Sistema HLA Y Evolución

INTRODUCCIÓN

El descubrimiento de la estructura del ADN en 1953

1

supuso un cambio radical

en el planteamiento de la genética moderna, influyendo en la dirección de muchas otras

disciplinas e impulsando un gran avance tecnológico en investigación biomédica.

Recientemente se ha llegado a completar la secuencia del genoma humano

2;3

,

facilitando a su vez un conocimiento más completo de las bases de la diversidad

genómica entre individuos.

Estas diferencias en las secuencias de ADN, estimadas en un 0,1%, están

constituidas por los denominados polimorfismos genéticos y son los responsables de la

variabilidad genética entre individuos. La mayoría de estas diferencias son neutras, sin

efecto alguno sobre la información hereditaria, ya que afectan a secuencias no

codificantes o no funcionales del ADN, o bien afectan a secuencias codificantes que no

modifican la estructura de la proteína. El resto pueden ser responsables de gran parte de

las variaciones de los rasgos fenotípicos, bien sean diferencias hereditarias entre

individuos o bien determinando diferentes respuestas ante factores ambientales y

farmacológicos, lo que puede dar lugar a individuos más susceptibles que otros a

desarrollar una determinada enfermedad o bien responder de forma variable a

determinados fármacos.

Dentro del trasplante alogénico de progenitores hematopoyéticos, determinados

polimorfismos pueden dar lugar a un comportamiento diferente en la evolución del

trasplante así como a una mayor predisposición a complicaciones derivadas del mismo.

Por ejemplo, dentro de los sistemas polimórficos, uno básico y el de mayor importancia

en el trasplante hematopoyético es el sistema HLA (de Human Leukocyte Antigen),

implicado en el reconocimiento y presentación de antígenos extraños a los linfocitos T y Introducción

2

punto de partida de la respuesta inmunitaria. La ausencia de identidad HLA entre

donante y receptor puede favorecer el rechazo o fracaso del injerto, o el contribuir a la

recaída de la enfermedad de base o al desarrollo de la principal complicación derivada

del trasplante alogénico, la enfermedad injerto contra huésped (EICH). Por otra parte,

ya que los polimorfismos muestran diferencias entre individuos podemos emplearlos

para determinar el origen de las células hematopoyéticas (donante o receptor). Con ello

se puede evaluar la eficacia del prendimiento del injerto así como su monitorización, lo

que nos permite predecir eventuales recaídas. Sin embargo, una de las principales

dificultades para determinar el verdadero valor de cada polimorfismo en la evolución

del trasplante reside en las diferentes condiciones en que se efectúa cada trasplante, ya

que variables clínicas como la enfermedad de base, el estado de la enfermedad, el

régimen de acondicionamiento, la edad o el sexo de paciente y donante, el tipo de

donante o la fuente de células progenitoras que se infunden influyen en la respuesta y

evolución del trasplante.

En el presente trabajo de tesis doctoral hemos analizado el valor de algunos

sistemas polimórficos (sistema HLA, regiones microsatélite y polimorfismos en dos

genes codificantes de moléculas de adhesión) en un grupo de pacientes receptores de un

trasplante alogénico de progenitores hematopoyéticos de sangre periférica de un

donante emparentado HLA idéntico. Igualmente se analizará la influencia del sistema

HLA en el desarrollo y evolución clínica de pacientes con mieloma múltiple sometido a

diferentes esquemas terapéuticos incluido el trasplante alogénico.

En la introducción repasaremos brevemente la organización del ADN para

conocer los distintos tipos de polimorfismos genéticos, centrándonos en aquellos que Introducción

3

presentan mayor variabilidad e importancia clínica, revisando su estructura y funciones.

A continuación resumiremos las bases biológicas del trasplante, incidiendo en la

principal complicación post-trasplante, la enfermedad injerto contra huésped.

Finalmente, comentaremos la importancia y aplicaciones de distintos grupos de

polimorfismos genéticos con el comportamiento del trasplante.Introducción

4

1. Estructura del ADN y polimorfismos genéticos

1.1. Organización del ADN

El ADN es la molécula que contiene toda la información genética del individuo.

El conjunto de esta información presente en las células es el denominado genoma y,

según su localización, podemos identificar un genoma complejo nuclear y un genoma

mitocondrial simple.

El genoma humano haploide esta constituido por aproximadamente 3.3x10

9

pares de bases (pb)

2

. Se pueden distinguir dos tipos de ADN, según la función biológica

que desempeñen (Figura 1, modificado de Fowler et al y Venter et al

2;4

):

Figura 1. Organización del genoma humano según su estructura y función.

ADN codificante ADN no codificante

Genoma Humano

ADN repetido en tándem ADN repetitivo disperso

Regiones

codificantes y

reguladoras

Intrones,

promotores y

pseudogenes

Copia

múltiple

Copia

única

ADN Satélite Microsatélites Minisatélites LINE SINE LTR MIR Transposones

5% 3% 1% 16% 10% 5.3% 2.3% 1.7%

5-10% 35.3%

20-30% 70-80%

2-3% 23% 40-50% 35%

ADN TOTAL TANDEM

ADN CODIFICANTE ADN NO CODIFICANTE

COPIA ÚNICA

GENES

ADN REPETITIVO DISPERSO

ADN codificante ADN no codificante

Genoma Humano

ADN repetido en tándem ADN repetitivo disperso

Regiones

codificantes y

reguladoras

Intrones,

promotores y

pseudogenes

Copia

múltiple

Copia

única

ADN Satélite Microsatélites Minisatélites LINE SINE LTR MIR Transposones

5% 3% 1% 16% 10% 5.3% 2.3% 1.7%

5-10% 35.3%

20-30% 70-80%

2-3% 23% 40-50% 35%

ADN codificante ADN no codificante

Genoma Humano

ADN repetido en tándem ADN repetitivo disperso

Regiones

codificantes y

reguladoras

Intrones,

promotores y

pseudogenes

Copia

múltiple

Copia

única

ADN Satélite Microsatélites Minisatélites LINE SINE LTR MIR Transposones

5% 3% 1% 16% 10% 5.3% 2.3% 1.7%

5-10% 35.3%

20-30% 70-80%

2-3% 23% 40-50% 35%

ADN TOTAL TANDEM

ADN CODIFICANTE ADN NO CODIFICANTE

COPIA ÚNICA

GENES

ADN REPETITIVO DISPERSO

ADN TOTAL TANDEM

ADN CODIFICANTE ADN NO CODIFICANTE

COPIA ÚNICA

GENES

ADN REPETITIVO DISPERSOIntroducción

5

A- ADN codificante (30%). Tiene una función conocida, comúnmente la expresión

de un gen, cuyo producto final es una proteína. Soporta gran presión selectiva, lo

que se traduce en una variabilidad de regiones limitada.

B- ADN no codificante (70%). Comprende secuencias de ADN

transcripcionalmente inactivas de funciones diversas (como por ejemplo,

promotores de genes o reguladores de transcripción) y, en otros muchos casos,

de función desconocida o sin función aparente. Este tipo de ADN, por ser

altamente polimórfico, tiene un gran interés de cara a la identificación de

individuos. A su vez, se puede dividir en:

- B.1 - ADN de copia única (40-50% del genoma). Está compuesto por

secuencias que se encuentran representadas una o muy pocas veces en el

genoma. Se cree que puede actuar como espaciador entre regiones

codificantes de ADN.

- B.2 ADN de copia múltiple (35% del genoma). Las secuencias de este

tipo de ADN, también denominado ADN repetitivo, pueden ser altamente,

moderadamente o poco repetitivas. Podemos clasificarlas en base a sus dos

características más importantes: su disposición a lo largo del genoma y el

tamaño de la unidad de repetición. Se pueden reconocer dos grupos

principales:

- B.2.1 ADN repetido en tándem (5-10% del genoma). Se compone

de bloques de secuencias repetitivas agrupadas de manera Introducción

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consecutiva (tándem). Se distinguen tres tipos: ADN satélite (5%),

ADN minisatélite (1%) y ADN microsatélite (3%).

- B.2.2 ADN repetitivo disperso (35.3% del genoma). Las unidades

de repetición no se agrupan, sino que aparecen dispersas a lo largo

del genoma. Comprende los LINEs (16%), SINEs (10%), secuencias

LTR (5.3%), MIR (2.3%) y transposones de ADN (1.7%).

1.2. Polimorfismos genéticos

Dentro de la semejanza entre los individuos de una misma especie, estimada en

un 99,9% del genoma humano, existen variaciones individuales en la secuencia del

ADN, muchas de ellas neutras, es decir, sin efecto alguno sobre la información genética,

ya que afectan a secuencias no codificantes ni funcionales del ADN. Este 0,1% de

variaciones de secuencias

...