Sistema degli antigeni leucocitari umani (Human Leukocyte Antigen, HLA) / Human Leukocyte Antigen (HLA) system

 Sistema degli antigeni leucocitari umani (Human Leukocyte Antigen, HLA)  / Human Leukocyte Antigen (HLA) system

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Il sistema antigenico dei leucociti umani (human leukocyte antigen, HLA) (il complesso maggiore d'istocompatibilità dell'uomo) è una parte importante del sistema immunitario ed è codificato dai geni che sono localizzati sul cromosoma 6. Esso codifica per le molecole della superficie cellulare specializzate nel presentare i peptidi antigenici al recettore delle cellule T.

Le molecole del complesso maggiore di istocompatibilità (MHC) che presentano l'antigene sono suddivise in 2 classi principali:

Le molecole del complesso maggiore di istocompatibilità (MHC) di classe I

Le molecole del complesso maggiore di istocompatibilità (MHC) di classe II

Le molecole del complesso maggiore di istocompatibilità (MHC) di classe I sono presenti come glicoproteine transmembrana localizzate sulla superficie di tutte le cellule nucleate. Le molecole intatte di classe I sono composte da una catena pesante alfa legata ad una molecola di beta-2 microglobulina. La catena pesante consiste in 2 domini deputati al legame del peptide, un dominio immunoglobulina (Ig)-simile, ed una regione transmembrana con una coda citoplasmatica. La catena pesante della molecola di classe I viene codificata da geni situati nei loci HLA-A, HLA-B e HLA-C. Le cellule T che esprimono molecole CD8 interagiscono con le molecole del complesso maggiore di istocompatibilità (MHC) di classe I. Questi linfociti T spesso presentano una funzione citotossica, rendendoli capaci di riconoscere qualsiasi cellula infettata. Poiché tutte le cellule nucleate esprimono le molecole del complesso maggiore di istocompatibilità (MHC) di classe I, tutte le cellule infette possono funzionare come cellule presentanti l'antigene per le cellule T CD8 (il CD8 si lega alla parte non-polimorfica della catena pesante delle molecole di classe I). Alcuni geni del complesso maggiore di istocompatibilità (MHC) di classe I codificano per molecole del complesso maggiore di istocompatibilità (MHC) non-classiche (ossia, che non si legano al CD8), come l'HLA-G (che può avere un ruolo nella protezione del feto dalla risposta immunitaria materna) e l'HLA-E (che presenta i peptidi ad alcuni recettori sulle cellule natural killer).

Le molecole del complesso maggiore di istocompatibilità (MHC) di classe II di solito sono presenti soltanto sulle cellule presentanti l'antigene professionali (le cellule B, i macrofagi, le cellule dendritiche, parte delle cellule nucleate può essere indotta dall'interferone (IFN)-gamma ad esprimere le molecole le cellule di Langerhans), sull'epitelio timico e sulle cellule T attivate (ma non quiescenti). La maggior del complesso maggiore di istocompatibilità (MHC) di classe II. Le molecole del complesso maggiore di istocompatibilità (MHC) di classe II sono caratterizzate da 2 catene polipeptidiche (α e β); ciascuna catena presenta un dominio deputato al legame con il peptide, un dominio Ig-simile, ed una regione transmembrana con una coda citoplasmatica. Entrambe le catene polipeptidiche sono codificate da geni nelle regioni HLA-DP, -DQ o -DR del cromosoma 6. Le cellule T che reagiscono alle molecole di classe II esprimono CD4 e sono spesso cellule helper.

La regione MHC di classe III del genoma codifica per diverse molecole importanti nell'infiammazione; essi comprendono i componenti del complemento C2, C4 e il fattore B; fattore di necrosi tumorale (TNF) -alfa; linfotossina; e 3 proteine da shock termico, che aiutano a proteggere le cellule dallo stress ed a mantenere l'omeostasi proteica.

Nel sistema HLA, ai singoli antigeni, che sono codificati dai loci dei geni di classe I e II e definiti sierologicamente, è stata assegnata una nomenclatura standard (p. es., HLA-A1, -B5, -C1, -DR1). Gli alleli definiti con il sequenziamento del DNA sono denominati in modo da identificare il gene, seguiti da un asterisco, da numeri che rappresentano il gruppo allelico (spesso corrispondendo all'antigene sierico che codifica per quell'allele), da due punti, e da numeri che rappresentano l'allele specifico (p. es., A*02:01, DRB1*01:03, DQA1*01:02). A volte vengono aggiunti dei numeri dopo i due punti per identificare varianti alleliche che codificano proteine uguali, e dopo altri due punti, vengono aggiunti altri numeri per indicare i polimorfismi intronici o nelle regioni non codificanti in 5' o 3' (p. es., A*02:101:01:02, DRB1*03:01:01:02).

Le molecole del complesso maggiore di istocompatibilità (MHC) di classe I e II sono gli antigeni più immunogenici coinvolti durante il rigetto di un trapianto allogenico. Il più forte determinante è l'HLA-DR, seguito da HLA-B e -A. Questi 3 loci sono dunque i più importanti per la corrispondenza tra donatore e ricevente.

Alcune patologie autoimmuni sono legate a degli specifici alleli HLA, per esempio,

Spondilite anchilosante e artrite reattiva a HLA-B27

Sclerosi multipla a HLA-DR2

Narcolessia a HLA-DR2 e HLA-DQB1*06:02

Psoriasi a HLA-C*06:02

Artrite reumatoide a HLA-DR4

Diabete mellito di tipo 1 a HLA-DQ2 e a HLA-DQ8

ENGLISH

The human leukocyte antigen (HLA) system (the human major histocompatibility complex) is an important part of the immune system and is encoded by genes located on chromosome 6. It encodes cell surface molecules specialized for presenting antigenic peptides to the T-cell receptor. 

Antigen-presenting major histocompatibility complex (MHC) molecules are divided into two main classes:

Class I major histocompatibility complex (MHC) molecules

Class II major histocompatibility complex (MHC) molecules

Class I major histocompatibility complex (MHC) molecules are present as transmembrane glycoproteins located on the surface of all nucleated cells. Intact class I molecules are composed of an alpha heavy chain linked to a beta-2 microglobulin molecule. The heavy chain consists of two peptide-binding domains, an immunoglobulin (Ig)-like domain, and a transmembrane region with a cytoplasmic tail. The heavy chain of the class I molecule is encoded by genes located at the HLA-A, HLA-B, and HLA-C loci. T cells expressing CD8 molecules interact with major histocompatibility complex (MHC) class I molecules. These T cells often exhibit a cytotoxic function, enabling them to recognize any infected cell. Because all nucleated cells express major histocompatibility complex (MHC) class I molecules, all infected cells can function as antigen-presenting cells for CD8 T cells (CD8 binds to the non-polymorphic portion of the heavy chain of class I molecules). Some major histocompatibility complex (MHC) class I genes encode non-classical MHC molecules (i.e., they do not bind to CD8), such as HLA-G (which may play a role in protecting the fetus from maternal immune responses) and HLA-E (which presents peptides to certain receptors on natural killer cells).

MHC class II molecules are usually present only on professional antigen-presenting cells (B cells, macrophages, dendritic cells, some nucleated cells, and Langerhans cells), on the thymic epithelium, and on activated (but not quiescent) T cells. Most MHC class II molecules are present only on professional antigen-presenting cells (B cells, macrophages, dendritic cells, and some nucleated cells can be induced to express MHC by interferon (IFN)-gamma). Major histocompatibility complex (MHC) class II molecules are characterized by two polypeptide chains (α and β); each chain has a peptide-binding domain, an Ig-like domain, and a transmembrane region with a cytoplasmic tail. Both polypeptide chains are encoded by genes in the HLA-DP, -DQ, or -DR regions of chromosome 6. T cells that respond to class II molecules express CD4 and are often helper cells.

The MHC class III region of the genome encodes several molecules important in inflammation; these include complement components C2, C4, and factor B; tumor necrosis factor (TNF)-alpha; lymphotoxin; and three heat shock proteins, which help protect cells from stress and maintain protein homeostasis.

In the HLA system, individual antigens, which are encoded by class I and II gene loci and defined serologically, have been assigned a standard nomenclature (e.g., HLA-A1, -B5, -C1, -DR1). Alleles defined by DNA sequencing are named to identify the gene, followed by an asterisk, numbers representing the allelic group (often corresponding to the serum antigen encoding that allele), a colon, and numbers representing the specific allele (e.g., A*02:01, DRB1*01:03, DQA1*01:02). Sometimes numbers are added after the colon to identify allelic variants encoding the same proteins, and after another colon, additional numbers are added to indicate polymorphisms intronic or in the 5' or 3' noncoding regions (e.g., A*02:101:01:02, DRB1*03:01:01:02).

Major histocompatibility complex (MHC) class I and II molecules are the most immunogenic antigens involved in allogeneic transplant rejection. The strongest determinant is HLA-DR, followed by HLA-B and -A. These three loci are therefore the most important for matching donor and recipient.

Some autoimmune diseases are linked to specific HLA alleles, for example,

Ankylosing spondylitis and reactive arthritis at HLA-B27

Multiple sclerosis at HLA-DR2

Narcolepsy at HLA-DR2 and HLA-DQB1*06:02

Psoriasis at HLA-C*06:02

Rheumatoid arthritis at HLA-DR4

Type 1 diabetes mellitus with HLA-DQ2 and HLA-DQ8

Da:

https://www.msdmanuals.com/it/professionale/immunologia-malattie-allergiche/biologia-del-sistema-immunitario/sistema-degli-antigeni-leucocitari-umani-human-leukocyte-antigen-hla