Das menschliche Leukozytenantigensystem (HLA) (der Haupthistokompatibilitätskomplex [MHC] beim Menschen) ist ein wichtiger Teil des Immunsystems und wird von Genen auf Chromosom 6 gesteuert. Es kodiert Zelloberflächenmoleküle, die darauf spezialisiert sind, den T-Zell-Rezeptoren (TCR) auf T-Zellen Antigenpeptide zu präsentieren. (Siehe auch Übersicht über das Immunsystem.)
MHC-Moleküle, die Antigen (Ag) präsentieren, werden in zwei Hauptklassen unterteilt:
Klasse I-MHC-Moleküle
Klasse-II-MHC-Moleküle
Klasse I MHC-Moleküle liegen als Transmembran-Glykoproteine auf der Oberfläche aller kernhaltigen Zellen. Intakte Klasse I-Moleküle bestehen aus einer alpha-schweren Kette, die an ein Beta-2-Mikroglobulinmolekül gebunden ist. Die schwere Kette besteht aus zwei peptidbindenden Funktionsbereichen, einen Immunoglobulin-ähnlichen Bereich und einer transmembranösen Region mit einem zytoplasmatischen Ende. Die schwere Kette der Klasse-I-Moleküle wird von Genen an den humanem Leukozytenantigen-A-, humanem Leukozytenantigen-B-, oder humanem Leukozytenantigen-C-Loci kodiert. T-Zellen, die CD8-Moleküle exprimieren, reagieren mit MHC Klasse-I-Molekülen. Diese T-Zellen haben oft eine zytotoxische Funktion, was bedeutet, dass sie in der Lage sein müssen, jede infizierte Zelle zu erkennen. Da jede kernhaltige Zelle MHC Klasse-I-Moleküle exprimiert, können alle infizierten Zellen als Antigen-präsentierende Zellen für CD8-T-Zellen agieren (CD8 bindet sich an den nicht polymorphen Teil der Klasse I-schweren Ketten). Einige MHC-Klasse-I-Gene kodieren nicht-klassische (d. h. nicht CD8-bindende) MHC-Moleküle, wie z. B. HLA-G (das möglicherweise eine Rolle beim Schutz des Fetus vor der mütterlichen Immunreaktion spielt) und HLA-E (das Peptide für bestimmte Rezeptoren auf natürlichen Killerzellen [NK] präsentiert).
Klasse-II-MHC-Moleküle erscheinen normalerweise nur auf Ag-präsentierenden Zellen (B-Zellen, Makrophagen, dendritischen Zellen, Langerhans-Zellen), auf Thymusepithel und auf aktivierten (nicht aber ruhenden) T-Zellen; die meisten kernhaltigen Zellen können durch IFN-gamma zur Expression von Klasse-II-Molekülen angeregt werden. Klasse-II-MHC-Moleküle bestehen aus zwei Polypeptidketten (alpha [α] und beta [β]), die jeweils einen peptidbindenden Funktionsbereich, einen Ig-ähnlichen und einen transmembranösen Bereich mit zytoplasmatischem Ende besitzen. Beide Polypeptidketten werden von Genen in der humanem Leukozytenantigen-DP-, -DQ-, oder -DR-Region des Chromosoms 6 kodiert. T-Zellen, die auf Klasse-II-Moleküle reagieren, exprimieren CD4 und sind häufig Helferzellen.
Die MHC-Klasse-III-Region des Genoms kodiert mehrere Moleküle, die bei Entzündungen wichtig sind; dazu gehören die Komplementkomponenten C2, C4 und Faktor B, der Tumor-Nekrose-Faktor (TNF)-alpha, Lymphotoxin und drei Hitzeschockproteine, die die Zellen vor Stress schützen und die Proteinhomöostase aufrechterhalten.
Individuelle serologisch definierte Antigene, die durch Klasse-I- und Klasse-II-Gen-Loci im HLA-System kodiert werden, erhalten Standardbezeichnungen (z. B. HLA-A1, -B5, -C1, -DR1). Allele, die durch DNA-Sequenzierung definiert sind, werden nach dem zu identifizierenden Gen benannt, gefolgt von einem Sternchen (*), von Ziffern, die die Allelgruppe angeben (korrespondiert häufig mit dem serologischen Äquivalent des Ags), einem Doppelpunkt und Ziffern, die das spezifische Allel beschreiben (z. B. A*02:01, DRB1*01:03, DQA*01:02). Manchmal werden zusätzliche Nummern nach dem Doppelpunkt zur Indentifizierung der allelischen Varianten hinzugefügt, die identische Proteine codieren und nach einem weiteren Doppelpunkt werden weitere Zahlen zur Beschreibung von Polymorphismen in Introns oder in 5'-oder 3'-untranslatierten Regionen (z. B. A*02:101:01:02, DRB1*03:01:01:02).
Die MHC-Klasse-I- und -Klasse-II-Moleküle sind die stärksten immunogenen Antigene, die bei der Abstoßung eines allogenen Transplantats erkannt werden. Die stärkste Determinante ist humanes Leukozytenantigen-DR, gefolgt von humanem Leukozytenantigen-B durch und humanem Leukozytenantigen-A. Diese 3 Loci sind daher am wichtigsten für die Übereinstimmung von Spender und Empfänger.
Einige Autoimmunstörungen sind mit spezifischen humanen Leukozytenantigen-Allelen verbunden, zum Beispiel:
Morbus Bechterew und reaktive Arthritis mit humanem Leukozytenantigen-B27
Multiple Sklerose mit humanem Leukozytenantigen-DR2
Narkolepsie mit humanem Leukozytenantigen-DR2 und humanem Leukozytenantigen–DQB1*06:02
Psoriasis mit humanem Leukozytenantigen-C*06:02
Rheumatoide Arthritis nach HLA-DR4
Typ 1-Diabetes mellitus mit humanem Leukozytenantigen-DQ2 und humanem Leukozytenantigen-DQ8
