Complejo Mayor de Histocompatibilidad

El inters y la curiosidad respecto a este tema surgieron al observarse el rechazo a tejidos transplantados en ratones de laboratorio. En la dcada de 1940 George Snell y colaboradores realizaron estudios para analizar el rechazo a implantes entre ratones de distintas cepas y ratones de la misma cepa. Para realizar esto, primero deban crear cepas endogmicas, es decir, que posean la misma secuencia de cidos nucleicos en todos los alelos del genoma, esto lo obtuvieron entrecruzando hermanos, y luego de veinte generaciones finalmente fue posible establecer cepas genticamente idnticas. Cuando se transplanta un tejido o un rgano, pueden ocurrir dos cosas, que el sistema inmunitario reaccione en contra de este y lleve al rechazo, o que sea aceptado. En el experimento de Snell, cuando se realizaron injertos de piel entre las cepas endogmicas, el rgano fue aceptado. Mientras que en los injertos a las cepas distintas fueron rechazados. Este estudio nos lleva a la conclusin, que el reconocimiento de un tejido como propio o extrao es un carcter hereditario. Adems que los genes encargados de esto varan de un individuo a otro. Esta idea seria atribuible al polimorfismo de los genes encargados del reconocimiento tisular. Cuando hablamos de polimorfismo, hacemos referencia al hecho que si bien, todos los ratones poseen los genes del reconocimiento de lo propio de lo extrao, existen variaciones entre cada cepa, es decir formas alternativas de expresarse, o variantes de una frecuencia estable dentro de una poblacin. A este grupo de genes polimorficos, que determina la compatibilidad de tejidos entre individuos, se los denomino genes de histocompatibilidad.

En estudios posteriores se trato de ubicar que gen era el encargado del rechazo a injertos, y se descubri que no era solo uno, al contrario era un grupo de genes. A este sector del genoma, que contiene los genes del reconocimiento de tejido se los denomino Complejo mayor de histocompatibilidad (MHC major histocompatibility complex ). Durante mas de 20 aos, el nico rol que se la asignaba al MHC era el de rechazo a injertos, esto era un problema para el entender de los inmunlogos, debido a que el transplante de tejidos no es un fenmeno natural, entonces, para que el genoma se reservara grandes segmentos gnicos? Durante las decadas de 1960 y 1970 se descubri la gran importancia de los genes del MHC en las respuesta inmunitaria frente a antgenos proteicos, los genes encargados de estas respuestas se ubican en el MHC. De hecho, el MHC codifica diferentes molculas que difieren en su capacidad para interactuar con los pptidos extraos. En cuanto a los seres humanos, el descubrimiento del MHC humano, llamado HLA ( Human leukocyte antigen ), se llevo acabo a travs de estudios de transfusiones sanguneas y transplantes de rganos, ya que no se puede realizar en las personas los experimentos llevado a cabo con los ratones. Jean Dausset, Jan Van Rood y colaboradores demostraron que los pacientes que rechazan los transplantes de rin presentan elevadas concentraciones de anticuerpos en el suero dirigidos hacia los leucocitos del donante. A este suero que reacciona en contra de clulas de individuos alogenticos (expresin de alelos diferentes) se lo conoce como aloantisuero, y se dice que contiene aloanticuerpos que estn dirigidos contra los aloantgenos. Se supuso que, al igual que en los ratones estos eran genes polimorficos que variaban de un individuo a otro. As se estudiaron a familias completas en busca de armar el mapa del locus del HLA.

Los primeros genes que se descubrieron, por tcnicas exclusivamente serologcas, fueron HLA-A, HLA-B y HLA-C. Luego a travs de tcnicas de Reaccin leucocitaria mixta (MLR) se vio que, los leucocitos del receptor reaccionaban frente a los leucocitos del donante. El primer gen que se identifico con esta tcnica se encontraba adyacente al locus del HLA, por lo que se denomino HLA-D, luego se identifico a la molcula de este gen y se la bautizo HLA-DR ( HLA-D related ). Finalmente se descubrieron dos genes ms y se los llamaron HLA-DQ y HLA-DP.La nomenclatura internacional aceptada del MHC y de las protenas que codifican se basa en la homologa de la secuencia y la estructura, siendo aplicable a todos los vertebrados. As los genes identificados en el rechazo a injertos en los ratones y los identificados serologicamente en humanos (HLAA, HLA-B, HLA-C) se los agrupa bajo el nombre de genes de clase I del MHC , en tanto los genes de la respuesta inmunitaria de los ratones y los genes humanos detectados por MLR (HLA-DP, HLA-DQ, HLA-DR) se conocen como genes de clase II del MHC. Todos estos genes, se encuentran ubicados en el brazo corto del cromosoma 6 y se expresan de modo codominante. De esta manera amplia aun mas la diversidad. Actualmente se sabe que existen diferencias individuales respecto a los alelos del HLA y que son determinantes importantes de la reaccin frente a tejidos extraos, as como en la activacin linfocitaria.

En los seres humanos los genes del MHC se ubican en el brazo corto del cromosoma 6 y ocupan un segmento del ADN bastante extenso, alternando entre genes, segmentos de ADN no codificante (fig.1).

Los genes de clase I del MHC, estn ubicados en la posicin ms telomerica del HLA. Mientras que los genes de clase II son ms centromericos. Entre los grupos de genes de clase I y II se encuentran otro grupo que codifican ciertas protenas del complemento y tres citoquinas estructuralmente relacionadas (TNF, LT y LT), a este grupo se los denomino genes de clase III del MHC.Los genes clase I del MHC, HLA-A, HLA-B y HLA-C sintetizan las molculas de clase I del MCH, (verse mas adelante la estructura completa de la molcula de clase I del MHC) encargadas de presentar a los antgenos peptdicos a los Linfocitos T CD8+. Dentro de la regin I tambin encontramos otros genes de polimorfismo muy bajo o nulo conocidos como class I-like genes (HLA-F, HLA-G, HLA-H, HLA-E, HLA-J y HLA-X). La funcin de estos class I-like genes no es conocido pero se cree que sirven como repertorio de secuencias de codificacin, que pueden ser utilizadas para generar nuevas secuencias polimorficas en las molculas de clase I y II por un proceso conocido como conversin gnica . En este proceso una porcin del ADN de un gen es reemplazado por una secuencia de otro de una manera no reciproca. De hecho el gran polimorfismo de los genes del MHC es debido a conversiones gnicas y no a mutaciones. En cuanto al locus del MHC II, se encuentran los genes HLA-DP, HLA-DQ y HLADR, que sintetizan las molculas de clase II del MHC cuya funcin consiste en presentar a los antgenos peptdicos a los Linfocitos T CD4+. Dentro del locus de la clase II se encuentran tambin genes que codifican varias protenas encargadas del procesamiento del antgeno. Una de ellas es el heterodimero TAP (transportador asociado con el procesamiento del antgeno), encargado de transportar los pptidos desde el citosol al interior del retculo endoplasmico (estas funciones se vern mas adelante). Otros genes codifican subunidades del proteasoma. Y adems de estos, ubicamos aqu en el locus del MHC II a un par de genes que codifican la protena HLA-DM que esta involucrada en la unin del pptido a la molcula de clase II (ver mas adelante).

Si bien las molculas de clase I y II son funcionalmente diferentes, existen caractersticas estructurales similares que consideramos de gran importancia para comprender su unin al pptido y el reconocimiento por parte de los linfocitos T.

Propiedades de las molculas del MHC Todas las molculas del MHC poseen 4 segmentos. Un segmento de unin al pptido o hendidura, un dominio tipo Inmunoglobulina (Ig), un segmento transmembrana y una porcin citoplasmtica carboxiterminal. El sector polimorfico de las molculas del MHC se encuentran en la hendidura de unin a pptido. Esta se encuentra formada por dos segmentos en hlice separados por un piso creado por una secuencia en lamina plegada . Los aminocidos que varan de un alelo a otro generando el polimorfismo que caracteriza al MHC se ubican alrededor de esta hendidura. Debido a esta gran variabilidad en la regin de unin al pptido el MHC puede cubrir la amplia gama de antgenos a los que nos encontramos expuestos. Los dominios tipo Ig no son polimorficos y participan en el reconocimiento del MHC por parte de los linfocitos T. Los dominios tipo Ig del MHC I son distintos a los del MHC II, ya que, son estos segmentos los cuales la molcula CD8 y CD4 reconocen respectivamente

Molculas de clase I del MHCLa molcula de clase I esta constituida por dos cadenas polipeptdicas unida de forma no covalente. La cadena cadena pesada, codificada por los genes de clase I del MHC y una cadena no codificada por el MHC, la 2 -microglobolina o cadena liviana, cuyo gen se encuentra en el cromosoma 15 (fig 2). La cadena posee tres segmentos que se numeran desde el extremo N-terminal, 1, 2, y 3. Los segmentos 1 y 2 interactan separados por un segmento de en lamina plegada para formar el sitio de unin al pptido. Este espacio creado es lo suficientemente grande para que quepan pptidos entre 8 a 11 aminocidos.

El segmento 3 se pliega para formar un dominio tipo Ig, este segmento contiene un bucle que sirve de unin a la molcula CD8.

La cadena liviana 2 -microglobulina interacta de modo no covalente con el segmento 3, y al igual que este se pliega en un dominio tipo Ig. La molcula de clase I completamente ensamblada es un heterotrimero, formado por la cadena , la 2 -microglobulina y el pptido. En esta conformacin la molcula se encuentra estable en la membrana celular. Todo individuo normal heterocigoto expresa seis molculas de clase I diferentes en cada clula, ya que contienen cadenas derivadas de los seis alelos de los genes HLA-A, HLA-B y HLAC. Tres alelos heredados de la madre y tres del padre.

Molcula de clase II del MHCLas molculas de clase II del MHC esta compuesta por dos cadenas asociadas de modo no covalente, la cadena y la cadena , a diferencia de las molculas de clase I, son sintetizadas por genes del MHC.

La cadena y la cadena poseen segmentos que se nombran desde su extremo N-terminal en 1, 2 y 1, 2. En esta molcula los sitios de unin al pptido se encuentran entre los segmentos 1 y 1, el espacio que surge de esta relacin de dos cadenas polipeptdicas distintas es mayor que el que forman los segmentos 1 y 2 del MHC I, esto trae como consecuencia que, los pptidos antignicos que se unan al MHC II posean entre 10 a 30 residuos o incluso mas (fig 3). Las secuencias polimorficas de las molculas de clase II se ubican alrededor de los segmentos 1 y 1 e inclusive entre ambos, pero se ha demostrado que existe mayor polimorfismo en los sectores 1. En tanto que los segmentos 2 y 2 se pliegan formando dominios tipo Ig. Los bucles formados por las secuencias 2 son el sitio de unin a la molcula CD4 de los Linfocitos T colaboradores. En similitud con las molculas de clase I, el MHC II completamente ensamblado y estable es un heterotrimero, constituido por la cadena , la cadena y el pptido. Existen en un individuo normal heterocigoto, seis alelos para la cadena y seis para la cadena , lo que nos dara como resultado un total de doce posibles variantes en la molcula del MHC II, sin embargo existen cadenas provenientes del alelo HLA-DQ que no necesariamente se aparean con las cadenas del alelo HLA-DQ, si no que pueden asociarse a cadenas de otros alelos (HLA-DP, HLA-DR, etc.). Este mecanismo permite la existencia de alrededor de 10 a 20 molculas de clase II.

Caractersticas de la interaccin entre el pptido y la molcula del MHC

Las molculas del MHC muestran una amplia especificidad para unirse a los pptidos. Esto no es una sorpresa ya que solo poseemos unas 6 molculas de MHC I y de 10 a 20 molculas de clase II, ambas encargadas de presentar a los linfocitos T a todos los antgenos a los cuales nos encontramos expuestos. De hecho la especificidad de la unin la proporciona el TCR (receptor de las clulas T), es este quien proporciona especificidad y no el MHC. Recordemos que el TCR reconoce tanto al pptido como a la molcula del MHC.

El pptido que se una a la molcula del MHC presenta determinadas caractersticas que favorecen a la interaccin. Una de ellas es el tamao, los pptidos que interactan con el MHC I deben estar compuestos por 8 a 11 residuos, mientras que los pptidos que sean presentados por el MHC II poseen de 10 a 20. Adems de esto, los pptidos que se unen a una molcula del MHC en particular presentan secuencias de aminocidos que permiten interacciones complementarias entre ambos. Otra caracterstica de gran importancia respecto a la estructura del pptido, se refiere a que, para ser capaz de activar a un Linfocito T, adems de poder encajar en la hendidura de la molcula del MHC y de poseer secuencias aminoacidicas que interaccionen con este, tambin debe contener secuencias que puedan ser reconocidas por el TCR.La velocidad de asociacin del pptido al MHC es muy baja, pero la velocidad de disociacin es aun mas baja. En una solucin los pptidos tardan entre 15 a 30 minutos en establecer una unin estable con la molcula del MHC, pero una vez unidos tardan horas e incluso das en disociarse, proporcionando el tiempo suficiente para que en el transcurso de disociacin pueda interactuar con un linfocito T. Las asociaciones de los pptidos a las molculas del MHC son saturables y de baja afinidad.

Otra caracterstica de gran importancia de las molculas del MHC es que pueden presentar tanto antgenos exgenos como propios. La presentacin de antgenos propios por parte del MHC es de gran valor durante la maduracin de linfocitos T en el timo, lugar en el que se realiza un proceso conocido como seleccin positiva, en donde los timocitos (Linfocitos T inmaduros) cuyos TCR reconozca con baja afinidad a los MHC unidos a pptidos propios son estimulados a continuar con su maduracin, en tanto los timocitos que reconozcan con alta afinidad a los MHC unidos a los pptidos propios, y que reaccionen contra estos, son estimulados a la apoptosis. Este es un principio de gran trascendencia en la maduracin de los Linfocitos T, ya que solo se permite la supervivencia de los que no reaccionen contra el organismo, de otra manera se generaran linfocitos T que reaccionen contra nuestro propio cuerpo. Los pptidos se unen a las molculas del MHC de forma no covalente. Estos poseen secuencias de anclaje que interactan con bolsillos ubicados en el suelo de la hendidura creados por las secuencias en lmina plegada . Pero no todos los pptidos poseen secuencias de anclaje, en especial los que se unen a las molculas de clase II, estos establecen enlaces tipo puente de hidrogeno con las hlices (fig 4).

Expresin de las Molculas del MHC Las molculas de clase I del MHC se expresan constitutivamente en todas las clulas nucleadas. Este patrn de expresin esta ntimamente relacionado con las funciones de los linfocitos T CD8+, quienes al reconocer a los pptidos presentados por las molculas de clase I se activan y lisan a la clula que se encuentre infectada por un microorganismo endgeno (en este caso cuando decimos endgeno hacemos referencia a intracelular). Este es un mecanismo de defensa muy efectivo para las clulas nucleadas infectadas, ya que no pueden migrar como lo hacen las APC profesionales (verse mas adelante), por lo tanto la nica manera de hacer saber al sistema inmunolgico que se encuentran afectadas es esta. Las molculas de clase II del MHC solo se expresan a un grupo celular denominado clulas presentadoras de antgeno (APC antigen presenting cells ). En este repertorio celular se encuentran los Linfocitos B, Macrfagos y principalmente las clulas Dendrticas (fig 5). Estas clulas son capaces de reconocer, fagocitar, procesar y luego presentar en su superficie celular a los pptidos exgenos unidos a las molculas de clase II (este mecanismo se explica mas adelante). Las APC poseen adems la capacidad de poder migrar de un tejido a otro en busca de los Linfocitos T CD4+, este es el caso de las clulas dendrticas, que pueden migrar desde la piel hasta los ganglios linfticos y as poder activar a los CD4+. Otra forma de establecer el contacto entre las APC y los T CD4+, es que estos ltimos migren al sitio afectado en donde los Macrfagos presentan el pptido y activan a las CD4+. El fin ultimo de las molculas de clase II es poder presentar antgenos exgenos, mientras que las molculas de clase I presentan a los antgenos endgenos.

La expresin de las molculas tanto de clase I como de clase II, se ven afectadas por las citoquinas secretadas tanto en la inmunidad innata como en la inmunidad adaptativa.Los INF, , y son secretados en la respuesta inmunitaria temprana frente a los virus, en tanto el TNF (factor de necrosis tumoral) y las LT (Linfotoxinas) se liberan en las infecciones microbianas. Todas estas citoquinas aumentan significativamente la expresin de las molculas de clase I. Este es un mecanismo en que la inmunidad innata estimula a la inmunidad adaptativa. Las molculas de clase II son reguladas principalmente por el INF, esta citoquina es la mas importante activadora de macrfagos, y estos una ves activados aumentan la expresin de molculas del MHC. Los Linfocitos B expresan constitutivamente MHC II, pero pueden aumentar la expresin bajo el estimulo de IL-4. Mientras que las clulas dendrticas aumentan la expresin a medida que maduran. El hecho que las APC expresen mayor o menor cantidad de molculas se relaciona con la tasa de transcripcin del MHC. Este efecto esta mediado por la unin de factores de transcripcin, activados por citoquinas, a las secuencias promotoras de los genes del MHC. Varios factores de transcripcin se ensamblan y luego se unen a una protena denominada Activador de transcripcin de clase II (CIITA class II transcriptor activator ), este complejo se une al promotor y as modula la transcripcin. El CIITA es sintetizado en presencia de INF, de esta manera explicamos el fundamental rol del INF en la expresin del MHC II.

El INF regula adems de la expresin de las molculas de clase II, a las molculas de clase I, a la 2 -microglobulina, a los genes que regulan la expresin de las protenas TAP y los genes que codifican las subunidades del proteasoma

Biologa molecular del procesamiento de los antgenos

Las vas de procesamiento de los antgenos convierten a protenas extracelulares o citoplasmticas en pptidos, que luego son unidos a las molculas del MHC y presentados en la membrana celular.La va celular de procesamiento de antgenos ha sido diseada para generar pptidos que posean las caractersticas estructurales para unirse a las molculas del MHC. Cabe sealar que la unin del pptido a las molculas del MHC se realiza antes de que estas se expresen en membrana, debido que es esta la conformacin estable de la molcula. Como se ha mencionado con anterioridad y se explicara con mas detalle a continuacin, los pptidos exgenos son internalizados, procesados, expresados en la superficie celular unidos a molculas de clase II del MHC y reconocidos por los Linfocitos T CD4+, mientras que los pptidos endgenos son presenentados unidos a molculas de clase I a los Linfocitos T CD8+. Actualmente se ha observado que algunas molculas de clase I se encuentran asociadas a pptidos exgenos y que los presentan a los CD8+. A esta nueva va que permite que las molculas de clase I expresen pptidos exgenos se la conoce como Procesamiento alterno del MHC I. Los detalles completos de esta nueva va no se conocen aun, pero aqu mencionaremos los pasos hasta ahora descriptos. Se pone en conocimiento del lector que esta es una va que se halla en fase de estudio, descripcin, y se encuentra sujeta a cambios.

Las vas de procesamiento y presentacin de antgenos por molculas de clase I es til para la defensa frente a virus, bacterias intracelulares y clulas tumorales. Estos pptidos asociados a molculas de clase I son producidos por degradacin citoslicas, luego transportadas al retculo endoplasmico donde se unen a las molculas de clase I en formacin y finalmente se expresan en la membrana (fig 6). A continuacin se describen con detalles estos pasos. Degradacin citoplasma proteoltica en el

El mecanismo por el cual se generan la mayor cantidad de pptidos antignicos citoplasmticos es a travs del proteasoma. Este un complejo multienzimatico, que reconoce a protenas intracelulares, que hayan sido marcadas por un pequeo polipptido denominado Ubiquitina. Luego de la Ubiquitinizacon, las protenas se despliegan e ingresan al proteasoma, quien las degrada a pequeos pptidos capaces de interactuar con las molculas del MHC I

Existe amplia evidencia que demuestran la importancia de la degradacin proteosomal de las protenas para ingresar en la va del MHC I. Inhibidores especficos de la funcin del proteasoma, bloquean la presentacin de protenas citoplasmticas por el MHC I a Linfocitos T CD8+ especficos para el eptope del pptido de una protena en particular, sin embargo tambin se ha demostrado, que si el pptido es sintetizado en el citoplasma y no obtenido por proteolisis, la inhibicin del proteasoma no obstaculiza y el pptido puede ser presentado igual. Estos estudios resaltan la importancia del proteasoma para la fragmentacin de protenas en pequeos pptidos que luego se incorporan a las molculas del MHC I, pero, en casos donde el pptido ya existes como tal, el rol del proteasoma no es vital para la va. Transporte de los pptidos del citoplasma al retculo endoplasmico Debido a que las molculas de clase I son sintetizadas en retculo endoplasmico (ER) y los pptidos se encuentran en el citoplasma, debe existir un mecanismo que transporte estos pptidos al interior de ER. Esta funcin es suplida por las protenas TAP (transportador asociado al procesamiento de antgeno). Estas protenas son un heterodimero, cuyos genes, TAP 1 y TAP2, se ubican en la regin II de los genes del MHC. Las protenas TAP se ubican en la membrana del ER, donde median un transporte activo-ATP-dependiente, de los pptidos desde el citosol a la luz de ER.

En su extremo luminal, las protenas TAP se encuentran unidas de modo no covalente a las molculas del MHCI nacientes, por una protena denominada tapasina, de esta manera se mantienen espacialmente cerca, de modo que, cuando las TAP internalizan al pptido, automticamente este se encuentre con las molculas de clase I y puedan unirse.

Ensamblaje del pptido a las molculas de clase I La sntesis y el ensamblaje de de las molculas de clase I, es un proceso de mltiples etapas, en sonde la unin del pptido juega un papel crucial. En el interior del ER se sintetizan la cadena y la 2-microglobulina. Tambin encontramos en el sector luminal del ER a protenas chaperonas como la calnexina y la calreticulina, que se encargan del correcto plegamiento de las cadenas . Una vez que el pptido ha ingresado va TAP se une a la molcula del MHC I naciente, ahora este complejo pptido-MHC I se encuentra en una conformacin estable que se libera de las tapasina y se encuentra disponible para expresarse en la membrana. Cabe plantearse la cuestin de: Cmo es posible que el pptido que ingresa al ER no se una a las molculas de clase II, que tambin estn siendo sintetizadas en el ER? en caso de que estemos hablando de una APC. Esto no es posible por dos motivos: uno de ellos es que las molculas de clase I se encuentran unidas a las TAP por las tapasinas, y de esta manera cuando el pptido ingrese ya toma contacto con el MHC I. Otro mecanismo, como se vera mas adelante, es que las molculas de clase II mantienen cubierto su sitio de unin al pptido en el ER por una protena denominada cadena invariante (Ii). Expresin del complejo pptido-MHC I en la superficie celular. Como se ha mencionado, la conformacin estable del MHC I, se logra cuando este se encuentra unido al pptido. Este complejo se vehiculiza a travs del ER y el Golgi hasta llegar a la membrana celular por vesculas exocticas. Una vez ubicados en la membrana la molcula del MHC I puede ser reconocida por los Linfocitos T CD8+.

Procesamiento de antgenos molculas de clase II

extracelulares

y

asociacin

a

El origen de los pptidos unidos a las molculas de clase II incluye, la degradacin de las protenas internalizadas en vesculas y la unin de los pptidos a las molculas de clase II dentro de estas (fig 7). Este mecanismo difiere en varios aspectos en referencia al procesamiento de los pptidos unidos a las molculas de clase I, no solo por su mecanismo vesicular o vacuolar, si no adems en la manera en que el pptido logra unirse a las molculas de clase II Captura de protenas extracelulares en compartimientos vesiculares por las APC. Las clulas dendrticas y los macrfagos poseen una variedad de receptores que, permiten reconocer estructuras compartidas por muchos tipos de microorganismos, e inducen la fagocitosis. Los macrfagos expresan receptores de manosa, quienes reconocen los residuos de manosa y fucosa de las glucoproteinas y glucolipidos bacterianos. Asimismo los receptores de las porcin Fc de los anticuerpos, a travs de los cuales pueden reconocer y fagocitar a los microorganismos o protenas recubiertas de anticuerpos. Como tambin los receptores para opsoninas, por ejemplo, los receptores para el fragmento C3b del complemento. Los Linfocitos B pueden reconocer y fagocitar antgenos proteicos a travs del receptor de las clulas B (IgM junto con las cadenas Ig e Ig).

Una vez que el antgeno fue reconocido, es internalizado en vesculas denominadas endosomas. Estos compartimientos intracelulares contienen un pH cido y es rico en enzimas proteolticas. La va endosomal continua con la posterior unin del endosoma a un lisosoma, quien posee un contenido enzimtico aun mayor. Procesamiento de las protenas en las vesculas endosmicas y lisosomicas. Las protenas son degradadas enzimaticamente generando pptidos, muchos de los cuales poseen las caractersticas estructurales para poder interactuar con las molculas de clase II. Esta lisis proteica es llevada a cabo por proteasas que actan a pH cido. La catepsina, es una proteasa de amplia especificidad de sustrato, y es la enzima endosomal y lisosomal mas abundante. Biosntesis y transporte de las molculas del MHC II al endosoma.

Las cadenas y las cadenas , son sintetizadas por separadas y se asocian unas con otras en el ER, este proceso es facilitado por protenas chaperonas residentes de esta orgenela, tales como la calnexina (al igual que en la va del MHC I). La molcula de clase II ensamblada, aun continua siendo inestable, por lo que se une al sitio de unin al pptido, una protena denominada cadena invariable (Ii). La Ii es una protena no polimrfica compuesta por tres subunidades. Esta protena se une a un heterodimero formado por las cadenas y , en su sitio de unin al pptido. De esta manera interfiere en la carga del pptido. Gracias a la Ii las molculas mantiene ocupado el sitio impidiendo que los pptidos Las Ii tambin favorecen el las vesculas endosmicas. de clase II se estabilizan por completo en el ER y de unin al pptido dentro de esta organela propios del ER se unan a las molculas nacientes. correcto plegamiento y su posterior transporte a

Los segmentos de membrana del ER que contienen a las molculas de MHC II, se separan del ER formando vesculas que son transportadas a la membrana celular. Pero durante este camino, las vesculas exociticas se unen con los endosomas que contiene a los pptidos recin internalizados. El significado la esta va vacuolar, consiste en que las molculas de clase II se encuentren con los pptidos generados por proteolisis de las protenas previamente fagocitadas.

Se han identificado endosomas ricos en molculas de clase II, a los que se los llamo compartimiento de clase II del MHC o MIIC (MHC class II compartment). Se debe destacar que estas vesculas contienen todos los componentes para la asociacin pptido-molculas de clase II, incluyendo las enzimas que degradan las protenas, la Ii y una molcula denominada HLA-DM Asociacin del pptido a las molculas del MHC II en el MIIC Debido que la Ii se encuentra bloqueando el sitio de unin al pptido, debe ser removido para que el pptido se una a las molculas de clase II. Este evento se realiza en dos pasos. Primero, las mismas catepsinas que degradaron las protenas, clivan al Ii, dejando como resultado una molcula de 24 aminocidos en el sitio de unin al pptido llamada CLIP (pptido de cadena invariable asociado a clase II). El segundo paso consiste en quitar al CLIP de la hendidura, esto es llevado a cabo por la molcula HLA-DM. Quien adems facilita la entrada del pptido antignico en su lugar. El gen que codifica la protena HLA-DM se encuentra ubicado en la regin II del MHC (fig 8) .

Expresin del complejo pptido-MHC II en la superficie celular.

Una vez que el pptido se ha unido a la molcula de clase II esta se estabiliza y puede ser presentada en la membrana celular. Finalmente en la membrana los complejos peptido-MHC II pueden interactuar con los Linfocitos T CD4+.

Va alterna de procesamiento de antgenos exgenos y asociacin a molculas de clase I. Tal y como hemos descrito con anterioridad, el clsico rol de las molculas de clase I es, unir los pptidos endgenos durante su maduracin biosintetica y luego transportarlos a la superficie celular para activar a los Linfocitos CD8+. En general los pptidos de origen exgeno se encuentran excluidos de esta va.

Sin embargo, acumulada evidencia nos ha demostrado que esta dicotoma en la presentacin del antgeno de origen endgeno y exgeno no es absoluta.Se ha demostrado que la respuesta de los Linfocitos citotxicos (CD8+) puede ser iniciada por antgenos exgenos, tanto in vitro como in vivo . Existen al menos dos vas diferentes en este procesamiento alterno de las molculas del MHC I: una TAP dependiente o procesamiento alterno citoplasmtico del MHC I y la otra TAP independiente o procesamiento alterno vacuolar del MHC I. La primera de ellas involucra al acceso de pptidos exgenos a la va normal del MHC I. Es decir, se ha observado que de alguna manera no descripta aun, los pptidos exgenos ubicados en los endosomas, pueden escaparse de estos e ingresar al citosol. Una vez en este, las protenas TAP internalizan al pptido exgeno al ER y lo unen al MHC I.

La segunda va involucra un mecanismo de procesamiento del antgeno exgeno en compartimientos vacuolares, sin que el pptido ingrese al citosol. Este mecanismo sugiere la unin del pptido a las molculas del MHC I luego de que estas hayan abandonada el complejo de Golgi. En esta va el pptido exgeno presumiblemente proviene de un endosoma o un lisosoma.

El espacio intracelular donde el pptido se une a las molculas del MHC I en la va vacuolar, aun se desconoce. Se cree que pudiera ser en algn compartimiento intracelular donde el procesamiento del MHC I se lleva acabo, o luego del reciclaje de las molculas del MHC I de membrana y su posterior exposicin extracelular. Inicialmente se haba pensado que las molculas de clase I que participaban en esta va se encontraban vacas, es decir que no se asociaban a ningn pptido, y por lo tanto un pptido exgeno poda ocupar la hendidura. Actualmente se sabe que esto no es as, y que la va vacuolar incluye una disociacin del pptido endgeno y luego un cambio por el pptido exgeno, proceso conocido como disociacin/cambio del pptido (peptide dissociation/exchange). Se ha observado que la disociacin/cambio del pptido ocurre solo en medios cidos tales como las vesculas post-Golgi de procesamiento de antgenos o los fagolisosomas.

Pero Cmo las molculas de clase I, que contienen pptidos endgenos en su hendidura, puedan disociarse de esto e intercambiarlos por pptidos exgenos? Una de las explicaciones de este fenmeno es que durante algn momento del trafico vesicular que contenga molculas de clase I, un grupo de estas se desvi de la ruta normal y se mezcle en la ruta del MHC II. De esta manera, al ingresar en las vesculas de procesamiento de antgenos post-Golgi, que poseen pH cido y adems a los antgenos exgenos, los pptidos endgenos unidos a las molculas del MHC I, se disocian y este queda con su hendidura vaca en un medio donde abundan pptidos exgenos. Esto trae como consecuencia que algunos de los pptidos exgenos que cumpla con los requisitos previamente mencionados se una al MHC I vaco.La otra posible explicacin nos habla del reciclaje, donde molculas de clase I de superficie, son endocitadas, y estas vesculas endociticas son destinadas a su degradacin. Pero existe un pequeo grupo, que intercepta la va de procesamiento de molculas de clase II. De esta forma las molculas de clase I se disocian de los pptidos endgenos debido al pH cido del endosoma y sigue una ruta similar a la previamente descripta. En conclusin, queremos dejar en claro que adems de las clsicas vas de procesamiento de las molculas de clase I y II, existe una va alterna para el MHC I: una TAP dependiente, y otra donde las molculas de clase I, ya sea que provengan de la superficie celular o del ER, interceptan a la va del MHC II y experimentan un proceso conocido como disociacin/cambio de pptidos, donde pierden al pptido endgeno y se unen a uno exgeno (TAP independiente). Este cambio solo se da en medios cidos. As tambin queremos que el lector sea conciente que es una va en etapa de investigacin y en permanentes cambios.

Aplicacin clnica: Inmunologa de los transplantes El transplante es el proceso de tomar clulas, tejidos u rganos, denominados injertos, de un individuo y colocarlos en un otro distinto. Al individuo que proporciona el tejido se lo conoce como donante y al que recibe receptor o husped.

Los injertos pueden ser del mismo individuo, de otro de la misma especie o incluso de individuos de distintas especies. A los primeros se los conoce como injerto autgeno , a los transplantes de individuos de la misma especie se los denomina injerto alognico y a aquellos entre seres de distintas especies, injerto xenognico .La mayor limitacin respecto a los transplantes es la respuesta inmunitaria que desencadena el husped frente a los tejidos del dnate, que lleva al fracaso del injerto por una reaccin inflamatoria, a este fenmeno se lo conoce como rechazo. En este apartado, nuestro objetivo es describir bsicamente las bases moleculares y celulares de los transplantes y del rechazo. Y tan solo exponer los fenmenos clnicos subsecuentes. Para poder ejemplificar los efectos del rechazo utilizaremos como modelo a un aloinjerto ( injerto alognico ). Tal y como hemos explicado con anterioridad, el MHC es el responsable del reconocimiento de los tejidos extraos, y es por esto son los responsables de casi todas las reacciones de rechazo intensas.

El MHC reconoce al injerto extrao de dos maneras, lo que no significa que sean mutuamente excluyentes. La primera llamada presentacin directa , la cual implica el reconocimiento de una molculas del MHC intacta ofrecida por APC del donante existentes en el injerto y se debe a la similitud entre la estructura de la molcula del MHC extrao (alomolcula) intacta y las molculas del MHC propias. Por lo tanto la presentacin directa es exclusiva de las molculas del MHC extrao. La segunda va denominada presentacin indirecta , supone el procesamiento de las molculas del MHC del donante por parte de las APC de receptor y de la presentacin de los pptidos derivados de las alomolculas del MHC asociadas a molculas del MHC propio. En este caso las molculas del MHC ajeno recibe el mismo procesamiento que cualquier antgeno proteico extrao. La mayora de los rganos contienen clulas dendrticas residentes. El transplante de estos involucra el movimiento de las APC, dentro del receptor. Las APCs del donante migran a los ganglios linfticos del husped y entran en contacto con clulas T (presentacin directa) activndolas. A su vez las clulas dendrticas del husped tambin migran hacia el injerto, donde capturan a los antgenos y los procesan como a cualquier otro, y luego se los presentan a las clulas T propias (presentacin indirecta). En al mbito clnico, los rechazos a los transplantes se clasifican segn su tiempo de evolucin en hiperagudos, agudos y crnicos.

El rechazo hiperagudo se caracteriza por una oclusin trombotica de la vasculatura del injerto, que comienza a los minutos u horas de la anastomosis entre los vasos del donante y el husped. Esta reaccin esta mediada por anticuerpos preexistentes y la activacin del complemento, que lleva a severos lesiones en las clulas endoteliales con la subsiguiente activacin de la cascada de la coagulacin. El cuadro agudo es mediado por las clulas T y B activas, que producen injuria parenquimatosa y vascular del injerto. Usualmente comienza a la semana del transplante, que es aproximadamente el tiempo que toma la inmunidad adaptativa en dar inicio a sus mecanismos efectores. En cuanto al rechazo crnico, es caracterizado por la fibrosis y alteraciones vasculares, con perdida de la funcin del injerto durante un periodo prolongado. La fibrosis del rechazo crnico puede deberse a reacciones inmunitaria y a la sntesis de citoquinas que estimulan a los fibroblastos. Como ha sido evidenciado el rechazo a los injertos y el fracaso a los transplantes se debe a una respuesta inmunitaria en su contra, debido a esto las estrategias utilizadas en la prctica clnica para evitar o retrasar el rechazo consiste en la inmunodepresin general, la reduccin al mnimo de la intensidad de la aloreaccin especfica y la tolerancia especifica al aloinjerto.

Complejo Mayor de Histocompatibilidad (MHC)

Genes polimrficos que codifican protenas especializada sen presentacin de antgenos a los linfocitos T.

Tambin llamadas protenas HLA (Human Leukocyte Antigens). Descubiertos inicialmente por ser responsables de rechazo de trasplantes.