MHC (fő hisztokompatibilitási komplex): definíció és szerepe az immunrendszerben
MHC (fő hisztokompatibilitási komplex): hogyan ismeri fel és mutatja be az idegen antigéneket, és milyen szerepe van az adaptív immunitásban és a T‑sejt aktiválásban.
A fő hisztokompatibilitási komplex vagy MHC az immunsejtek, például a fehérvérsejtek külső oldalán található molekula. Minden gerincesben egy nagy géncsalád kódolja. Emberben ez a család a HLA (human leukocyte antigen) géneket foglalja magába, és rendkívül polimorf — sokféle allélt tartalmaz, ami populációszinten növeli a kórokozókkal szembeni védekezést.
Az MHC-molekulák feladata, hogy érzékeljék az idegen antigéneket, és így az "idegen" fehérjék jelenlétét. A kórokozók peptidfragmentumait kötik a sejtfelszínükre. Ha már ott vannak, a fragmentumokat a T-sejtek felismerik. Az adaptív immunitás ettől a reakciótól függ.
MHC osztályok és alapvető különbségek
Az MHC két fő osztályra osztható, amelyek különböző forrású antigéneket mutatnak be és eltérő T-sejt altípusokat aktiválnak:
- MHC I: szinte minden nukleált sejten kifejeződik. Endogén (sejten belüli) fehérjék lebomlásából származó rövid peptideket (általában 8–11 aminosav hosszúságú) mutat be a CD8+ citotoxikus T-sejteknek. Szerkezetileg egy nehéz alfa-láncból és egy könnyű beta2-mikroglobulin láncból áll.
- MHC II: főként professzionális antigénprezentáló sejtekre (dendritikus sejtek, makrofágok, B-sejtek) jellemző. Exogén (sejten kívül felvett) antigénekből származó hosszabb peptideket (kb. 13–25 aminosav) mutat be a CD4+ segítő T-sejteknek. Általában két alegység (alfa és béta) alkotja.
Antigén feldolgozás és prezentáció
Az antigének MHC-hez való kapcsolódása előtt feldolgozáson mennek keresztül. A két fő útvonal:
- Endogén útvonal (MHC I): a sejten belüli fehérjék a proteaszómában bomlanak peptidekre. A keletkezett peptideket a TAP fehérje szállítja az endoplazmatikus retikulumba, ahol az MHC I molekulákhoz kötődnek és a sejtfelszínre kerülnek.
- Exogén útvonal (MHC II): a felvett anyagok lizoszómákban emésztődnek. Az MHC II molekulákat kezdetben egy invariant lánc (Ii) foglalja el; a lizoszómában az Ii maradványa (CLIP) eltávolítását követően a HLA-DM segít a peptid betöltődésében, majd a komplex a felszínre kerül.
Dendritikus sejtek képesek cross-prezentációra is: exogén antigéneket MHC I útvonalon mutatnak be, ami fontos a vírusok és tumorok elleni CD8+ válaszhoz.
Genetika, polimorfizmus és populációs jelentőség
Az MHC géncsalád nagyon változatos — ez az egyik legpolimorfabb géncsoport az emlősökben. A különböző allélek befolyásolják, hogy mely peptideket tudja egy adott MHC-molekula megkötni és bemutatni. A sokféleség populációs szinten előnyt jelent: nagyobb eséllyel akad olyan egyén, aki képes felismerni egy adott kórokozó antigénjét.
Klinikai jelentőség
- Szervátültetés: az MHC (emberben HLA) egyezés alapvető a kilökődés elkerüléséhez; HLA-típusozás szükséges a donor és recipiens összevetéséhez.
- Autoimmun betegségek: bizonyos HLA-allélok kapcsolatba hozhatók autoimmun kórképekkel (például HLA-B27 és spondylitis ankylopoetica), mert az MHC által bemutatott peptidek indíthatnak káros immunválaszt.
- Vakcinák és immunterápia: a vakcinatervezésnél figyelembe veszik, mely peptidjelek kötődnek széles körben előforduló HLA-allelekhez; ráadásul a tumor neoantigének felismerése és célzott immunterápiák szempontjából is kulcsfontosságú.
Immunológiai következmények és kórokozói stratégiák
Néhány vírus és daganatsejt képes csökkenteni az MHC I expresszióját, hogy elkerülje a CD8+ T-sejtes felismerést. Ezt a stratégiát azonban az NK-sejtek észrevehetik: az NK-sejtek gyakran a csökkent MHC I-szintet "veszélyjelzésként" értelmezik és lökik a célt sejt elpusztítására. Más kórokozók pedig közvetlenül befolyásolják az antigénfeldolgozás folyamatát (például gátolják a TAP funkciót).
Összefoglalás
Az MHC alapvető szerepet játszik az adaptív immunválaszban: a molekulák bemutatják a peptideket a T-sejteknek, ezáltal döntik el, hogy a szervezet mikor tekint valamit idegennek. A struktúra, a feldolgozási utak, a genetikai sokféleség és a klinikai következmények — szervátültetés, autoimmunitás, vakcinatervezés — mind azt mutatják, hogy az MHC központi eleme az immunológiai védekezésnek.
Hatékonyság
Az MHC-molekulák két tulajdonsága megnehezíti, hogy a kórokozók elkerüljék az immunválaszt.
1. Az MHC poligénes. Több különböző gén létezik, így minden ember vagy állat rendelkezik egy sor MHC-molekulával, amelyek némileg eltérő peptidtartományokat kötnek meg.
2. Az MHC-gének erősen polimorfak. Ez azt jelenti, hogy a populációban minden génnek többféle allélváltozata létezik. A polimorfizmus olyan magas, hogy egy kevert populációban nincs két olyan egyed, akinek az MHC-gének és -molekulák készlete pontosan megegyezik, kivéve az egypetéjű ikreket.
Egy populáción belül a sok különböző allél jelenléte azt jelenti, hogy szinte mindig lesz olyan egyed, amely egy adott MHC-molekulával rendelkezik, amely képes a megfelelő peptidet betölteni egy adott mikroba felismeréséhez. Az MHC-polimorfizmus evolúciója azt jelenti, hogy egy populáció nem fog elpusztulni egy új vagy mutálódott kórokozótól, mert legalább néhány egyed képes lesz megfelelő immunválaszt kifejleszteni a kórokozó legyőzésére. Az MHC-molekulák változatossága a különböző MHC-molekulák öröklődésének eredménye.
Transzplantációk
A transzplantációkat azokra korlátozzák, amelyek a szöveti egyezések vizsgálatakor a legkevesebb reakciót váltják ki az MHC-rendszerből.
Autoimmun betegségek
Autoimmun betegség akkor alakul ki, amikor az immunsejtek nem ismerik fel más sejtek MHC-molekuláit, és a saját testüket kezdik támadni.
Keres