Estrutura e variabilidade da região 3’não-traduzida dos genes HLA-A, HLA-C e HLA-G e perfil de ligação de microRNAs

Abstract

O complexo gênico de Antígenos Leucocitário Humanos (HLA) é a região mais variável do genoma humano. Os genes HLA de classe I são divididos em clássicos e não clássicos, a depender de suas funções primárias, níveis de expressão e polimorfismos. Assim, HLA-A, HLA-B e HLA-C são loci clássicos e estão associados à apresentação antigênica para células T citotóxicas, enquanto HLA-E, HLA-G e HLA-F são loci não clássicos e estão associados à imunomodulação e inibição de células T e NK. No entanto, o HLA-C também apresenta propriedades imunomodulatórias a partir da interação com o TCR de células T CD8 (ativação) e com receptores KIR de células NK (principalmente inibição). A maioria dos estudos sobre variabilidade dos genes HLA têm como foco suas regiões codificadoras e negligenciam regiões regulatórias – região promotora e região 3’não-traduzida (3’NT). Esta última apresenta um papel essencial na estabilidade do mRNA e no controle pós-transcricional mediado pela ligação de microRNAs (miRNA). Neste trabalho, nós avaliamos a estrutura e a variabilidade das regiões 3’NTs dos genes HLA-A, HLA-C e HLA-G por sequenciamento de nova geração além do padrão de ligação de miRNAs observado para cada gene. A região 3’NT dos genes HLA-A e HLA-C são altamente variáveis, enquanto a de HLA-G apresenta poucos pontos de variação. No entanto, os três genes apresentaram números similares de haplótipos de 3’NT frequentes. Vários miRNAs possuem potencial de regular HLA-A, HLA-C e HLA-G tanto de modo específico quanto os três loci juntos. Este fato pode estar relacionado à regulação fina da expressão de HLA em tecidos diversos e em contextos imunológicos como a gravidez, onde HLA-C e HLA-G estão presentes, mas HLA-A está ausente. miRNAs capazes de regular mais de um gene HLA devem ser especialmente importante em sítios imunoprivilegiados. Os miRNAs com potencial de regular os genes estudados, individualmente ou em conjunto, foram compilados neste trabalho e devem nortear estudos funcionais a respeito da regulação pós-transcricional dos níveis de HLA.

The Human Leucocyte Antigen (HLA) gene complex is the most variable region of the human genome. The class I HLA genes are classified as classical or nonclassical depending on their primary function, expression levels and polymorphism rate. Thus, HLA-A, HLA-B, and HLA-C are classical loci, associated with antigen presentation to cytotoxic T cells, while HLA-E, HLA-G, and HLA-F are non-classical loci associated with immunomodulation inhibition of both T and NK cells. Nevertheless, HLA-C also presents immumodulatory features by interacting with TCR on CD8 T (activation) cells as well as KIR receptors on NK cells (mostly inhibition). Most studies on HLA variability focus on their coding sequences and neglects their regulatory sequences – promoter and 3’untranslated region (3’UTR). The last one plays a pivotal role on mRNA stability and post-transcriptional control by microRNA (miRNA) binding. Here we evaluated 3’UTR structure and variability for HLA-A, HLA-C, and HLA-G by using massively parallel sequencing in a Brazilian population sample. We also report the miRNA binding pattern observed for each locus. Both HLA-A and HLAC 3’UTR segments are highly variable, while HLA-G 3’UTR presents few variation sites. However, the three loci present a similar number of frequent 3’UTR haplotypes. Several miRNAs are potential regulators of HLA-A, HLA-C, and HLA-G on a specific manner as well as the three of them together. This fact may be associated with the fine regulation of HLA expression on different tissues and immunological contexts, such as pregnancy, where HLA-C and HLA-G are present and HLA-A is absent. MiRNAs that are able to regulate more than one HLA locus may be important on immunopriviledged sites. miRNAs with potential to regulate the evaluated genes, both individually or together, were compiled on the present series and may guide functional studies regarding post-transcriptional regulation of HLA levels.