Noves aproximacions per a l'estudi del sistema HLA: De la tipificació dels loci HLA basada en la PCR a temps real al desenvolupament de tetràmers de classe II

Abstract

El Complex Principal de Histocompatibilitat (MHC) és la regió gènica que conté els loci més polimòrfics del genoma. Aquests loci estan implicats en els mecanismes de presentació antigènica als limfòcits T, defineixen la resposta immunitària en general, incloent-hi la histocompatibilitat entre donant i receptor en els trasplantaments d'òrgans. Tot i que existeixen diverses tècniques aplicades a la tipificació dels polimorfismes del MHC i a l'anàlisi de la funcionalitat d'aquestes molècules, les més utilitzades en els laboratoris d'histocompatibilitat presenten encara limitacions i són millorables. En aquest sentit aquesta tesi doctoral descriu la utilització de la PCR a temps real amb sondes d'hibridació com a metodologia per a millorar la tipificació dels loci HLA. <br/>En primer lloc s'ha desenvolupat una tècnica de tipificació basada en la PCR a temps real per la família al·lèlica HLA-B27. L'aproximació desenvolupada es basa en tres reaccions amb sondes d'hibridació FRET que permeten donar una resolució mitja-alta dels al·lels HLA-B27 en la població caucàsica, alhora que discriminen els al·lels no associats amb la Espondilitis Anquilopoiètica. Després d'haver comprovat la validesa de la metodologia de tipificació per PCR a temps real amb sondes FRET en una família HLA de polimorfisme reduït, s'ha desenvolupat una aproximació per a la tipificació de baixa resolució del locus HLA-B, el més polimòrfic de tots els loci HLA, basada en la mateixa metodologia. En tercer lloc s'ha comparat la utilització de les sondes de tipus FRET en front a les sondes de tipus Taqman per a la tipificació HLA, i per això s'ha desenvolupat un sistema per a la tipificació del locus de classe II HLA-DR amb aquesta segona metodologia de sondes.<br/>Les metodologies de tipificació basades en la PCR a temps real que s'han desenvolupat comparades amb les tècniques de tipificació basades en el DNA tradicionals, comporten diverses avantatges, les principals són en quant a temps total necessari per a realitzar la tècnica i eliminació de passos de processat post PCR. D'altre banda, la comparació de les tres aproximacions de tipificació per PCR a temps real desenvolupades ha demostrat que per a la resolució del polimorfisme HLA són més valides les sondes FRET.<br/>Per a millorar les tècniques d'anàlisi de la funcionalitat de les molècules HLA, en la present tesi doctoral s'han elaborat tetràmers de classe II dels loci no clàssics de DRB, en concret dels dos al·lels més freqüents de DRB3. L'aplicació d'aquesta metodologia ha permès millorar les eines disponibles per a l'estudi de la funcionalitat dels denominats loci secundaris de DRB, alhora que també ha permès valorar la magnitud de la resposta cel·lular T CD4+ que reconeix antígens en el context d'aquestes molècules, posant de manifest la rellevància d'aquest locus en la presentació antigènica.

The Major Histocompatibility Complex (MHC) is the genetic region that contains the loci more polymorphic of the genome. These loci are involved in the antigenic presentation to the T lymphocytes, defining in general the immune response and specifically including the histocompatibility between donor and acceptor in organ transplantation. <br/>There are different techniques that are used for typing the polymorphism of the MHC and also for the analysis of the functionality of these molecules. But the main techniques used for typing in Histocompatibility laboratories have still some limitations that can be solved. In reference to this point this thesis describes the usage of real time PCR with hybridization probes as an assay to be used for HLA typing. <br/>As a first approach to prove the validity of the methodology, an HLA-B27 typing assay by real time PCR with FRET probes has been optimized. The described HLA-B27 typing protocol uses three reactions with FRET probes that can achieve a medium-high resolution of the alleles in the Caucasoid population, at the same time alleles non associated with Spondylarthropathies are differentiated. After proving the validity of the real time PCR with FRET probes for a reduced HLA polymorphism, an approach based in the same methodology for typing of the HLA-B locus with a low-medium resolution has been developed. In third place, for HLA typing resolution the usage of the FRET probes has been compared to the usage of Taqman probes. With this aim a typing approach for the HLA-DRB locus with Taqman probes has been developed. <br/>The typing methodologies based on real time PCR that have been developed show several advantages when compared to the traditional DNA based typing techniques, the main are on reference to the time required for the developing of the assays and to the elimination of all post-PCR steps. At the same time the evaluation of the three described typing techniques has shown that FRET probes work better to solve the HLA polymorphism. <br/>In this thesis MHC class II tetramers have been developed to improve the tools for the functional study of the non classical HLA-DRB loci, concretely of the more frequent alleles of DRB3. This methodology allowed the evaluation of the T CD4+ cell response that recognizes antigens in the context of these HLA molecules, showing the relevancy of this locus in the antigenic presentation.