HLA-DR

Geny oblasti HLA-DR II. třídy

Výzkum genů oblasti HLA-DR II. třídy byl nedávno přezkoumán . Mezi HLA-DRB1∗1501 (kódující HLA-DR2b), HLA-DRB5∗0101 (kódující HLA-DR2a) a HLA-DQB1∗0702 (kódující HLA-DQ6) existuje silná vazebná nerovnováha, což velmi znesnadňuje přiřazení genetického rizika k jednotlivému lokusu a alele. Nicméně silné genetické studie naznačují, že HLA-DRB1∗1501 je nejsilnější genetickou determinantou rizika RS, zejména u jedinců severoevropského původu . Tato alela byla spojena s časnějším nástupem onemocnění a závažnějším průběhem nemoci, zejména u žen . V jednom rodu s trvale vysokou penetrancí v průběhu čtyř generací identifikovaly vazebné studie jako kandidátní alelu náchylnosti pouze HLA-DRB1∗1501 . Ostatní alely HLA-DRB1 se na riziku RS v jiných populacích podílejí jen mírně (poměr šancí ∼1,7 až 2,2). Komplexní epistatické interakce mezi alelami HLA-DRB1 modifikují riziko RS . Například dědičnost HLA-DRB1∗01 s HLA-DRB1∗1501 snižuje relativní riziko RS na ≤1 (dominantní negativní epistáze), zatímco dědičnost HLA-DRB1∗08 s HLA-DRB1∗1501 zvyšuje relativní riziko RS na ≥6 (synergická epistáze). Silná asociace mezi HLA-DRB1∗1501 a rizikem RS vyžaduje pečlivé studium kontroly exprese genů HLA-DRB1∗1501 a funkce proteinu HLA-DR2b v kontextu patofyziologických procesů předpokládaných u onemocnění RS.

Nové genetické a biologické důkazy naznačují, že 1,25(OH)2D3 může pozitivně ovlivňovat expresi genů HLA-DRB1∗1501, což předznamenává nové paradigma interakce genů a prostředí při určování rizika RS . Skenování sekvencí DNA uvnitř genů DRB1, DQA1 a DQB1 a před nimi odhalilo potenciální VDRE bezprostředně 5′ od počátečního místa transkripce genu DRB1∗1501. Tato sekvence, 5′-GGGTGGAGGGTTCA-3′, byla přítomna beze změny u 322 homozygotních jedinců DRB1∗1501 a chyběla u 98 % jedinců nesoucích alely DRB1∗04, DRB1∗07 a DRB1∗09, které nejsou spojeny s MS. Biochemickými metodami byla zjištěna specifická vazba proteinu VDR na oligonukleotid s touto sekvencí. Kromě toho 1,25(OH)2D3 mírně (1,6krát) zvýšil expresi konstruktu genu pro reportér VDRE a proteinu HLA-DR2b v homozygotních B lymfoblastoidních buňkách DRB1∗1501. Tato sekvence se tedy in vitro chovala jako slabý VDRE. Pro srovnání, dvě VDRE v promotoru genu Cyp24a1 zvýšily expresi reportérového genu pětkrát v reakci na 1,25(OH)2D3 . Potvrzení potenciálního VDRE bude vyžadovat důkaz, že stav vitaminu D3, 1,25(OH)2D3 a VDR pozitivně ovlivňují expresi HLA-DR2b in vivo ve tkáních, které exprimují molekuly MHC II. třídy a mají význam pro RS.

Následná studie identifikovala potenciální VDRE v dalších genech významných pro autoimunitní onemocnění . Obsazení VDR v celém genomu, definované pomocí chromatinové imunoprecipitace s masivně paralelním sekvenováním (ChIP-seq), bylo zkoumáno v B lymfoblastoidních buněčných liniích před a po léčbě 1,25(OH)2D3. Následně byly k měření množství transkriptů použity mikročipy a pro další studium byly vybrány oblasti s vysokou obsazeností VDR a transkripční odpovědí na léčbu 1,25(OH)2D3. Nakonec byly tyto zájmové oblasti porovnány s genomickými lokusy důležitými pro autoimunitní onemocnění, jak byly definovány na základě celogenomových asociačních studií. Tato analýza poukázala na řadu lokusů autoimunitních genů, které mohou být transkripčně regulovány 1,25(OH)2D3 a VDR, například IRF8 významný pro RS a PTPN2 spojený s Crohnovou chorobou a diabetem 1. typu.

Mechanismus(y) podílející se na riziku RS spojeném s DRB1∗1501 a způsob, jakým může vitamin D toto riziko modifikovat, nejsou známy . Gen HLA-DRB1 kóduje polypeptidový řetězec HLA-DR2b heterodimerické molekuly MHC II. třídy. Molekuly MHC II. třídy předkládají T lymfocytům peptidy pocházející z hostitelských (vlastních) proteinů během indukce tolerance a předkládají T lymfocytům peptidy pocházející z cizích (nevlastních) proteinů během imunitní odpovědi . Mechanismy indukce tolerance probíhají na rozhraní mezi matkou a plodem, v embryonálním a postnatálním thymu a v periferních lymfoidních tkáních dospělých. Mechanismy zapojené do obrany hostitele se vyskytují ve všech sekundárních lymfoidních tkáních. Vzhledem k tomu, že vitamin D3 je ochranný faktor a 1,25(OH)2D3 zvýšil expresi HLA-DRB1∗1501, je otázkou, jak by snížená exprese vitaminu D3 a genu HLA-DRB1∗1501 mohla přispět k patologickému procesu relevantnímu pro RS.

Jedna z možností se týká tolerance thymu. Během thymopoézy dochází v savčím thymu ke složitému a kritickému kroku, jehož cílem je eliminovat potenciálně patogenní T pomocné buňky specifické pro vlastní proteiny a vyvinout potenciálně pro vlastní proteiny specifické přirozené T regulační buňky (Treg) . Nedostatečné množství vitaminu D3 a snížená exprese HLA-DRB1∗1501 v thymu mohou vést k tomu, že se z repertoáru vyvíjejících se T buněk nepodaří vyčistit ty CD4+ T buňky, které rozpoznávají nervové peptidy prezentované molekulami HLA-DR2. Případně může znemožnit vývoj přirozených Treg s podobnou specifitou. Efekt měsíce narození u RS je v souladu s tímto modelem. Převaha pacientů s RS se rodí na jaře (nadir zásob vitaminu D3) a méně pacientů se rodí na podzim (vrchol zásob vitaminu D3), přičemž tato asymetrie je nejvýraznější ve vysokých zeměpisných šířkách a u jedinců s alelou HLA-DRB1∗1501 . Tomuto modelu odpovídají i údaje z dvojčat. Mezi jednovaječnými dvojčaty byla největší shoda onemocnění pozorována u osob se skandinávským/keltským původem (vysoká frekvence DRB1∗1501), vysokou zeměpisnou šířkou bydliště a časným začátkem onemocnění . Diskordance onemocnění u jednovaječných dvojčat ženského pohlaví korelovala s rozdíly v expozici slunci v dětství . Tomuto modelu odpovídají i tři studie spojující vystavení slunci v mládí se sníženým rizikem RS . Tento model podporují i některé údaje o struktuře TCR . Analýza TCR Ob.1A12 a Ob.2F3, které byly klonovány z T buněk pacienta s RS, vykazovala vlastnosti, které by se daly očekávat u TCR, které unikly thymické deleci . Tyto TCR měly výrazně atypickou topologii vazby na myelinový peptid prezentovaný molekulami HLA-DRB1∗1501 kódovanými HLA-DR2. Byly asymetricky orientované, kontaktovaly pouze N-konec myelinového peptidu a vázaly se s nízkou afinitou. Souhrnně tyto studie poukazují na rizikový faktor spojený se zeměpisnou šířkou a ročním obdobím, který interaguje s HLA-DRB1∗1501 během biologického procesu, který je nejvýraznější u mladých lidí. Jednou z možností je indukce thymické tolerance, ale údaje odpovídají i jiným vysvětlením .

.