ΜΕΙΖΟΝ ΣΥΜΠΛΕΓΜΑ ΙΣΤΟΣΥΜΒΑΤΟΤΗΤΑΣ 13-14 / 12 & 14-11-2012 Ρ. Τσιτσιλώνη ΑΝΟΣΟΛΟΓΙΑ ΜΕΙΖΟΝ ΣΥΜΠΛΕΓΜΑ ΙΣΤΟΣΥΜΒΑΤΟΤΗΤΑΣ Εισαγωγικά στοιχεία Οργάνωση γονιδίων MHC Δομή MHC μορίων τάξης Ι και ΙΙ δομή MHC τάξης Ι δομή MHC τάξης ΙΙ Αλληλεπιδράσεις πεπτιδίων με τα MHC αντιγόνα αλληλεπιδράσεις πεπτιδίων με MHC τάξης Ι αλληλεπιδράσεις πεπτιδίων με MHC τάξης ΙΙ Πολυμορφισμός MHC μορίων τάξης Ι και ΙΙ Μόρια MHC τάξης ΙΙΙ Χαρτογράφηση των MHC γονιδίων χαρτογράφηση των MHC γονιδίων τάξης Ι χαρτογράφηση των MHC γονιδίων τάξης ΙΙ χαρτογράφηση των MHC γονιδίων τάξης ΙΙΙ Κυτταρική κατανομή και ρύθμιση της έκφρασης των MHC μορίων HLA και νοσήματα

Το τριμερές σύμπλεγμα αναγνώρισης & ενεργοποίησης του Τ κυττάρου: μόριο MHC-αντιγονικό πεπτίδιο-TCR

Εισαγωγικά στοιχεία Βασικές έννοιες: Ιστοσυμβατότητα Μείζον σύμπλεγμα ιστοσυμβατότητας (MHC, HLA) MHC απλότυπος MHC φαινότυπος/γονότυπος Αντιγόνα ιστοσυμβατότητας MHC-περιορισμός

Η αρχική ανακάλυψη του MHC τόπου 1η επιτυχής μεταμόσχευση: 1954 όργανο: νεφροί δέκτης - δότης: Μονοωογενείς δίδυμοι ιατρική ομάδα: Harrison & Murray, Νοσοκομείο Βοστώνης (Νόμπελ Ανοσολογίας 1990) Συχνότερες μεταμοσχεύσεις νεφροί (70 %) πάγκρεας καρδιά – πνεύμονες ήπαρ μυελός των οστών κερατοειδείς χιτώνες δέρμα Προέλευση μοσχευμάτων ζωντανοί δότες πτωματικά μοσχεύματα δότες εγκεφαλικά νεκροί

Τύποι μοσχευμάτων

ΜHC γονίδια στον άνθρωπο Χρωμόσωμα 6 στον άνθρωπο χρωμόσωμα 17 στο ποντίκι

Οργάνωση του MHC γενετικού τόπου στον άνθρωπο Class III (C4, C2, factor B, TNF, LT, HSP) DM, proteasome, TAP1/2

Οργάνωση του συμπλέγματος MHC στο ποντίκι και στον άνθρωπο

Κληρονόμηση MHC απλοτύπων στο ποντίκι

Ανοχή δερματικών μοσχευμάτων από ποντίκια ίδιου ή διαφορετικού απλοτύπου

Κληρονόμηση HLA απλοτύπων στον άνθρωπο και δημιουργία νέων απλοτύπων μετά από ανασυνδυασμό

Δομή MHC μορίων τάξης Ι και ΙΙ 1 2 3

Δομή MHC μορίων τάξης Ι και ΙΙ Σύνδεση με αντιγονικό πεπτίδιο Περιοχές με δομή Ig

Αντιστοίχηση γενετικών τόπων με τις MHC αλυσίδες Περιοχή με δομή Ig

Το τριμερές σύμπλεγμα αναγνώρισης & ενεργοποίησης του Τ κυττάρου: μόριο MHC-αντιγονικό πεπτίδιο-TCR

Η δομή της σχισμοειδούς θήκης των MHC τάξης Ι

Αλληλεπίδραση αντιγονικού πεπτιδίου με MHC τάξης Ι

Μοτίβα σύνδεσης πεπτιδίων σε MHC τάξης Ι του ποντικού

Μοντέλα σύνδεσης πεπτιδίων στις σχισμοειδείς θήκες των MHC αντιγόνων τάξης Ι και ΙΙ αντιγονικό πεπτίδιο (κόκκινο) α-αλυσίδα (άσπρο) β2 μικροσφαιρίνη (μπλε) αντιγονικό πεπτίδιο (κόκκινο) α-αλυσίδα (άσπρο) β-αλυσίδα (μπλε)

Δομική σύγκριση αντιπροσωπευτικών HLA μορίων τάξης Ι (Β27) και ΙΙ (DR1)

Τα διμερή των HLA τάξης ΙΙ μορίων αντιγονικό πεπτίδιο αντιγονικό πεπτίδιο Το “διμερές διμερούς” του DR1

Xαρακτηριστικά των HLA αντιγόνων   Xαρακτηριστικά των HLA αντιγόνων   ΤΑΞΗΣ Ι ΤΑΞΗΣ ΙΙ Κυτταρική κατανομή όλα τα εμπύρηνα κύτταρα κυρίως Β κύτταρα, μακροφάγα και αντιγονοπαρουσιαστικά Στερεοταξική δομή 4 τμήματα (1=αμινοτελικό εξωκυττάριο που συνδέεται με το αντιγόνο, 2=ανάλογο της ανοσοσφαιρίνης μη πολυμορφικό εξωκυττάριο τμήμα, 3=διαμεμβρανικό, 4=κυτταροπλασματικό) Επικράτειες α1, α2, α3 και β2-μικροσφαιρίνη α1, α2 και β1, β2 Θέση σύνδεσης με το αντιγονικό πεπτίδιο α1/α2 α1/β1 Μορφή θήκης κλειστή και στα δύο της άκρα ανοικτή και στα δύο της άκρα Μέγεθος συνδεόμενων πεπτιδίων 8-11 αμινοξέα 10-20 αμινοξέα Θέσεις πρόσδεσης των πεπτιδίων στα δύο άκρα του πεπτιδίου (πχ αμινοξέα θέσης 2 και 6) διάσπαρτες σε όλο το μήκος του πεπτιδίου Φύση της πρόσδεσης τα δύο άκρα του πεπτιδίου αλληλεπιδρούν με το MHC μόριο και το μέσον του εκτείνεται προς την εξωτερική πλευρά όλο το πεπτίδιο «αιωρείται» πάνω από το δάπεδο της σχισμοειδούς θήκης του MHC μορίου Παρουσιαζόμενα πεπτίδια ενδογενή εξωγενή Τ κύτταρα στα οποία παρουσιάζουν CD8+ κυτταροτοξικά CD4+ βοηθητικά  

Χαρακτηριστικά σύνδεσης πεπτιδίων στα ΜΗC

Ομαδοποίηση των MHC μορίων Εμπύρηνα κύτταρα

Ο πολυμορφισμός των HLA αντιγόνων Αριθμός γνωστών αλληλομόρφων δεν αλλάζουν με το χρόνο = TCR, Abs διαφορές κατά 5-10 %  διαφορετικά MHC-Ag 309 563 167 107 20 3 439 25 56 2006 Αριθμός γνωστών αλληλομόρφων (2003)

Γνωστά HLA αντιγόνα (1987-2011)

Ο πολυμορφισμός αφορά ορισμένα αμινοξικά κατάλοιπα κυρίως της σχισμοειδούς θήκης

Η έννοια του MHC περιορισμού

Η πρώτη πειραματική απόδειξη του MHC περιορισμού

Οργάνωση των MHC γενετικών τόπων στον άνθρωπο και το ποντίκι

Κληρονόμηση των MHC αντιγόνων στο ποντίκι

Kατανομή HLA μορίων Κυτταρική (ποσοτική) Κυτταρική (ποιοτική) τάξης Ι: 500 x 103 μόρια/λεμφοκύτταρο τάξης ΙΙ: APC μετά από επαφή με Ag Κυτταρική (ποιοτική) τάξης Ι: μέχρι 6 τάξης ΙΙ: μέχρι 12 (υβριδικά ~20) Κυτταρική (επαγώγιμη) τάξης Ι: επίδραση με IFNs, TNFs τάξης ΙΙ: επίδραση με IFN-γ, IL-4

Σημασία μερικών ιδιοτήτων των HLA μορίων Χαρακτηριστικό Επεξήγηση Σημασία Συγκυρίαρχη έκφραση Εκφράζονται και τα δύο γονικά αλληλόμορφα κάθε γονιδίου MHC Αυξάνεται ο αριθμός των διαφορετικών MHC μορίων που μπορούν να παρουσιάσουν πεπτίδια στα Τ κύτταρα Πολυμορφισμός Υπάρχουν πολλά διαφορετικά αλληλόμορφα στον πληθυσμό Εξασφαλίζει ότι διαφορετικά άτομα μπορούν να παρουσιάσουν και να αποκριθούν σε διαφορετικά μικροβιακά πεπτίδια Ειδικότητα-Συγγένεια Ευρύ φάσμα ειδικότητας, χαμηλή συγγένεια Πολλά διαφορετικά πεπτίδια μπορούν να συνδεθούν στο ίδιο MHC μόριο Ρυθμός διάστασης Πολύ βραδύς ρυθμός διάστασης Το κάθε MHC μόριο παρουσιάζει για αρκετό χρόνο το πεπτίδιο, ώστε να εντοπιστεί από τα Τ κύτταρα Έκφραση Σταθερή έκφραση Μόνο τα MHC μόρια που παρουσιάζουν πεπτίδιο εκφράζονται για να αναγνωριστούν από τα Τ κύτταρα

Σχέση HLA αντιγόνων με νοσήματα (Ι) Κοινά χαρακτηριστικά: άγνωστης αιτιολογίας παρουσιάζουν κληρονομικότητα (?) εμφανίζουν ανοσολογικές διαταραχές δεν επιδρούν στην αναπαραγωγική ικανότητα

Σχέση HLA αντιγόνων με νοσήματα (ΙΙ)   Σχέση HLA αντιγόνων με νοσήματα (ΙΙ) ΝΟΣΗΜΑ HLA ΑΝΤΙΓΟΝΟ ΣΧΕΤΙΚΟΣ ΚΙΝΔΥΝΟΣ Αγκυλωτική σπονδυλίτιδα Β27 90 Ναρκοληψία DR2 95 Κληρονομική αιμοχρωμάτωση Α3 Β14 Α3/Β14 9,3 2,3 Ινσουλινοεξαρτώμενος διαβήτης DR3 DR4 DR3/DR4 DR3/DQ8/DQw2 5 6-7 20 30 0,25 Σκλήρυνση κατά πλάκας Μυασθένεια gravis 10 Σύνδρομο Sjoegren Dw3 6 Συστηματικός ερυθηματώδης λύκος Χρόνια ενεργός ηπατίτιδα 14 ΙgΑ νεφροπάθεια Σύνδρομο Reiter B27 37  

Σχέση HLA αντιγόνων με νοσήματα (ΙΙΙ) Table 3. Examples of significant HLA and disease associations Disease Associated Alleles Frequency in Relative Risk Patients Control Ankylosing spondylitis B27 90 9 87.4 Reiter's disease (syndrome) 79 37.0 Acute anterior uveitis 52 10.4 Psoriasis vulgaris Cw6 87 33 13.3 Dermatitis herpetiformis DR3 85 26 15.4 Celiac Disease 10.8 Insulin-dependent diabetes mellitus DR3/4 91 57 7.9

Βάση για ανεύρεση MHC μορίων και αντίστοιχων πεπτιδίων-συνδετών τους www.uni-tuebingen.de/uni/kxi supported by DFG-Sonderforschungsbereich 510 and the European Union: EU BIOMED CT95-1627, BIOTECH CT95-0263, and EU QLQ-CT-1999-00713                                                                                                                                                                                                              A DATABASE OF MHC LIGANDS AND PEPTIDE MOTIFS (Ver. 1.0) SYFPEITHI is a database comprising more than 4000 peptide sequences known to bind class I and class II MHC molecules. The entries are compiled from published reports only. Last update: November 4th,  2003                                                        

Η φυλογενετική εξέλιξη των MHC

Το “περίεργο” MHC μόριο HLA-G και οι ισομορφές του