Ativação de Linfócito B e Produção de Anticorpo

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BIOQUÍMICA Bárbara Maia T22 M2
19/08/2020
ATIVAÇAO DE LINFOCITO B E PRODUÇAO DE ANTICORPO
Visão Geral da Resposta Imune Humoral:
• A ativação de células B resulta em sua proliferação, o que leva à expansão clonal, seguida por diferenciação, culminando na geração de plasmócitos secretores de anticorpos e de células B de memória. Os linfócitos B maduros responsivos ao antígeno se desenvolvem a partir de células precursoras da medula óssea antes da estimulação antigênica e povoam os órgãos linfoides periféricos, que são os locais onde os linfócitos interagem com antígenos estranhos. 
As respostas imunes humorais são iniciadas pelo reconhecimento de antígenos por linfócitos B específicos. O antígeno liga-se às imunoglobulinas M (IgM) e IgD de membrana nas células B virgens maduras e as ativa. Algumas células B ativadas começam a produzir outros tipos de anticorpos além da IgM e IgD; este processo é chamado de troca de isotipo (classe) de cadeia pesada. 
Conforme uma resposta imune humoral se desenvolve, células B ativadas produtoras de anticorpos que se ligam a antígenos com afinidade crescente passam a dominar progressivamente a resposta; este processo é chamado de maturação da afinidade
• O tipo e a quantidade de anticorpos produzidos variam de acordo com o tipo de antígeno que induz a resposta imune, o envolvimento de células T, exposição prévia ao antígeno e o local anatômico no qual ocorre a ativação
• As respostas de anticorpos a antígenos proteicos requerem que o antígeno seja internalizado por células B específicas, processados e seus peptídios apresentados aos linfócitos T auxiliares CD4+, que por sua vez ativam as células B. 
• As respostas de anticorpos para antígenos multivalentes não proteicos com determinantes repetitivos, tais como polissacarídeos, alguns lipídios e ácidos nucleicos, não requerem a participação de linfócitos T auxiliares antígeno-específicos. 
• As células B ativadas se diferenciam em plasmócitos secretores de anticorpos
• Algumas linhagens de célula B ativadas de forma T dependente podem se diferenciar em células de memória
• A troca de isotipo e a maturação da afinidade são caracteristicamente observadas em respostas imunes humorais T dependentes a antígenos proteicos
• As respostas humorais primárias e secundárias contra antígenos proteicos diferem qualitativamente e quantitativamente 
• Subpopulações distintas de células B respondem preferencialmente a diferentes tipos de antígenos 
Respostas Humorais Primárias e Secundárias:
Em uma resposta imune primária, as células B imaturas são estimuladas pelo antígeno, tornam-se ativadas e se diferenciam em células secretoras de anticorpos que produzem anticorpos específicos para o antígeno que desencadeou seu desenvolvimento. Uma resposta imune secundária é induzida quando o mesmo antígeno estimula as células B de memória, levando à produção de maiores quantidades de anticorpo específico em comparação à produção observada na resposta primária.
 Resposta Primaria: 
Primeira Infecção Células B Surgem Células B Ativadas Plasmócitos de Vida Curta nos Órgãos Linfoides Baixo Nível de Produção de Anticorpo Plasmocito de Longa Vida na Medula Óssea Células B de Memoria
 Resposta Secundaria: 
Segunda Infecção Estimulação da Células B de Memória Plasmocito de Longa Vida na Medula Óssea Alto Nível de Produção de Anticorpo Células B de Memoria
ETAPAS DA RESPOSTA IMUNE HUMORAL:
Captura do Antígeno e Apresentação para a Célula B:
A maior parte dos linfócitos B virgens maduros são células B foliculares que recirculam continuamente no sangue e migram de um órgão linfoide secundário para o seguinte em busca de antígeno. O movimento para os folículos linfoides é guiado por quimiocinas, a qual é secretada, principalmente, pelas APC
O antígeno pode ser apresentado para as células B imaturas nos órgãos linfoides de diferentes formas e por várias rotas. Os antígenos que entram atravessando uma barreira epitelial e aqueles que se encontram na circulação são coletados e levados para os folículos por diversos mecanismos
• A maior parte dos antígenos provenientes de locais em tecido são transportados para os linfonodos por vasos linfáticos aferentes que drenam para o seio subcapsular dos linfonodos
 Os antígenos solúveis, de menores peso molecular, podem alcançar a zona de células B através de circuitos/canalículos que se estendem entre o seio subcapsular e o folículo e interagem diretamente com as células B específicas. Por outro lado, os macrófagos do seio subcapsular capturam grandes microrganismos, os de maiores pesos moleculares, e os apresenta nos folículos, que ficam abaixo do seio
• Muitos antígenos relativamente muito grandes que entram no linfonodo através dos vasos linfáticos aferentes não são capturados pelos macrófagos do seio subcapsular e são grandes demais para entrar nos circuitos/canalículos. Estes antígenos podem ser capturados na região medular por células dendríticas residentes e transportados para os folículos, onde podem ativar as células B
OBS. Em todos esses casos, o antígeno que é apresentado às células B está, em geral, em sua conformação nativa, intacta, e não é processado por células apresentadoras de antígenos. Isto, naturalmente, é uma das diferenças importantes entre as formas de reconhecimento de antígenos por linfócitos B e T 
Respostas Funcionais das Células B a Antígenos:
Eventos celulares distintos são induzidos pela ligação cruzada do BCR mediada pelo antígeno, diferentes tipos de antígeno e diferentes coestimulaçoes. Isto é, estímulos diferentes geram respostas celulares/alterações celulares diferentes, as quais, por sua vez, provocam consequências diferentes
	Respostas/Alterações Celulares
	Consequências Funcionais
	Expressão de proteínas que promovem a sobrevivência e o início do ciclo celular
	Sobrevivência aumentada e Proliferação celular
	Apresentação de antígeno e Expressão aumentada de B7
	Interação com células T auxiliares
	Expressão aumentada de receptores de citocina
	Responsividade às citocinas
	Expressão aumentada de CCR7
	Migração do linfócito B do folículo para as áreas de células T
Se o antígeno for proteico, há o envolvimento de células T auxiliares, as quais vão auxiliar na troca de isotipo da célula B, permitindo que essa produza anticorpos T-dependentes (IgG; IgA ou IgE) com alta afinidade. Nesse mecanismo, há a formação de memória imune e de plasmócitos de vida longa
Se o antígeno for polissacarídeo ou lipídeo, não há o envolvimento de células T auxiliares e, dessa forma, não vai ocorrer troca de isotipo da célula B. Assim, a célula B só poderá produzir IgM, não obtendo memoria imune. Nesse mecanismo, há a formação plasmócitos de vida curta
Sequência de Eventos Durante a Resposta de Anticorpo Dependente de Célula T:
Antígenos proteicos são reconhecidos por linfócitos B e T específicos nos órgãos linfoides periféricos e as populações de células ativadas se reúnem nesses órgãos para iniciar as respostas imunes humorais. A interação entre as células T auxiliares e os linfócitos B é iniciada pelo reconhecimento, concomitante, do mesmo antígeno proteico pelos dois tipos celulares e segue uma sequência precisa de eventos. 
As células T CD4+ imaturas são ativadas pelo antígeno (sob a forma de peptídeos processados) nas zonas das células T por meio da apresentação por células dendríticas e, então, diferenciam-se em células T auxiliares. As células B imaturas são ativadas nos folículos pelo mesmo antígeno (em sua conformação nativa) que foi transportado para lá. 
As células T auxiliares e as células B ativadas migram em direção uma à outra e interagem nas bordas dos folículos, onde a resposta inicial de anticorpo se desenvolve. Algumas das células migram de volta para os folículos para formar os centros germinativos, nos quais uma resposta de anticorpos mais especializada é montada
Apresentação de Antígeno pelas Células B:
Antígenos proteicos que são reconhecidos por receptores antigênicos específicos da célula B são endocitados e processadospara gerar peptídeos que se ligam a moléculas de MHC de classe II e são apresentados às células T CD4+. Os peptídeos apresentados pela célula B a uma célula T auxiliar são os mesmos peptídeos que ativaram inicialmente o precursor virgem da células CD4+ quando foram apresentados pelas células dendríticas na zona de célula T
Como o BCR reconhece um epítopo (porção do antígeno que é internalizada para o processamento de MHC) da proteína na sua forma nativa com elevada afinidade, as células B específicas se ligam e apresentam o antígeno muito mais eficientemente (em concentrações muito baixas) do que as demais células B não específicas para o antígeno. Este é motivo pelo qual as células B específicas para um antígeno respondem preferencialmente a esse antígeno, em comparação com as outras células. Assim, um antígeno proteico que provoca uma resposta T-dependente da célula B utiliza pelo menos dois epítopos específicos para a ativação das células B: um epítopo na superfície da proteína nativa é reconhecido com alta especificidade por uma célula B; e um epítopo de peptídio linear interno é posteriormente liberado desta proteína, ligando-se a moléculas de MHC de classe II, e é reconhecido por células T auxiliares. 
Os anticorpos secretados ao final são, geralmente, específicos para os determinantes conformacionais do antígeno nativo porque a Ig de membrana em células B é capaz de se ligar a epítopos conformacionais das proteínas e a mesma Ig é secretada por plasmócitos derivados das células B. Esta característica do reconhecimento antigênico da célula B determina a especificidade fina da resposta de anticorpos e é independente do fato de que as células T auxiliares reconhecem apenas epítopos lineares de peptídios processados. Na verdade, um único linfócito B específico para um epítopo nativo pode se ligar a uma proteína, endocitá-la e apresentar diversos peptídios diferentes complexados com moléculas de MHC de classe II a diferentes células T auxiliares, mas a resposta de anticorpos resultante permanece específica para a proteína nativa.
Reação do Centro Germinativo:
Os eventos caraterísticos de respostas humorais dependentes das células T auxiliares, incluindo maturação da afinidade, troca de isotipo e geração de plasmócitos e células B de memória de vida longa, ocorrem principalmente em estruturas organizadas denominadas centros germinativos, que são criados dentro de folículos linfoides durante as respostas imunes T dependente
Reação do centro germinativo é o nome do conjunto de eventos que ocorre nesses locais, incluindo o próprio desenvolvimento dos centros germinativos, o complexo processo de diversificação genética das células B ativadas e a sobrevivência das mais adaptadas.
A reação do centro germinativo consiste de etapas sequenciais. Após serem ativadas, as Células B situam-se na zona escuro do centro germinativo, onde ocorre a proliferação celular. Em seguida, após a proliferação, as Células B deslocam-se para a zona clara do centro germinativo, local onde essas realizaram a troca de isotipo
A formação de centros germinativos é dependente de CD40L em células TFH que interagem com o CD40 nas células B. Essas interações são essenciais para a proliferação das células B, que é necessária para a expansão dessas células nos centros germinativos e também para a troca de isotipo e maturação da afinidade
Troca de Isotipo (Classe) da Cadeia Pesada:
Em respostas T-dependentes algumas células das progênies de células B ativadas que expressam IgM e IgD sofrem troca de isotipo (classe) da cadeia pesada e produzem anticorpos com cadeias pesadas de diferentes classes, tais como γ, α e μ. Isso ocorre com mais frequência em centros germinativos, sob a influência das células TFH.
A habilidade das células B de produzirem diferentes isotipos de anticorpos proporciona uma notável plasticidade nas respostas imunes humorais por meio da geração de anticorpos que exercem funções efetoras distintas e estão envolvidos na defesa contra os diferentes tipos de agentes infecciosos. As células B mudam os isotipos dos anticorpos que produzem, alterando as regiões constantes das cadeias pesadas, mas a especificidade dos anticorpos (determinada pelas regiões variáveis) permanece inalterada
A troca de isotipo em resposta a diferentes tipos de microrganismos é regulada por citocinas produzidas pelas células T auxiliares ativadas por esses microrganismos. IFN-γ induz a troca para a classe IgG em células B; IL-4 induz à troca para IgE e a mudança para IgA é estimulada pelo fator transformante de crescimento-β (TGF-β), o qual também pode ser produzido por muitos tipos celulares, incluindo a mucosa. As citocinas da família do TNF, BAFF e APRIL, também estimulam a mudança para IgA. Como essas citocinas são produzidas por células mieloides, elas podem estimular respostas de IgA na ausência da ajuda de células T
Os sinais do CD40 trabalham em conjunto com as citocinas para induzir a troca de isotipo. A ligação do CD40 induz a enzima deaminase induzida por ativação (AID) que é crucial tanto para troca de isotipo como da maturação de afinidade
O mecanismo molecular da troca de isotipo é um processo chamado de recombinação de troca, o qual é realizado por enzimas recombinases. Essas enzimas, por meio de uma recombinação do DNA, modifica a informação sobre a cadeia pesada de Ig em células B e, consequentemente, leva a produção de cadeia pesadas diferentes, gerando, assim, IgG, IgE e IgA 
A enzima deaminase induzida por ativação (AID), enquanto as enzimas recombinases agem na recombinação do DNA, essas agem pontualmente nas bases nitrogenadas. A combinação das atividades dessas enzimas garantem uma maior variabilidade na produção de imunoglobulina
*se o antígeno for um lipídio/polissacarídeo não vai haver envolvimento do Linfócito T e assim o Linfócito B vai apenas expressar IgM. Forma apenas plasmócito de vida curta.
*antígeno sendo proteico, se ligará a Linfócito B, que vai apresenta-lo para o linfócito T – o mesmo será responsável por sinalizar (por meio de citocinas) para célula B - ação de recombinases para mudar o subtipo. 
Maturação de Afinidade; Mutação Somática e Seleção de Células B de Alta Afinidade:
Maturação de afinidade é o processo que conduz a um aumento da afinidade de anticorpos a um determinado antígeno, conforme progride a resposta humoral T-dependente. Além disso, é o resultado da mutação somática dos genes Ig seguida pela sobrevivência seletiva das células B produtoras de anticorpos com maior afinidade. O processo de maturação de afinidade gera anticorpos com uma capacidade aumentada de ligação aos antígenos e, portanto, mais eficientes para neutralizar e eliminar microrganismos. As células T auxiliares e as interações CD40-CD40L são necessárias para que se inicie a mutação somática e, como resultado, a maturação de afinidade é observada apenas em respostas de anticorpos T-dependentes a antígenos proteicos
A mutação somática consiste na recombinação de cadeia leve de imunoglobulina, por enzimas recombinases de cadeia leve, gerando, assim, uma grande variedade da cadeia leve/variante de imunoglobulina. Tal variedade possibilita uma seleção de afinidade mais severa e criteriosa, resultando em um sistema bastante eficaz. As células B que não demonstram tal afinidade, serão dirigidas à apoptose
As células B que se ligam a antígenos em centros germinativos com alta afinidade são selecionadas para sobreviver. As células B com receptores de alta afinidade para o antígeno são mais capazes de se ligar ao antígeno quando este está presente em baixas concentrações; e essas células B sobrevivem preferencialmente devido a diversos mecanismos: 
 Primeiro, o reconhecimento antigênico, por si só, induz a expressão de proteínas antiapoptóticas da família Bcl-2. 
 Segundo, as células B de alta afinidade terão preferência na endocitose e apresentação do antígeno e, assim, também terão preferência na interação com o limitado número de células TFH no centro germinativo. Estas células T auxiliares podem sinalizar através de CD40Lpara promover a sobrevivência das células B com as quais interagem. 
 Terceiro, algumas células TFH expressam o ligante de Fas, que é capaz de reconhecer o receptor de morte Fas nas células B do centro germinativo e liberar um sinal apoptótico. As células B de alta afinidade, que são melhores para reconhecer e responder ao antígeno, podem ativar inibidores endógenos de Fas quando seus BCRs reconhecem o antígeno e, assim, ficar protegidas da morte, enquanto as células B de baixa afinidade são mortas.
Diferenciação da Célula B em Plasmócitos Secretores de Anticorpos:
Os plasmócitos são células B terminalmente diferenciadas, morfologicamente distintas, comprometidas com a produção abundante de anticorpo. Eles são gerados após a ativação de células B por meio de sinais do BCR, CD40, TLRs e outros receptores, incluindo os receptores de citocinas.
Existem dois tipos de plasmócitos:
• Os plasmócitos de vida curta são gerados durante as respostas T-independentes e no início das respostas T-dependentes em focos extrafoliculares de células B. Estas células são geralmente encontradas em órgãos linfoides secundários e em tecidos não linfoides periféricos.
• Os plasmócitos de vida longa são gerados em respostas T-dependentes a antígenos proteicos nos centros germinativos. Os sinais do receptor de antígeno das células B e a IL-21 cooperam na geração de plasmócitos 
OBS. A diferenciação das células B em plasmócitos secretores de anticorpos envolve grandes alterações estruturais nos componentes do retículo endoplasmático e da via secretora, além do aumento da produção de Ig e uma alteração nas cadeias pesadas de Ig da forma ligada à membrana para a forma secretada
Funções Efetoras dos Anticorpos:
 Neutralização de microrganismo e toxinas
 Oponização e fagocitose de microrganismo
 Citoxidade celular dependente de anticorpo
 Inflamação
 Lise de microrganismo
OBS. Oponização é um tipo de fagocitose mediada por anticorpos. Isto é, consiste no processo que facilita a ação do sistema imunológico em fixar opsoninas ou fragmentos do complemento na superfície bacteriana, permitindo a fagocitose