Самый главный

Распознаёт и уничтожает

Ольга Скибина, «Научная Россия»

MHC (англ. major histocompatibility complex) – главный комплекс гистосовместимости. Это большая группа генов, которая занимает важную позицию в иммунной системе. MHC отвечает за распознавание чужеродных объектов в организме, функцию иммунного ответа.

Главный комплекс гистосовместимости есть у всех позвоночных и появился 450 миллионов лет назад вместе с челюстноротыми рыбами. Вместе с MHC у них возникли иммуноглобулины (антитела) и Т-клеточные рецепторы, которые распознают чужеродные вещества.

Название «комплекс гистосовместимости» группа генов получила во время исследования чужеродных тканей. При несовпадении органов и тканей наблюдается отторжение трансплантанта, что говорит о несовместимости генов.

Впервые МНС описали в середине ХХ века. Георг Снелл исследовал мышей и обнаружил, что у них в 17-й хромосоме есть область генов, которые кодируют белки и определяют, насколько органы и ткани совместимы при пересадке. Если у донора и реципиента разные  MHC, то пересаженная кожа не приживется. Эти же гены Жан Доссе нашел у людей. Он дал описание лейкоцитарному антигену человека (HLA), который представляет собой комплекс генов на 6-й хромосоме человека и отвечает за регулирование системы иммунитета. А Барух Бенасерраф во время экспериментов на морских свинках выяснил, что гены МНС определяют индивидуальные свойства организма и модулируют иммунный ответ. В 1980 году эти ученые получили Нобелевскую премию по медицине и физиологии «за открытие генетически определенных структур на поверхности клеток, определяющих иммунную реакцию».

Рольф Зинкернагель и Дохерти Питер тоже получили Нобелевскую премию в этой области в 1996 году. Они провели исследования, которые показали, что клетки иммунной системы Т-лимфоциты определяют структуру вируса и сравнивают с МНС молекулы организма. Но клетку, зараженную вирусом, лимфоцит не узнает. После ученые обнаружили, что Т-лимфоциты находят чужеродный объект (антиген) по маленькой цепочке органических молекул – пептиду, который получается при расщеплении вирусного белка.

Главный комплекс гистосовместимости у всех организмов отличается по длине, количеству генов и расположению. В человеческом организме наиболее изученная область МНС называется Человеческий лейкоцитарный антиген (HLA). Она состоит из почти 4 млн пар нуклеотидов, находится на 6–й хромосоме и считается самой плотной по расположению генов, так содержит более 200. Ее открыли при исследовании лейкоцитов у разных людей. Данная область делится на 3 класса генов. I и II классы МНС – главные участники клеточного иммунитета. Когда происходит расщепление белковых молекул вируса, они связывают пептиды и отправляют на поверхность клетки, чтобы Т-лимфоциты и другие рецепторы распознали чужой объект и разрушили зараженные клетки. Иммунная система уничтожает и собственные клетки, которые повреждены или изменены.

Белки МНС обладают полигенностью, т.е. в организме есть несколько наборов генов комплекса МНС. А полиморфность обеспечивает много вариантов для каждого гена. Некоторые из них выступают сигналом на инфекцию или возникновение раковых клеток еще на ранних стадиях. А другие проявляются в плаценте на клетках зародыша, что способствует иммунной толерантности при беременности. В таком состоянии организм воспринимает зародыш не как чужеродный объект, а как собственный, поэтому не отвечает на него.

Полностью МНС человека был описан в 1999 году в журнале Nature благодаря работе исследователей из Великобритании, США и Японии. Тогда же опубликовали данные о МНС курицы. Длина этой области оказалась в 20 раз меньше, чем у человека, и состоит лишь из 19 генов другого порядка. Среди функций она отвечает за яйценосность. У рыб количество генов еще меньше. Например, рыба фугу имеет только 9 генов молекул МНС первого класса, а аквариумная рыбка данио – три.

Среди функций МНС есть не только участие в иммунологических процессах. Например, у мышей молекулы МНС регулируют массу тела. Также они могут входить в состав гормональных рецепторов.

В 70-90-х гг. проводили ряд исследований, которые выясняли влияние главного комплекса гистосовместимости на выбор полового партнера. Все началось с мышей и рыб, а затем эксперименты провели и на людях. Исследования показали, что женщины чаще выбирали партнеров, МНС которых отличался от женского. Но результаты менялись, когда использовались гормональные оральные контрацептивы. Тогда выбор падал на партнера со схожим МНС. 

При формировании иммунитета ребенок получает половину генов от отца, а другую – от матери. Для иммунной системы все белки, которые кодируются генами считаются чужеродными, поэтому могут вызвать иммунный ответ. Во время первого триместра в организме вырабатываются антитела, обеспечивающие защиту плода от материнской иммунной системы, которая без этих антител воспринимает эмбрион как опухолевые клетки. И если у родителей совпадает 4 и более антигена HLA II класса, то количество антител снижается, что может спровоцировать выкидыш. Поэтому важно, чтобы МНС II класса у супругов были разными.

Молекулы МНС уникальны для каждого организма и позволяют различать свои объекты от чужих. Изучение МНС очень важно для развития клинической иммунологии. Эти знания имеют большое значение при поиске доноров и реципиентов для трансплантации органов. Данные об МНС используют при определении рисков развития патологий, установлении взаимосвязи между популяциями, а также в лечении невынашивания беременности.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru