Organismul uman normal este cea mai perfecta fortareata, in care, unii din dusmanii sai patrund fara a mai putea avea vreo sansa de scapare.
Organele interne actioneaza interconditionat si imediat intr-o perfecta intelegere, demna de indiat de catre orice strateg. Desi s-ar parea ciudat, toate organele contribuie la aparare fie prin mecanisme locale, fie integrate general. De exemplu: creierul se apara prin bariera hematoencefalica (BHE) si meninge, greu de strabatut; asa cum se stie maduva osoasa hematogena si timusul au rol de a crea "armele" substantiale; ficatul poate sa-si creasca meolismul la momentul oportun; glandele endocrine secreta hormoni care declanseaza multiple actiuni controlate de hipofiza etc.
Toate aceste mecanisme, uimitor de bine coordonate, ne dau posibilitatea de a accepta cu usurinta ideea ca, cel putin din punct de vedere al "materiei" suntem o specie superioara.
Este unanim recunoscut ca ceea ce stim actualmente despre sistemul de aparare al organismului - sistemul imun - s-ar putea sa fie inca insuficient. De-a lungul timpului s-au format diferite ipoteze asupra capacitatii organismului de a controla invadarea corpului uman de catre agenti straini. Una din cele mai spectaculoase descoperiri, si care a determinat explozia de cunostinte imunologice de mai tarziu, a fost descoperirea anticorpilor in 1980 de catre Von BEHRING si SHIBASABURO KITASATO. Acestia au observat ca anticorpii au anumite proprietati, care le dau posibilitatea de a neutraliza substantele straine invadante.
Pentru a putea face progrese in domeniul imunologiei, cercetatorii au trebuit sa se intoarca putin inapoi pe scara evolutiva a sistemului imunitar pana chiar la momentul conceperii sale. S-a patruns asadar si in domeniul geneticii, mai mult, actualmente se poate vorbi de o imunologie moleculara, care opereaza cu termeni de cod genetic de la cei mai cunoscuti - cromozomi - si pana la exon, intron, cod genetic si chiar harti genetice si cromozomiale.
O scurta clasificare a rolurilor sistemului imun arata ca acesta presupune doua mari functii importante:
1) mentinerea self-ului ce implica recunoasterea si memorarea informatiei genetice proprii organismului, in continuul proces de reinnoire al corpului, unde avem de-a face cu structurile genetice subcelulare.
2) apararea organismului prin factori specifici si nespecifici la actiunea agentilor infectanti, sau la actitatea celulelor canceroase.
Exista totusi pericolul de a supralicita puterea imunologica a acestui sistem, mergand pana la dereglari in echilibrul memoriei celulare si ducand la "aberatii strategice" ale corpului, cum sunt bolile autoimune.
De asemenea, trebuie sa recunoastem foarte bine "cheia" cu care vrem sa deschidem poarta unui proces imun, pentru ca am avea noi posibilitati de terapie, prin grefele de organe, etand rejectul acestora.
Pornind de la aceste considerente, vom putea afla probabil, posibilitati de terapie a unor maladii autoimune (ca si SM, lupusul eritematos diseminat, tiroidita Hashimoto, pemusul bulos) sau a cancerului.
Exista doua tipuri de aparare a organismului - specifica si nespecifica.
1. Imunitatea nespecifica este reprezentata de fagocitoza, procesul de digestie a microbilor de catre micro- si macrofage.
Microfagele sunt reprezentate de leucocite nucleate, neutrofile in special. Macrofagele sunt reprezentate de monocite. Monocitele sangne au si rolul de a prezenta substanta antigenica limfocitelor, printr-un proces numit "peripolensis". Ajunse din capilare in tesuturi prin diapedeza, monocitele se transforma in macrofage propriu zise.
Acestor categorii de celule li se alatura celulele sistemului reticulo-endotelial; celulele kuppfer din ficat, alveolocitele din plaman, macrofagele din peritoneu si splina, osteoclastele.
Pe suprafata macrofagului exista receptori pentru gruparea antigenica, receptori pentru complement [C3 b], receptori pentru gruparea Fc a imunoglobulinelor, pentru procesul de peripolensis, martori denumiti complex major de histocompatibilitate (MCH), prin care antigenul este prezentat limfocitului LT, receptori pentru imunoglobulinele E (ig E).
Macrofagul, prin prezentarea antigenului la limfocitele LT sau LB, interne si in imunitatea specifica.
2. Imunitatea specifica este cea dobandita pe parcursul etii, odata cu contactul organismului cu antigenii si are drept substrat material limfocitele B si T.
Limfocitele B au originea in maduva osoasa din celulele stem, sub influenta unor factori specifici de proliferare clonala. Aceasta celula susa sau stem se orienteaza spre linia limfocitara si trecand prin mai multe faze, la maturatie dene limfocite B, care vor popula organele limfoide secundare: splina, ganglioni limfatici.
Limfocitul T isi are originea in timus unde, pe parcursul dobandirii de markeri specifici diferiti, celulele stem orientate monoclonal spre seria T trec de la LT imature spre diferite tipuri de LT mature: LT helper, LT killer, LT citotoxic supresoare.
Un mic numar de limfocite circulante pron direct din celula stem, nevehiculate prin timus si sunt numite celule natural-killer.
Din punct de vedere al specificitatii raspunsului imun, LB - limfocitele B au rol de a forma anticorpi (Atc) iar LT - limfocitele T intern in imunitatea mediata celular.
Ambele tipuri de limfocite prezinta pe suprafata lor receptori si markeri.
Limfocitele B au markeri imunoglobulinele IgM si IgD, ce joaca rol de receptori pentru antigeni (Atg), de asemenea receptori pentru portiunea Fc a imunoglobulinelor G (Ig G) si pentru fractiuni de complement: C3b, C4 si C12.
Limfocitele T au markeri: T1+,T3+,T4+ pentru LT helper si T1+, T3+, T5+ pentru LT citotoxic supresoare.
Ambele limfocite prezinta de asemenea complexul major de histocompatibilitate (CMH) ce joaca rol in schimbul de informatie intre macrofage si LT si LB.
Pe LT helper gasim CMH clasa a I-a, iar pe LT citostatic-supresoare CMH clasa a II-a.
Dupa "peripolensis" fiecare limfocit isi urmeaza calea fireasca de aparare:
LB va avea rol in imunitatea specifica umorala. Dupa contactul cu macrofagul, LB sufera un proces de proliferare blastic, care are ca rezultat formarea de plasmociti-secretanti de anticorpi specifici pentru antigeni specifici din organism si LB cu memorie, capabile sa reactioneze la noi intalniri pe itor cu acelasi antigen.
Anticorpii neutralizeaza antigenii prin combinarea epitopilor cu paratopii.
Limfocitele T, in urma procesului de "peripolensis", prolifereaza clonal si are loc transformarea lor in celule cu memorie, care la un nou contact cu acelasi antigen au rol in imunitatea mediata celular, atat direct cat si prin eliminarea de substante:
-factori activatori ai macrofagelor
■ factori chemotactici
■ factori mitogenici -interferoni
-factorul de necroza tumorala
■ interleukine etc.
Limfocitele T recunosc mai mult fractiuni de proteine ale antigenelor sau peptide formate din 8-l5 aminoacizi, provenite din multiplicarea intracelulara rala.
In anumite conditii surn deficiente ale raspunsului imun, ce pot fi primare sau secundare (dobandite), manifestari patologice de tipul reactiilor de hipersensibilitate.
Alterarea self-tolerantei, cu transformarea proteinelor proprii in substante imunogene sunt rezultatul bolilor autoimune.
Raspunsul autoimun presupune doua mecanisme de generare de imunogeni:
- eliberarea de antigeni ascunsi
- alterarile proteinelor si formarea de anticorpi crosreactanti imunogeni ce declanseaza raspunsul imun.
In ultimul timp se vehiculeaza frecvent denumiri pentru a defini termenii ce intern in imunitate. Dupa multe cercetari s-a reusit descoperirea unui senzational nod imunologic: proteinele complexului major de histocompa-tibilitate (CMH). De la el pornesc toate actiunile imunologice: de la recunoasterea moleculelor proprii organismului, la activarea proceselor de aparare.
Si descoperirile nu s-au oprit aici: s-au studiat si explicat in parte interactiunile de ordin biochimic dintre receptori si antigeni, alaturi de proteinele CMH.
CMH reprezinta un set de gene de pe bratul scurt al cromozomului 6. Proteinele codificate de aceste gene se sintetizeaza in ribozomii celulelor, interreactioneaza cu proteine sau peptide antigenice si printr-un sistem canalicular ajung la suprafata celulei, unde sunt recunoscute de celulele imunitare.
Recunoasterea "self"-ului fata de "non-self" presupune o interactiune concordanta intre multiple componente extra si intracelulare.
Aplicatia imediata a cunostintelor de toleranta genetica a fost initial gasirea compatibilitatilor intre tesuturile donorului si acceptorului, in vederea efectuarii unei grefe. Ulterior s-a dovedit si o implicare a tuturor acestor componente in procesele din bolile autoimune.
Locul ocupat de genele CMH pe bratul scurt al cromozomului 6 este caracterizat de un mare polimorfism, derivat din existenta a mai multor gene alele, formate sub influenta proceselor de duplicare sau mutatie in gena. Practic, reprezinta variante ale aceleiasi gene, de unde deriva marea variabilitate fenotipica.
Spre deosebire de genele pentru receptori, care variaza de la celula la celula intr-un organism, genele pentru proteinele CMH sunt aceleasi in toate celulele indidului dar difera de la persoana la persoana (CHARLES A., JANEWAY J.R - 1993).
Genele CMH ocupa la nivelul cromozomului 6 niste regiuni denumite regiuni genetice. Acestea sunt subimpartite in 3 subregiuni cu mai multe locusuri care codifica trei clase de proteine CMH identificate drept H.L.A. clasa I, a II-a sau a III-a (H.L.A. = human leucocite antigen, descoperit pe suprafata leucocitelor umane, pornind de la ideea existentei pe suprafata lor a unor antigene similare celor de pe hematii).
La nivelul unei gene, partile corespunzatoare sintezei proteinelor se numesc exoni. Acestia sunt separati de introni, formatiuni ce nu raspund de codificare in genotip.
In ceea ce priveste studiul acestor proteine, cele ce apartin CMH de clasa I-a se gasesc pe aproape toate tipurile de celule umane si au ca rol principal prezentarea fragmentelor de antigen limfocitelor TCD, TCD8+, care distrug celula infectata.
Proteinele CMH clasa a II-a apar numai pe celulele implicate in raspunsul imun, ca si macrofagele si celulele B (ajutate de celulele TCD4 helper ca sa interna in raspunsul imun) si au rol important in declansarea bolilor autoimune.
Genele proteinelor CMH clasa a III-a sunt functionale: codifica sinteza complementului (fractiunea C2 si C4), enzima steroid 21-hidroxilaza si factorul de necroza tumorala.
Ca structura biochimica proteinele H.L.A. sunt glicoproteine de suprafata, codificate de gene din familia imunoglobulinelor. Deci vor fi constituite in mod similar, din lanturi grele si usoare.
Pentru studiul de fata este necesara explicarea, mai ales a structurii biochimice a moleculelor CMH clasa I si II-a. Acestea sunt alcatuite similar, din doua lanturi polipeptidice legate intre ele prin legaturi necovalente. Sunt similare ca structura, dar sunt codificate de regiuni genetice diferite:
- pentru H.L.A. clasa I-a lantul alfa este codificat - alelele ce ocupa locusurile A, B si C de pe bratul scurt al cromozomului 6 (pentru locusul A exista 25 de alele, pentru B - 32 alele si pentru C - 11 alele).
- pentru H.L.A. clasa II-a, atat lantul alfa cat si beta sunt codificate de locusurile DP, DQ si DR. Genele ce codifica lantul alfa sunt notate cu A iar cele ce codifica lantul beta cu B.
In locusul DP exista genele A1 si A2 (cu 4 alele) pentru lantul alfa si genele B1 si B2 (cu 19 alele) pentru lantul beta. In DQ exista genele A1 si A2 (cu 8 alele) pentru lantul alfa si B1 si B2 pentru lantul beta.
In DR exista o singura gena A1 cu o singura alela dar si trei gene B1, B2, B3 (cu 43 de alele pentru lantul beta).
Cele doua subregiuni ce codifica proteinele CMH clasa I-a si a II-a, incadreaza genele ce codifica CMH clasa a III-a.
Ca nomenclatura dupa H.L.A. se va trece locusul care este ocupat de gena (A, B, C, D) urmat de numarul care indica numarul genei in locus. Exemplu: H.LA.-A11. Pentru alele se va adauga "w" (workshop). Exemplu: H.LA-DRw10.
Moleculele H.L.A. clasa I-a sunt alcatuite dintr-un lant polipeptidic alfa denumit "greu". Al doilea lant este denumit beta 2-microglobulina (lant usor) codificat de gene plasate pe cromozomul 15.
Aceasta beta 2-microglobulina este localizata extracelular si nu contine antigeni. Lantul alfa prezinta trei regiuni hidrofile: intracelular, trans-membranar si extracelular. Ultima portiune este subimpartita in trei domenii: alfa 1, alfa 2, alfa 3 ce au legaturi disulfidrice. Dintre acestea, alfa 3 confera silitatea necesara moleculei, alaturi de beta 2-microglobulina si este locul de fixare al moleculei CD8+ de pe suprafata limfocitului, avand un rol important in "peripolensis".
Determinantii antigenici ai moleculei sunt zonele alfa 1 si alfa 2 (zona variabila). Prin patru beta plicaturi si un alfa helix ele realizeaza o concatate (desetop) in care se fixeaza un singur fragment antigenic. Acest desetop reprezinta practic partea variabila a moleculei ce confera polimorfismul accentuat al CMH: alfa 1 este variabil in alfa helix, iar alfa 2 in beta plicaturare.
Moleculele H.L.A. clasa a II-a contin lanturi alfa si beta si spre deosebire de H.L.A. clasa I-a, aceste doua lanturi sunt codificate de genele existente pe cromozomul 6. De asemenea, ambele contin trei segmente: extracelular si intracelular (hidrofile) si transmembranar (hidrofob). Segmentele extracelulare contin legaturi disulfurice care separa lanturile in alfa 1, alfa 2 si beta 1 si beta 2. Zona variabila a moleculei H.L.A. clasa a II-a se reduce la domeniul functional beta 1 al lantului beta. Desetopul moleculei H.L.A. clasa a II-a este format din alfa 1 si beta 1.
Transportul moleculelor H.L.A. clasa I-a si a II-a de la ribozomi, pe suprafata celulara, spre a veni in contact cu celulele imunocompetente, este asigurat pentru H.L.A. clasa I-a de beta 2-microglobulina, iar pentru H.L.A. clasa a II-a, de un al treilea lant polipeptidic, localizat intracelular, cu structura invariabila.
Iata modul in care cele doua clase intern in raspunsul imun (dupa C. A. JANEWAY).
H.L.A. sunt implicate in imunitatea declansata de celulele T citotoxice. Proteinele rale, produse prin infectia unei celule cu un rus, sunt separate in peptide in timentul citosolic. Aceste peptide sunt cuplate in reticulul endoplasmatic cu moleculele H.L.A. clasa I-a in doua etape:
- prima, legarea peptidulul antigenic (ATG) in desetop;
- apoi H.LA. inconjura fragmentul antagonic pentru a-l proteja de hidroliza.
Aceasta interactiune creste silitatea structurala a moleculei H.L.A.. Ajunsa la suprafata celulei, in cazul interactiunii cu un limfocit TCD8, acestea vor recunoaste antigenul si vor declansa un raspuns imun ce va distruge celula infectata prin factori citotoxici.
Microbii care nu se pot dezvolta in timentul citosolic al celulei, ci in cule (fagezomi sau lizozomi) sunt separate de citoplasma printr-o membrana. Aceste celule apartin clasei macrofagelor. Proteinele microbiene sunt digerate si degradate in peptide. Acestea n in contact cu proteinele HLA clasa a II-a care migreaza din ribozomi in reticulul endoplasmatic. Contactul se realizeaza intre peptidul antigenic si situsul dintre domeniile alfa 1 si beta 1.
PETER CRESWELL de la Universitatea Yale a aratat ca exista un lant aminoacidic care blocheaza situsul pentru interactiunea cu antigenul, pana cand acesta ajunge la cula.
Proteinele H.L.A. clasa a II-a conduc peptidele antigenice spre exteriorul celulei, unde acestea sunt recunoscute de celulele T cu markeri specifici CD4- celulele helper.
Aceste celule ajutatoare nu pot distruge direct celulele infectate. Unele celule denumite Th1 pot stimula fagocitoza macrofagului. Altele, numite Th2 actioneaza asupra celulelor B. Cand un antigen intra in contact cu o celula B, legandu-se de receptorii sai antigenici, se desface in peptide ce pot fi recunoscute de celulele T helper. Acestea stimuleaza prin limfokine sinteza de anticorpi produsi de limfocitele B.
Receptorii limfocitari sunt alcatuiti din proteine care prin reactii biochimice transmit informatia pana la nucleu.
Aceste transformari sunt legate de compusi de transport (de exemplu kinaze) care presupun transporturi de grupari fosfate.
Dar simplul contact receptor-antigen nu este suficient pentru declansarea activarii limfocitare. Este necesar un cofactor de stimulare: acesta a fost denumit molecula B7, care se produce in primele faze ale infectiei.
Acesti factori actioneaza in comun, pentru apararea organismului, contra proteinelor imunogene. Cand bacteriile, rusii sau alti agenti patogeni infecteaza corpul, se ascund in locuri diferite. Fiecare component al sistemului imun este adaptat intr-un anume fel pentru localizarea acestora.
