Structural features of the invariant chain fragment CLIP controlling rapid release from HLA-DR molecules and inhibition of peptide binding.

The invariant chain (Ii) prevents binding of ligands to major histocompatibility complex (MHC) class II molecules in the endoplasmic reticulum and during intracellular transport. Stepwise removal of the Ii in a trans-Golgi compartment renders MHC class II molecules accessible for peptide loading, with CLIP (class II-associated Ii peptides) as the final fragment to be released. Here we show that CLIP can be subdivided into distinct functional regions. The C-terminal segment (residues 92-105) of the CLIP-(81-105) fragment mediates inhibition of self- and antigenic peptide binding to HLA-DR2 molecules. In contrast, the N-terminal segment CLIP-(81-98) binds to the Staphylococcus aureus enterotoxin B contact site outside the peptide-binding groove on the alpha 1 domain and does not interfere with peptide binding. Its functional significance appears to lie in the contribution to CLIP removal: the dissociation of CLIP-(81-105) is characterized by a fast off-rate, which is accelerated at endosomal pH, whereas in the absence of the N-terminal CLIP-(81-91), the off-rate of C-terminal CLIP-(92-105) is slow and remains unaltered at low pH. Mechanistically, the N-terminal segment of CLIP seems to prevent tight interactions of CLIP side chains with specificity pockets in the peptide-binding groove that normally occurs during maturation of long-lived class II-peptide complexes.

Rôle de l'isoforme p35 de la chaîne invariante humaine dans la formation et le transport de complexes de CMH II

La présentation antigénique par les molécules de classe II du complexe majeur d’histocompatibilité (CMH II) est un mécanisme essentiel au contrôle des pathogènes par le système immunitaire. Le CMH II humain existe en trois isotypes, HLA-DP, DQ et DR, tous des hétérodimères composés d’une chaîne α et d’une chaîne β. Le CMH II est entre autres exprimé à la surface des cellules présentatrices d’antigènes (APCs) et des cellules épithéliales activées et a pour fonction de présenter des peptides d’origine exogène aux lymphocytes T CD4+. L’oligomérisation et le trafic intracellulaire du CMH II sont largement facilités par une chaperone, la chaîne invariante (Ii). Il s’agit d’une protéine non-polymorphique de type II. Après sa biosynthèse dans le réticulum endoplasmique (ER), Ii hétéro- ou homotrimérise, puis interagit via sa région CLIP avec le CMH II pour former un complexe αβIi. Le complexe sort du ER pour entamer son chemin vers différents compartiments et la surface cellulaire. Chez l’homme, quatre isoformes d’Ii sont répertoriées : p33, p35, p41 et p43. Les deux isoformes exprimées de manière prédominante, Iip33 et p35, diffèrent par une extension N-terminale de 16 acides aminés portée par Iip35. Cette extension présente un motif de rétention au réticulum endoplasmique (ERM) composé des résidus RXR. Ce motif doit être masqué par la chaîne β du CMH II pour permettre au complexe de quitter le ER. Notre groupe s’est intéressé au mécanisme du masquage et au mode de sortie du ER des complexes αβIi. Nous montrons ici que l’interaction directe, ou en cis, entre la chaîne β du CMH II et Iip35 dans une structure αβIi est essentielle pour sa sortie du ER, promouvant la formation de structures de haut niveau de complexité. Par ailleurs, nous démontrons que NleA, un facteur de virulence bactérien, permet d’altérer le trafic de complexes αβIi comportant Iip35. Ce phénotype est médié par l’interaction entre p35 et les sous-unités de COPII. Bref, Iip35 joue un rôle central dans la formation des complexes αβIi et leur transport hors du ER. Ceci fait d’Iip35 un régulateur clef de la présentation antigénique par le CMH II.

MULTIPRED: A computational system for prediction of promiscuous HLA binding peptides

MULTIPRED is a web-based computational system for the prediction of peptide binding to multiple molecules ( proteins) belonging to human leukocyte antigens (HLA) class I A2, A3 and class II DR supertypes. It uses hidden Markov models and artificial neural network methods as predictive engines. A novel data representation method enables MULTIPRED to predict peptides that promiscuously bind multiple HLA alleles within one HLA supertype. Extensive testing was performed for validation of the prediction models. Testing results show that MULTIPRED is both sensitive and specific and it has good predictive ability ( area under the receiver operating characteristic curve A(ROC) > 0.80). MULTIPRED can be used for the mapping of promiscuous T-cell epitopes as well as the regions of high concentration of these targets termed T-cell epitope hotspots. MULTIPRED is available at http:// antigen.i2r.a-star.edu.sg/ multipred/.

HLA-DP2 binding prediction by molecular dynamics simulations

Major histocompatibility complex (MHC) II proteins bind peptide fragments derived from pathogen antigens and present them at the cell surface for recognition by T cells. MHC proteins are divided into Class I and Class II. Human MHC Class II alleles are grouped into three loci: HLA-DP, HLA-DQ, and HLA-DR. They are involved in many autoimmune diseases. In contrast to HLA-DR and HLA-DQ proteins, the X-ray structure of the HLA-DP2 protein has been solved quite recently. In this study, we have used structure-based molecular dynamics simulation to derive a tool for rapid and accurate virtual screening for the prediction of HLA-DP2-peptide binding. A combinatorial library of 247 peptides was built using the "single amino acid substitution" approach and docked into the HLA-DP2 binding site. The complexes were simulated for 1 ns and the short range interaction energies (Lennard-Jones and Coulumb) were used as binding scores after normalization. The normalized values were collected into quantitative matrices (QMs) and their predictive abilities were validated on a large external test set. The validation shows that the best performing QM consisted of Lennard-Jones energies normalized over all positions for anchor residues only plus cross terms between anchor-residues.

Identification of the HLA-DM/HLA-DR interface

Human leukocyte antigen (HLA)-DM is a critical participant in antigen presentation that catalyzes the dissociation of the Class II-associated Invariant chain-derived Peptide (CLIP) from the major histocompatibility complex (MHC) Class II molecules. There is competition amongst peptides for access to an MHC Class II groove and it has been hypothesised that DM functions as a 'peptide editor' that catalyzes the replacement of one peptide for another within the groove. It is established that the DM catalyst interacts directly with the MHC Class II but the precise location of the interface is unknown. Here, we combine previously described mutational data with molecular docking and energy minimisation simulations to identify a putative interaction site of >4000A2 which agrees with known point mutational data for both the DR and DM molecule. The docked structure is validated by comparison with experimental data and previously determined properties of protein-protein interfaces. A possible dissociation mechanism is suggested by the presence of an acidic cluster near the N terminus of the bound peptide.

Peptide binding to HLA-DP proteins at pH 5.0 and pH 7.0:a quantitative molecular docking study

Background: HLA-DPs are class II MHC proteins mediating immune responses to many diseases. Peptides bind MHC class II proteins in the acidic environment within endosomes. Acidic pH markedly elevates association rate constants but dissociation rates are almost unchanged in the pH range 5.0 - 7.0. This pH-driven effect can be explained by the protonation/deprotonation states of Histidine, whose imidazole has a pKa of 6.0. At pH 5.0, imidazole ring is protonated, making Histidine positively charged and very hydrophilic, while at pH 7.0 imidazole is unprotonated, making Histidine less hydrophilic. We develop here a method to predict peptide binding to the four most frequent HLA-DP proteins: DP1, DP41, DP42 and DP5, using a molecular docking protocol. Dockings to virtual combinatorial peptide libraries were performed at pH 5.0 and pH 7.0. Results: The X-ray structure of the peptide - HLA-DP2 protein complex was used as a starting template to model by homology the structure of the four DP proteins. The resulting models were used to produce virtual combinatorial peptide libraries constructed using the single amino acid substitution (SAAS) principle. Peptides were docked into the DP binding site using AutoDock at pH 5.0 and pH 7.0. The resulting scores were normalized and used to generate Docking Score-based Quantitative Matrices (DS-QMs). The predictive ability of these QMs was tested using an external test set of 484 known DP binders. They were also compared to existing servers for DP binding prediction. The models derived at pH 5.0 predict better than those derived at pH 7.0 and showed significantly improved predictions for three of the four DP proteins, when compared to the existing servers. They are able to recognize 50% of the known binders in the top 5% of predicted peptides. Conclusions: The higher predictive ability of DS-QMs derived at pH 5.0 may be rationalised by the additional hydrogen bond formed between the backbone carbonyl oxygen belonging to the peptide position before p1 (p-1) and the protonated ε-nitrogen of His 79β. Additionally, protonated His residues are well accepted at most of the peptide binding core positions which is in a good agreement with the overall negatively charged peptide binding site of most MHC proteins. © 2012 Patronov et al.; licensee BioMed Central Ltd.

Avaliação da posição condilar e disfunção temporomandibular em pacientes com má oclusão de Classe II submetidos à protrusão mandibular ortopédica

OBJETIVO: avaliar a participação da protrusão mandibular ortopédica e da posição condilar na prevalência de sinais e sintomas de disfunção temporomandibular (DTM). METODOLOGIA: a amostra foi composta por 60 indivíduos divididos em 3 grupos, sendo o grupo I correspondente a indivíduos não tratados; o grupo II composto por jovens em tratamento com o Bionator; e o grupo III por jovens já tratados com este aparelho. Os indivíduos da amostra responderam a um questionário relativo aos principais sintomas de DTM, permitindo a classificação dos mesmos de acordo com a presença e severidade dessas disfunções. Esses jovens também se submeteram à avaliação da movimentação mandibular, palpação dos músculos mastigatórios e inspeção de ruídos articulares. Radiografias transcranianas padronizadas das ATMs direita e esquerda foram realizadas, para obtenção do grau de concentricidade condilar. RESULTADOS: os testes ANOVA, Kruskal-Wallis e qui-quadrado foram utilizados para análise dos dados. De acordo com os resultados do questionário anamnésico, 66,67% da amostra foram classificados com ausência de DTM; 30% com DTM leve e apenas 3,33% com DTM moderada, sem diferença entre os grupos estudados (p > 0,05). Quanto à concentricidade condilar, o grupo II apresentou os valores de menor concentricidade (côndilos mais anteriorizados), com diferença estatisticamente significante em relação ao grupo I (p < 0,05). Uma associação entre a concentricidade condilar e a prevalência de DTM, no entanto, não foi encontrada. CONCLUSÃO: a protrusão ortopédica, apesar de alterar a posição dos côndilos, não aumentou a prevalência de DTM na população estudada.

Efeitos do aparelho Jasper Jumper no tratamento da má oclusão de Classe II

OBJETIVO: o objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos esqueléticos e dentoalveolares do tratamento de pacientes com má oclusão de Classe II com o aparelho Jasper Jumper associado ao aparelho ortodôntico fixo, comparados a um grupo controle não-tratado. MÉTODOS: a amostra foi constituída por 47 indivíduos, divididos em dois grupos: Grupo 1, contendo 25 pacientes com idade média de 12,72 anos, tratados com o aparelho Jasper Jumper por um tempo médio de 2,15 anos; Grupo 2 (controle), composto por 22 indivíduos com idade média de 12,67 anos, não-submetidos a tratamento ortodôntico e com má oclusão de Classe II, observados por um período médio de 2,12 anos. Foram avaliadas as telerradiografias ao início e ao final do tratamento ortodôntico para o Grupo 1 e do período de observação para o Grupo 2. As variáveis cefalométricas iniciais, finais e as alterações com o tratamento foram comparadas entre os grupos por meio do teste t independente. RESULTADOS: em comparação ao grupo controle, o grupo Jasper Jumper apresentou maior restrição do deslocamento anterior da maxila e maior retrusão maxilar, melhora da relação maxilomandibular, diminuição da convexidade facial, maior protrusão e intrusão dos incisivos inferiores e maior extrusão dos molares inferiores, além de maior diminuição dos trespasses horizontal e vertical e maior melhora da relação molar. CONCLUSÃO: a correção da Classe II no grupo tratado com o Jasper Jumper e aparelhagem fixa se deu principalmente devido à restrição do crescimento maxilar, protrusão e intrusão dos incisivos inferiores e extrusão dos molares inferiores.

Segmental LeFort I osteotomy for treatment of a class III malocclusion with temporomandibular disorder

This article reports the case of a 19-year-old young man with Class III malocclusion and posterior crossbite with concerns about temporomandibular disorder (TMD), esthetics and functional problems. Surgical-orthodontic treatment was carried out by decompensation of the mandibular incisors and segmentation of the maxilla in 4 pieces, which allowed expansion and advancement. Remission of the signs and symptoms occurred after surgical-orthodontic intervention. The maxillary dental arch presented normal transverse dimension. Satisfactory static and functional occlusion and esthetic results were achieved and remained stable. Three years after the surgical-orthodontic treatment, no TMD sign or symptom was observed and the occlusal results had not changed. When vertical or horizontal movements of the maxilla in the presence of moderate maxillary constriction are necessary, segmental LeFort I osteotomy can be an important part of treatment planning.

Características oclusais de pacientes com Classe II, divisão 1, tratados sem e com extrações de dois pré-molares superiores

OBJETIVOS: o objetivo deste estudo foi identificar características oclusais iniciais de pacientes Classe II, divisão 1, tratados sem e com extrações de dois pré-molares superiores. MÉTODOS: foram selecionados 62 pacientes que apresentavam má oclusão de Classe II, divisão 1, os quais foram divididos em dois grupos, de acordo com a forma de tratamento proposta, sendo o grupo 1 constituído de 42 pacientes (23 do sexo feminino e 19 do sexo masculino), com idade média de 12,7 anos, tratados sem extrações e com aparelho fixo combinado com extrabucal; e o grupo 2, composto de 20 pacientes (6 do sexo feminino e 14 do sexo masculino), com idade média de 13,5 anos, tratados também com aparelho fixo combinado com uso de extrabucal, mas que tiveram indicação de extrações de dois pré-molares superiores em seus planos de tratamento. Para observar as características oclusais iniciais e finais, assim como suas alterações com o tratamento, foi utilizado o Índice de Prioridade de Tratamento (IPT). Os valores dos índices foram submetidos à análise estatística pelo teste t independente, para comparar as variáveis entre os grupos. RESULTADOS E CONCLUSÕES: os resultados demonstraram que o grau de má oclusão inicial foi diferente nos dois grupos quando avaliados pelo IPT, sendo maior no grupo tratado com extrações de dois pré-molares superiores

Classe II divisão 1 associada à deficiência transversal maxilar. Tratamento com disjuntor tipo Hyrax e aparelho de Herbst: relato de caso clínico

A má oclusão de Classe II divisão 1 de Angle é, frequentemente, acompanhada da atresia maxilar. Esse problema transversal da maxila deve ser corrigido, sempre que possível, antes da correção anteroposterior, sendo que os aparelhos de expansão rápida são os mais utilizados para isso. Para a correção da Classe II, atualmente, os aparelhos funcionais fixos são os mais estudados e empregados, por serem aparelhos intrabucais e necessitarem de menor colaboração do paciente. O objetivo deste estudo é demonstrar a estabilidade dos resultados obtidos após seis anos de tratamento com expansor tipo Hyrax, seguido do aparelho funcional fixo de Herbst e aparelho fixo. Após uma revisão da literatura, será apresentado um caso clínico, com atresia maxilar e má oclusão de Classe II divisão 1, tratado com essa terapia. O tratamento foi realizado em um curto período de tempo, com resultados funcionais e estéticos satisfatórios e mantidos ao longo dos anos.

Avaliação da inclinação dentária no tratamento compensatório do padrão II com tomografia computadorizada

OBJETIVO: avaliar as alterações nas inclinações dos dentes anteriores causadas pelo tratamento ortodôntico, utilizando-se aparelho Straight-Wire, prescrição II Capelozza, antes e após a fase de nivelamento com fios ortodônticos de aço de secção retangular. MÉTODOS: foram selecionados 17 indivíduos adultos de padrão facial II, má oclusão Classe II, indicados para tratamento ortodôntico compensatório. As inclinações dos dentes anteriores foram avaliadas em três tempos clínicos, após o uso dos fios ortodônticos de diâmetros 0,020" (T1); 0,019" x 0,025" (T2) e 0,021" x 0,025" (T3), através de exames de tomografia computadorizada. Empregou-se a análise de variância de Friedman, com nível de significância de 5%, na comparação entre os tempos. RESULTADOS: observou-se que o fios retangulares empregados não foram capazes de produzir uma mudança significativa na mediana da inclinação dentária, exceto por uma discreta alteração nos incisivos laterais inferiores (p<0,05). Por outro lado, constatou-se que a variação das inclinações observadas era menor no fio retangular 0,021" x 0,025", principalmente para os incisivos superiores (p<0,001). CONCLUSÃO: fios retangulares 0,021" x 0,025" produzem uma maior homogeneidade no grau de variação na inclinação dos incisivos superiores, embora sem mudança significativa na sua mediana.

A influência do protocolo de extração de dois pré-molares superiores na estabilidade oclusal do tratamento da Classe II

OBJETIVO: com o propósito de avaliar a influência da extração de dois pré-molares superiores na estabilidade oclusal do tratamento da má oclusão de Classe II completa, foi realizada uma comparação com o protocolo de tratamento sem extrações. MÉTODOS: selecionou-se, a partir das documentações do arquivo da Disciplina de Ortodontia da Faculdade de Odontologia de Bauru, uma amostra composta pelas documentações de 59 pacientes com má oclusão de Classe II completa. Em seguida, dividiu-se essa amostra em dois grupos, apresentando as seguintes características: Grupo 1, constituído por 29 pacientes, tratados sem extrações; e Grupo 2, composto por 30 pacientes, tratados com extrações de dois pré-molares superiores. Os modelos ao início do tratamento, ao final do tratamento e em um período mínimo de 2,4 anos após o tratamento foram medidos e avaliados por meio dos índices oclusais IPT e PAR. As condições oclusais ao final do tratamento e no estágio pós-tratamento, o percentual de recidiva e as alterações oclusais pós-tratamento foram comparados por meio do teste t. RESULTADOS: os resultados demonstraram que os protocolos de tratamento sem extração e com extrações de dois pré-molares superiores não apresentaram, em nenhuma das variáveis avaliadas, diferenças estatisticamente significativas em relação à estabilidade oclusal do tratamento da má oclusão de Classe II completa. CONCLUSÃO: a extração de dois pré-molares superiores no tratamento da má oclusão de Classe II completa não influenciou a estabilidade dos resultados oclusais alcançados ao final da correção ortodôntica. Portanto, terminar o tratamento com uma relação molar em Classe II ou em Classe I proporciona estabilidade semelhante.

Comparação entre os resultados oclusais e os tempos de tratamento da má oclusão de Classe II por meio da utilização do aparelho Pendulum e das extrações de dois pré-molares superiores

OBJETIVO: comparar os resultados oclusais e os tempos de tratamento da má oclusão de Classe II realizado com o aparelho Pendulum e com extrações de dois pré-molares superiores. MÉTODOS: a amostra constituiu-se dos modelos de gesso e das telerradiografias de 48 pacientes com má oclusão de Classe II, divididos em dois grupos de acordo com o protocolo de tratamento. O grupo 1 foi composto por 22 pacientes tratados com o aparelho Pendulum, com idade inicial média de 14,44 anos. O grupo 2 constituiu-se por 26 pacientes tratados com extrações de dois pré-molares superiores, com idade inicial média de 13,66 anos. Os resultados oclusais obtidos pelos dois protocolos de tratamento utilizados foram avaliados em modelos de gesso por meio do índice oclusal PAR, enquanto o tempo de tratamento foi calculado a partir das anotações clínicas presentes nos prontuários. As avaliações foram realizadas por meio do teste t independente. RESULTADOS E CONCLUSÕES: os resultados oclusais obtidos não demonstraram diferenças entre os grupos, porém o grupo 2 apresentou um tempo de tratamento significativamente menor.

Variáveis relevantes no tratamento da má oclusão de Classe II

Os resultados do tratamento da má oclusão de Classe II podem ser influenciados por características que são inerentes ao paciente - como a idade, a severidade da má oclusão e o grau de colaboração - ou, ainda, por fatores relacionados à conduta do profissional - como a escolha do protocolo de tratamento. Basicamente, o tratamento da Classe II pode ser realizado sem extrações ou com extrações de dois ou quatro pré-molares. Contudo, uma maior proporção de sucesso do tratamento pode ser esperada com extrações de dois pré-molares superiores, independentemente do padrão facial e da relação maxilomandibular. Considerando esta revisão, pôde-se concluir que os resultados oclusais do tratamento da Classe II são fortemente influenciados pelo protocolo de tratamento, enquanto o padrão facial não parece exercer uma influência significativa.