Tolerância Imunológica

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Tolerância Imunológica
Existe essa tolerância onde as células são testadas para antígenos próprios.
● A tolerância imunológica é definida como a não responsividade – não resposta a um antígeno específico. Quando linfócitos específicos encontram antígenos, o linfócito pode ser ativado, iniciando uma resposta imunológica a este antígeno, ou podem ficar inativos ou serem eliminados, levando a tolerância.
● Indivíduos normais são tolerantes, não respondem aos antígenos próprios (AUTOANTÍGENOS) pois os linfócitos que reconhecem antígenos próprios são destruídos ou inativados, ou ainda podem sofrer alteração da especificidade (ex. as células B quando passam por uma segunda chance de gerar uma região variável que não reconheça os antígenos próprios, sendo editada). E também as células T que reconhecem antígenos próprios ou são deletadas ou se transformam em células T reguladoras. 
● Há um certo risco dos linfócitos (CLONES AUTORREATIVOS) reagirem contra as células e tecidos dos indivíduos que as geraram, causando doenças autoimunes. Os mecanismos de tolerância imunológica são criados para PREVENIR TAIS REAÇÕES. Pois indivíduos que desencadeiam as doenças autoimunes muito tem a ver com os mecanismos de tolerância que não funciona bem, pode ter algum distúrbio.
Características gerais da tolerância imunológica:
● A autotolerância pode ser induzida em linfócitos autorreativos IMATUROS nos órgãos linfoides primários (tolerância central) e em linfócitos maduros nos tecidos periféricos (tolerância periférica).
● A tolerância periférica ocorre quando em consequência do reconhecimento dos antígenos próprios – ou antígenos presentes no meio ambiente que precisamos tolerar, como alimentos, bactérias comensais-, os linfócitos MADUROS tornam-se incapazes de responder a esses antígenos, ou são induzidos a morrer por apoptose. Ou células T maduras são suprimidas por T reguladoras (Treg – também agem na periferia, são geradas no tecido linfoide primário e migram para os tecidos linfoides secundários, podendo suprimir a ação dos clones autorreativos também, porque quando são gerados não ficarão no timo e nem na medula óssea, sairão junto com as outras células que não são autorreativas e vão se recircular pelo nosso organismo, pelos tecidos linfoides secundários).
Essa figura mostra exatamente isso que foi falado anteriormente, as células T na maturação. As células T que reconhecem fortemente os antígenos próprios ou morrem por apoptose ou se transformam em células T reguladoras (Treg). Já as células B possuem um mecanismo diferente, tem a capacidade de edição de receptor, o BCR passa por uma nova edição para que não tenha afinidade pelo próprio. 
E as células T podem se transformar em células Treg, células B reguladoras é algo que os estudos ainda estão em andamento, até porque para um clone autorreativo de célula B funcionar perfeitamente, ele também precisará de um clone autorreativo de célula T, e existem células Treg que podem desativar, suprimir a ação de células T autorreativas, com isso a célula B autorreativa não terá as T para auxilia-la. E por este motivo uma célula B reguladora não terá muita consistência, pois precisará da T para auxiliar. Então se tem célula Treg ela irá bloquear as células T autorreativas, e por isso não seria possível seu auxilio na célula B autorreativa.
E a tolerância periférica, onde tem reconhecimento de antígeno próprio na periferia que levará a anergia (células reconhecendo antígenos próprios na ausência de sinais coestimulatórios, na ausência de citocinas pro-inflamatórias, isso tudo faz com que essas células autorreativas se tornem anérgicas e morram por apoptose). E também na tolerância periférica teremos diretamente as células Treg naturais (porque foi gerada no timo, órgão linfoide primário) suprimindo a ação dos clones autorreativos, por supressão, elas produzem citocinas anti-inflamatórias, ligam diretamente no clone autorreativo – desligando esse clone, principalmente pelo CTLA4, molécula de inativação de células T, moléculas inibidoras que possuem esse papel. 
Importância de se conhecer os mecanismos de tolerância:
• A tolerância imunológica tem sido explorada na abordagem terapêutica para a prevenção de respostas imunológicas prejudiciais.
• Ex: No tratamento de doenças alérgicas – maioria dos indivíduos atopicos desencadeiam alergia a substancias inoculas que a grande maioria convive sem disparar um quadro alérgico, isso porque esses indivíduos não toleram; doenças autoimunes – muitos são os motivos e dentre eles é a falha no mecanismo de tolerância, principalmente na função das células Treg; na prevenção a rejeição de transplantes de órgãos – o organismo passar a tolerar o novo tecido. Tudo isso tem a ver com tolerância. 
• Ex: Na prevenção a respostas imunológicas contra produtos de novos genes, nas terapias gênicas.
• Ex: Na prevenção a respostas imunológicas a proteínas injetadas (visando que elas sejam toleradas pelo organismo e não haja uma resposta contra elas) em pacientes com deficiências proteicas; como os hemofílicos tratados com o fator VIII da coagulação.
Tolerância Central das Células T:
● Durante seu amadurecimento no timo, muitas células T imaturas que reconhecem antígenos com alta avidez são eliminadas e algumas das células sobreviventes da linhagem CD4+ se desenvolvem como células T reguladoras naturais, CD4+CD25+FOXP3+.
● O timo tem um mecanismo para expressão de antígenos proteicos que estão normalmente presentes em alguns tecidos periféricos, de modo que T imaturas que são específicas para estes antígenos possam ser eliminadas do repertório de células T em desenvolvimento, ou gerar as Treg naturais. E a expressão desses antígenos é controlado pela Proteína Reguladora Autoimune (AIRE). 
-Na seleção negativa vimos a importância dessa proteína AIRE, pois ela funciona como um fator de transcrição fazendo com que lá no timo expressem proteínas diferentes do timo, proteínas presentes em outros tecidos do corpo do indivíduo que está amadurecendo essas células T, isso para testar essas células T que estão amadurecendo. 
● Mutações no gene AIRE, que pode funcionar como um fator de transcrição de antígenos teciduais no timo, são causas de uma doença autoimune em vários órgãos, chamada Síndrome Poliendócrina Autoimune tipo 1 (APS1). Ou seja, ele não tem expressão devida da proteína AIRE, então não expressará proteínas de outros tecidos. Então quando desenvolve os clones autorreativos, eles sairão atacando os tecidos para qual não houve tolerância.
Essa proteína AIRE é importantíssima para a manutenção da tolerância, um momento de seleção. 
-A seleção negativa: quando as células T estão amadurecendo, e reconhecem fortemente os antígenos próprios elas morrem por apoptose ou se transformam em células Treg, sendo a célula T reguladora natural, chamada de CD4+CD25+FOXP3+ (CD4+ por ser linhagem CD4 auxiliar; CD25+ é uma proteína que dá origem a cadeia alfa do receptor da IL-2 dando essa característica para as células Treg, e a IL-2 é uma citocina importantíssima para manutenção das células Treg, por isso que elas tem esse nome gigantesco; FOXP3+ é o fator de transcrição nuclear que fará com que essa célula Treg tenha o seu fenótipo regulador, produzindo citocinas anti-inflamatórias, moléculas inibidoras de ativação). 
-As células Treg migram para periferia e se em algum momento clones autorreativos para aquela determina proteína aparecem a Treg também aparecerá, pois estará recirculando. Então ela também reconhecerá essa proteína própria e desligará o clone autorreativo no futuro.
Tolerância Periférica das Células T:
● A tolerância periférica é o mecanismo pelo qual as células T maduras que reconhecem antígenos próprios nos tecidos periféricos se tornam incapazes de responder subsequentemente a esse antígeno.
● Ex: Células T reguladoras adaptativa, as Th3, presente, principalmente na mucosa intestinal. Fazendo parte da tolerância periférica.
● São três os mecanismos de tolerância periférica das células T: Anergia, Supressão e Deleção.
-Normalmente o que aconteceé que uma célula T virgem quando reconhece um antígeno estranho com todos os sinais de ativação, se transformam em células T efetoras e de memória. Já quando é antígeno próprio geralmente essas células dendriticas não vão ter todos os sinais necessários para ativar um clone autorreativo, então esse clone que está tentando ser ativado não terá todos os sinais e vai morrer por apoptose por falta de resposta funcional (isso seria a anergia).
A supressão seria o papel da células Treg suprimindo a ação de um clone autorreativo, bloqueando a ativação desse clone. Tanto as células Treg naturais como as adaptativas, principalmente as adaptativas que terão essa função. Esse clone autorreativo sai do timo durante o amadurecimento, esse escape é comum, nem todos conseguem passar na seleção negativa e morrer por apoptose ou se transformar em células Treg. As células Treg saem da mesma forma, quando existe um reconhecimento forte de antígeno próprio no timo elas se transformam em reguladoras, quando não morrem por apoptose. E então quando existe a tentativa de ativação de um clone autorreativo, a célula Treg vai lá e suprime.
E tudo isso levará a deleção desses clones autorreativos que morrerão por apoptose (morte celular induzida por ativação).
● Anergia: não responsividade funcional, falta de sinal, falta de resposta nessa tolerância periférica.
● Exposição de células T CD4+ maduras a um antígeno próprio na ausência de coestimulação ou da imunidade natural pode tornar as células incapazes de responder a esse antígeno, morrendo por apoptose em um determinado momento pois não tem as moléculas coestimuladoras que as mantém vivas, perdendo então os sinais de sobrevivência e as proteínas pró-apoptóticas entram em ação (Anergia).
● As células anérgicas mostram um bloqueio na transdução do sinal induzido pelo TCR.
Além da falta de sinais já citado anteriormente na anergia, a falta de citocina (que é o terceiro sinal) induz a expressão de CTLA4 pelos linfócitos T, esse CTLA4 é um receptor-inibidor. Inibidor porque ele liga no B7 presente em células T, mesmo em um clone autorreativo, então esse mecanismo via CTLA4 induz anergia por falta de sinais de sobrevivência e as células morrerão por apoptose.
Anergia:
● Quando células T reconhecem antígenos próprios, podem engajar receptores inibitórios da família CD28, cuja função é a de terminar as respostas de células T. Ex: CTLA-4. Naturalmente ele faz isso, final de respostas, antígenos estranhos, os linfócitos T começam a expressar CTLA-4 (quando as células T não tem mais tanto sinal, produção de citocinas, ela começa a produzir CTLA-4) que irá se ligar ao B7, bloqueando a ativação da célula T. Naturalmente B7 se liga no CD28 e isso dá sinais e estímulos para célula T entrar em ativação, proliferar, sofrer expansão clonal, células efetoras e responder a aquele antígeno do patógeno. Já quando não tem as moléculas coestimuladoras necessárias, já começa a ter pouca/ ausência de B7, por exemplo quando está se tratando de um antígeno próprio essa célula dendrítica não tem todos os sinais, não tem citocinas naquele microambiente e já vai expressar pouco B7. E ai a célula T expressando CTLA-4, pela ausência de sinais pró-inflamatórios, essas moléculas se ligam a esses receptores e ligantes, B7 – CTLA-4, fazendo inativação funcional da célula T desse clone autorreativo. 
E também as células Treg podem ligar e suprimir a ação desse clone autorreativo via CTLA-4. A células Treg vai produzir o CTLA-4 e ele se ligará no B7 dessa célula dendrítica que está apresentando antígeno próprio. Já tem pouco B7 pois não tem uma inflamação nesse ambiente, pois é proteína própria. Isso tudo já leva a esse mecanismo de tolerância periférica, a célula Treg vai lá e bloqueia/suprime a ação do clone autorreativo.
Então na imagem conseguimos ver que a Treg também reconhece aquele antígeno próprio, porque ela foi gerada no timo reconhecendo também antígeno próprio, e a célula T e o clone autorreativo também. Muitos morreram por apoptose outros se transformaram em células Treg, mas alguns escapam. Esses que escapam sofrerão supressão pelas células Treg para ele próprio, saiu um clone autorreativo mas saiu uma célula Treg para aquele antígeno próprio, que vai lá e suprime via CTLA-4 e inibe a ativação via citocinas, tornando então o clone autorreativo sem função. Esse é um mecanismo de tolerância e as células Treg são importantíssimas nesse mecanismo. 
● Polimorfismo no gene CTLA-4 (importante nesse mecanismo de tolerância – molécula inibidora da ativação de células T, incluindo as células T dos clones autorreativos. Já que as células T reguladora utiliza o CTLA-4 para desligar o B7 numa célula dendrítica que esteja apresentando antígeno próprio para um clone autorreativo) são associados a várias doenças autoimunes em humanos, incluindo o Diabetes tipo 1 e a Doença de graves (Hipertireoidismo). Ou seja, as características do CTLA-4 são modificadas.
● Supressão: mediada pelos linfócitos Treg
● Linfócitos T reguladores (Treg) são um subconjunto de células T CD4+ cuja função é suprimir respostas imunológicas e manter a autotolerância.
Teremos essas células Treg que são geradas tanto central/naturais – CD25, como as adaptativas – TR1 e Th3. Todas elas serão geradas com participação do FOXP3+ que é o fator de transcrição nuclear, que garante a diferenciação desses linfócitos T reguladores. E eles irão suprimir/inibir a ativação das células T dos clones autorreativos, tanto as células Treg naturais e adaptativas. E também inibe função de células T efetoras, produzindo citocinas anti-inflamatórias. 
E essas células Treg podem estar atuando também em resposta a alguns patógenos persistente. Alguns microrganismos criam o ambiente que faz com que as células T daquele local se diferenciem em células Treg para que eles tirem proveito e fiquem mais tempo no ambiente sem ser debelado.
Geração e Manutenção das Células T Reguladoras (Treg)
● As Treg são geradas principalmente pelo reconhecimento de antígenos próprios no timo (Treg naturais: CD25+) e pelo reconhecimento de antígenos próprios nos órgãos linfoides periféricos (Treg adaptativas: Th3, TR1).
● A geração e sobrevivência das Treg são dependentes das citocinas TGF-β (um fator transformacional de crescimento, regula também a proliferação celular) e IL-2 (uma citocina de sobrevivência e proliferação).
● O TGF-β estimula a expressão de FoxP3, o fator de transcrição que conduz à diferenciação de células T para a linhagem T reguladora.
● A IL-2 promove a diferenciação de células T no subgrupo T regulador e é também necessário para a sobrevivência e manutenção desta população celular. Controlando a ativação do fator de transcrição FoxP3, como de outros genes envolvidos no funcionamento da Treg.
Mecanismos de Ação das Células T Reguladoras – para regular a ação de clones autorreativos:
● Células T reguladoras produzem IL-10 (citocina anti-inflamatória) e TGF-β ambos os quais inibem respostas imunológicas.
● As Treg também inibem por contato, principalmente as Treg naturais CD25, a habilidade de estimulação das células T autorreativas pelas APC. (Ex. na imagem tem a célula Treg em contato com a célula dendrítica. E via CTLA-4 bloqueia a molécula coestimuladora B7, impedindo que a B7 se ligue no CD28 desse clone autorreativo).
● O TGF-β: inibe a proliferação e as funções efetoras de células T e também a ativação de MACRÓFAGOS, bem como de outras células, incluindo NEUTRÓFILOS e células ENDOTELIAIS (ou seja, o endotélio que é a pista de chegada, de recirculação dos leucócitos). Inibe a proliferação dessas células importantes.
● O TGF-β promove o reparo tecidual depois que as reações imunológicas e inflamatórias diminuem. Via proliferação de fibroblastos, miofibroblastos. 
● O TGF-β também regula a diferenciação de subtipos funcionais de células T. A habilidade do TGF- β de suprimir respostas imunológicas e inflamatórias, é em parte pela geração de Treg. Importante na manutenção das células Treg, porque é importante na ativação do FOXP3 – fator de transcrição nuclear.● A IL-10: inibe a produção de IL-12 por células dendríticas e macrófagos ativados. Pelo fato da IL-12 ser um estimulo crítico para a secreção de IFN-y (NK e CD4) que possui funções importantes na resposta inata e adaptativas.
●A IL-10: inibe a expressão de moléculas coestimuladoras e de moléculas do MHC de classe II em células dendríticas e macrófagos. Só isso aqui já impede muito a ativação de linfócitos T, mesmo sendo clones autorreativos, porque não terá moléculas coestimuladoras e nem MHC para apresentar antígenos a esses clones autorreativos.
Deleção de Células T por apoptose:
● Os linfócitos T que reconhecem antígenos próprios sem sinais de inflamação (sem coestimulação) morrem por apoptose.
● A estimulação repetida das células T (na ausência de coestimuladores) resulta na coexpressão de RECEPTORES DE MORTE (Fas) e de seu LIGANTE (FasL) e suas ligações desencadeiam morte por apoptose dos clones autorreativos. Um mecanismo de tolerância, pois se as clones autorreativos ficam tendo estímulo sem moléculas coestimuladoras, elas mesmo expressam o Fas e FasL que levam as células a morrerem por apoptose.
Tolerância Periférica dos Linfócitos T CD8+
● Muito pouco se sabe sobre os mecanismos de tolerância das T CD8+ maduras.
● É possível que, as T CD8+ que reconheçam peptídeos via MHC I sem coestimulação, sem imunidade inata, ou sem T auxiliares, direcionem as CD8+ a se tornem ANÉRGICAS.
• Receptores inibidores como o PD-1 (também funciona como molécula coestimuladora – CTLA-4, sendo o PD-1 mais para as células CD8+) podem suprimir a ativação de células CD8+.
• Células Treg CD25+ podem inibir diretamente a ativação de CD8+.
Tolerância dos Linfócitos B:
Tolerância Central das Células B:
● Os linfócitos B imaturos que reconhecem os antígenos próprios com alta afinidade na medula óssea são eliminados ou mudam sua especificidade, durante a edição de receptores.
-As células B que estão amadurecendo na medula óssea quando reconhecem fortemente antígeno próprio elas ou morrem por apoptose que seria a deleção ou sofrem edição do receptor com a expressão de uma nova região variável – que chamamos de edição receptor, e então a célula B sobrevive e vai para os tecidos periféricos, sem ser uma célula autorreativa, pois sofreu edição. E se mesmo após a edição continuar reconhecendo fortemente ela morre por apoptose. 
Tolerância Periférica das Células B:
● Os linfócitos B maduros que reconhecem antígenos próprios nos tecidos periféricos na ausência de células T auxiliares específicas podem se tornar funcionalmente irrresponsivos (Anergia) ou morrer por apoptose (Deleção).
● Devido ao fato dos antígenos próprios não deflagrarem respostas imunológicas inatas, as B também não encontraram nenhuma das citocinas e outros sinais induzidos durante estas respostas. Sem estímulos adicionais, gera a Tolerância.
-Quando uma célula B reconhece fortemente antígeno próprio, na ausência de células T e sem sinais de inflamação, uma resposta inata forte por exemplo elas irão morrer por apoptose/deleção ou se tornam anérgicas pois não tem sinais de sobrevivência.
Tolerância Induzida por Antígenos Proteicos Estranhos:
● Os antígenos estranhos podem ser administrados de modo que induzam preferencialmente tolerância em vez de respostas imunológicas.
● Entender como induzir a tolerância pela administração de antígenos é a chave para o desenvolvimento de tolerância a antígenos específicos como uma estratégia de tratamento para doenças imunológicas.
● Administração oral de um antígeno proteico leva frequentemente à supressão das respostas imunológicas sistêmicas humorais e celulares para o mesmo antígeno. Este fenômeno é chamado de tolerância oral.
Ex. em alimentos, que são estranhos mas fazem parte do nosso dia a dia. Estranhos pois não são proteínas nossas, não fazem parte do nosso corpo. Mas faz parte da nossa dieta e nós toleramos esses alimentos. As bactérias entéricas também é um mecanismo de tolerância oral. Quem não tolera bactérias comensais nem alimentos, causam distúrbios de hipersensibilidade. 
Alguns estudos fazem isso, administração oral de determinadas proteínas que os indivíduos tenham uma hiper-respostas a elas, para que passem a tolerar. São abordagens terapêuticas em estudos e algumas já sendo utilizadas, principalmente para alimentos em indivíduos com intolerância.