Процесс уничтожения чужеродного агента состоит из множества этапов, на каждом из которых работают клетки нашей иммунной системы. Как оказалось, она несовершенна, а результатом этого является развитие аутоиммунных заболеваний. Что такое человеческий лейкоцитарный антиген, как он связан с успешной трансплантацией и что такое презентация антигена, читайте в статье.
Гены являются фрагментами молекулы ДНК, а в них содержится вся генетическая информация о синтезе белков. Ещё из школьной программы по биологии многие из вас наверняка помнят основную концепцию генетики о том, что:
"Каждый ген кодирует синтез определенного белка, отвечающего за конкретный признак".
Этот постулат весьма условен, ведь существуют гены, отвечающие за несколько признаков, а такое свойство генов называют плейотропией (множественное действие гена). Например, ген, определяющий рыжий цвет волос, отвечает также за светлую окраску кожи и наличие веснушек на ней.
По факту выходит, что один ген связан с рядом биохимических процессов в организме и влияет на многие свойства в нем. При этом белок вырабатывается один, который и принимает участие в каскаде реакций. Таким образом, данное свойство генов не противоречит вышеуказанному принципу генетики.
Немного интересных фактов о генах:
- любая клетка тела содержит одинаковый набор последовательностей в ДНК, которая передается ребенку от родителей;
- ДНК людей отличаются всего на 0,1% (по меркам генетики это около 3 миллионов отличий);
- однояйцевые близнецы имеют совпадение в генетическом коде почти на 100%;
- существует явление близнецового химеризма, когда клетки замершего эмбриона поглощает его близнец: в таком случае у ребенка будет два набора ДНК;
- период разложения молекулы ДНК длится более 500 лет (за данный промежуток времени распадается более половины связей между нуклеотидами ДНК - Т, А, Г, Ц).
В статье по трансплантации стволовых клеток я подробнее обещала рассказать об HLA-системе. Наша иммунная система представляет собой своеобразный комплекс защиты организма от любых вторжений извне (порой и вовсе против самого себя, но сейчас не об этом).
Для борьбы с чужеродным агентом необходимо наличие дозорных, которые первыми распознают его и передадут информацию о том, что это "не свой" (к таким можно отнести клетки врожденного иммунитета - фагоциты, а также клетки-киллеры).
Что такое HLA-система?
Это важный компонент иммунной системы человека в виде комплекса генов, расположенного в коротком плече 6 хромосомы. Этот комплекс является главной генетической составляющей, которая определяет функционирование иммунной системы.
Основными задачами данной системы являются:
- обнаружение чужеродных клеток;
- формирование иммунного ответа;
- контроль репродуктивного процесса в самом начале развития беременности (это необходимо для предупреждения образования эмбриона с "неправильным" генетическим материалом);
- определение предрасположенности человека к некоторым заболеваниям;
- определение гистосовместимости тканей (читайте ниже).
Данную систему называют главным комплексом гистосовместимости, а у человека - человеческими лейкоцитарными антигенами (Human Leukocyte Antigens - HLA).
Что же такое гистосовместимость?
Это совместимость генетического материала между двумя людьми в плане их иммунной системы. Грубо говоря, это совместимость тканей и органов при трансплантации.
Любой здоровый организм будет крайне негативно реагировать на внедрение чужого белка с развитием выраженной иммунной агрессии (реакция "хозяин против трансплантата" тому пример).
Поэтому для пересадки органов или клеток важно максимально большее совпадение реципиента и донора по структуре антигенов рецепторов.
На Т-лимфоцитах формируется лишь один тип рецепторов - Т-клеточные рецепторы (TCR). Именно они распознают чужеродный антиген, ассоциированный с главным комплексом гистосовместимости (не "свободно плавающий", как, например, для В-лимфоцитов, а через комплекс чужеродных веществ с определенным белком главной системы гистосовместимости I и II класса).
Основные классы HLA-системы:
- Класс I определяет антигены, которые расположены на поверхности всех клеток, содержащих ядро (части собственных белков клеток). Именно по этим белкам организм отделяет свои белки от чужих.
- Класс II контролирует ответ к антигенам, захваченных клеткой из внешней среды, а расположен данный комплекс на всех антигенпредставляющих клетках: дендритные клетки, макрофаги и В-лимфоциты.
Таким образом выходит, что антиген распознается Т-лимфоцитом только в комплексе с молекулами определенного класса комплекса HLA-системы.
Что такое презентация антигена?
Итак, в любой клетке непрерывно происходят процессы удаления "лишних" белков (с помощью протеасом). В результате этого белок распадается на короткие пептиды, которые встраиваются в комплекс гистосовместимости и уже в таком виде преподносятся Т-лимфоциту. Это называется презентацией антигена.
С помощью того самого уникального рецептора (TCR) Т-лимфоцит решает: собственный это белок или посторонний. Именно по этой причине совпадение молекул главного комплекса гистосовместимости играет ключевую роль при пересадке тканей и органов.
К сожалению, создать идеальную армию для борьбы с разнообразными патогенами и микроорганизмами природа не смогла. Аутоиммунные процессы можно назвать "побочными продуктами" работы приобретенного иммунитета, благодаря которому мы существуем в неидеальном мире, населенного всевозможными бактериями, вирусами и прочими организмами.
Надеюсь, вы немного поняли, что такое HLA-система, какую роль она играет в трансплантации и почему обязательно нужно проходить типирование перед данной процедурой. Благодарю за внимание и до скорых встреч.