį) ir imuninio atsako reguliavimą. Tyrimai rodo, kad tam tikri III klasės aleliai gali būti susiję su padidėjusia tam tikrų ligų, pavyzdžiui, Alzhaimerio ligos ir įvairių autoimuninių sutrikimų, rizika.

HLA ir autoimuninių ligų ryšys

HLA molekulės yra paveldimos, o tam tikri HLA tipai siejami su autoimuninėmis ligomis. Žmonėms, turintiems tam tikrus HLA antigenus, yra didesnė tikimybė susirgti autoimuninėmis ligomis, įskaitant 1 tipo cukrinį diabetą, ankilozuojantį spondilitą, reumatoidinį artritą, celiakiją, sisteminę raudonąją vilkligę, miasteniją gravis, inkliuzinių kūnelių miozitą, Sjögreno sindromą ir narkolepsiją.

Santykinė rizika

Įvairūs HLA aleliai siejami su skirtingais autoimuniniais sutrikimais, o santykinė rizika priklauso nuo HLA tipo. Šis HLA-B27 Šis alelis didina ankilozuojančio spondilito, reaktyviojo artrito ir ūminio priekinio uveito riziką. Šis HLA-DR2 Šis alelis siejamas su padidėjusia sisteminės raudonosios vilkligės rizika. Šis HLA-DR3 Šis alelis siejamas su padidėjusia autoimuninio hepatito, pirminio Šögreno sindromo ir 1 tipo cukrinio diabeto rizika.

HLA tipizavimas diagnozėje ir gydyme

HLA tipizavimas naudojamas kaip priemonė autoimuninių ligų diagnozavimui ir gydymui. Celiakijos ir 1 tipo diabeto atvejais HLA tipizavimas žymiai padidino diagnozės tikslumą. Celiakijos atveju HLA tipavimas yra vienintelis veiksmingas būdas atskirti rizikos grupei priklausančius pirmos eilės giminaičius nuo tų, kuriems rizika nekyla, dar prieš pasireiškiant kartais negrįžtamiems simptomams.

HLA ir vėžys

HLA sukeltos ligos taip pat prisideda prie vėžio vystymosi. Glitimo jautrioji enteropatija siejama su padidėjusiu enteropatijai būdingos T ląstelių limfomos paplitimu, ir DR3-DQ2 homozigotai priklauso didžiausios rizikos grupei — beveik 80 % su glitimo jautria enteropatija susijusių T ląstelių limfomos atvejų pasitaiko būtent šioje grupėje.

HLA tipizavimo svarba

HLA tipizavimas – tai laboratorinis tyrimas, kurio metu nustatomi asmens HLA antigenai. Jis yra būtinas siekiant suderinti donorus ir recipientus organų transplantacijos atveju, prognozuoti tam tikrų ligų riziką ir padėti pasirinkti autoimuninių ligų gydymo būdus.

Technikos

HLA tipavimo metodai apima tiek serologinius metodus, kuriuose antikūnai naudojami ląstelių paviršiuje esančių HLA antigenų nustatymui, tiek molekulinius metodus, kuriuose taikoma PCR technologija HLA genų amplifikacijai ir analizei. PCR pagrįsti metodai tampa vis populiaresni dėl didesnės skiriamosios gebos ir galimybės aptikti retus alelius.

Apribojimai

Nepaisant savo svarbos, HLA tipavimas turi trūkumų. HLA sistema yra labai polimorfinė – kiekvienam HLA genui būdinga daug alelių – todėl rasti idealų suderinamumą transplantacijai yra sudėtinga. Be to, HLA tipavimas gali būti brangus ir laiko reikalaujantis, o retų ar naujų alelių atveju rezultatų interpretavimas gali būti sudėtingas.

Naujausi pokyčiai

Dėl naujausių pokyčių HLA tipavimą tapo lengviau atlikti ir interpretuoti. Naujos kartos sekvenavimas (NGS) per vieną ciklą gali sekvenuoti didelius DNR kiekius, o tai leidžia atlikti išsamesnį ir tikslesnį HLA tipavimą – būtent ši technologija yra „Cytion“ aukštos skiriamosios gebos tipavimo, taikomo kiekvienai šioje duomenų bazėje esančiai eilutei, pagrindas. Patobulinta HLA tipavimo analizės programinė įranga taip pat padėjo įveikti su retomis alelėmis susijusius sunkumus.