Centro Regionale Trapianti - Piemonte
- Il sistema MHC
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Gli studi dagli anni '50 in poi evidenziarono come i meccanismi di
tolleranza verso il trapianto fossero strettamente correlati al sistema
MHC. Esso si trova sul cromosoma 6. Lo studio dei geni in esso contenuto
si è approfondito negli anni seguenti con l'utilizzo delle tecniche molecolari.
Si parla di geni di classe II (HLA-DR, DQ) più vicini al centromero e
geni di classe I (HLA-A,B e C). Si tratta di una regione estesa di Classe
I e II, che occupa 3,6 Mbp circa 0,12% del genoma umano ed è l'unico caso
in cui geni che svolgono funzioni simili siano raggruppati e vicini.
La regione di classe I è molto estesa in quanto i loci dei geni HLA-A B e
C sono molto distanti tra di loro (HLA-A più telomerico). La struttura
delle due molecole è molto differente.
Le molecole di classe I sono formate
da una catena alfa e da una proteina denominata beta 2 microglobulina.
Al sito di legame delle molecole di classe I partecipano i domini alfa
1 e alfa 2 della catena alfa.
La classe II è formata da una catena alfa
e da una beta. Al sito di legame partecipano sia il dominio alfa 1 che
il dominio beta 1 delle rispettive catene. Il sito combinatorio non è
chiuso ai lati, non essendo formato da ripiegamenti della stessa catena
ma è aperto e pertanto può alloggiare peptidi più lunghi.
Entrambe hanno
una struttura intramembranaria ed una porzione citoplasmatica.
Differente
è la modalità attraverso la quale le due molecole vengono trasportate
alla superficie della cellula.
Le molecole di classe I montano peptidi
derivati dal clivaggio di proteine intracitoplasmatiche. Queste proteine
vengono clivate dal proteosoma che è un struttura citoplasmatica multimolecolare
ad attività catalitica. Due subunità catalitiche denominate LMP2 e LMP7
sono codificate da geni che ritrovano nell'MHC. I peptidi sono trasportati
dalle molecole TAP all'interno del reticolo sarcoplasmatico e vengono
montate nella tasca delle molecole HLA di classe I che si è assemblata
nel reticolo stesso. Quindi attraverso il Golgi sono espresse sulla superficie
della cellula.
Le molecole di classe II hanno un assemblaggio più complesso
di quello delle molecole di classe I e richiedono l'intervento di altre
catene: invariant chain si monta sulla molecole di classe II nel reticolo
endoplasmatico. Questo complesso passa nel citoplasma dove avvengono altre
modificazioni e nel suo cammino verso la superficie cellulare incontra
delle vescicole endosomiali e lisosomiali che hanno degradato proteine
raccolte dall'esterno della cellula.
I complessi stabili MHC-peptide vengono
indirizzati verso la superficie della cellula attraverso la fusione della
membrana cellulare con le vescicole esocitiche e vengono espressi sulla
superficie.
Le molecole HLA sono delle molecole di superficie fisiologicamente
espresse sulle cellule dell'individuo pertanto svolgono una funzione che
è quella di difesa nei confronti dei microbi, dei virus e delle loro tossine.
Le APC sono le cellule che presentano l'antigene (le cellule dendritiche,
i fagociti mononucleati, i linfociti B ed anche le cellule endoteliali
dei capillari sanguigni) ed esprimono le molecole HLA dell'individuo che
nella tasca contengono i peptidi derivati dagli agenti patogeni che hanno
infettato la cellula, oppure nel corso della maturazione timica o nella
difesa nei confronti dei tumori.
Le cellule che riconoscono le molecole
HLA sono i linfociti T. Se il legame è efficace avviene la stimolazione
delle cellule T che secernono citochine ed esprimono recettori di superficie
che espandono la risposta dei linfociti T attivati.
Nel caso del trapianto
abbiamo un riconoscimento diretto delle molecole MHC estranee del donatore
attraverso le sue APC ed il riconoscimento da parte delle cellule T del
ricevente.
Le molecole MHC del donatore possono essere processate e presentate
nel contesto MHC del ricevente. Questi peptidi possono venire riconosciuti
come estranei. Questi fenomeni sono alla base del rigetto del trapianto,
della malattia dell'ospite nei confronti del donatore e della reazione
nei confronti delle cellule tumorali.