Sistem HLA

1. Sistem HLA Dr. HARIS BUDI WIDODO

2. Molekul MHC pada manusia disebut molekul Human Leukocyte Antigen (HLA) merupakan molekul yang terletak pada membran sel yang berinti dan dikendalikan oleh kelompok/kompleks gen yang terdapat dalam 4-mega‑base region di rantai pendek kromosom nomer 6 pada 6p21,3 band (Campbell, Trosdale, 1993).

3. Sistem HLA dibagi dalam HLA kelas I, kelas II dan kelas III. • Gen HLA kelas I terletak pada regio telomeric end of the complex terdiri dari kompleks gen yang mengendalikan antigen HLA-A,B dan C, • Sedangkan gen HLA kelas II terletak pada centromeric end of the complex yang pada awalnya diperkirakan sebagai lokus gen respon imun (Ir gene), dan mengendalikan antigen HLA-DR, DP dan DQ

6. Gen HLA kelas III terletak pada regio diantara dua kluster tersebut dan merupakan kelompok gen dengan fungsi imunobiologik yang bervariasi, antara lain komponen dari sistem complement: C2, C4; faktor B; tumor necrosis factor (TNF); limphotoxin (LT). • Beberapa peneliti menyatakan bahwa HLA kelas III disebut sebagai minor histocompatibility dan diperkirakan sebagai faktor yang perlu diperhitungkan dalam keberhasilan transplantasi sumsum tulang.

7. Peta Gen HLA

8. Gen HLA kelas I • Gen HLA kelas I pada awalnya terdiri dari tiga lokus: HLA-A, HLA-B dan HLA-C dan ekspresinya sangat luas pada permukaan sel berinti semua jaringan somatik, kecuali pada jaringan susunan saraf pusat, sperma, oocyte dan placenta yang ekspresinya sangat minimal. • Kondisi ekspresi gen HLA kelas I pada materno-fetal interface tersebut diperkirakan karena daya hidup (survival) yang pendek dari jaringan janin sebagai jaringan allograf pada kandungan ibu.

9. Perkembangan yang mutakhir yaitu ditemukannya lokus baru yang termasuk gen HLA kelas I adalah HLA-E, HLA-F dan HLA-G yang mempunyai sifat polimorfika lebih kecil dibandingkan HLA-A, HLA-B dan HLA-C, serta distribusinya terbatas pada jaringan tertentu dan fungsi biologinya masih belum banyak terungkap (Geraghty, 1993).

10. Letak lokus HLA-A pada regio lebih kearah telomeric dibandingkan HLA-B dan HLA-C • Tahun 1995 baru diungkapkan adanya lokus HLA kelas I HLA-H,-J,-K,-L dan X, namun pada workshop HLA pada tahun 1996 hal tersebut masih mengundang kontroversi, sehingga disebut HLA class I pseudogenes.

11. Molekul HLA Kelas I • Semua molekul HLA kelas I terdiri dari 2 rantai polipeptida yaitu rantai a atau heavy chain dengan 44 kilodalton (KD) dan rantai b atau non-MHC encoded b chain dengan 12 kD.

12. Pada diagram di atas dilakukan pemberian urutan angka/nomer dari susunan peptida yang menyusun molekul HLA, sehingga dapat mempermudah pemahaman letak peptida tertentu yang menentukan spesifisitas antigen/molekul HLA kelas I.

14. Pada gambar tsb dijelaskan tentang molekul HLA kelas I dimana domain a1 dan a2 membentuk lekukan pengikatan, dan variasi terbanyak dalam lokus HLA kelas I dijumpai pada regio ini, karena itu mampu untuk melakukan pengikatan dengan molekul peptida antigen endogenous (misalnya tumor, peptide atau virus), serta berinteraksi dengan molekul receptor sel limposit T/TCR dari CD 8+ T Cells atau T lymphocyte (CTL).

15. Pada saat ini perkembangan metode untuk HLA typing berupa analisis DNA dengan memanfaatkan teknik amplifikasi dengan metode PCR dan kemajuan tersebut mempermudah analisis gen/alel HLA berdasarkan sequen nukleotida yang spesifik (Erlich, 1990). • Perkembangan yang cepat teknik analisis DNA dapat diaplikasikan untuk identifikasi polimorfisme HLA pada tingkat nukleotida, yang mana sebelumnya tidak mungkin diperiksa dengan cara serologi atau cara biokimia lainnya yang klasik.

16. Pada tahun 1995 Bodmer dkk, menyimpulkan berdasarkan penelitian sekuen nukleotida dengan metode analisis DNA pada HLA kelas I terdapat jumlah alel HLA-A sebanyak 59, pada HLA-B sebanyak 118 dan HLA-C sebanyak 36 alel. • Pada perkembangan akhir akhir ini telah banyak diteliti lokus HLA kelas I lainnya seperti HLA-E, F dan -G, dan mempunyai kemiripan struktur seperti pada HLA-A,-B dan-C. • Diversitas alel HLA kelas I tersebut berpijak pada dasar mekanisme yang sehubungan dengan kejadian mutasi, seleksi dan struktur karakteristik yang terdapat dalam suatu populasi (Spencer Wells and Peter Parham, 1996)

17. Karakter polimorfisme sistem HLA tersebut ternyata mempunyai peran sentral pada imunitas hospes dan mempunyai manfaat biologik dalam bidang transplantasi, epidemiologi, asosiasi dengan penyakit, antropologi, kedokteran forensik, dan transfusi komponen sel darah. • Manfaat biologik molekul HLA kelas I seperti halnya molekul MHC kelas I yaitu mempresentasikan antigen endogenous (virus, sel tumor) terhadap CD+8 T Cell atau cytotoxic T limphocyt, (CTL). Peran primer dari CTL adalah eliminasi intracellular pathogens terutama virus, sedangkan untuk bakteri dan parasit perannya masih sedikit diketahui dan masih mengundang kontroversi.

18. Gen HLA Kelas II • Gen HLA Kelas II menempati regio HLA-D, yang letaknya lebih centromeric pada kromosom nomer 6 dan pada awalnya hanya ditemukan lokus untuk HLA-DR, kemudian HLA-DQ serta HLA-DP. • Perkembangan akhir ini terdapat beberapa lokus-lokus baru di regio HLA-D (DO, DZ), namun hal tersebut belum terdapat konfirmasi pada International Workshop on Histocompatibility yang terakhir di Paris tahun 1996.

19. Pada daerah/regio HLA-DQ dan DP terdapat satu gen yang fungsional untuk tiap rantai a dan rantai b, sedangkan pada HLA-DR terdapat satu gen fungsional untuk rantai b.

20. Berdasarkan hal tersebut maka nomenklatur alel HLA kelas II menjadi lebih rinci menjadi HLA-DRA, -DRB1,-DRB-3,- DRB4,-DRB5, HLA-DPA1, DPB1, dan HLA-DQA1, -DQB1. • Pada perkembangan selanjutnya setelah ditemukan teknik baru tentang DNA typing maka terdapat variasi yang lebih rinci misalnya HLA DRB1 terdapat 50 spesifisitas genom, pada DQB1 terdapat 17 spesifitas sedangkan pada 13 spesifisitas genom dlsbnya.

21. Manfaat biologik ekspresi dari gen HLA kelas II sama dengan fungsibiologik MHC kelas II yaitu memproses dan mempresentasikan antigen exogenous, misalnya bacterial peptide terhadap CD4+ T Cells, melalui molekul TCR

22. Skema presentasi molekul HLA kelas II, peptida Antigen dan molekul TCR ( Bernard Mach, 1988)

23. Perkembanganpemahamantentanginteraksikomplekstrimolekuler (HLA-antigen peptida-TCR) yang saatinitengahditelitiyaitumengetahuibagaimanahasilinteraksitersebutdapatditerjemahkankedalamberbagaiisyarat/signal yang membangkitkanresponimunpadasel T. • Tahapanberikutnyadariobsesiparapenelitiadalahbagaimanainteraksitersebutdapatdimanipulasidenganmelakukansubstitusipadatingkatpeptidadaritrimolekulertersebut, karenatelahterbuktibahwaketigamolekultersebutmemberikankonstribusipadapatogenesiskejadiansakit (Knut E.A. Lundin, Erik Thorsby, 1996).

24. Perkembanganpemahaman yang saatinimenarikuntukdicermatiadalahbagaimanakahprosespengenalan antigen yang non peptida, danbeberapapenelitimempunyaijawabansementara (hipotetik) tentangketerlibatanmolekul CD 1 pada APC untukpemrosesandanpresentasi antigen non-peptide tersebut (Steven A Porcelli et all, 1996).

25. Tingkat ekspresi HLA kelas II dapatdipengaruhiolehberbagairangsangan yang menghasilkanmoduIasi yang positipatau yang negatip, misalnya IFN-g, glukokortikoid, TNF-a ataurangsangandarimitogenseperticoncanavalin A (Con A), phytohaemagglutinin (PHA), demikian pula bilaadaisyarat (signal) karenaadanya antigen yang diprosesoleh APC (selmononuklear, seldendritik, selLangerhans, sel endothelial vaskulardsb).