Генетические правила трансплантации
Закономерности приживления тканей были открыты Дж. Снеллом благодаря экспериментам на генетически чистых линиях мышей. Выделяют четыре фундаментальных закона:
- Ткани от генетически идентичных организмов (сингенные, например, между однояйцевыми близнецами) успешно приживаются.
- Ткани от генетически различающихся особей одного вида (аллогенные) неизбежно отторгаются.
- Гибриды первого поколения (F1) успешно принимают трансплантаты от обеих своих родительских линий.
- Родительские линии всегда отторгают ткани, пересаженные от их потомков-гибридов F1, хотя между собой сами гибриды обмениваются тканями без отторжения.
Эти правила базируются на кодоминантной природе наследования. У гибрида работают гены обоих родителей, поэтому родительская ткань воспринимается им как "своя". Однако родительская особь распознает в тканях гибрида чужеродные антигены, унаследованные от второго родителя, и запускает иммунный ответ.
Терминология: виды тканей и пересадок
В современной трансплантологии ткани классифицируют по степени генетического родства донора и реципиента:
- Сингенные — получены от генетически идентичного донора.
- Аллогенные — получены от неидентичного донора того же биологического вида. Они содержат аллоантигены (антигены MHC, групп крови), отражающие внутривидовой полиморфизм.
- Ксеногенные — ткани представителя совершенно иного вида.
В зависимости от происхождения материала выделяют три вида пересадки: аутотрансплантация (донором выступает сам реципиент), аллотрансплантация (пересадка между разными организмами одного вида) и ксенотрансплантация (межвидовая пересадка).
Роль MHC в иммунном ответе
Тканевая совместимость контролируется десятками локусов. Несовпадение по так называемым слабым локусам провоцирует медленное отторжение, растягивающееся на месяцы (постепенное замещение донорских клеток клетками хозяина).
Однако главным барьером является MHC (у человека этот комплекс называется HLA, у мышей — H-2). Различия даже по одному гену MHC вызывают мощную реакцию с отторжением за две недели. Наиболее сильным стимулом выступают молекулы MHC-II, запускающие Т-клеточный иммунный ответ.
Интересный факт: Главный комплекс гистосовместимости получил свое название именно благодаря открытию в ходе изучения тканевой несовместимости. Его основная биологическая функция — презентация антигенов Т-лимфоцитам — была установлена позже.
Механизмы и этапы отторжения
Отторжение аллотрансплантата имеет клеточную иммунологическую природу. Это подтверждается формированием памяти (повторная пересадка ткани от того же донора отторгается ускоренно — за 6–7 суток) и возможностью переноса иммунитета интактному животному с помощью Т-клеток.
Процесс отторжения кожного лоскута при несовпадении по MHC проходит несколько стадий:
- Васкуляризация (3–4 сутки): прорастание кровеносных сосудов в пересаженную ткань.
- Начало реакции (5–7 сутки): инфильтрация ткани мононуклеарами, старт иммунного воспаления.
- Отторжение (10–12 сутки): тромбоз сосудов, нарушение питания, некроз и отделение лоскута.
Механизм реакции объединяет цитотоксичность и воспаление. CD8+ Т-лимфоциты напрямую уничтожают клетки трансплантата. CD4+ Т-хелперы инициируют воспаление, нарушающее трофику ткани. При этом для старта ответа критически важен феномен «клеток-пассажиров»: в пересаженной ткани обязательно должны находиться донорские антигенпрезентирующие клетки (например, клетки Лангерганса). Они мигрируют в лимфоузлы реципиента и запускают активацию Т-клеток. Если вымыть эти клетки из трансплантата, он теряет свою иммуногенность.
Правило «Гибрид принимает всех, но его не принимает никто»: гибрид F1 имеет гены и матери, и отца (кодоминантность). Поэтому ткани родителей для него «свои» (приживаются). А вот родитель видит в ткани гибрида чужую половину, полученную от другого предка, — и отторгает её.
Вопросы с занятий и экзамена
Почему повторная пересадка ткани от того же донора отторгается быстрее?
Это связано со способностью индуцировать иммунологическую память. Вторичный иммунный ответ развивается значительно быстрее первичного, приводя к гибели лоскута за 6–7 суток вместо 10–14.
Что такое феномен «клеток-пассажиров»?
Это присутствие в донорском лоскуте клеток костномозгового происхождения (антигенпрезентирующих клеток). Их миграция в лимфоузел реципиента является обязательным условием для распознавания аллогенного трансплантата иммунной системой.
Как доказать, что отторжение трансплантата опосредовано клетками?
С помощью эксперимента по переносу иммунитета. Если взять Т-клетки у реципиента, уже отторгшего ткань, и ввести их интактному сингенному животному, то при последующей пересадке донорского лоскута это животное отторгнет его по ускоренному типу (как при вторичном ответе).
Что ещё разобрать по теме
- Механизмы формирования вторичного иммунного ответа при повторной трансплантации
- Роль клеток Лангерганса в афферентном звене ответа на аллотрансплантат
- Взаимодействие CD4+ и CD8+ Т-лимфоцитов при развитии иммунного воспаления
- Особенности отторжения трансплантатов при несовпадении по слабым локусам гистосовместимости
Разберите тему целиком в курсе «Иммунология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Генетика гистосовместимости» и ещё 723 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 23 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Иммунитет в защите и повреждении организма. Патология иммунитета»
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.