Główny układ zgodności tkankowej MHC (ang. major histocompatibility complex) odkryto podczas badań dotyczących przeszczepu skóry myszy. Ludzkie MHC nazwano mianem HLA (ang. human leukocyte antigens), a antygeny tego układu odkryto po raz pierwszy na białych krwinkach człowieka.
Układ zgodności tkankowej składa się z wielu genów kodujących białka, które są obecne na powierzchni większości komórek w organizmie. Białka te są nazwane antygenami zgodności tkankowej, a ich główną rolą jest prezentacja obcych antygenów limfocytom T. Działają one w mechanizmach rozpoznawania immunologicznego, a także w odrzucaniu przeszczepu poprzez wywołanie odpowiedzi odpornościowej.
Cząsteczki MHC są glikoproteinami i dzielą się na trzy klasy (I, II, III). MHC I znajdują się na powierzchni komórek jądrzastych i sporadycznie na erytrocytach. Uczestniczą one w rozpoznawaniu patogenów wewnątrzkomórkowych. MHC II występują na komórkach dendrytycznych, limfocytach B, makrofagach, a także na komórkach nabłonkowych grasicy. Są one odpowiedzialne za rozpoznanie antygenów zewnątrzkomórkowych. MHC III wchodzi natomiast w skład układu dopełniacza, a jego zadaniem jest dalsze unieszkodliwianie antygenu.
Układ HLA obejmuje obszar ok. 4 mln par zasad znajdujących się na chromosomie 6 i składa się z ponad 200 genów, z których co najmniej 50 jest związanych z reakcją odpornościową organizmu. Produkty genów są klasyfikowane jako antygeny i można je podzielić na cząsteczki klasy I: HLA-A, -B, -C, cząsteczki klasy II: HLA DP, -DQ, -DR oraz cząsteczki klasy III. Do tych ostatnich zaliczyć można składniki dopełniacza C2 i C4, czynniki B, produkt protoonkogenu Notch 4, czy jądrową kinazę serynowo/treoninową RPI.
Dziedziczenie układu zgodności tkankowej jest takie samo jak w przypadku pary alleli. Każdy człowiek ma wiec po dwa komplety HLA klasy I oraz II. Jeden otrzymuje od matki, a drugi od ojca. Każdy gen natomiast może występować w postaci dwóch różnych alleli (heterozygota) lub dwóch takich samych alleli (homozygota). Osobnik heterozygotyczny może zaprezentować o wiele więcej antygenów limfocytom T niż osobnik homozygotyczny. Wynika to z tego, że posiada on bardziej zróżnicowane HLA. Układ dziedziczy się zgodnie z prawem Mendla, niezależnie od płci. Geny zlokalizowane obok siebie w związku ze zjawiskiem nierównowagi sprzężeń są dziedziczone wspólnie jako grupy zwane haplotypami. Układ HLA składa się z dużej ilości genów, które dodatkowo występują w wielu wariantach. W związku z tym w populacji występuje duża liczba różnych haplotypów.
W obrębie układu HLA, geny występują w ponad tysiącu wariantach (allelach), co świadczy o ich wybitnym polimorfizmie. Związane jest to z konwersją genów, crossing-over czy mutacjami punktowymi, powodującymi zmianę sensu w sekwencji. Najważniejszą funkcją cząsteczek układu zgodności tkankowej jest wiązanie i prezentacja antygenów limfocytom T. Brak odpowiedzi na antygen wynikać może zarówno z nieobecności limfocytów T zdolnych do jego rozpoznawania, jak i z braku odpowiednich cząsteczek HLA, które je prezentują. Każda cząsteczka jest zdolna do rozpoznania nieco innych antygenów. Jeśli występują one w wielu wariantach w populacji, poszerza to ilość antygenów, które rozpoznawane są przez ten układ. Przyczynia się to do rozpoznawania, a w dalszej kolejności unieszkodliwienia większej ilość antygenów obecnych na chorobotwórczych drobnoustrojach. Zwiększa to szansę na przeżycie osób w populacji po inwazji takich mikroorganizmów.
Badanie HLA pozwala na poznanie genów oraz odpowiadających im antygenów, które dana osoba odziedziczyła. Najstarszą metodą służącą do identyfikacji HLA jest typowanie serologiczne. Polega ono na reakcji wiązania na powierzchni komórek pomiędzy antygenem a przeciwciałem. Metoda ta obarczona jest jednak dużym błędem, sięgającym nawet 20%. Kolejną metodą jest typowanie molekularne. Są to techniki takie, jak PCR-SSP (ang. Sequence specific primer) oraz PCR-SSOP (ang. Sequence specific olignucleotide probes), a także sekwencjonowanie genomu. Typowanie metodą PCR-SSP polega na przeprowadzeniu reakcji PCR z różnymi parami starterów. Są one dobrane w taki sposób, aby umożliwiły reakcje tylko gdy osoba posiada określony allel lub grupę alleli. W metodzie SSOP wykorzystywane jest zjawisko hybrydyzacji wielu swoistych sond do egzonu otrzymanego po izolacji DNA i przeprowadzeniu reakcji PCR z jedną parą starterów. Każda z sond łączy się z odpowiednim allelem kodującym dany antygen HLA. Jeśli potrzebna jest duża liczba typowań HLA wykonana z wysoką dokładnością, stosuje się sekwencjonowanie NGS (ang. Next Generation Sequencing). Jest to sekwencjonowanie tysięcy pojedynczych nukleotydów.
Postęp w dziedzinie transplantologii pozwolił na całkowite wyleczenie chorych cierpiących na schyłkową niewydolność serca, wątroby czy płuc. Przeszczep tych narządów jest w tej sytuacji jedynym sposobem leczenia. Również w chorobach układu krwiotwórczego z powodzeniem stosuje się przeszczep komórek krwiotwórczych. Istnieją jednak problemy wynikające z różnic genetycznych w obrębie cząsteczek HLA między dawcą i biorcą. Sprawiają one, że układ odpornościowy biorcy może rozpoznać przeszczep jako obcy. Dochodzi wtedy do uruchomienia procesu immunologicznego dążącego do odrzucenia przeszczepu. Ważny jest wiec odpowiedni dobór w zakresie wariantów genów HLA. Najlepszym dawcą jest osoba genetycznie zgodna w zakresie antygenów zgodności tkankowej. Dlatego istnieje większa szansa na znalezienie takiej samej grupy HLA u członka rodziny niż u osoby niespokrewnionej. Aby zmniejszyć ryzyko odrzucenia przeszczepu dawca i biorca powinni wiec wykazywać najwięcej wspólnych antygenów HLA.
Typowanie antygenów HLA pozwala na prawidłowy dobór dawcy i biorcy przy przeszczepianiu narządów i tkanek. Należy jednak pamiętać, że układ zgodności tkankowej pełni również rolę w odpowiedzi immunologicznej. To dzięki niemu możliwe jest rozróżnienie komórek własnych od obcych.
