Histokompatibiliteedi kompleks (MHC): immuunsüsteemi antigeenituvastus

MHC: kuidas histokompatibiliteedi kompleks tuvastab antigeene, seob patogeenide peptiide ja aktiveerib T-rakke — põhjalik ülevaade adaptatiivsest immuunsusest.

Histokompatibiliteedi kompleks (MHC) ehk MHC on rühm valkude molekule, mis paiknevad rakumembraani välisküljel paljudel immuunsüsteemi ja teiste keha rakkude pindadel. MHC-lisandid on kodeeritud suure geeniperekonna poolt ja neid leidub kõigil selgroogsetel. MHC-molekulid võimaldavad organismil kuvada sisemisi valkude fragmente rakupinnal, nii et teised immuunrakud saaksid neid jälgida.

MHC-molekulide põhiülesanne on tuvastada võõraid antigeene – nad seovad patogeenide või raku enda peptiidfragmente ja eksponeerivad neid rakupinnale. Kui need peptiidid on seal esindatud, tunnevad neid ära spetsiaalsed T-rakud, mis aktiveerivad või reguleerivad immuunvastust. See protsess on keskne adaptiivse immuunsüsteemi toimimiseks.

Peamised MHC-klassid ja nende roll

• MHC I – ekspresseeruvad peaaegu kõigil tuumaga rakkudel. Need esitlevad peamiselt rakusiseseid (tsütosoolseid) peptiide CD8+ (tsütotoksiliste) T-rakkudele. Tsütosoolsed valgud lõhustatakse proteasoomis ja liigitatakse endoplasmaatilisse retiikulumi läbi TAP-transportriivi, kus need laaditakse MHC I peale.
• MHC II – esinevad eelkõige antigeeniesitavatel rakkudel (nt dendriitrakud, makrofaagid, B-rakud). Nad esitlevad peamiselt väljastpoolt sissetulevaid antigeene CD4+ (abiliste) T-rakkudele. Need peptiidid tekivad lüsosomaalsetes lagundusprotsessides ja laaditakse MHC II molekulidele spetsiaalsete organellide pinnal.
• Rist-esitlus – mõnikord saavad mõned antigeeniesitajad esitada väliseid antigeene ka MHC I peal, võimaldades aktiveerida CD8+ ringlevaid T-rakke viiruse- või kasvajavastase vastuse korral.

Polümorfism ja tähendus

MHC-geenid on tugevalt polümorfsed ehk neil on palju erinevaid alleele populatsioonis. See mitmekesisus suurendab liigi võimalust vastata mitmesugustele patogeenidele: erinevad alleelid seovad erinevaid peptiidkomplekse. Selline mitmekesisus on sageli hoitud loodusliku valiku toimel (pathogen-driven balancing selection).

Inimeste eripära: HLA

Inimestel nimetatakse MHC-geene HLA (human leukocyte antigen) süsteemiks. HLA-ühilduvus on oluline elundisiirdamistel – suurem sobivus doonori ja saaja HLA alleelide vahel vähendab siirdamise tagasilükkamist. Samuti on teatud HLA-alleelid seotud suurema riski või kaitsega teatud autoimmuunhaiguste ja nakkuste puhul (näiteks HLA‑B27 seos anküloseeriva spondüliidiga).

Rakuline antigeenitöötlus ja tee MHC-ile

• Rakusiseste valkude peptiidid tekivad proteasoomis ja transporditakse ER-i TAP-uuringu abil, kus nad laaditakse MHC I peale.
• Ekstratsellulaarsed antigeenid võetakse rakkude poolt endotsütoosiga, lagundatakse lüsosoomides ja laaditakse MHC II kompleksidele.

Kliiniline ja bioloogiline tähtsus

MHC mõjutab transplantaatide aktsepteeritavust, vaktsiinide efektiivsust, vastuvõtlikkust nakkustele ja autoimmuunsete haiguste teket. MHC-ülevaatused (nt HLA-tyüpimine) on tavapärased siirdamiskliinikutes. Uuringud MHC ja selle interaktsioonide kohta aitavad arendada täpsemaid immunoterapeutilisi lähenemisi, kaasa arvatud vähiravi ja vaktsiinide disain.

Märkused ja lisainfo

MHC ei ole ainult inimesel olemas – sarnased kompleksid leiduvad paljudel selgroogsetel ning nende struktuurid ja rollid immuunmonitoringus on evolutsiooniliselt säilinud. Lisaks suurematele MHC-molekulidele on olemas ka väiksemad «minor» histokompatibility antigeenid, mis võivad samuti mõjutada siirdamise tulemusi.

Otsing