SOFTWARE XHLA – FERRAMENTA PARA SELEÇÃO DE RECEPTORES HIPERSENSIBILIZADOS: ANÁLISE DA ANTIGENICIDADE DE EPÍTOPOS DAS MOLÉCULAS HLA DQ Saara Barros Nascimento (bolsista do PIBIC/CNPQ), Semíramis Jamil Hadad do Monte (orientador, Departamento de Microbiologia e Parasitologia – UFPI) Introdução A capacidade do organismo diferenciar moléculas próprias das que são não-próprias é o principal dogma da moderna imunologia. De modo geral, a tolerância contra os antígenos próprios é garantida através dos mecanismos de seleção clonal descritos por Burnet (Burnet, 1959). As células selecionadas para sobrevivência são as que reconhecem as moléculas próprias fracamente, contudo elas só serão ativadas quando encontrarem estruturas moleculares não-próprias análogas ao próprio com diferenças marcantes em pontos chave. Recentemente, esse conhecimento repercutiu no modo como René Duquesnoy vê a interação antígeno-anticorpo para moléculas do sistema HLA. Nos últimos vinte anos, esse autor descreveu epítopos presentes na superfície dessas moléculas através da identificação de grupos de aminoácidos polimórficos não-próprios expostos que determinam a especificidade dos anticorpos anti-HLA (Duquesnoy, 2006; Duquesnoy e Askar, 2007). Agora, esse autor propõe que além do não próprio, aminoácidos próprios também podem contribuir para interação antígeno-anticorpo nesse sistema (Duquesnoy, Marrari et al., 2012). Segundo essa nova teoria, a imunogenicidade dos epítopos (capacidade de induzir anticorpos específicos) exige que a sequência de aminoácidos destes seja apenas ligeiramente distinta daquela que foi apresentada aos LB nas proteínas autólogas (Duquesnoy, 2012). Daí, surge a lógica de que há um componente “próprio” no reconhecimento do “não-próprio”, ficando, pois, a cargo tanto do imunógeno quanto do organismo os fatores capazes de gerar resposta imune, já que os epítopos aos quais as CDR (regiões determinantes de complementaridade) se ligam seriam, desse modo, formados por um epítopo com um grupo de aminoácidos próprios e outro grupo não-próprio (Marrari, Mostecki et al., 2010). A identificação desses epítopos e de seus respectivos aminoácidos constituintes, bem como a comparação dos aminoácidos não pareados com a sequência observada em moléculas autólogas, traduz objeto de interesse para pesquisas que venham a dar crescente substancial a essa nova perspectiva. Além disso, é interessante entender como os anticorpos encontrados no soro de pacientes alossensibilizados têm predileção por determinados epítopos HLA. De fato, precisamos identificar quais são os epítopos mais antigênicos (que reagem melhor com os anticorpos), a fim de definir quais são os doadores mais seguros para pacientes previamente alossensibilizados. Adicionalmente, é interessante comparar os epítopos muito antigênicos e pouco antigênicos em termos de acessibilidade molecular e características químicas. Para esse propósito, se irá lançar mão de um conjunto de softwares (EpHLA e Cn3D) produzidos para facilitar a tomada de decisão se um determinado transplante sólido é ou não vantajoso para um paciente de acordo com o conjunto de anticorpos pré-formados detectados no soro desse paciente. Metodologia A metodologia do trabalho tem como base a avaliação da antigenicidade dos epítopos HLA. Para tal fim, foram selecionados os casos dos pacientes cadastrados no LIB-UFPI (lista de espera para transplante renal do Piauí) que possuem anticorpo contra HLA DQ. Uma vez selecionados, foram analisados com o software EpHLA, a fim de definir os epítopos que são alvo de reconhecimento dos aloanticorpos pré-formados (definição de epítopos reativos). Para a contagem dos epítopos, usamos o programa Epitope Analyzer, desenvolvido para este fim, por aluno do Núcleo de Tecnologia da Informação da UFPI. Após análise individual do painel de cada paciente, os dados obtidos foram usados para a preparação de uma tabela mostrando, para cada epítopo de HLA-DQ, a porcentagem em número de casos em que o epítopo é reativo. Além disso, os eplets foram agrupados por grupo alélico e verificou-se quais eplets são comuns em cada alelo. Posteriormente, foram construídos modelos moleculares preditivos no software Cn3D, mostrando a posição e acessibilidade molecular dos principais epítopo em molécula HLA. Portanto, os epítopos foram quimicamente caracterizados, a fim de avaliar as diferenças entre as variantes muito e pouco antigênicas. Resultados e Discussão Podemos enfatizar como importantes determinantes do risco imunológico, devido à sua alta antigenicidade, alguns epítopos. Na cadeia α, citamos 160SE e 160 AE, por serem reativos na maioria das vezes em que aparecem, além de estarem presentes em uma quantidade significativa de pacientes. O epítopo 160SE, por exemplo, aparece em todos os pacientes e é reativo em 62,22% dos casos. Na cadeia β, pelos mesmos motivos, merecem destaque os seguintes eplets: 45EV, 55PPP, 56LPA e 56PPA. Outro aspecto interessante a ser observado, é o polimorfismo da cadeia β quando comparada à cadeia α, ratificada pela riqueza de epítopos presentes na primeira, em detrimento da segunda. FIGURA 01. Modelos moleculares HLA disponíveis e demonstração da posição e exposição dos seus epítopos mais importantes. LEGENDA: cadeias lilás cadeias α; cadeias azuis cadeias β. Através da construção dos modelos disponíveis e demonstração da posição e exposição dos epítopos mais reagentes nessas moléculas, bem como com a comparação com alguns epítopos pouco reagentes, foi possível fazer algumas observações: de forma geral, os epítopos com elevada ou intermediária antigenicidade estão bem expostos na superfície do antígeno (56LPA, 45GE5, 56PPA e 52PQ), enquanto os epítopos pouco antigênicos podem (41ER) ou não (48LF, 14GM, 70GT) estar bem expostos na superfície. Conclusão A análise conjunta de DQA e DQB é importante e necessária ao sucesso dos transplantes. Existem epítopos em ambos os locus que são, na maioria das vezes, consideráveis determinantes do risco imunológico de rejeição humoral, com destaque para o 160SE e 160AE (locus A) e 45EV, 55PPP, 56LPA e 56PPA (locus B). Portanto, uma análise acurada do HLA-DQ pode fazer a diferença entre a falha e o sucesso do transplante. Podemos concluir, ainda, que a antigenicidade desses epítopos está intimamente relacionada com a sua acessibilidade na molécula HLA, visto que todos os epítopos muito antigênicos passíveis de análise estavam bem expostos. No entanto, devem existir outros fatores que contribuem para tal fato, pois existem alguns epítopos pouco antigênicos que aparecem na superfície do antígeno (demonstrado acima através do epítopo 41ER). Apoio Esse trabalho foi financiado e apoiado pelo Laboratório de Imunogenética e Biologia Molecular (LIB) da Universidade Federal do Piauí (UFPI). Palavras-chave: Antigenicidade. Imunogenicidade. Epítopo. Referências Bibliográficas BURNET, F. M. (Ed.) The clonal selection theory of acquired immunity. Nashville Vanderbilt University Pressed. 1959. DUQUESNOY, R. J. HLAMatchmaker: a molecularly based algorithm for histocompatibility determination. I. Description of the algorithm. Hum Immunol [S.I.], v. 63, n. 5, p. 339-52, May 2002. DUQUESNOY, R. J. A structurally based approach to determine HLA compatibility at the humoral immune level. Hum Immunol [S.I.], v. 67, n. 11, p. 847-62, Nov 2006. DUQUESNOY, R. J. The antibody response to an HLA mismatch: a model for nonself-self discrimination in relation to HLA epitope immunogenicity. Int J Immunogenet [S.I.], v. 39, n. 1, p. 1-9, Feb 2012. DUQUESNOY, R. J.; ASKAR, M. HLAMatchmaker: a molecularly based algorithm for histocompatibility determination. V. Eplet matching for HLA-DR, HLA-DQ, and HLA-DP. Hum Immunol [S.I.], v. 68, n. 1, p. 12-25, Jan 2007. DUQUESNOY, R. J. et al. Structural aspects of human leukocyte antigen class I epitopes detected by human monoclonal antibodies. Hum Immunol [S.I.], v. 73, n. 3, p. 267-77, Mar 2012. MARRARI, M; DUSQUENOY, R. J. Correlations between Terasaki’s HLA class II epitopes and HLAMatchmaker-defined eplets on HLA-DR and –DQ antigens. Tissue Antigens, v. 74, p. 134-46, 2009. MARRARI, M. et al. Human monoclonal antibody reactivity with human leukocyte antigen class I epitopes defined by pairs of mismatched eplets and self-eplets. Transplantation [S.I.], v. 90, n. 12, p. 1468-72, Dec 27 2010. SALES FILHO, H. L. A. et al. EpHLA software: A timesaving and accurate tool for improving identification of acceptable mismatches for clinical purposes. Transpl Immunol [S.I.], v. 26, n. 4, p. 230-234, 2012. SOUSA, L. C. et al. EpHLA: an innovative and user-friendly software automating the HLAMatchmaker algorithm for antibody analysis. Transpl Immunol [S.I.], v. 25, n. 4, p. 210-6, Dec 2011.