Главен комплекс за хистосъвместимост (MHC): функция, типове и роля в имунитета

MHC: как работи главният комплекс за хистосъвместимост, неговите типове и роля в адаптивния имунитет — разбираемо обяснение за разпознаване и представяне на антигени.

Главният комплекс за хистосъвместимост (MHC) е молекула, разположена от външната страна на имунните клетки, например белите кръвни клетки. Той се кодира от голямо семейство гени при всички гръбначни животни.

Функцията на MHC молекулите е да разпознават чужди антигени, а оттам и наличието на "чужди" протеини. Те свързват пептидни фрагменти от патогени върху клетъчната си повърхност. Веднъж попаднали там, фрагментите се разпознават от Т-клетките. Адаптивният имунитет зависи от тази реакция.

Структура и основни типове

При гръбначните животни MHC молекулите са разделени основно на два класа:

• MHC клас I — присъстват на почти всички ядросъдържащи клетки. Те представят предимно пептиди, получени от вътрешноклетъчни (ендогенни) белтъци — например вирусни протеини — и ги показват на CD8+ цитотоксични Т-клетки.
• MHC клас II — експресират се основно върху професионални антигенпредставящи клетки (например дендритни клетки, макрофаги, B-клетки). Те представят пептиди, произлезли от външни (ексогенни) патогени, и активират CD4+ помощни Т-клетки.

Има и нерядко споменавани нефункционални или „некласически“ MHC молекули (напр. някои HLA-E, HLA-G при хората), както и MHC клас III, който включва гени, кодиращи компоненти на комплемента и други имунни протеини, макар че те не представят антигени по същия начин.

Път за представяне на антигени

Антигените достигат MHC молекулите по два основни пътя:

• Ендогенен път (MHC I): Вътрешноклетъчни белтъци се разграждат от протеасома, получените пептиди се транспортират в ендоплазмения ретикулум чрез TAP протеини и се товарят върху MHC I молекулата. Комплексът се пренася към клетъчната повърхност, където може да бъде разпознат от CD8+ Т-клетки.
• Ексогенен път (MHC II): Патогените или чуждите белтъци биват погълнати чрез фагоцитоза или ендоцитоза, разграждат се в ендозоми/лизозоми и пептидите се свързват с MHC II в енродеалителни компартменти. След това комплексът излиза на повърхността за разпознаване от CD4+ Т-клетки.

Полиморфизъм и еволюционно значение

MHC гените са едни от най-полиморфните в генома — съществуват много алели в популациите. Тази вариабилност осигурява по-широк спектър на разпознаване на различни патогени в дадена популация и е важен механизъм за оцеляване при еволюционен натиск. В човека тези гени са известни като HLA (human leukocyte antigen) система — например HLA-A, HLA-B, HLA-C (клас I) и HLA-DR, HLA-DQ, HLA-DP (клас II).

Роля в имунитета и клинично значение

MHC е ключов за:

• Активиране на адаптивния имунен отговор чрез презентация на антигени на Т‑клетките.
• Опознаване на „себе си“ спрямо „не себе си“ — липсата или промяната на MHC представянето може да доведе до елиминиране на заразени или трансформирани клетки.
• Взаимодействие с естествени килъри (NK) — ниската експресия на MHC клас I може да активира NK клетки (те разпознават „липсата на себе си“ като сигнал за опасност).
• Трансплантации — различия в MHC (HLA несъвместимост) между донор и реципиент са главна причина за отхвърляне на трансплантирани органи; поради това се прави HLA типизиране преди трансплантация.
• Асоциации с автоимунни заболявания — някои HLA алели увеличават риска от автоимунитет (например HLA-B27 и анкилозиращ спондилит), което показва, че определени варианти на MHC могат да влияят на склонността към неправилни имунни реакции.

Практически приложения и изследвания

Знанията за MHC са важни при:

• Разработване на ваксини — изборът на антигенни пептиди, които добре се представят от човешки MHC молекули, подобрява ефективността.
• Имунотерапии — при рак се използват стратегии за подобряване на представянето на туморни антигени или за таргетиране на T-клетки спрямо MHC-представени антигени.
• Диагностика и персонализирана медицина — HLA типизация помага при подбор на донори и прогнозиране на риск от някои заболявания.

В обобщение, MHC молекулите са централни за работата на адаптивния имунитет: чрез представяне на пептидни фрагменти те свързват вродените и придобити имунни механизми, определят резултата от инфекции, трансплантации и влияят върху риска от автоимунни заболявания.

Търсене по буква