Mhc. im

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Complexo de histocompatibilidade principal
	
	A tarefa de exibir os antígenos dos micróbios ligados às células, para o reconhecimento pelos linfócitos T, é executada por proteínas especializadas, que são codificadas por genes em um locus designado complexo de histocompatibilidade principal (MHC). O MHC foi descoberto como um amplo locus contendo genes altamente polimórficos que determinavam o resultado dos transplantes de tecidos entre indivíduos. Atualmente sabemos que a função fisiológica das moléculas do MHC é a apresentação dos peptídeos às células T. De fato, as moléculas do MHC são componentes integrais dos ligantes que a maioria das células T reconhece, porque os receptores de antígenos das células T são realmente específicos para os complexos dos antígenos peptídicos estranhos e as moléculas do próprio MHC.
	Existem dois tipos diferentes de produtos do gene MHC chamados moléculas do MHC de classe I e moléculas do MHC de classe II, que contêm diferentes antígenos protéicos.
Descoberta do complexo de Histocompatibilidade principal no camundongo
	Descoberta do Complexo de Histocompatibilidade Principal no camundongo
	O MHC foi descoberto como um “locus” genético cujos produtos eram responsáveis pela rejeição dos enxertos de tecidos transplantados entre espécies isogênicas de camundongos. Existem genes que estão presentes em formas alternativas ou variantes, em freqüências estáveis, nos diferentes membros da população de uma dada espécie. Esses genes são considerados polimórficos, e cada variante comum de um gene polimórfico é chamado alelo. Quanto aos genes polimórficos, o indivíduo pode ter o mesmo alelo naquele locus genético em ambos os cromossomos do par e é dito homozigoto, ou o indivíduo pode ter dois alelos diferentes, um de cada cromossomo, e é designado heterozigoto.
	O s genes responsáveis por fazer com que um tecido enxertado seja semelhante aos próprios tecidos foram chamados genes de histocompatibilidade, e as diferenças entre estranho e próprio foram atribuídas a polimorfismos genéticos entre diferentes alelos de histocompatibilidade.
	Os genes que determinam o destino dos tecidos enxertados estão presentes em todas as espécies de mamíferos e são homólogos aos genes H-2 que foram primeiro identificados nos camundongos, e todos são designados como MHC.
Descoberta do Complexo de Histocompatibilidade Principal humano
	
	As moléculas do MHC humanas são chamadas antígenos leucocitários humanos (HLA) e são equivalentes às moléculas H-2 dos camundongos.
	Os esforços de vários grupos de estudos internacionais, envolvendo intercâmbio de reagentes entre laboratórios, levaram à definição de pelo menos seis loci genéticos polimórficos separados, agregados em uma única área do genoma do cromossomo 6, cujos produtos são reconhecidos pelos aloanticorpos. . Pelo fato de que esses antígenos são expressos nos leucócitos humanos, foram chamados antígenos leucocitários humanos(HLAs).
	As moléculas de MHC de todos os mamíferos têm essencialmente a mesma estrutura e função.
	A nomenclatura aceita para os genes de MHC e suas proteínas codificadas é baseada na seqüência e nas homologias estruturais e é aplicável a todas as espécies de vertebrados.
	Características gerais dos genes do Complexo de Histocompatibilidade Principal 
	
	( Os dois tipos de genes MHC polimórficos, ou seja, os genes de classe I e de classe II, codificam dois grupos de proteínas estruturalmente distintas , porém homólogas. As moléculas do MHC de classe I apresentam os peptídeos às células T CD8+ que são por estas reconhecidos, e as moléculas de classe II apresentam os peptídeos à célula T CD4+. 
	( Os genes MHC são os genes mais polimórficos presentes nos genomas de todas as espécies analisadas. Os estudos sorológicos humanos foram conduzidos em populações aparentadas. Um notável aspecto que emergiu dos estudos dos genes do MHC humano é a extensão, sem precedentes e imprevista, do seu polimorfismo. Usando-se ensaios sorológicos, em alguns loci do HLA, foram identificados mais de 150 alelos. O sequenciamento molecular mostrou que um alelo único HLA sorológico definido pode realmente consistir de múltiplas variantes que diferem ligeiramente. Por esse motivo, o polimorfismo é muito maior do que o predito pelos estudos sorológicos.
	 As descobertas do fenômeno das respostas imunes ligadas ao MHC e a restrição ao MHC levaram à conclusão de que o9s genes MHC controlam não só a rejeição de enxertos, mas também as respostas imunes a todos os antígenos protéicos.
	Estrutura das moléculas do complexo de Histocompatibilidade Principal
Aspectos gerais das moléculas de Histocompatibilidade Principal
( Toda molécula do MHC possui uma fenda ou sulco extracelular de ligação de peptídeo acompanhada por um par de domínios semelhantes à imunoglobulina (Ig) e está ancorada à célula pelos domínios transmembrana e citoplasmático.
( A fenda de ligação do peptídeo é formada pelo enovelamento aminoterminal das proteínas codificadas pelo MHC e é composta de um par de (-hélices apoiadas em oito folhas ( pregueadas. Os resíduos polimórficos, os quais são aminoácidos que variam entre os diferentes alelos do MHC, estão localizados nessa fenda e à sua volta. Esta porção da molécula do MHC liga peptídeos para exibi-los às células T, e os receptores de antígenos das células T interagem com o peptídeo exibido e com as hélices das moléculas do MHC(ver fig. 4.1). Em razão da variabilidade dos aminoácidos nessa região, diferentes moléculas do MHC ligam-se, exibem diferentes peptídeos e são reconhecidas especificamente pelos receptores de antígenos das células T.
( Os domínios semelhantes à imunoglobulina não polimórficos das moléculas do MHC contêm sítios de ligação para as moléculas das células T CD4 e CD8. A CD4 e a CD8 são expressas em subpopulações distintas de linfócitos T maduros e participam, juntamente com os receptores de antígenos, no reconhecimento do antígeno; isto é, CD4 e Cd8 são “co-receptores” da célula T. A CD4 liga-se seletivamente às moléculas de MHC de classe II, e a CD8 liga-se às moléculas de classe I. A maioria das células CD4+ funciona como células auxiliares, e as células CD8+ são CTLs, embora as CTLs CD4+ (também restritas ao MHC de classe II	) sejam muitas vezes detectadas em humanos.
Moléculas do Complexo de Histocompatibilidade Principal de Classe I
As moléculas de classe I consistem de duas cadeias polipeptídicas ligadas não covalentemente: uma cadeia ( codificada no MHC (ou cadeia pesada) de 44 a 47 kD e uma subunidade de 12 kD não codificada no MHC, designada (2- microglobulina (fig.4.4). Cada cadeia ( é orientada de tal modo que cerca de três quartos do polipeptídeo completo estendem-se para o meio extracelular, um curto segmento hidrofóbico estende-se na membrana celular e os resíduos de carboxiterminal estão localizados no citoplasma.
Os segmentos aminoterminais (N-terminal) (1 e (2 da cadeia-(, cada um com aproximadamente 90 resíduos de comprimento, interagem para formar uma plataforma de oito filamentos antiparalelos de folhas (-pregueadas apoiando duas fitas paralelas de (-hélice. Isso forma a fenda de ligação do peptídeo das moléculas de classe I. Seu tamanho é suficientemente grande (( 25Å(10 Å (11Å) para ligar peptídeos de 8 a 11 aminoácidos em uma conformação flexível e estendida. Os terminais da fenda de ligação dos peptídeos de classe I são fechados, de modo que os peptídeos maiores não podem ser acomodados. Por esse motivo, as proteínas globulares nativas têm de ser “processadas” para gerar fragmentos que sejam bastante pequenos para se ligarem às moléculas do MHC e serem reconhecidos pelas células T. Os resíduos polimórficos das moléculas de classe I são confinados aos domínios (1 e (2, onde contribuem para as variações entre os diferentes alelos da classe I na ligação do peptídeo e no reconhecimento pela célula T (fig.4.5). Todo indivíduo normal (heterozigoto) expressa seis diferentes moléculas de classe I em toda célula,contendo cadeias ( derivadas de dois alelos dos genes HLA-A, HLA-B e HLA-C, que são herdados dos pais.
O segmento (3 da cadeia ( enovela-se em um domínio Ig cuja seqüência de aminoácidos é conservada entre as moléculas de classe I. Este segmento contém uma alça que serve como sítio de ligação para o CD8. No carboxiterminal do segmento (3 existe um prolongamento de aproximadamente 25naminoácidos hidrofóbicos que atravessam a bicamada lipídica da membrana plasmática. Imediatamente após, existem aproximadamente 30 resíduos localizados no citoplasma.
A cadeia leve das moléculas de classe I, é codificada por um gene fora do MHC. A (2-microglobulina interage não-covalentemente com o domínio (3 da cadeia (. A (2-microglobulina tal como o segmento (3, é estruturalmente homóloga a um domínio Ig e é invariável entre todas as moléculas de classe I. A interação da cadeia ( com a (2-microglobulinaé estabilizada pela ligação dos antígenos peptídicos à fenda formada por (1 e (2 e, inversamente, a ligação do peptídeo é fortalecida pela interação da (2- microglobulina com a cadeia (. 
Moléculas do Complexo de Histocompatibilidade Principal de Classe II
As Moléculas do MHC de classe II são compostas de duas cadeias polipeptídicas associadas não-covalentemente, uma cadeia ( de 32 a 34 kD e uma cadeia ( de 29 a 32 kD (fig.4.6). Diferentemente das moléculas de classe I, ambas as cadeias das moléculas de classe II são codificadas por genes MHC polimórficos. 
Os segmentos aminoterminais (1 e (1 das cadeias de classe I interagem para formar a fenda de ligação peptídica, que é estruturalmente semelhante à fenda das moléculas de classe I. Quatro filamentos da base da fenda e uma das hélices são formados por (1, e os outros quatro filamentos da base e a segunda hélice são formados por (1.Os resíduos polimórficos estão localizados em (1 e (1, sobre e em volta da fenda de ligação do peptídeo, como acontece nas moléculas de classe I. Nas moléculas de classe II, as extremidades da fenda de ligação do peptídeo estão abertas, de modo que peptídeos de 30 resíduos ou mais podem se ajustar.
Os segmentos (2 e (2 das moléculas de classe II, tais como o (3 e a (2-microglobulina de classe I, são enovelados no domínio de Ig e são não polimórficos entre os vários alelos de um gene particular de classe II. Uma alça no segmento (2 das moléculas de classe II é o sítio de ligação para o CD4, de modo semelhante ao sítio de ligação para o CD8 em (3 da cadeia pesada de classe I. O número total de moléculas de classe II em um indivíduo heterozigoto é cerca de 10 a 20 vezes maior do que os seis alelos de classe I que são herdados de ambos os pais. 
As extremidades carboxiterminais dos segmentos (2 e (2 continuam em curtas regiões de conexões seguidas por aproximadamente 25 prolongamentos de aminoácidos de resíduos hidrofóbicos transmembrana. Em ambas as cadeias, as regiões transmembrana terminam com agregados de resíduos de aminoácidos básicos seguidos de curtas caudas citoplasmáticas hidrofílicas.
A molécula de classe II completa é um heterodímero consistindo de uma cadeia (, uma cadeia ( e um peptídeo antigênico ligado, e a expressão estável das moléculas de classe II nas superfícies celulares requer a presença de todos os três componentes do heterodímero.
Ligação de peptídeos às moléculas do Complexo de Histocompatibilidade Principal
Para que uma proteína seja imunogênica em um indivíduo, deverá conter peptídeos que possam se ligar às moléculas do MHC daquele indivíduo. Essa informação deve ser usada para o planejamento de vacinas pela inserção de aminoácidos que se liguem ao MHC nos antígenos usados na imunização. 
Características das interações peptídeo-complexo de Histocompatibilidade Principal
As moléculas do MHC apresentam uma ampla especificidade quanto à ligação de peptídeos, e uma fina especificidade no reconhecimento dos antígenos reside em grande parte nos receptores de antígenos dos linfócitos T. Todo peptídeo contra o qual pode ser gerada uma resposta imune deve conter alguns resíduos que contribuem para sua ligação às fendas das moléculas do MHC e devem conter outros resíduos que se projetam das fendas, onde eles são reconhecidos pelas células T. Existem várias e importantes características das interações das moléculas do MHC e peptídeos antigênicos.
( Toda molécula do MHC de classe I ou de classe II tem uma única fenda de peptídeo que pode acomodar muitos peptídeos diferentes. A capacidade de uma molécula do MHC para ligar muitos diferentes peptídeos foi estabelecida por diversas linhas de evidência experimental.
Se uma célula T específica para um peptídeo for estimulada por uma célula apresentadora de antígenos, a resposta é inibida pela adição de um excesso de outros peptídeos estruturalmente semelhantes. Nessas experiências, a molécula do MHC ligou diferentes peptídeos, porém a célula T reconheceu apenas um complexo peptídeo-MHC(fig.4.7).
Não é surpreendente que uma única molécula do MHC possa ligar múltiplos peptídeos, porque todo indivíduo contém algumas moléculas do MHC diferentes e estas podem ser capazes de apresentar peptídeos de um grande número de antígenos protéicos que alguém possa encontrar.
( Os peptídeos que se ligam às moléculas do MHC compartilham características estruturais que promovem essa interação. Uma evidência para isso é o tamanho específico dos peptídeos que se ligam ao MHC. Além disso, os peptídeos contêm aminoácidos que permitem interações complementares entre o peptídeo e a molécula alélica do MHC. Os resíduos de um peptídeo que se liga às moléculas do MHC são distintos daquele que são reconhecidos pelas células T. 
( A taxa extraordinariamente lenta de dissociação entre o peptídeo e as moléculas do MHC permite que os complexos peptídeo-MHC persistam por tempo suficiente na superfície das células apresentadoras de antígenos para assegurar interações produtivas com as células T antígeno-específicas.
As moléculas do MHC exibem tanto os auto-antígenos quanto antígenos estranhos, e as células T investigam esses peptídeos exibidos quanto à presença de antígenos estranhos Esse processo é central para a função de vigilância das células T. As células T possuem grande sensibilidade para pequenas quantidades de complexos peptídeo-MHC.
Bases estruturais da ligação do peptídeo às moléculas do complexo de Histocompatibilidade Principal
Os antígenos protéicos são clivados proteoliticamente nas células apresentadoras de antígenos para gerar os peptídeos que deverão ser ligados e exibidos pelas moléculas do MHC. Esses peptídeos ligam-se às fendas das moléculas do MHC em ampla conformação. Uma vez ligados, os peptídeos e suas moléculas de água associadas enchem as fendas, fazendo extensos contatos com os resíduos aminoácidos que formam as fitas ( da base e as (-hélices da lateral da fenda(fig.4.8).Na maioria das moléculas do MHC, as fitas ( da base da fenda contêm bolsas. Os resíduos aminoácidos de um peptídeo podem conter cadeias laterais que se ajustam a essas bolsas e se ligam a aminoácidos complementares na molécula do MHC, muitas vezes via interações hidrofóbicas. Esses resíduos de peptídeo são chamados resíduos de ancoramento, porque contribuem com a maior parte das interações favoráveis da ligação (isto é, fixam o peptídeo na fenda da molécula do MHC). Os resíduos de ancoramento dos peptídeos podem estar localizados no meio ou nas extremidades do peptídeo. 
Os peptídeos que se ligam à classe I geralmente contêm aminoácidos hidrofóbicos ou básicos nos seus carboxiterminais que também contribuem para a interação. 
Uma parte do peptídeo ligado é exposta pelo ápice aberto da fenda do MHC, e os aminoácidos das cadeias laterais dessa porção do peptídeo são reconhecidos pelos receptores de antígenos das células T específicas. O mesmo receptor da célula T interage também com os resíduos polimórficos da (-hélice da própria molécula do MHC (fig.4.1). Portanto, os aminoácidos derivados tanto do peptídeo antigênico quanto das moléculasdo MHC contribuem para o reconhecimento do antígeno pela célula T.
Pela introdução de mutações em um peptídeo imunogênico, é possível identificar os resíduos envolvidos na ligação das moléculas do MHC e aquelas que são críticas essenciais para o reconhecimento pelas células T ( fig. 4.9) De fato, pode-se acentuar a imunogenicidade de um peptídeo incorporando em um resíduo que fortaleça sua ligação às moléculas do MHC, que são comumente herdadas em uma população. Esta abordagem está sendo experimentada para a síntese de vacinas planejadas. 
Organização genômica do Complexo de Histocompatibilidade Principal
 Na espécie humana, o MHC está localizado no braço curto do cromossomo 6. A (2-microglobulina é codificada por um gene no cromossomo 15. O MHC ocupa um grande segmento de DNA, estendendo por cerca de 3.500 kb.
Os genes de classe I, HLA-A, HLA-B e HLA-C, constituem a porção mais telomérica do locus HLA-A, e os genes de classe II são os mais centroméricos no locus HLA. Dentro do locus de classe II estão genes que codificam diversas proteínas que exercem papéis essenciais no processamento do antígeno. Uma dessas proteínas, chamada transportador associado ao processamento do antígeno (TAP), é um heterodímero que transporta peptídeos do citosol para o retículo endoplasmático, onde os peptídeo podem se associar às moléculas de classe I recém sintetizadas. O par de genes, chamado HLA-DMA/Hla-DMB, codifica um heterodímero não polimórfico semelhante à molécula de classe II, o HLA-DM (ou H-2M no camundongo), que está envolvido na ligação do peptídeo às moléculas da classe II.
Entre os agregados de genes de classe I e de classe II estão os genes que codificam vários componentes do sistema do complemento: para as três citocinas estruturalmente relacionadas, ou seja, o fator de necrose tumoral, a linfotoxina e a linfotoxina-(; e para algumas proteínas de choque térmico. Os genes do MHC que codificam essas diversas proteínas foram designados genes do MHC de classe III. Entre HLA-C e HLA-A, e telomericamente ao HLA-A, estão muitos genes que são catalogados como similares à classe I, porque lembram os genes de classe I, porém exibem pouco ou nenhum polimorfismo.
Expressão das moléculas do Complexo de Histocompatibilidade Principal
As moléculas de classe I são constitutivamente expressas por virtualmente todas as células nucleadas, enquanto as moléculas de classe II são normalmente expressas só pelas células dendríticas, os linfócitos B e poucos outros tipos celulares. Es te modelo da expressão do MHC está intimamente ligado às funções das células T restritas à classe I e restritas à classe II. Assim, a função efetora das células T CD8+ restritas à classe I é matar as células infectadas por micróbios intracelulares, bem como por vírus. Como os vírus podem infectar virtualmente qualquer célula nucleada, os ligantes que a célula TCD8+ reconhece, precisam ser exibidos em todas as células nucleadas. Ao contrário disso, os linfócitos T CD4auxiliares restritos à classe II funcionam principalmente para ativar (ou ajudar) os macrófagos a eliminar os micróbios extracelulares que foram fagocitados e ativar os linfócitos B a produzirem anticorpos que também eliminam micróbios extracelulares. Por esse motivo, as células T CD4 precisam agir somente com tipos celulares selecionados. As moléculas de classe II são expressas principalmente por esses tipos celulares e proporcionam um sistema para exibir os peptídeos derivados de micróbios extracelulares e proteínas.
A expressão das moléculas de classe II é também regulada por diferentes citocinas em diferentes células. O IFN-( é a principal citocina envolvida em estimular a expressão das moléculas de classe II, especialmente nos monócitos e nos macrófagos. Essas células expressam baixos níveis de moléculas de classe II até que sejam estimuladas pelo IFN-( (fig.4.11). O IFN-( pode ser produzido pelas células NK durante as reações imunes inatas.
O IFN-( é produzido também pelas células T ativadas por antígenos durante as reações imune adquiridas, e sua capacidade em aumentar a expressão de classe II sobre as células apresentadoras de antígenos é um mecanismo de ampliação da imunidade adquirida. Nas células dendríticas, a expressão das moléculas de classe II aumenta à medida que essas células amadurecem, muitas vezes sob a influência de citocinas, tais como o TNF. Os linfócitos B expressam constitutivamente moléculas de classe II e podem aumentar a expressão em resposta à interleucina 4. As células endoteliais vasculares, do mesmo modo que os macrófagos, aumentam a expressão da classe II em resposta ao IFN-(.
A velocidade de transcrição é o maior determinante da síntese e da expressão da molécula do MHC na superfície celular. As citocinas favorecem a expressão do MHC por estimularem a taxa de transcrição dos genes de classe I e de classe II em uma ampla variedade de tipos celulares. Esses efeitos são mediados pela ligação de fatores de transcrição ativados por citocinas para as sequências regulatórias do DNA nas regiões promotoras dos genes do MHC. Diversos fatores de transcrição podem ser reunidos e ligarem-se a uma proteína chamada ativador da transcrição de classe II (CIITA), e todo o complexo liga-se ao promotor de classe II promovendo uma transcrição eficiente. Mantendo os fatores do complexo de transcrição em conjunto, a CIITA funciona como um mestre regulador da expressão dos genes de classe II. O CIITA é sintetizado em resposta ao INF-(, explicando o modo pelo qual esta citocina pode aumentar a expressão das moléculas MHC de classe II.
Artigos
(TRENDS in Molecular Medicine Vol.9 N.4 Abril 2003. Could TCR antagonism explain associations between MHC genes and disease? Stanislav Vukmanovic, Thomas ª Neubert and FabioR. Santori.
	Alelos do loci do Complexo de Histocompatibilidade Principal (MHC) estão associados com certos tipos de doenças, incluindo aquelas de origens infecciosas e autoimunes. Produtos do MHC podem promover susceptibilidade ou resistência à doença por estimulação ou inibição de respostas imunes. Evidências recentes sugerem que peptídeos associados com MHC derivados de auto-proteínas podem atuar como antagonistas da ativação de células T, por isso inibindo respostas imunes a antígenos. Nós sugerimos que antagonismo promovido por auto-peptídeos pode explicar algumas associações entre alelos do MHc e doenças crônicas específicas.
(Molecular Immunology Vol. 39 p127-137 (2002). Insights into antigen processing gained by direct analysis of the naturally processed class I MHC associated peptide repertoire. Victor H. Engelhard, Anthony G. Brickner, Angela L. Zarling
Moléculas do MHc de classe I são responsáveis pela apresentação de peptídeos antigênicos a linfócitos T CD8+. Baseado na relativa promiscuidade na ligação de peptídeos do MHC de classe I, estas moléculas exibem informação derivada de uma grande fração de proteínas que são processadas dentro da célula. Esta revisão descreve a caracterização dos peptídeos compreendendo este repertório, com atenção particular para a complexidade, quantidades, modificações pós-traducionais e as vias que conduzem à expressão destes peptídeos.