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