O sistema de antígenos leucocitários humanos — e as células que o transportam.

O sistema de antigénios leucocitários humanos (HLA), também conhecido como complexo principal de histocompatibilidade (MHC), é um complexo de genes localizado no cromossoma 6 que codifica proteínas da superfície celular responsáveis pela regulação do sistema imunitário. O sistema HLA é fundamental para a defesa do organismo contra as doenças, ajudando o sistema imunitário a distinguir o «próprio» do «estranho». As mutações nos genes HLA têm sido associadas a doenças autoimunes, incluindo a diabetes tipo 1 e a doença celíaca, e o complexo HLA é o principal determinante da compatibilidade nos transplantes de órgãos.

O sistema HLA divide-se em duas classes: HLA de classe I (HLA-A, -B, -C) e classe II (HLA-DR, -DP, -DQ). As glicoproteínas HLA contribuem de forma decisiva para a defesa contra antígenos estranhos e controlam a identidade imunológica de um indivíduo. Este é o sistema genético que Paul Ehrlich postulou, no início do século XX, como responsável pela diferenciação entre o «próprio» e o «não próprio» — entre a tolerância em relação ao próprio tecido e a defesa imunitária ativa contra invasores estranhos.

Células cancerosas com tipagem HLA da Cytion

A Cytion tem como objetivo fornecer haplótipos HLA diversificados a organizações de investigação médica e imunológica, representando o complexo HLA único de cada indivíduo. Isto é conseguido através da recolha de B-LCLs e de várias linhas celulares tumorais humanas e da realização de tipagem HLA por NGS de alta resolução. A nossa coleção inclui uma vasta gama de células cancerígenas com tipagem HLA proveniente de diferentes órgãos, utilizadas para testar potenciais terapias e detetar reações cruzadas. Com 272 linhas celulares com tipagem HLA prontamente disponíveis, pode eliminar a necessidade de realizar tipagens HLA de células internamente.

Localização e estrutura

O complexo de genes HLA está localizado no braço curto do cromossoma 6, na posição 21.3, e abrange um trecho de 3 Mbp. O complexo inclui genes que codificam várias proteínas da superfície celular, incluindo moléculas HLA de classe I e II e componentes do sistema do complemento. O sistema HLA é altamente polimórfico, com muitos alelos para cada gene HLA, o que permite uma grande diversidade de apresentações de antigénios.

Polimorfismo

Os genes HLA são altamente polimórficos, o que significa que possuem muitos alelos que permitem o ajuste preciso do sistema imunitário adaptativo. Esta diversidade é essencial para a defesa contra doenças — a probabilidade de dois indivíduos não aparentados serem idênticos em todos os loci HLA é extremamente baixa. O polimorfismo é também um fator-chave no transplante de órgãos, onde a compatibilidade entre dadores e recetores em termos de tipos HLA é crucial para prevenir a rejeição.

Relação com o MHC

O sistema HLA é a versão humana do complexo principal de histocompatibilidade (MHC) presente em muitos animais. Os genes do MHC estão envolvidos na resposta imunitária, e o sistema HLA codifica as moléculas do MHC nos seres humanos. O sistema HLA inclui genes que codificam moléculas HLA de classe I e II, apresentando péptidos provenientes do interior e do exterior da célula.

Função

As moléculas HLA de classe I são codificadas por três genes HLA: HLA-A, HLA-B e HLA-C. Estas moléculas apresentam péptidos provenientes do interior da célula, permitindo que o sistema imunitário identifique e destrua células infetadas ou anormais. As moléculas HLA de classe I são fundamentais para a imunidade mediada por células, que envolve o reconhecimento e a destruição de células anormais ou infetadas pelas células T.

Apresentação do péptido

As moléculas HLA de classe I apresentam péptidos produzidos a partir de proteínas degradadas nos proteassomas. Os péptidos resultantes têm normalmente um comprimento de 8 a 10 aminoácidos, embora investigações recentes tenham demonstrado que também podem ser apresentados péptidos mais longos (11 a 14 aminoácidos) nas moléculas MHC de classe I. Os antigénios estranhos apresentados pelo MHC de classe I atraem os linfócitos T citotóxicos, que destroem a célula apresentadora.

Papel no sistema imunitário

As moléculas HLA de classe I desempenham um papel fundamental na identificação e destruição de células infetadas ou anormais. Quando uma célula é infetada por um vírus, as moléculas HLA de classe I apresentam fragmentos da proteína viral na superfície celular, permitindo que as células T CD8+ reconheçam e eliminem a célula infetada. Este processo é vital para a defesa do organismo contra agentes patogénicos intracelulares e neoplasias malignas.

Células T assassinas

Células T assassinas, também conhecidas como CD8-positivo ou células T citotóxicas, são linfócitos T que reconhecem e destroem células que apresentam antigénios estranhos. Estas células são fundamentais para a imunidade mediada por células e desempenham um papel vital na defesa contra doenças infecciosas. As moléculas HLA de classe I são essenciais para ativar as células T citotóxicas e orientá-las para a destruição de células infetadas ou anormais.

Função

As moléculas HLA de classe II apresentam péptidos provenientes do exterior da célula, permitindo que o sistema imunitário reconheça e responda a agentes patogénicos extracelulares. As moléculas de classe II estimulam a multiplicação das células T auxiliares, que, por sua vez, impulsionam a produção de anticorpos pelas células B.

Apresentação do péptido

As moléculas HLA de classe II apresentam antígenos provenientes do exterior da célula aos linfócitos T. Estes antígenos estimulam a multiplicação das células T auxiliares, que, por sua vez, induzem as células B produtoras de anticorpos a produzir anticorpos específicos para esse antígeno. As células T reguladoras suprimem as respostas aos autoantígenos.

Papel no sistema imunitário

As moléculas HLA de classe II desempenham um papel fundamental na identificação e resposta a agentes patogénicos extracelulares. Ao apresentarem antígenos às células T auxiliares, as moléculas de classe II estimulam a produção de anticorpos pelas células B, que, por sua vez, neutralizam os agentes patogénicos extracelulares. Este processo é vital para a defesa humoral do organismo.

Células T auxiliares

Células T auxiliares (CD4-positivo As células T são linfócitos T que reconhecem os antigénios apresentados pelas moléculas HLA de classe II. Estas células são fundamentais para estimular a produção de anticorpos pelas células B, que neutralizam os agentes patogénicos extracelulares. As moléculas HLA de classe II são essenciais para ativar as células T auxiliares e orquestrar a resposta humoral.

Função

As moléculas HLA de classe III são codificadas por genes que produzem componentes do sistema do complemento, a vertente da imunidade inata que ajuda a destruir invasores estranhos. O sistema do complemento é constituído por proteínas que atuam em conjunto para eliminar bactérias e vírus, formando um complexo de ataque à membrana que perfura a membrana celular do micróbio invasor.

Papel na defesa contra doenças

As moléculas HLA de classe III são essenciais na defesa contra doenças, desempenhando um papel fundamental na ativação do sistema do complemento. O sistema do complemento é fundamental para a proteção do organismo contra doenças infecciosas e destrói bactérias e vírus. Os genes HLA de classe III codificam as proteínas que compõem o sistema do complemento, tornando-os essenciais para o bom funcionamento do sistema imunitário.

Relação com a rejeição de transplantes de órgãos

As moléculas HLA de classe III também estão envolvidas na rejeição de transplantes de órgãos. Para além das moléculas de classe I e de classe II, as moléculas de classe III contribuem para a resposta imunitária contra o tecido transplantado. As proteínas codificadas pelos genes de classe III participam na resposta inflamatória que pode conduzir à rejeição do transplante.

Outras funções

As moléculas HLA de classe III também têm sido associadas a outros processos biológicos, incluindo a apoptose (morte celular programada) e a regulação da resposta imunitária. Estudos sugerem que determinados alelos de classe III podem estar associados a um risco acrescido de certas doenças, tais como a doença de Alzheimer e várias doenças autoimunes.

Relação entre o HLA e as doenças autoimunes

As moléculas HLA são herdadas e certos tipos de HLA estão associados a doenças autoimunes. As pessoas com antigénios HLA específicos têm maior probabilidade de desenvolver doenças autoimunes, incluindo diabetes tipo 1, espondilite anquilosante, artrite reumatoide, doença celíaca, lúpus eritematoso sistémico, miastenia gravis, miosite por corpos de inclusão, síndrome de Sjögren e narcolepsia.

Risco relativo

Diferentes alelos HLA estão associados a diferentes doenças autoimunes, e o risco relativo varia consoante o tipo de HLA. O HLA-B27 O alelo aumenta o risco de espondilite anquilosante, artrite reativa e uveíte anterior aguda. O HLA-DR2 O alelo está associado a um risco acrescido de lúpus eritematoso sistémico. O HLA-DR3 O alelo está associado a um risco acrescido de hepatite autoimune, síndrome de Sjögren primária e diabetes tipo 1.

Tipagem HLA no diagnóstico e no tratamento

A tipagem HLA é utilizada como ferramenta no diagnóstico e tratamento de doenças autoimunes. No caso da doença celíaca e da diabetes tipo 1, a tipagem HLA melhorou substancialmente a certeza do diagnóstico. Na doença celíaca, a tipagem HLA é o único meio eficaz de distinguir entre familiares de primeiro grau em risco e aqueles que não estão em risco, antes do aparecimento de sintomas por vezes irreversíveis.

HLA e cancro

As doenças mediadas pelo HLA também estão envolvidas na promoção do cancro. A enteropatia sensível ao glúten está associada a uma maior prevalência de linfoma de células T associado à enteropatia, e Homozigotos para DR3-DQ2 fazem parte do grupo de maior risco — quase 80 % dos casos de linfoma de células T associado à enteropatia sensível ao glúten ocorrem neste contexto.

Importância da tipagem HLA

A tipagem HLA é um exame laboratorial que determina os antigénios HLA de uma pessoa. É essencial para a compatibilidade entre dadores e recetores em transplantes de órgãos, para prever o risco de certas doenças e para orientar as opções de tratamento de doenças autoimunes.

Técnicas

As técnicas de tipagem HLA vão desde os métodos serológicos, que utilizam anticorpos para detetar antígenos HLA na superfície celular, até aos métodos moleculares, que utilizam a PCR para amplificar os genes HLA para análise. Os métodos baseados na PCR são cada vez mais preferidos devido à sua maior resolução e à capacidade de detetar alelos raros.

Limitações

Apesar da sua importância, a tipagem HLA apresenta limitações. O sistema HLA é altamente polimórfico — existem muitos alelos para cada gene HLA —, o que torna difícil encontrar uma compatibilidade perfeita para transplantes. A tipagem HLA também pode ser dispendiosa e demorada, e a interpretação dos resultados pode revelar-se difícil no caso de alelos raros ou novos.

Novos desenvolvimentos

Os avanços recentes tornam a tipagem HLA mais fácil de realizar e interpretar. Sequenciação de última geração (NGS) permite sequenciar grandes quantidades de ADN numa única execução, possibilitando uma tipagem HLA mais completa e precisa — a tecnologia subjacente à tipagem de alta resolução da Cytion em todas as linhas desta base de dados. O software melhorado para a análise da tipagem HLA também ajudou a superar os desafios associados aos alelos raros.