Complejo mayor de histocompatibilidad

¿Qué es el complejo mayor de histocompatibilidad?

El complejo mayor de histocompatibilidad, o CMH (del inglés MHC, Major Histocompatibility Complex), es un conjunto de genes capaces de codificar proteínas que le permiten al sistema inmune distinguir entre células extrañas y células propias.

Aunque solo representa una pequeña porción de todas sus funciones, el nombre de “complejo mayor de histocompatibilidad” deriva de la participación de estas moléculas en la aceptación o el rechazo de injertos de tejido, contexto en el cual fueron estudiadas por primera vez hace casi 80 años.

Hoy, ya se sabe que “naturalmente” hablando, las moléculas codificadas por esta región genética tienen importante participación en la respuesta inmune celular, específicamente en la que tiene que ver con los linfocitos T.

Los linfocitos T pertenecen a un linaje de células sanguíneas y tienen su origen en la médula ósea, aunque completan su maduración en una glándula llamada timo, de allí su nombre.

Estas células participan en la activación de otras células similares, los linfocitos B (células productoras de anticuerpos), y también están implicadas directamente en la eliminación de células infectadas con distintos patógenos.

La capacidad de las células T de reconocer sus “blancos” de acción viene dada gracias a la participación de las proteínas del complejo mayor de histocompatibilidad, pues son estas las que “muestran” antígenos específicos que pueden ser reconocidos fácilmente por las células T, proceso que permite el desarrollo de sus funciones.

Características del complejo mayor de histocompatibilidad

– Polimorfismo extremo. El MHC es altamente polimórfico, lo que significa que existen múltiples variantes alélicas en la población. Este polimorfismo asegura que diferentes individuos presenten una amplia variedad de péptidos, lo que mejora la capacidad de la población para combatir diversos patógenos.

– Codominancia genética. Los genes del MHC se expresan de forma codominante, lo que significa que cada persona expresa los alelos heredados de ambos padres. Esto contribuye a una mayor diversidad en la presentación de antígenos.

– Restricción del MHC. La respuesta de los linfocitos T es específica para antígenos presentados por moléculas del MHC propias, un fenómeno conocido como restricción del MHC. Es clave en la tolerancia inmunológica y en el reconocimiento de células extrañas.

– Importancia clínica. El grado de compatibilidad entre los MHC del donante y receptor es crítico para el éxito de trasplantes de órganos y tejidos. Ciertos alelos del MHC están relacionados con enfermedades autoinmunes (como la espondilitis anquilosante, que se asocia al HLA-B27). La variación en el MHC afecta la eficacia con la que el sistema inmune combate infecciones o responde a vacunas.

– Genes de la clase I. Los genes de la clase I del complejo mayor de histocompatibilidad codifican para unas glicoproteínas de superficie que se expresan en la mayoría de las células nucleadas del cuerpo humano. Estas proteínas están involucradas en la presentación de los antígenos de reconocimiento de las células T citotóxicas (antígenos foráneos). Es importante recordar que los linfocitos T citotóxicos tienen un importante papel en la inmunidad celular, específicamente en lo que tiene que ver con la eliminación de células que han sido invadidas por patógenos intracelulares de origen parasitario, bacteriano y viral. Así pues, las proteínas codificadas por los genes de la clase I del MHC participan directamente en la defensa del cuerpo contra agentes intracelulares extraños. Las proteínas de la clase I del MHC se unen a péptidos derivados de antígenos endógenos (producidos intracelularmente por un patógeno) que han sido procesados en el citosol y que son posteriormente degradados en el complejo del proteosoma. Una vez son degradados, estos son transportados al retículo endoplásmico, que los “empaqueta” y los dirige hacia la membrana con el fin de “cargarlos” o “unirlos” a las proteínas MHC clase I, en aras de que la célula sea reconocida por los linfocitos T citotóxicos. En los humanos, todos los genes del MHC se conocen como los genes HLA (Antígenos Leucocitarios Humanos) y los de la clase I son: HLA-A, HLA-B, HLA-C, HLA-E, HLA-H, HLA-G y HLA-F. Las moléculas codificadas por estos genes son un tanto diferentes en cuanto a su secuencia aminoacídica. Sin embargo, sus genes se expresan codominantemente en todas las células, es decir, que tanto los genes provenientes de la madre como los provenientes del padre se expresan al mismo tiempo.

– Genes de la clase II. Los productos codificados por estos genes se expresan específicamente en unas células especializadas en la “presentación” de antígenos (las células presentadoras de antígenos o APC), que pueden ser macrófagos, células dendríticas o linfocitos B. Los antígenos asociados a las proteínas del complejo mayor de histocompatibilidad de la clase II son presentados a las células T colaboradoras (helpers), con el fin de promover la activación de sus funciones inmunitarias. A diferencia de las proteínas de la clase I, estas se unen a péptidos derivados de antígenos exógenos que son procesados intracelularmente; razón por la cual solo son expresadas por células capaces de “comerse” agentes extraños o invasores como bacterias, por ejemplo. Entre los genes pertenecientes a la clase II del MHC en humanos están el HLA-DR, el HLA-DP y el HLA-DQ.

– Genes de la clase III. Estos genes codifican para proteínas con actividad inmunológica que son secretadas, entre las que destacan algunas citoquinas como el factor de necrosis tumoral (TNF, del inglés Tumor Necrosis Factor), y algunos componentes del sistema de complemento. La región del cromosoma que codifica para estos genes se encuentra entre los loci codificantes de los genes de la clase I y de la clase II.

Funciones del complejo mayor de histocompatibilidad

• Presentación de antígenos a linfocitos T.
  • MHC Clase I: Presenta antígenos endógenos (provenientes del interior de la célula, como virus o proteínas anómalas) a los linfocitos T citotóxicos (CD8+). Permite que el sistema inmune destruya células infectadas o tumorales.
  • MHC Clase II: Presenta antígenos exógenos (procedentes del exterior, como bacterias fagocitadas) a los linfocitos T cooperadores (CD4+). Activa el sistema inmune adaptativo, estimulando a los linfocitos B para producir anticuerpos y activando a macrófagos.
• Reconocimiento del “propio” y “no propio”. El MHC permite al sistema inmunológico distinguir entre células propias y extrañas. Esto es esencial para evitar que el sistema inmune ataque células sanas del propio cuerpo (tolerancia inmunológica) y para detectar células infectadas o cancerosas.
• Activación del sistema inmune adaptativo. La presentación de antígenos por el MHC a linfocitos T inicia y regula la respuesta inmune específica.
  • Linfocitos T CD4+: Orquestan la respuesta inmune al activar otras células inmunes.
  • Linfocitos T CD8+: Inducen la apoptosis (muerte celular programada) en células infectadas.
• Determinación de la compatibilidad en trasplantes. El MHC desempeña un papel crucial en el rechazo o aceptación de órganos y tejidos trasplantados. Los linfocitos T reconocen como extrañas las moléculas MHC no compatibles, lo que puede desencadenar el rechazo del injerto.
• Regulación de la respuesta inmunológica. El MHC contribuye a mantener el equilibrio inmunológico, previniendo respuestas autoinmunes mediante la correcta selección y activación de linfocitos T.
• Participación en la respuesta a vacunas e infecciones. La capacidad del MHC para presentar diferentes antígenos afecta la eficacia de las vacunas y la resistencia a enfermedades infecciosas.
• Papel en enfermedades autoinmunes y genéticas. Determinados alelos del MHC están asociados con enfermedades autoinmunes (por ejemplo, HLA-B27 en la espondilitis anquilosante) y pueden influir en la predisposición genética a ciertos trastornos.

Referencias

1. Elhasid, R., Etzioni, A. Major histocompatibility complex class II deficiency: a clinical review. Blood reviews.
2. Kindt, T.J., Goldsby, R.A., Osborne, B.A., Kuby, J. Kuby immunology. Macmillan.
3. Nagy, Z.A. A History of Modern Immunology: The Path Toward Understanding. Academic Press.
4. Pross, S. Major Histocompatibility Complex. 
5. Thornhill, R., Gangestad, S.W., Miller, R., Scheyd, G., McCollough, J.K., Franklin, M. Major histocompatibility complex genes, symmetry, and body scent attractiveness in men and women. Behavioral Ecology.