Словарь донора: типирование – Кровь5

Алексей Каменский

Словарь донора: типирование

Иллюстрация: Юлия Замжицкая

Все на свете можно объяснить словами. Но иногда слова мешают: старое значение путается с новым, узкий смысл – с широким, научный – с бытовым, переносный – с прямым. В сфере донорства костного мозга такого очень много. Наш словарь призван все распутать и расставить по полочкам. Поэтому мы начали не с первой буквы алфавита, а с самых важных понятий. Статьи добавляются по мере написания. Первая была посвящена костному мозгу. Вторая – лейкозу. Нынешняя – типированию.

Т – Типирование

Важнейшее для трансплантации костного мозга понятие, которое, однако, можно истолковать десятком разных способов и которого даже нет в «Википедии».

Что бы это значило

Типировать, или определять, к какому классу относится изучаемый объект, можно что угодно: характеры, галактики, микроорганизмы. Генотипирование – выяснение, из каких вариантов генов состоит геном некоего существа, – уже ближе к нашей теме. При пересадке костного мозга типированием называют еще более конкретную вещь: HLA-типирование. То есть определение, какие варианты генов тканевой совместимости (их набор у человека называется HLA) содержатся в геноме.

Что типируют

Гены тканевой совместимости у нас находятся на коротком плече 6-й хромосомы. Это участок длиной меньше 4 млн нуклеотидов (букв «генетического текста»). Он занимает, если растянуть спираль ДНК, примерно миллиметр (больше цифр можно найти в данной публикации).

Генов на этом участке больше 200. Но не все кодируют какие-либо белки. А из тех, которые кодируют, не все отвечают за иммунитет. Из отвечающих же за иммунитет не все важны при трансплантации. В результате этих последовательных исключений остается всего пять главных генов HLA, определяющих конфликт между донорским костным мозгом и организмом реципиента. Точнее, пять пар – от отца и от матери. Их-то и надо типировать. Они называются HLA-A, HLA-B, HLA-C, HLA-DR и HLA-DQ. Правда, в последнее время все чаще типируют и учитывают шестой ген – DP.

У всех этих генов множество вариантов – аллелей. У B – почти 8000, у A и C примерно на тысячу меньше. Про количество аллелей у генов DR, DQ и DP говорить сложно, потому что это на самом деле три группы генов. Но и здесь счет идет на тысячи. Вообще граница между геном и группой генов довольно зыбкая, отчасти поэтому генетики любят употреблять загадочное слово «локус»: так называется участок хромосомы, содержащий один или несколько генов. Если гены уподобить гражданам, то локусы – это квартиры, в которых они живут.

Зачем типируют

Вред, который могут принести при трансплантации гены тканевой совместимости, прямо вытекает из их роли в обычной жизни.

Каждый из этих генов кодирует большую сложную молекулу. После сборки эти молекулы, как и все белки, хитрым образом сворачиваются. И на одном из их концов образуется углубление – лунка.

Дальше начинается самое главное. В лунке закрепляется небольшой, длиной от 8 до 12 аминокислот, кусочек имеющихся внутри клетки белков. После чего молекулы высовывают концы с этими образцами сквозь мембрану наружу – как граждане с посадочными талонами в аэропорту. Только талончик у каждой клетки не один, а тысячи.

Такие конструкции демонстрируют на своей поверхности почти все клетки организма. Проверяют их иммунные клетки, которых при этом интересуют две вещи. Во-первых, кусочек белка, закрепившийся в лунке. А во-вторых, то, что вокруг него, – края лунки, их структура. Если кусочек белка незнакомый, враждебный, значит, внутри клетки происходит что-то не то и иммунитет должен ее уничтожить. Неправильные, незнакомые иммунитету края лунки – сигнал едва ли не более тревожный. Он показывает, что сбой затронул уже саму систему, участвующую в контроле. Такой объект тем более нужно уничтожить.

Из-за этого и нужно типирование генов HLA. Природа не предназначала иммунитет для отторжения пересаженных тканей. Но клетки чужого организма с его собственными, только ему свойственными белками тканевой совместимости иммунитет реципиента воспринимает как больные: то ли чем-то зараженные, то ли переродившиеся в раковые. Чтобы этого не произошло, гены тканевой совместимости донора и реципиента должны быть как можно более похожи. А разных их наборов существует очень много. В среднем, чтобы найти для пациента подходящего донора, надо просмотреть 10 тысяч вариантов.

Как типировали раньше

Пока гены не научились исследовать непосредственно, тканевую совместимость можно было проверить только экспериментально: по поведению белков, закодированных этими генами. Одним из первых методов стал серологический: к лимфоцитам, взятым из крови типируемого, добавляют сыворотки с разными наборами антител к белкам тканевой совместимости. По тому, с какой сывороткой вступают в реакцию лимфоциты, можно понять, какие на их поверхности белки (Кровь5 рассказывала об этом подробно).

Серология показывает в миниатюре, как повели бы себя ткани при трансплантации. Но серология – сравнительно грубый метод. Он позволяет понять только, как устроены некоторые участки поверхности большой белковой молекулы, а именно те, которые проще и быстрее всего реагируют на антитела. Такое исследование называется «типированием в низком разрешении». Оно определяет не аллели, а группы в чем-то схожих аллелей. Но сходства этого для удачной трансплантации недостаточно. К тому же при таком исследовании возможны ошибки. В частности, так называемая кроссреактивность, когда антитело может вступить в реакцию не со «своим» белком, а с похожим на него.

Как типируют сейчас

Трансплантация, основанная только на серологии, может быть успешной только при очень большом везении. Но пока другие, более точные методы чтения генома были малоразвиты и очень дороги, доноров типировали серологическими методами, а более глубокое типирование производили только перед операцией. Однако постепенно серологию почти полностью заменил новый метод типирования, быстрый и дешевый, – NGS (next generation sequencing). Мы об этой технологии тоже рассказывали. Она позволяет сразу типировать в высоком разрешении.

Гены HLA, как и все вообще гены эукариот, состоят из участков, кодирующих белки (они называются экзоны), и участков, белки не кодирующих (это интроны). Самую важную часть молекул тканевой совместимости, ту, которую ощупывают рецепторы иммунных клеток, определяют второй и третий экзоны. Это главный объект типирования.

Что в итоге получается

Результат типирования – список аллелей пяти или шести генов тканевой совместимости. Этот набор называется «гаплотип», а список представляет собой длинный ряд из букв и цифр. Например, такой: A*02:01:01~B*13:02:01~C*06:02:01~DR*07:01:01~DQ*02:02:01.

Это вполне реальный набор аллелей некоторого неизвестного нам человека. Точнее, многих людей, потому что такой набор – один из самых распространенных в России.

Буквы и цифры легко расшифровать. Что, например, значит А*02:01:01? Что ген HLA-A представлен аллелем, относящимся к группе аллелей №2. А конкретно – аллелем №1 из этой группы. Третье поле уже не имеет отношения к структуре белка, а значит, и к успеху-неудаче трансплантации. Оно нумерует «аллели-синонимы», кодирующие один и тот же белок. Оно – для науки.

Результаты типирования позволяют определить возможность пересадки. Но это не арифметика: совпадение разных генов по-разному влияет на прогноз. Одинаковые аллели четырех генов – A, B, C и DR – сулят больший успех, чем пяти – B, C, DR, DQ и DP. А, например, у детей, по данным НИИ детской онкологии, гематологии и трансплантологии имени Р.М. Горбачевой, несовпадение по гену C вообще не уменьшает выживаемость. Для аллелей некоторых генов иногда достаточно, чтобы они просто относились к одной группе. Требования к совпадению зависят даже от того, откуда берутся клетки для пересадки – из вены или из подвздошных костей.

Типирование помимо составления регистра позволяет изучать статистику. Например, приведенный выше набор аллелей, по данным казанской лаборатории по типированию, созданной Русфондом, встречается у 2,66% жителей России. Это не значит, что все они могут быть друг другу донорами, ведь у нас двойной набор генов. А есть крайне редкие гаплотипы. И не только гаплотипы, поскольку лаборатории, занимающиеся типированием доноров, постоянно открывают новые аллели. И первое время после появления такой новинки найти для ее обладателя полностью совпадающего с ним донора практически невозможно.


Стать донором Помочь донорам
Читайте также
25 ноября 2022
23 ноября 2022
18 ноября 2022
14 ноября 2022
07 ноября 2022
31 октября 2022
27 октября 2022
14 октября 2022
11 октября 2022
04 октября 2022
20 сентября 2022
08 сентября 2022