MHC là gì? Chức năng của MHC trong hệ miễn dịch

MHC (Major Histocompatibility Complex – phức hợp hòa hợp mô chủ yếu) là nhóm phân tử có vai trò quan trọng trong hệ miễn dịch, đặc biệt trong quá trình trình diện kháng nguyên cho tế bào T. Việc hiểu rõ MHC là gì sẽ giúp chúng ta nắm được cách hệ miễn dịch phân biệt các thành phần của cơ thể với các yếu tố lạ như vi khuẩn, virus hoặc tế bào bất thường. Hãy cùng Mescells tìm hiểu về MHC, từ cấu trúc, phân loại đến vai trò và ứng dụng trong nghiên cứu, chẩn đoán và điều trị.

1. MHC là gì?

Với câu hỏi MHC là gì, các nhà khoa học định nghĩa MHC là một nhóm phân tử được mã hóa bởi các gen có tính đa hình cao. Ở người, hệ thống MHC được gọi là HLA (Human Leukocyte Antigen – kháng nguyên bạch cầu người).

MHC không trực tiếp nhận diện toàn bộ protein nguyên vẹn. Thay vào đó, protein được xử lý thành các đoạn peptide nhỏ, sau đó peptide được gắn vào phân tử MHC và đưa lên bề mặt tế bào để tế bào T nhận diện.

Tổng quan về phân tử MHC và trình diện kháng nguyên

2. Phân loại MHC

MHC thường được chia thành MHC lớp I và MHC lớp II. Hai nhóm này khác nhau về vị trí biểu hiện, nguồn gốc peptide và loại tế bào T nhận diện. Sự khác biệt này được thể hiện trong bảng dưới đây:

MHC lớp I chủ yếu trình diện các peptide có nguồn gốc nội sinh cho tế bào T CD8+, trong khi MHC lớp II trình diện peptide có nguồn gốc ngoại sinh cho tế bào T CD4+.

3. Cấu trúc của phân tử MHC

MHC lớp I và MHC lớp II có cấu trúc khác nhau nhưng đều có một rãnh gắn peptide. Đây là vị trí peptide kháng nguyên liên kết với MHC trước khi được trình diện cho tế bào T.

• MHC lớp I: Gồm một chuỗi α kết hợp với β2-microglobulin. Rãnh gắn peptide được hình thành chủ yếu bởi các vùng α1 và α2.
• MHC lớp II: Gồm hai chuỗi α và β. Rãnh gắn peptide được hình thành bởi các vùng α1 và β1.

Sự khác biệt về cấu trúc giúp MHC lớp I và MHC lớp II tiếp nhận các nguồn kháng nguyên khác nhau và tương tác với các nhóm tế bào T khác nhau.

Cấu trúc của MHC lớp I và MHC lớp II

4. Cơ chế trình diện kháng nguyên của MHC

Có thể hiểu đơn giản rằng MHC giống như “bộ phận trưng bày” peptide kháng nguyên trên bề mặt tế bào, giúp tế bào T kiểm tra và nhận diện các dấu hiệu bất thường.

Trong con đường MHC lớp I, protein nội bào thường được phân giải thành peptide, sau đó peptide được vận chuyển vào lưới nội chất và gắn với MHC lớp I trước khi được đưa lên bề mặt tế bào.

Đối với MHC lớp II, kháng nguyên ngoại bào được các tế bào trình diện kháng nguyên thu nhận và xử lý trong hệ thống nội bào. Peptide sau đó gắn với MHC lớp II và được đưa lên bề mặt để tế bào T CD4+ nhận diện.

Ngoài ra, một số tế bào trình diện kháng nguyên, đặc biệt là tế bào tua, có khả năng thực hiện cross-presentation (trình diện chéo). Trong quá trình này, kháng nguyên ngoại sinh được trình diện thông qua MHC lớp I để kích hoạt tế bào T CD8+.

Cơ chế trình diện kháng nguyên qua MHC lớp I và MHC lớp II

5. Chức năng của MHC trong hệ miễn dịch

MHC có vai trò trung tâm trong quá trình nhận diện và đáp ứng miễn dịch. Các chức năng chính gồm:

• Trình diện peptide kháng nguyên cho tế bào T
• Giúp tế bào T nhận biết các thành phần bất thường
• Tham gia hoạt hóa tế bào T CD4+ và CD8+
• Góp phần kiểm soát đáp ứng miễn dịch đối với virus, vi khuẩn và tế bào bất thường
• Tham gia quá trình lựa chọn và duy trì quần thể tế bào T trong hệ miễn dịch

Đặc biệt, sự đa dạng của các phân tử MHC giúp cơ thể có khả năng trình diện nhiều loại peptide khác nhau, từ đó mở rộng khả năng nhận diện tác nhân gây bệnh.

Phức hợp peptide-MHC tương tác với TCR trên tế bào T, đồng thời CD4 hoặc CD8 hỗ trợ quá trình nhận diện, từ đó thúc đẩy các đáp ứng miễn dịch thích hợp

6. Ứng dụng của MHC trong nghiên cứu miễn dịch, sinh học tế bào và trong lâm sàng

Với vai trò quan trọng trong trình diện kháng nguyên, MHC được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực của miễn dịch học và y sinh học.

• Trong nghiên cứu miễn dịch: MHC được sử dụng để nghiên cứu quá trình xử lý kháng nguyên, tương tác peptide-MHC-TCR và hoạt hóa tế bào T. Nghiên cứu các peptide được trình diện bởi MHC cũng giúp xác định những epitope có khả năng kích thích đáp ứng miễn dịch.
• Trong sinh học tế bào: Nghiên cứu MHC giúp làm rõ nhiều quá trình bên trong tế bào như phân giải protein, vận chuyển peptide, lắp ráp MHC, vận chuyển phức hợp peptide-MHC và tương tác giữa các tế bào miễn dịch.
• Trong lâm sàng: Ở người, hệ thống MHC có ý nghĩa quan trọng trong lĩnh vực ghép tạng và ghép tế bào gốc tạo máu. Việc xác định mức độ tương hợp HLA giữa người cho và người nhận giúp đánh giá khả năng tương thích miễn dịch. Ngoài ra, HLA còn được nghiên cứu trong mối liên quan với nhiều bệnh lý miễn dịch và trong các hướng nghiên cứu về ung thư, bệnh tự miễn và liệu pháp miễn dịch. Hệ thống MHC cũng có ý nghĩa trong nghiên cứu đáp ứng miễn dịch chống lại tế bào ung thư.

Hệ thống MHC ở người, được gọi là HLA, có vai trò quan trọng trong nghiên cứu miễn dịch, xác định kiểu HLA và đánh giá tương hợp miễn dịch trong ghép tạng, ghép tế bào gốc tạo máu

Như vậy, khi đã nắm được MHC là gì, chúng ta càng thấy rõ tầm quan trọng của MHC trong hệ miễn dịch, đóng vai trò như cầu nối giúp kháng nguyên được trình diện cho tế bào T. MHC lớp I chủ yếu trình diện peptide nội sinh cho tế bào T CD8+, trong khi MHC lớp II trình diện peptide ngoại sinh cho tế bào T CD4+. Nhờ cơ chế này, MHC góp phần giúp cơ thể nhận diện và đáp ứng với các tác nhân bất thường. Việc nghiên cứu MHC có ý nghĩa lớn trong miễn dịch học, sinh học tế bào, ghép tạng, nghiên cứu ung thư và phát triển các liệu pháp miễn dịch.

HỆ THỐNG Y TẾ CHUYÊN SÂU Y HỌC TÁI TẠO VÀ TRỊ LIỆU TẾ BÀO MESCELLS | MSC

• Hotline: 0866 022 097
• Địa chỉ: TT21, số 204 Nguyễn Tuân, phường Thanh Xuân, Hà Nội, Việt Nam.
• Fanpage: Viện Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ Tế Bào Mescells

NGUỒN THAM KHẢO:

• Neefjes J, Jongsma MLMJ, Paul P, Bakke O. Towards a systems understanding of MHC class I and MHC class II antigen presentation. Nature Reviews Immunology. 2011;11(12):823–836. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22076556/ 
• Wieczorek M, Abualrous ET, Sticht J, Álvaro-Benito M, Stolzenberg S, Noé F, Freund C. Major Histocompatibility Complex (MHC) Class I and MHC Class II Proteins: Conformational Plasticity in Antigen Presentation. Frontiers in Immunology. 2017;8:292. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28367149/ 
• Rock KL, Reits E, Neefjes J. Present Yourself! By MHC Class I and MHC Class II Molecules. Trends in Immunology. 2016;37(11):724–737. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27614798/