Слайд 1ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ИММУННОГО ОТВЕТА
Слайд 2ПЛАН ЛЕКЦИИ
Понятие о главном комплексе гистосовместимости
Роль молекул МНС I и
МНС II классов в межклеточной кооперациии и иммунном ответе
Представление о
генозависимых заболеваниях
Слайд 3Иммунный ответ на любое антигенное воздействие является строго специфическим
Сила иммунного
ответа зависит от эффективности антигенного распознавания
Слайд 4
Интенсивность иммунного ответа является генетически детерминированной
Специфический участок генов на определенной
хромосоме отвечает за наследование этого признака
Слайд 5ЛИГАНДРАСПОЗНАЮЩИЕ РЕЦЕПТОРЫ
TCR Т – клеточный рецептор
(Т-cell
receptor)
BCR В – клеточный рецептор
(B-cell receptor)
Слайд 6HLA был открыт в 1952 г.
при изучении антигенов лейкоцитов.
Антигены HLA представляют собой гликопротеиды, находящиеся на поверхности клеток и
кодируемые группой тесно сцепленных генов 6-й хромосомы.
Слайд 7= MAJOR HISTOCOMPATIBILITY COMPLEX (МНС)
= HUMAN LEUKOCYTES ANTIGEN (HLA)
ЭТО
КОМПЛЕКС БЛИЗКОСЦЕПЛЕННЫХ ГЕНОВ, КОТОРЫЕ САМИ И ЧЕРЕЗ КОДИРУЕМЫЕ ИМИ ПРОДУКТЫ
ОБЕСПЕЧИВАЮТ ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ИММУННОГО ОТВЕТА И ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ РАЗЛИЧНЫХ КЛЕТОК, РЕАЛИЗУЮЩИХ ИММУННЫЙ ОТВЕТ
У КАЖДОГО ЧЕЛОВЕКА HLA-СИСТЕМА ТОЖДЕСТВЕННА, ЕДИНА И ИНДИВИДУАЛЬНО НЕПОВТОРИМА
ГЛАВНЫЙ КОМПЛЕКС
ГИСТОСОВМЕСТИМОСТИ (ГКГС)
Слайд 8СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ЛОКУСА HLA (MHC) – на хромосоме 6, район
6p21.31
Слайд 9ОСНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ГКГС
ПОЛИГЕННОСТЬ - наличие нескольких неаллельных генов, белковые продукты
которых сходны в структурном отношении и выполняют идентичные функции
т.е. система HLA содержит гены , которые проявляются более чем в одной фенотипической форме и наследуются в соответствии с законами Менделя
Это приводит к существованию необычайно сложной системы презентации антигена
Слайд 10ОСНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ГКГС
ПОЛИМОРФИЗМ - присутствие многих аллельных форм одного и
того же гена.
Полиморфизм комплекса HLA обеспечивает
механизм иммунного контроля антигенного гомеостаза человеческой популяции и тем самым обеспечивает ее выживаемость в среде быстро эволюционирующих микроорганизмов
Слайд 11ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ ГКГС
Контроль функциональных проявлений иммунной реактивности
Определение силы и специфичности
иммунного ответа
Представление пептидных антигенов Т-лимфоцитам
Участие в распознавании экзогенных антигенов
Участие в
межклеточных взаимодействиях и развитии иммунного ответа
Определение предрасположенности к заболеваниям
Маркеры «своего» в организме
Вызывают реакцию отторжения антиген-несовместимых трансплантатов тканей донора
КЛАСС III
TNF КЛАСС I
Гены ГКГС локализованы на коротком плече 6-ой хромосомы и сконцентрированы в 7 локусах (областях).
К антигенам I класса относятся классические локусы А, В, С и неклассические локусы Е, F, G.
К антигенам II класса относятся локусы DP, DQ, DR и гены ТАР1 и ТАР 2.
Участок III класса содержит гены классического и альтернативного путей активации комплемента.
Слайд 13I КЛАСС ГЕНОВ (HLA I)
включает локусы, детерминирующие синтез
трансплантационных антигенов, стимулирующих
выработку антител
трансплантационных антигенов на цитотоксических лимфоцитах (СД8+)
МОЛЕКУЛЫ I КЛАССА СОДЕРЖАТСЯ
НА ПОВЕРХНОСТЯХ ВСЕХ ТИПОВ КЛЕТОК, КРОМЕ ЭРИТРОЦИТОВ, НЕЙРОНОВ И ВОРСИНЧАТОГО ТРОФОБЛАСТА.
СТРОЕНИЕ: гетеродимеры, состоящие из двух полипептидных цепей - тяжелой (α-цепь) и легкой (β-цепь). Из них только тяжелая цепь является продуктом ГКГС, и именно с ней связаны иммунологические функции HLA-1. Легкая цепь представлена β2-микроглобулином, который локализован на 15-ой хромосоме, его основная роль сводится к транспорту цепи для построения молекулы I класса.
Слайд 14МОЛЕКУЛЫ II КЛАССА (HLA II)
имеются первоначально только на клетках, представляющих
антигены Т-лимфоцитам:
макрофагах
В-лимфоцитах
дендритных клетках
эпителии тимуса
клетках Лангерганса
специализированных эпителиоцитах
активированных Т-лимфоцитах
Под влиянием IFNγ или
других цитокинов гены HLA-2 могут появляться на других клетках (фибробластах, эндотелиоцитах, тироцитах).
СТРОЕНИЕ: это мембранные сиалогликопротеиды, состоящие из 2 мембранных цепей α и β примерно одного размера. Обе цепи являются продуктами ГКГС и участвуют в реализации его иммунологических функций.
К HLA-2 относятся гены локусов HLA-DR, HLA-DQ, HLA-DP и открытые новые гены HLA-DOB, HLA-DNA, HLA-DM, а также неклассические гены ТАР1 и ТАР2 (transporter associated with antigen processing).
Слайд 15Структура HLA-молекул
I и II классов
Молекулы HLA (MCH) I класса представлены
на поверхностной мембране соматических клеток
(т.е. маркеры своего)
Молекулы HLA (MCH)
II класса экспрессируются в В лимфоцитах, активированных Т-клетках, макрофагах, дендритных клетках, тимусных эпителиоцитах (т.е. играют ключевую роль в процессах распознавания антигенов)
Слайд 16III КЛАСС генов ГКГС контролирует:
синтез компонентов системы комплемента (С2, С4,
фактор В)
гены СУР, контролирующие активность ферментов цитохрома Р450
гены белков теплового
шока, участвующих во внутриклеточном транспорте и представлении антигенов
гены TNF (фактора некроза опухолей)
Слайд 17РЕСТРИКЦИЯ
Это зависимость Т - клеточных
реакций
от ГКГС
(restriction - ограничение)
Распознаются антигены (продукты их протеолиза), презентируемые
МНС - молекулами антигенпредставляющих клеток
Т-лимфоциты рестриктированы по МНС
СD4+-клетки рестриктированы по МНС – II
СD8+-лимфоциты - по МНС - I
Слайд 18ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ:
Антигены гистосовместимости являются составными частями клеточных мембран
МНС I присутствует
на внутриклеточных мембранах всех ядросодержащих клеток и определяет защиту от
вирусных, внутриклеточных бактериальных инфекций
МНС II присутствует на внешних структурах мембраны антигенпрезентирующих клеток и определяет защиту от внеклеточных инфекций
Химическая структура молекул гистосовместимости -гликопротеиды
Основное назначение системы МНС - контроль иммунного ответа, его силы и характера. Биологическая целесообразность формирования МНС - контроль постоянства антигенного гомеостаза, удаление преимущественно измененных «своих» клеток, а затем в процессе эволюции - приобретение способности участвовать в уничтожении генетически чужеродных веществ.
Слайд 19ГИПОТЕЗЫ
АССОЦИАЦИИ HLA-АНТИГЕНОВ С ЗАБОЛЕВАНИЯМИ
HLA-антигены принимают непосредственное участие и прямо включаются
в патогенез заболевания
Существуют специальные IR-гены (усиливающие иммунный ответ), которые тесно
связаны с ГКГС. При этом происходит неравновесное сцепление между HLA-антигенами и IR-генами.
Слайд 20Гипотезы,
объясняющие механизмы включения продуктов HLA-комплекса в патогенез заболеваний
РЕЦЕПТОРНАЯ ГИПОТЕЗА
ГИПОТЕЗА МОЛЕКУЛЯРНОЙ
«МИМИКРИИ»
ГИПОТЕЗА О МОДИФИКАЦИИ
ГИПОТЕЗА О ВЛИЯНИИ НЕКЛАССИЧЕСКИХ HLA-ГЕНОВ
Слайд 21РЕЦЕПТОРНАЯ ГИПОТЕЗА
Определенные антигены HLA являются рецепторами для вирусов, облегчающими их
фиксацию и проникновение в клетку
Слайд 22ГИПОТЕЗА МОЛЕКУЛЯРНОЙ «МИМИКРИИ»
Некоторые микроорганизмы несут поверхностные специфичности, идентичные HLA-структурам макроорганизма
хозяина. Поэтому развивается толерантность к данным микроорганизмам, в связи с
чем распознавание не происходит, и развивается заболевание вследствие неотвечаемости иммунной системы на данные антигены
Слайд 23ГИПОТЕЗА О МОДИФИКАЦИИ
Происходит модификация (изменение) аутологичного (своего) антигена, который в
последующем распознается иммунной системой как чужеродный.
Это приводит к срыву толерантности
Слайд 24ГИПОТЕЗА О ВЛИЯНИИ НЕКЛАССИЧЕСКИХ HLA-ГЕНОВ
Гены HSP, ОНФ, недостаточность С4а и
С2 фракций комплемента ассоциируются с СКВ и пиогенной инфекцией
Слайд 25
Примеры HLA-ассоциированных заболеваний
Слайд 26АССОЦИАЦИИ РАЗЛИЧНЫХ АЛЛЕЛЕЙ ГЕНОВ HLA-СИСТЕМЫ С ИММУНОПАТОЛОГИЧЕСКИМИ СОСТОЯНИЯМИ
Слайд 27Гены-кандидаты атопических заболеваний
1) гены факторов антигенного распознавания и гуморального иммунного
ответа (IL4, IL5, IL13, HLA-DR, TCRA);
2) гены метаболизма медиаторов
воспаления и сопутствующих факторов (LTC4S, PAFAH, NOS3);
3) гены рецепторов цитокинов и медиаторов воспаления (IL4RA, HTR2A, ABRB2, FCER1B );
4) гены факторов транскрипции (STAT6, JAK1, JAK3, NFYB);
5) другие гены (GSTM1, GSTT1, CYP2E1, NAT2, SLC11A1).
Слайд 28Гены ферментов биотрансформации
CYP1A1 462Ile/Val (цитохром P450 1А1) - пищевая аллергия,
эозинофилия
GSTP1 Ile105Val (глутатион S-трансфераза) - протективный фактор в отношении развития
атопического дерматита
GSTT1 и GSTM1 (глутатион S-трансфераза) – пищевой аллергия
Слайд 29КАТЕГОРИИ СТЕПЕНИ РИСКА ЗАБОЛЕТЬ ДАННОЙ БОЛЕЗНЬЮ ИЛИ ГРУППОЙ БОЛЕЗНЕЙ
Иммунные
расстройства: миастения Гравис, СКВ, дефициты иммуноглобулинов
Болезни с
аутоиммунным компонентом: инсулинозависимый сахарный диабет, тиреотоксикоз, ревматоидный артрит
Болезни неизвестной этиологии: рассеянный склероз, псориаз
Болезни без иммунного компонента: идиопатические гематохроматозы, конгенитальная дисплазия
Слайд 30Множественные генные детерминанты
лекарственного ответа
Анализ полиморфизма в генах системы биотрансформации и
фармакогенетика с помощью биочипов
Слайд 31Методы ДНК-чипов
Решающие успехи в идентификации и массовом сканировании однонуклеотидных замен
связывают с разработкой методов чипов. В обычном варианте чипы представляют
собой серию коротких олигонуклеотидных последовательностей (различных по своему составу), зафиксированных на твердой поверхности (стекле), так что на 1 см2 поверхности можно разместить до 10 000 таких последовательностей, причем позиция каждого из них четко определена и хорошо идентифицируется в автоматическом режиме.
Слайд 32ОПРЕДЕЛЕНИЕ HLA-АНТИГЕНОВ НЕОБХОДИМО ПРИ:
Типировании тканей с целью подбора донора реципиенту
(пересадка органов, костного мозга). Успешная пересадка органов зависит от совместимости
по антигенам HLA-DR, HLA-DQ, HLA-B, HLA-A.
Для установления связи экспрессии определенных антигенов и предрасположенности к тому или иному заболеванию. Наиболее сильная корреляция выявлена между наличием HLA-B27 и болезнью Бехтерева (95% больных имеют этот антиген). Предрасположенность к аллергии и аутоиммунным заболеваниям ассоциирована с конкретными фенотипами HLA-системы, как и резистентность к инфекциям.
При оценке иммунного статуса, когда используется выявление активированных Т-клеток, несущих HLA-DR антигены.
В антропологических исследованиях рас и народностей.