Complejo Mayor de Histocompatibilidad y Autoinmunidad

Dra. GLORIA MARIA VÁSQUEZ D
Internista -Reumatóloga

El complejo mayor de histocompatibilidad (MHC) es un locus genético encontrado en todas las especies de mamíferos, localizado en el cromosoma 6 en el humano; en él se codifican múltiples genes estrechamente relacionados, descritos inicialmente por su participación en la tolerancia de los transplantes de piel. Las moléculas que codifica el MHC son receptores de superficie celular que contienen péptidos antigénicos para ser presentados a varias células del sistema inmune siendo las más importantes los linfocitos T ab CD4 y CD8, además a las células asesinas naturales (NK) y los linfocitos gd. Dos familias del MHC denominados clase I y II son las participantes en esta función.

Las moléculas de clase I son heterodímeros formados por una cadena pesada de 45 kD y una cadena liviana de 12 kD asociada no covalentemente, denominada b-2 microglobulina. La cadena pesada es una proteína transmembranal con una porción citoplasmática de 30 aminoácidos (aa), una transmembranal de 40 aa y una extracelular de 275 aa. Estas moléculas se expresan en todas las células nucleadas y son las encargadas de presentar en la superficie péptidos originados del procesamiento de virus infectantes, o moléculas propias ya sea normalmente producidas u originadas durante situaciones anormales como la transformación tumoral.

Las moléculas del MHC clase I en el humano están codificadas en los genes denominados HLA-B, HLA-C, HLA-E, HLA-A, HLA-H,HLA-G y HLA-F. HLA-A, HLA-B, HLA-C son las más importantes en el humano, por su participación en la histocompatibilidad, la identificación serologica de las moléculas clase C ha sido difícil e imprecisa, sin embargo ellas parecen ser muy importantes en la interacción con las NK.Las funciones precisas de HLA-E, HLA-F, HLA-G no son aún claras, algunas evidencias y la restricción tisular de la expresión de HLA-G, sugieren la participación de estas moléculas en la tolerancia materno-fetal.

La segunda familia del MHC, a la que nos referiremos ampliamente, es la denominada clase II. Las moléculas de esta familia están compuestas por heterodímeros glicoprotéicos, con una cadena a y una cadena b de 33 y 27 kD, respectivamente. Estas moléculas se expresan en la superficie celular de las células presentadoras de antígeno (APC) incluyendo macrófagos, linfocitos B y células dendríticas y bajo algunas circunstancias también pueden expresarse en otros tipos celulares.

Las MHC clase II presentan péptidos derivados de la degradación de gérmenes fagocitados por la célula presentadora de antígeno y los llevan a la superficie celular donde serán reconocidos por los linfocitos T específicos. El proceso de presentación antigénica por las moléculas clase II involucra varios pasos así: inicialmente se forma el heterodímero ab el cual es estabilizado por la cadena invariante (Ii) la cual sirve de chaperona, dirigiendo el complejo hasta el endosoma tardío donde en un proceso facilitado por el medio ácido libera la cadena Ii y su péptido asociado (CLIP) y se ensambla el péptido exógeno al complejo. En este proceso de liberación, transporte y ensamblaje participan las moléculas denominadas HLA-DM.

En el humano se han definido bioquímicamente tres isotipos de las moléculas clase II (DR, DQ y DP) que son coexpresadas en la superficie de las células presentadoras de antígeno y en el ratón, dos isoformas de estas moléculas denominadas IA e IE, son expresadas en forma codominante.La expresión de las moléculas clase II es estrictamente regulada, en los linfocitos B por ejemplo la expresión varía dependiendo del estado de maduración, en estado temprano de diferenciación expresan estas moléculas, maduros tienen la mayor expresión y cuando llegan al estado de plasmocitos pierden esta capacidad.

La expresión puede también ser inducida por una variedad de citokinas como: la IL-4, IL-13, y la más potente el IFN g, otras pueden inhibir la expresión como IFN b, IL-10 y TGF b todas estas acciones circunscritas a ciertos tipos celulares.

La mayor parte de las evidencias obtenidas hasta la fecha, en líneas celulares de linfocitos B, indican que el principal modo de regulación de la expresión de los antígenos MHC clase II es transcripcional. Así pues, las diferencias en la activación transcripcional de las regiones promotoras que regulan la actividad de estos genes determinarían los niveles de sus mRNAs respectivos y subsecuentemente los niveles de expresión superficial de las proteínas clase II.

MHC y Autoinmunidad

Dos mecanismos importantes asocian a las moléculas del MHC con autoinmunidad: la asociación genética (marcador de presdisposición y/o factor de riesgo) y las alteraciones en la regulación de la expresión.

MHC como factor de riesgo

Hasta el momento las moléculas del complejo mayor de histocompatibilidad se han asociado con el desarrollo de 40 patologías. Se conoce por ejemplo que el HLA B27 constituyen un factor de riesgo para el desarrollo de espondilitis anquilosante, HLA DR4 para artritis reumatoidea y así existen otros ejemplos. Esta asociación puede reflejar ya sea el compromiso directo de la proteína del HLA, o el desequilibrio de ligamiento de este gen con otros genes que faciliten el desarrollo de la entidad.

La participación directa puede ser de dos formas, la primera en la que ciertos alelos presente peptidos antigénicos y generen autoreactividad, difiriendo de otros alelos aun con el mismo peptido, o que, las proteínas propias de una alelo especifico posterior a un insulto patogénico con algún germen se tornen autoreactivas.

En algunos casos la presencia de determinados alelos del MHC no sólo determinan el desarrollo de enfermedad sino el comportamiento o pronóstico de ella.

Alteraciones en la expresion de MHC clase II

Las alteraciones en la expresión de las moléculas clase II ya sea por expresión aumentada o ausencia de expresión se han asociado también a enfermedades en los humanos, En 1985, Bottazzo planteó que el aumento en la expresión de las moléculas clase II se asociaba al desarrollo de enfermedades autoinmunes como: diabetes tipo I, tiroiditis, artritis reumatoidea, esclerosis múltiple, enfermedad inflamatoria intestinal, nefritis autoinmune y algunas enfermedades degenerativas del sistema nervioso central.

Aunque se ha descrito la expresión aumentada de MHC clase II en estas enfermedades no se tiene claro como contribuye ella al desarrollo de la entidad, ya que modelos animales con deficiencia en la expresión de moléculas clase II han desarrollado la enfermedad, y adicionalmente modelos con enfermedad autoinmune en los cuales se negativiza la expresión de las moléculas clase II aminoran los síntomas.

La deficiencia en la expresión de moléculas clase II, conocido con el nombre de linfocito desnudo (BLS), patología que pertenece al grupo de las inmunodeficiencias primarias y que se caracteriza por la ausencia de HLA clase II en todos los tipos celulares, genera una severa inmunodeficiencia, con infecciones múltiples, retardo en el crecimiento y frecuentemente la muerte. A nivel molecular se ha establecido que ninguna de las proteínas de las moléculas del HLA clase II son sintetizadas.

Estudios en grupos familiares han permitido establecer que el defecto no se cosegrega con el MHC, sugiriendo que la mutación afectaba los factores de transcripción. En efecto, el estudio de este grupo de pacientes ha facilitado la identificación de algunos de los factores de transcripción que modulan de manera positiva la expresión de estos genes y ha permitido clasificar el síndrome en cuatro grupos denominados A, B, C, y D, cada uno de ellos asociado a un defecto de alguno de los factores de transcripción comprometidos.

El estudio de la activación transcripcional de las MHC clase II ha permitido conocer que la región promotora de las moléculas clase II es altamente conservada y que ella posee tres elementos reguladores denominados W(S), X, Y. Además se han identificado algunos de los factores de transcripción que modulan de manera positiva la expresión de estos genes.

La caja X se ha subdividido en un elemento 5′ denominado X1 y un elemento 3′ X2. El elemento X1 es contactado por un complejo fosfoprotéico multimérico del cual se han descrito hasta ahora: RFX-5, (75kD), RFXAP (36 kD) y una de 41kD( RFX ANK/B). RFX-5, el quinto miembro de la familia de factores de transcripción conocidos como RFX, clonado en una línea celular de pacientes con BLS del grupo C, posee un dominio de unión al DNA (DBD).homologo a otros miembros de la familia. Es el único miembro de la familia de los RFX que participan en la regulación de la expresión de las moléculas clase II.

Con la caja X2, interactúan el factor de transcripción X2 BP ( X2 binding protein), el cual se ha demostrado que interactúa con el complejo RFX , X2BP se une a anticuerpos dirigidos contra CREB (cAMP dependent response element binding protein) lo que sugiere que este factor de transcripción esta relacionado con el grupo de factores de transcripción dependientes de cAMP. Para que factores como CREB sean activados ellos deben fosforilarse, unirse a CBP y translocarse al núcleo, algunos medicamentos como los glucocorticoides se unen a CBP disminuyendo su asociación con CREB, siendo este uno de los mecanismos por los cuales los glucocorticoides disminuyen la expresión de moléculas clase II y ejercen parte de su acción inmunosupresora.

El elemento Y está compuesto por la secuencia invertida CCAAT y es un elemento común en varios genes de células eucarioticas (albúmina, colágeno, lipoproteína lipasa y las moléculas clase II del MHC) con él interactúa un heterotrímero denominado NFY que se une al surco menor del DNA y lo distorsiona. La purificación de NFY ha permitido la clonación de dos subunidades NFY-A y NFY-B, las secuencias deducidas de los cDNA muestran homología con dos proteínas del Sacharomyces cerevisiae denominadas HAP2 y HAP3 que se heterodimerizan y contacta una secuencia igual al elemento Y, indicando la conservación evolutiva de este elemento.

La caja S, conocida también con los nombres de H, W ó Z, contiene siete nucleotidos (GGACCT). Se ha sugerido que este elemento constituye una duplicación de la caja X y se ha demostrado que interactúa con el complejo RFX y que esta unión, igual que en la caja X, es estabilizada por la presencia de NFY. Por este motivo se explica que la distancia entre la caja X y la S se fija.

De particular importancia para el entendimiento de la regulación de la expresión de los antígenos clase II ha sido la clonación de la proteína denominada transactivador de clase II (CIITA), conocido hoy como el maestro del control de la expresión inducible de las moléculas clase II. Estudios de complementacion en líneas celulares de pacientes con BLS permitieron su clonación. CIITA tiene 1130 aminoácidos no posee dominios de unión al DNA y su ausencia esta asociada con la falta de expresión de estos antígenos lo que marca la especificidad celular.

La evidencia actual indica que CIITA debe establecer contacto proteína-proteína con factores de transcripción presentes en la región promotora de estos genes, particularmente con aquellos que contactan la caja X, aumentando la estabilidad del complejo y potenciando la frecuencia de eventos de iniciación de síntesis de mRNA para antígenos clase II. CIITA además de marcar la especificidad celular, constituye el factor inducible por el intereferon g.

La región promotora de CIITA ha sido recientemente descrita y mediante ensayos de protección de RNAsa se ha establecido que existen cuatro tipos de regiones promotoras, la región promotora tipo I descrita en células dendríticas, la promotora tipo II no se tiene claro su origen, la III se encuentra en linfocitos B y la IV se encuentra en macrófagos. En esta última se han descrito secuencias especificas para ser reguladas por IFN g como secuencias GAS e IRF1/2. Recientes informes sugieren también secuencias hacia 5′ respondedoras al IFN g en la región promotora tipo III.

En este proceso de regulación puede observarse alteraciones que pueden conducir a enfermedad, estas alteraciones pueden deberse a eventos físicos, químicos o biológicos como procesos infecciosos. La infección por el virus de la influenza o la estimulación con el péptido 186-205 de la hemaglutinina de este virus induce la expresión de las moléculas clase II de origen endógeno. Los eventos moleculares de cómo se da esta inducción son aún desconocidos.

Las fenotiazinas inducen la expresión de moleculas clase II en células en las que normalmente son ausentes como las células tiroideas y las capacitan como células presentadoras de antígeno perpetuando el fenómeno de autoinmunidad en patologías que comprometen la tiroides, por ejemplo.

Estos dos ejemplos evidencian que la alteración en la regulación de la expresión aunque con mecanismos moleculares aún desconocidos, participan en el fenómeno de autoinmunidad.

La influencia de las citokinas en la expresión de las moléculas clase II como lo observado con TGF b e IL-10, han demostrado tener también participación en el desarrollo de autoinmunidad, como lo observado en ratones Knockout para TGF b en los que la ausencia de esta citokina reguladora, conlleva al desarrollo de una entidad semejante al Síndrome de Sjögren.

Estrategias Terapéuticas

1. Glucocorticoides: Se conoce desde hace algunos años que los glucocorticoides como la dexametasona reducen la expresión de las moléculas clase II; este fenómeno puede contribuir con su capacidad de controlar la entidad autoinmune. En la actualidad se sabe que los esteroides interactuan con CBP impidiendo la interacción de este con CREB, y de CREB con la caja X2 evento necesario para la expresión de moléculas clase II.

2. Antimaláricos: Son bases dipróticas débiles que se difunden a través de la membrana celular y elevan el pH dentro de las vesículas celulares. La alteración del pH dentro del endosoma impide una adecuada liberación de la cadena invariante y el ensamblaje adecuado de las moléculas clase II con el antígeno además se ha demostrado que generan alteraciones en el tráfico intracelular impidiendo la expresión en membrana de las moléculas ya ensambladas.

3. Pentoxifilina: Aunque estudiado en modelos murinos de autoinmunidad se ha establecido que la pentoxifilina genera una desactivación de las células inflamatorias como el macrófago con reducción de la expresión de las moléculas clase II en ellos y mejoría sintomática del fenómeno autoinmune.

4. AnergiX: Constituye una nueva estrategia terapéutica que consiste de micelas conteniendo MHC purificados que se asocian con enfermedad, solubilizados en detergente, con autoantígenos peptídicos. Este complejo se une a las células T autorectivas y, en ausencia de señales coestimuladoras, las células entrarán en estado de anergia. En la actualidad se adelantan estudios clínicos de fase I en pacientes HLA DR2 con esclerosis múltiple.

5. AnervaX: Un epítope inmunodominante del MHC asociado a enfermedad es utilizado para vacunar a los pacientes, este neutraliza el alelo específico que bloquea la presentación de autoantigenos a las células T autoreactivas. El anervaX est en fase II de estudios clínicos para el tratamiento de pacientes con artritis reumatoidea.

Futuro

Un conocimiento adecuado de los mecanismos moleculares que regulan la expresión o de los utilizados por gérmenes intracelulares para regular negativamente la expresión de las moléculas clase II, podrían generar herramientas terapéuticas.

Además el entender como el TGF b y la IL-10 disminuyen la expresión de las moléculas clase II nos podría conducir a utilizar estas citokinas o sus mediadores como terapia.

Lectura Recomendada

Howard MC, Spack EG, Choudhury K, Greten TF, Schneck JP, MHC – based diagnostics and therapeutics – clinical applications for disease – inked genes. Immundogy today. 20 (4) 1999.