IMUNOLÓGIA - Linfócitos B e T e NK

Prévia do material em texto

Linfócitos B - Ativação e Respostas.
Visão Geral das respostas Imunes Humorais:
A ativação do LB resulta em sua proliferação e diferenciação em
plasmócitos secretores de anticorpos e células de memória
➔ As RI humorais são iniciadas pelo reconhecimento específico do antígeno pelo LB,
em órgãos linfóides secundários
◆ O antígeno se liga a IgM IgD de membrana em LB naive maduras → sinais
requeridos para a proliferação e diferenciação em plasmócitos
➔ O anticorpo eventualmente secretado pelo plasmócito tem essencialmente a mesma
especificidade que o anticorpo original que serviu de receptor antigênico na
superfície da célula B naive.
(A ativação de células B é iniciada pelo reconhecimento específico de antígenos pelos
receptores Ig de superfície nas células. O antígeno e outros estímulos, incluindo as células
T auxiliares, estimulam a proliferação e diferenciação do clone de célula B específica. A
progênie do clone pode se diferenciar em plasmócitos produtores de IgM ou outros isotipos
de Ig (p. ex.: IgG), pode sofrer maturação de afinidade ou pode persistir como células de
memória (que tipicamente também passa pela troca de classe e maturação de afinidade))
As respostas de anticorpo são T-dependentes ou T-independentes,
dependendo da natureza do antígeno e do envolvimento de
linfócitos T helper.
➔ As respostas aos antígenos protéicos requerem ajuda do LT → esses antígenos são
chamados de T-dependentes
◆ Nas respostas T-dependentes alguns LB ativados começam a produzir
anticorpos distintos de IgM → Processo chamado de troca (switching) de
isotipo (classe) de cadeia pesada.
◆ Maturação de afinidade: Os Lb ativados produzem anticorpos que se ligam
aos antígenos com afinidade crescente, e esses LB vão progressivamente
dominando a resposta
◆ Além da troca de isótipo e da maturação de afinidade, os LT helper
estimulam a produção de plasmócitos de vida longa e geração de LB de
memória
➔ Antígenos Multivalentes com determinantes repetitivos, como polissacarídeos,
podem ativar os LB sem ajuda dos LT → Esses antígenos são chamados de
T-independentes
◆ As respostas T-independentes são rápidas, porém relativamente simples
◆ Consiste principalmente em anticorpos de IgM de baixa afinidade, enquanto
as respostas T-dependentes são mais lentas, porém mais potentes e
sofisticadas
(As respostas de anticorpos T-dependentes a antígenos proteicos envolvem principalmente
células B foliculares. As respostas T-independentes a antígenos multivalentes são mediadas
principalmente por células B da zona marginal e células B-1 em sítios de mucosa.)
As respostas primárias e secundárias de anticorpos a antígenos
protéicos diferem qualitativa e quantitativamente.
➔ As respostas primárias resultam da ativação de LB naive não previamente
estimuladas, enquanto as respostas secundárias são devidas à estimulação de
clones expandidos de LB de memória
➔ A resposta secundária se desenvolve mais rápido do que a resposta primária, e
quantidades maiores de anticorpos são produzidas na resposta secundária
➔ Além disso, os LB de memória já passaram pela troca de isotipo e pela maturação
da afinidade → há mais IgG e outros isotipos do que IgM → afinidade do anticorpo é
maior nas respostas secundárias
Subpopulações distintas de LB respondem de modo preferencial a
diferentes tipos de antígenos
➔ LB foliculares (órgãos linfóides periféricos) produzem respostas a antígenos
protéicos, exige a colaboração dos LT helper
➔ LB da zona marginal (baço e outros tecidos linfóides) reconhecem antígenos
multivalentes → montam primariamente respostas T-independentes
◆ Essas preferências não são absolutas
Reconhecimento Antigênico e Ativação
Antígeno-induzida do LB
Captura do Antígeno e Distribuição para os LB
O antígeno pode ser distribuído aos LB em órgãos linfóides através
de múltiplas vias
(Antígenos pequenos são distribuídos às células B nos folículos através dos linfáticos
aferentes e via condutos, enquanto os antígenos maiores o são por macrófagos sinusais
subcapsulares ou células dendríticas na medula.)
Em todos os casos, o antígeno apresentado aos LB geralmente
está em sua conformação intacta e nativa, e não está processado
pelas células apresentadoras de antígeno (APC)
Ativação dos LB por antígenos e outros sinais
O complexo receptor antigênico do LB (BCR) é composto por
moléculas de Ig de membrana e proteínas Igα e Igβ
associadas, exercendo dois papéis essenciais na ativação do
LB.
➔ Ligação Antígeno-receptor envia sinais bioquímicos para os LB iniciarem o processo
de ativação
➔ 2º: O receptor internaliza o antígeno ligado para dentro de vesículas endossomais e
esse antígeno, se for proteico, é processado em peptídeos que podem ser
apresentados na superfície dos LB para serem reconhecidos pelos LT helper
➔ Embora o reconhecimento do antígeno possa iniciar respostas do LB, esse processo
geralmente é por si só inadequado para estimular a proliferação e diferenciação
significativa dos LB, até mesmo para antígenos T-independentes.
◆ Para a indução de respostas completas, outros estímulos cooperam com o
engajamento do BCR, incluindo:
● proteínas do complemento;
● receptores de reconhecimento de padrão e;
● no caso dos antígenos protéicos, LT helper
A ativação dos LB é facilitada pelo correceptor CR2/CR1
presente nessas células, o qual reconhece fragmentos de
complemento ligados de forma covalente ao antígeno ou que
sejam parte de imunocomplexos contendo o antígeno
➔ A ativação do complemento ocorre tipicamente em resposta a microrganismos que
ativam esse sistema na ausência de anticorpos pelas vias alternativa e da lectina, e
na presença de anticorpos pela via clássica
➔ Em todas essas situações são gerados fragmentos do complemento que se ligam
aos microrganismos
➔ Um desses fragmentos o C3d é reconhecido pelo CR2/CD21, intensificando a força
de sinalização do BCR
◆ então atua como co receptor para os LB
A interação de diferentes tipos de antígenos (proteínas ou
estruturas multivalentes) com o BCR inicia a proliferação e
diferenciação do LB, de modos distintos.
Respostas de anticorpos dependentes de LT
helper a antígenos protéicos.
Sequências de Eventos durante as respostas de Anticorpos
dependentes de LT
Os antígenos protéicos são reconhecidos de modo
independente por LB e LT específicos nos órgãos linfoides
periféricos, e esses dois tipos de células ativadas interagem
entre si para iniciar as respostas imunes humorais
Ativação Inicial e Migração de LB e LT helper
A ativação contemporânea de LB e LT específicas por um antígeno
protéico induz alterações que as aproximam, de modo a aumentar
a probabilidade de os LB e LT antígeno-específicas se localizarem
e interagirem entre si
● Os LB e LT são atraídos
(As células B e as células T auxiliares antígeno-ativadas se movem na direção uma da outra
em resposta aos sinais de quimiocina, e fazem contato nas adjacências dos folículos
primários.)
● Os antígenos protéicos são internalizados pelos LB e apresentados em uma forma
que pode ser reconhecida pelos LT helper. Isso representa a etapa seguinte no
processo de ativação T-dependente dos LB
Apresentação do Antígeno por Célula B e o Efeito
Hapteno-carreador
Os antígenos protéicos reconhecidos por BCRs específicos
são endocitados e processados para gerarem peptídeos que
se ligam a moléculas de MHC de classe II, e são apresentados
às células T CD4+
(Os antígenos proteicos
reconhecidos pela Ig de membrana são endocitados e processados, e fragmentos
peptídicos são apresentados associados a moléculas de MHC de classe II. As células T
auxiliares reconhecem os complexos MHC-peptídeo nas células B e, então, estimulam
respostas de célula B. Nas respostas a conjugados hapteno-carreador, o hapteno (epítopo
da célula B) é reconhecido por uma célula B específica e endocitado, a proteína carreadora
é processada na célula B, e os peptídeos do carreador (os epítopos de célula T) são
apresentados para a célula T auxiliar.)
➔ Em uma resposta de LB dependente de LT a um antígeno protéico, pelo menos dois
epítopos diferentesda proteína participam no processo:
◆ um epítopo de superfície presente na proteína nativa é reconhecido com alta
especificidade por um LB, e um epítopo peptídico linear, que pode estar em
qualquer parte da proteína intacta, é subsequentemente liberado por
proteólise, liga-se a moléculas de MHC de classe II e é reconhecido por
células T auxiliares.
◆ Um único LB específico para um epítopo nativo pode se ligar e endocitar uma
proteína e apresentar múltiplos peptídeos diferentes complexados com
moléculas do MHC de classe II a diferentes LT helpers, porém a resposta de
anticorpos resultantes continua sendo para a proteína nativa.
Papel da Interação CD40L:CD40 na ativação
T-Dependente dos LB
Sob ativação pelo antígeno, os LT helper expressam CD40-ligante
(CD40L) que engaja seu receptor, o CD40, em LB
antígeno-estimuladas e induzem proliferação e diferenciação
dos LB, inicialmente em focos extrafoliculares e, depois, em
centros germinativos.
● DC40 é um membro da superfamília do receptor de TNF
○ É expresso de modo constitutivo na superfície das células T auxiliares
recentemente ativadas pelo antígeno e por coestimuladores
○ Quando os LT helper entram em contato com o LB presentador de antígeno,
o CD40L se liga ao CD40na superfície do LB
○ Isso leva à algumas mudanças que coletivamente estimulam a proliferação
do LB; síntese e secreção aumentada de Ig
(As células T auxiliares ativadas pelo reconhecimento de antígenos apresentados pelas
células B expressam CD40L, que se liga ao CD40 nas células B e estimula a proliferação e
diferenciação da célula B. As citocinas produzidas pelas células T auxiliares também
contribuem para as respostas da célula B.)
➔ Além do CD40L presente nos LT helper ativadoras de LB, os Lt helper também
secretam citocinas que contribuem para as respostas de LB
Ativação do LB extrafolicular
A ativação do LB no foco extrafolicular fornece uma resposta de
anticorpos inicial aos antígenos protéicos e estabelece a
subsequente reação de centro germinativo.
● Os focos extrafoliculares de ativação T-dependentes dos LB geram anticorpos de
baixa afinidade que podem circular e limitar a disseminação de uma infecção
A reação de Centro Germinativo:
Os eventos característicos das respostas de anticorpos
dependentes de LT helper, incluindo a maturação de afinidade,
troca de isotipo e geração de plasmócitos de vida longa e de LB de
memória, ocorrem primariamente em estruturas organizadas
chamadas centros germinativos, as quais são criadas junto aos
folículos linfóides durante as respostas imunes T-dependentes.
● Os centros germinativos se desenvolvem em cerca de 4-7 dias após a iniciação de
uma resposta T-dependente de LB.
● O tempo de duplicação de LB em proliferação no centro germinativo é estimado em
6-12h, de modo que um único linfócito pode originar uma progênie de até 5.000
células em 5 dias
A indução e as funções dos Linfócitos T helpers
foliculares:
● Dentro de 4-7 dias após a exposição antigênica, LB antígeno-específicas induzem
algumas LT previamente ativadas a se diferenciarem em células Tfh que expressam
altos níveis do receptor de quimiocina CXCR5, são atraídas para dentro dos folículos
linfoides por CXCL13 (ligante de CXCR5) e exercem papéis essenciais na formação
e função do centro germinativo.
● A diferenciação das células Tfh a partir das LT CD4+ naive requer duas etapas:
ativação inicial por células dendríticas apresentadoras de antígeno e subsequente
ativação pelos LB
● A citocina definidora produzida pelas células Tfh é a IL-21.
○ Essa citocina é requerida para o desenvolvimento do centro germinativo e
contribui para a geração de plasmócitos na reação de centro germinativo.
Troca de Isotipo (Classe) de Cadeia Pesada:
Nas respostas T-dependentes, uma parte da progênie de LB
ativadas que expressam IgM e IgD passam pela troca de isotipo
(classe) de cadeia pesada e produzem anticorpos com cadeias
pesadas de diferentes classes, como γ, α e ɛ
➔ A capacidade de LB de produzirem diferentes isotipos de anticorpo confere uma
notável plasticidade às respostas imunes humorais gerando anticorpos que realizam
funções efetoras distintas e estão envolvidos na defesa contra diferentes tipos de
agentes infecciosos
➔ O LB mudam os isotipos dos anticorpos que produzem alterando constantemente
as regiões constantes das cadeias pesadas, mas a especificidade dos anticorpos
(determinada pelas regiões variáveis) permanece inalterada.
(As
células B ativadas pelos sinais da célula T auxiliar (CD40L, citocinas) sofrem troca para
diferentes isotipos de Ig, os quais medeiam funções efetoras distintas. A ilustração mostra
exemplos selecionados dos isotipos resultantes da troca. Todos os isotipos são capazes de
neutralizar microrganismos e toxinas.) [ ? em camundongos → IFN-γ)
A troca de isotipo em resposta a diferentes tipos de
microrganismos é regulada por citocinas produzidas pelas LT
helper que são ativadas por esses microrganismos.
➔ Os anticorpos IgG também são transferidos através da placenta para conferir
proteção aos recém-nascidos, e têm meia-vida maior no soro, em comparação a
outros isotipos, por isso a produção de IgG contribui de muitas formas para a
capacidade protetora da imunidade humoral
➔ A resposta humoral a muitos parasitas helmínticos é dominada por anticorpos IgE
que participam na eliminação dos helmintos mediada por eosinófilos e mastócitos
◆ IgE também medeiam as reações de hipersensibilidade imediata (alérgicas)
➔ Os LB presentes em sítios anatômicos diferentes fazem a troca para isotipos
diferentes, em parte por causa das citocinas produzidas nestes locais
➔ Os LB presentes nos tecidos de mucosa fazem troca para IgA, que é a classe de
anticorpos mais eficiente transportada ao longo dos epitélios para as secreções
mucosas, onde previne a entrada de microrganismos através dos epitélios
◆ A troca para IgA é estimulada pelo fator de transformação do crescimento-β
(TGF-β)
Os sinais de CD40 atuam em conjunto com as citocinas para
induzir a troca de isotipo.
➔ O engajamento de C induz expressão da enzima AID que é essencial tanto para a
troca de isotipo como para maturação de afinidade
O mecanismo molecular da troca de isotipo é um processo
chamado recombinação de troca, em que o DNA da cadeia
pesada de Ig nos LB é cortado e recombinado de modo que um
éxon VDJ previamente formado, codificador do domínio V, é
colocado adjacente a uma região C downstream, e o DNA
interveniente é removido
A enzima-chave necessária à troca de isotipo (e à hipermutação
somática) é a AID.
➔ A expressão de AID é induzida em células B ativadas principalmente por sinais de
CD40 oriundos das células Tfh.
Maturação de Afinidade: Mutação Somática de
Genes de Ig e Seleção de LB de Alta Afinidade
A maturação de afinidade é o processo que leva a uma afinidade
aumentada de anticorpos por um antígeno particular, à medida que
uma resposta humoral T-dependente progride, e é o resultado da
mutação somática de genes de Ig seguida da sobrevivência
seletiva dos LB produtoras dos anticorpos com as maiores
afinidades.
● O processo de maturação de afinidade gera anticorpos com capacidade crescente
de se ligar a antígenos e, assim, de neutralizar mais eficazmente eliminar
microrganismos e suas toxinas
● LT helper e interações CD40L-CD40 são requeridas para que a mutação somática
seja iniciada
● A maturação de afinidade é observada somente nas respostas de anticorpo a
antígenos protéicos T-dependentes
Os LB que se ligam com alta afinidade a antígenos nos centros
germinativos são selecionadas para sobreviver
● Conforme mais anticorpo é produzido, mais do antígeno é eliminado e menos fica
disponível nos centros germinativos.
○ Portanto, as LB que serão capazes de se ligar especificamente a esse
antígeno e assim serem resgatadas da morte precisam expressar receptores
antigênicos com afinidades cada vez maiores pelo antígeno.
● Como resultado, conforme a resposta de anticorpo a um antígeno progride, os LB
selecionadas para sobreviver nos centros germinativos produzem Ig de afinidadecrescente pelo antígeno.
● Esse processo de seleção resulta em maturação de afinidade da resposta de
anticorpo.
Diferenciação do LB em plasmócito secretores de
Anticorpos
➔ Os plasmócitos são gerados após a ativação de LB por meio de sinais oriundos do
BCR, CD40, TLRs e outros receptores, incluindo receptores de citocinas
➔ Existem dois tipos de plasmócitos:
◆ Plasmócitos de vida curta são gerados durante as respostas
T-independentes e no início das respostas T-dependentes em focos de LB
extrafoliculares
◆ Plasmócitos de vida longa são gerados em respostas de centro germinativo
T-dependentes a antígenos proteicos. Sinais oriundos do receptor antigênico
da LB e da IL-21 cooperam na geração de plasmócitos e seus precursores,
chamados plasmablastos
● Tipicamente, 2-3 semanas após a imunização com antígeno
dependente de LT, a medula óssea se torna um dos principais sítios
de produção de anticorpos.
➔ A diferenciação de LB em plasmócitos secretores de anticorpo envolve alterações
estruturais relevantes em componentes do retículo endoplasmático e da via
secretora, além da produção aumentada de Ig, bem como uma alteração nas
cadeias pesadas de Ig da forma de membrana para a forma secretada
Geração de Linfócitos B de memória
➔ Os LB de memória são gerados durante a reação centro germinativo e são capazes
de produzir respostas rápidas diante da subsequente introdução do antígeno.
➔ Esses LB de memória expressam níveis altos da proteína antiapoptótica Bcl-2, e
isso contribui para sua expectativa de vida prolongada
➔ Muitas características das respostas de anticorpo secundárias a antígenos protéicos,
bem como suas diferenças em relação às respostas primárias, refletem as
diferenças existentes entre as respostas de células de memória e de LB naive
Respostas de Anticorpos a Antígenos
T-Independentes
➔ Muitos antígenos não proteicos, como os polissacarídeos, lipídeos e ácidos
nucleicos, estimulam a produção de anticorpos na ausência de LT helper, e esses
antígenos e as respostas que elicitam são denominados “timo-independentes” ou TI.
➔ Os anticorpos produzidos sem ajuda do LT geralmente são de baixa afinidade e
consistem principalmente em IgM, com uma troca de isotipo limitada a alguns
subtipos de IgG e também a IgA.
Subpopulações de LB que respondem a antígenos
T-independentes
➔ As subpopulações de LB da zona marginal e B-1 são especialmente importantes
para as respostas de anticorpo a antígenos TI.
Mecanismos das Respostas de anticorpo T-independentes
➔ Os antígenos T-independentes são capazes de estimular a proliferação e
diferenciação de LB sem ajuda do LT.
➔ Os antígenos TI mais importantes são os polissacarídeos, glicolipídeos e ácidos
nucleicos
➔ Esses antígenos não podem ser processados e apresentados em associação com
as moléculas de MHC, de modo a não poderem ser reconhecidos pelas LT helper
CD4+
➔ A maioria dos antígenos TI são multivalentes, compostos por epítopos antigênicos
idênticos repetidos.
Proteção mediada por anticorpos T-independentes
➔ O significado prático dos antígenos TI é que muitos polissacarídeos de parede
celular bacteriana pertencem a esta categoria, e a imunidade humoral é o principal
mecanismo de defesa do hospedeiro contra infecções por esse tipo de bactérias
encapsuladas
➔ Os antígenos TI contribuem ainda para a geração de anticorpos naturais, que estão
presentes na circulação de indivíduos normais e aparentemente são produzidos sem
exposição evidente a patógenos.
Diferenciação e Funções dos
Linfócitos T CD8+ Efetoras
Diferenciação dos LT CD8+ em Linfócitos T
citotóxicos
➔ A diferenciação das Células T CD8+ em CTLs efetoras envolve a aquisição da
maquinaria para matar as células-alvo
➔ A célula infectada ou tumoral morta pelos CTLs é geralmente chamada célula-alvo
➔ Dentro do citoplasma dos CTLs diferenciados, existem numerosos lisossomos
modificados (grânulos) que contêm proteínas, incluindo perforinas e granzimas,
cuja função é matar as células alvo
➔ Os CTLs diferenciados são capazes de secretar citocinas, principalmente
interferon-γ (IFN-γ), que ativam os fagócitos
➔ A Ativação de Linfócitos T CD8+ naive requer o reconhecimento do antígeno e sinais
secundários, e prossegue em passos muito semelhantes àqueles das respostas de
LT CD4+
➔ A ativação de LT CD8+ naive tem 2 características únicas:
◆ Muitas vezes é dependente da via de apresentação cruzada de antígenos
por uma subpopulação especializada de DCs e
◆ Também pode requerer a ajuda de LT CD4+
Natureza dos Antígenos e das Células apresentadoras de
Antígenos para ativação dos LT CD8+
➔ A ativação dos LT CD8+ naive, assim como a ativação dos Linfócitos T CD4+ naive,
é melhor iniciada por antígenos apresentados por CDs
➔ A apresentação de antígenos para os LT CD8+ via moléculas de MHC de classe I
requer que os antígenos protéicos estejam presentes no citosol das células
contendo o antígeno, de modo que essas proteínas possam ser degradadas em
proteassomos, para, em seguida, entrarem no retículo endoplasmático por meio do
transportador TAP
➔ Além da apresentação de antígenos na forma de complexos peptídeo-MHC, as DCs
também proporcionam coestimulação via B7 ou outras moléculas
Papel dos Linfócitos T helper
➔ A ativação completa de Linfócitos T CD8+ naive e sua diferenciação em CTLs
funcionais e células de memória podem requerer a participação de células CD4+
helper
➔ Essa necessidade varia de acordo com a exposição antigênica
➔ Os LT CD4+ helper são necessárias para respostas de Linfócitos TCD8+ contra
infecções virais latentes, transplante de órgãos e tumores, as quais tendem a
provocar reações relativamente fracas da imunidade inata
➔ O LT helper podem secretar citocinas que estimulam a diferenciação das células T
CD8+
(As células
T CD4+ auxiliares promovem o desenvolvimento de CTLs CD8+ e células de memória por
meio da secreção de citocinas, que atuam diretamente sobre as células CD8+ (A) ou
ativando APCs para se tornarem mais eficientes na estimulação da diferenciação das
células T CD8+, por exemplo, aumentando a expressão de coestimuladores nas APCs (B).)
Papel das Citocinas
➔ Várias citocinas contribuem para a diferenciação dos LT CD8+ e para a manutenção
de células efetoras e de memória dessa linhagem
◆ A IL-2 produzida pelas próprias células T CD8+ ou pelas células T CD4+
auxiliares promove a proliferação das células T CD8+ e sua diferenciação em
CTLs e células de memória. As células T CD8+ expressam as cadeias β e γ
do receptor de IL-2 e podem expressar níveis elevados da cadeia α após a
ativação (Capítulo 9).
◆ Tanto a IL-12 quanto IFNs do tipo I são capazes de estimular a diferenciação
de células T CD8+ naives em CTLs efetores. Essas citocinas podem ser
produzidas por diferentes populações de DCs durante a resposta imune inata
a infecções virais e algumas infecções bacterianas. Recorde-se que as
mesmas citocinas estão envolvidas na diferenciação de células T CD4+ em
células Th1. As citocinas promovem o desenvolvimento dessas duas
populações efetoras estimulando a expressão dos fatores de transcrição
relacionados T-bet (para as células Th1 e CTLs) e eomesodermina (para
CTLs).
◆ A IL-15 é importante para a sobrevivência das células T CD8+ de memória e
pode ser produzida por muitos tipos celulares, incluindo as DCs.
Camundongos que não expressam IL-15 apresentam uma perda significativa
de células T CD8+ de memória.
◆ A IL-21 produzida por células T CD4+ ativadas participa da indução de
células T CD8+ efetoras e de memória.
Inibição das Respostas de Linfócitos T CD8+: Exaustão dos
Linfócitos T
➔ Em algumas infecções virais crônicas, respostas de linfócitos T CD8+ são geradas,
porém gradualmente extintas, um fenômeno chamado exaustão
◆ (exaustão → quando a resposta inicia mas é finalizada)
◆ (tolerância → quando os linfócitos falham em se tornar células efetoras)
➔ A exaustão de LT se desenvolve como resultado da exposição persistente ao
antígeno
Funções Efetoras dos Linfócitos T CD8+
citotóxicos
➔ Os CTLs CD8+ eliminam microrganismos intracelulares principalmentepelo killing
de células infectadas
➔ Além da morte indireta, os linfócitos T CD8+ secretam IFN-γ e, em alguns casos,
IL-17, e assim contribuem para a ativação clássica dos macrófagos e inflamação na
defesa do hospedeiro, e em reações de hipersensibilidade
Mecanismos de Citotoxicidade mediada por CTLs
➔ O killing mediado por CTLs envolve o reconhecimento específico de células-alvo e a
liberação de proteínas que induzem morte celular
➔ O killing pelos CTLs é altamente antígeno-específico e as células adjacentes, não
infectadas e que não expressam o antígeno, não são prejudicadas
➔ Essa especificidade ocorre porque uma região de contato próximo, conhecida
como sinapse imunológica, é formada entre a o CTL e a célula-alvo que expressa
o antígeno, de modo que as moléculas realmente executam o killing são secretadas
na sinapse e não se difundem para as outras células vizinhas
➔ O processo de killing dos alvos mediado por CTLs consiste no reconhecimento do
antígeno, ativação dos CTLs, execução do “golpe letal” que mata as células-alvo e
liberação do CTLs
Reconhecimento de Antígenos e Ativação de CTLS
➔ Os CTLs se ligam e reagem com a célula-alvo por meio de seu receptor antigênico,
do correceptor (CD8) e de moléculas de adesão.
➔ A adesão dos CTLs aos alvos e a formação da sinapse imunológica são
estabilizadas por um anel de integrinas formado especialmente por LFA-1 (do inglês,
leukocyte function associated antigen 1), presente nos CTLs, e seu ligante ICAM 1
(do inglês, intercellular adhesion molecule 1), presente na célula-alvo
➔ Citocinas e coestimuladores fornecidos pelas DCs, necessários para a diferenciação
de LT CD8+ naive em CTLs, não são requeridos para desencadear a função efetora
dos CTLs (i.e., killing da célula-alvo). Portanto, uma vez que os LT CD8+ específicas
para um antígeno tenham se diferenciado em CTLs totalmente funcionais, elas
podem matar qualquer célula nucleada que exiba este antígeno.
➔ Além do TCR, os CTLs CD8+ expressam receptores que também são expressos
pelas células NK, os quais contribuem para a regulação e ativação dos CTLs.
Morte das células-alvo por CTLs
➔ O principal mecanismo de Killing da célula-alvo mediada por CTLs é a liberação de
proteínas citotóxicas armazenadas dentro de grânulos citoplasmáticos (também
chamados lisossomos secretores) sobre a célula-alvo, desencadeando a apoptose
da mesma
➔ Quando o CTL reconhece o antígeno, os sinais originados do TCR causam a
reorganização do citoesqueleto.
➔ Nesse processo, o centro organizador dos microtúbulos do CTL se move para a área
do citoplasma próxima à área de contato com a célula-alvo.
➔ Os grânulos citoplasmáticos do CTL são transportados ao longo dos microtúbulos e
se concentram na região da sinapse, e a membrana dos grânulos se funde à
membrana plasmática no domínio secretor
➔ A fusão de membranas resulta na exocitose do conteúdo presente nos grânulos dos
CTLs para o espaço confinado no interior do anel sináptico, entre as membranas
plasmáticas do CTL e da célula-alvo.
(Os CTLs matam as
células-alvo por dois mecanismos principais. A, Complexos de perforina e granzimas são
liberados do CTL por exocitose dos grânulos e entram nas células-alvo. As granzimas são
liberadas no citoplasma das células-alvo por um mecanismo dependente de perforina e
induzem a apoptose. B, O FasL é expresso em CTLs ativados, liga-se ao Fas expresso na
superfície das células-alvo e induz a apoptose.)
➔ As principais proteínas citotóxicas dos grânulos dos CTLs (e das células NK) são
granzimas e perforina.
◆ As granzimas A, B, e C são serina proteases. A granzima B cliva proteínas
após os resíduos de aspartato, sendo a única inequivocamente necessária
para a citotoxicidade do CTL in vivo, podendo clivar e ativar as caspases que
induzem morte celular.
◆ A perforina é uma molécula causadora de perturbação membranar, homóloga
a proteína C9 do complemento.
➔ A principal função da perforina é facilitar a entrega das granzimas para dentro do
citosol da célula-alvo
➔ Os CTLs também usam um mecanismo de morte independente de grânulos,
mediado por interações entre as moléculas da membrana dos CTLs e das
células-alvo
◆ Durante sua ativação, os CTLs expressam uma proteína de membrana
denominada ligante de Fas (FasL), que se liga ao receptor de morte Fas,
expresso em muitos tipos celulares.
◆ Essa interação também resulta na ativação de caspases e indução de
apoptose dos alvos expressando Fas
➔ Após a execução do “golpe letal”, o CTL se desacopla da sua célula-alvo, o que
geralmente ocorre mesmo antes da morte da célula-alvo.
Produção de Citocinas pelas células T CD8+ efetoras
➔ As células T CD8+ produzem IFN-γ, uma citocina ativadora de macrófagos
➔ É provável que tanto células Th1 CD4+ quanto T CD8+ contribuam para a
depuração fagocítica de microrganismos ingeridos induzida por IFN-γ.
Funções dos CTLs CD8+ na defesa do hospedeiro
➔ Em infecções causadas por microrganismos intracelulares, a atividade de killing dos
CTLs é importante para a erradicação do reservatório de infecção
➔ Importante em 2 tipos de situações:
◆ Primeiro, a maioria dos vírus vive e se replica em células que não têm a
maquinaria fagossomo/lisossomo para destruição de microrganismos (tais
como os vírus da hepatite em hepatócitos).
◆ Segundo, mesmo nos fagócitos, alguns microrganismos escapam das
vesículas e vivem no citosol, onde os mecanismos microbicidas são
ineficazes, uma vez que são em grande parte restritos a vesículas (para
proteger as células do hospedeiro contra danos).
➔ Essas infecções podem ser eliminadas apenas pela destruição das células
infectadas, e em respostas imunes adaptativas, os CTLs CD8+ constituem o
principal mecanismo para o killing de células infectadas
Células Natural Killer
➔ As células NK, muitas vezes consideradas as primeiras ILC conhecidas, são células
citotóxicas que exercem papéis importantes nas respostas imunes inatas,
principalmente contra vírus e bactérias intracelulares.
➔ As células NK também secretam IFN-γ e às vezes são referidas como um tipo de
ILC1.
➔ encontradas nos tecidos periféricos e raramente no sangue e órgãos linfoides
➔ as células NK constituem 5-15% das células mononucleares presentes no sangue e
no baço
➔ são mais abundantes em certos órgãos como o fígado e a placenta
➔ As células NK não expressam os receptores antigênicos diversificados e
clonalmente distribuídos típicos das células B e T. Em vez disso, usam receptores
codificados por DNA de linhagem germinativa para distinguir entre células infectadas
por patógeno e células sadias
Funções das NK
➔ As funções efetoras das células NK são matar células infectadas e produzir IFN-γ,
que ativa macrófagos a destruírem microrganismos fagocitados
◆ O mecanismo da citotoxicidade mediada pela célula NK é essencialmente o
mesmo da citotoxicidade mediada pelas CTLs CD8+
➔ As células NK, assim como as CTLs, têm grânulos contendo proteínas que medeiam
o killing de células-alvo.
➔ Quando as células NK são ativadas, a exocitose dos grânulos libera essas proteínas
nas adjacências das células-alvo.
➔ Uma das proteínas contidas nos grânulos da célula NK, chamada perforina, facilita
a entrada de outras proteínas contidas nos grânulos, as chamadas granzimas, no
citosol das células-alvo
◆ As granzimas são enzimas proteolíticas que iniciam uma sequência de
eventos de sinalização que causam a morte das células-alvo por apoptose.
➔ Matando as células infectadas por vírus e bactérias intracelulares, as células NK
eliminam os reservatórios de infecção.
➔ No início do curso de uma infecção viral, as células NK são expandidas e ativadas
pelo reconhecimento de ligantes ativadores presentes nas células infectadas, bem
como pelas citocinas IL-12 e IL-15, e então matam as células infectadas antes de as
CTLs antígeno-específicas poderem se tornar totalmente ativas, o que em geral
demora 5-7 dias
➔ Podem ser importantes mais adiante no curso da infeção viral:
◆ realizando o killing das células infectadas que, reduzindo a expressão de
moléculas do complexode histocompatibilidade principal de classe I,
escaparam do imunoataque mediado pelas CTLs.
◆ Alguns tumores, especialmente aqueles de origem hematopoiética, são alvos
de células NK
➔ O IFN-γ derivado das células NK aumenta a capacidade dos macrófagos de matar
bactérias fagocitadas, de modo similar ao IFN-γ produzido pelas células T
Receptores de Ativação e de inibição das células
Natural Killer
➔ As células NK distinguem as células infectadas e estressadas das células sadias, e
sua função é regulada pelo equilíbrio entre os sinais gerados a partir dos receptores
de ativação e dos receptores de inibição
➔ Os receptores de ativação estimulam proteínas quinases que fosforilam substratos
de sinalização downstream
➔ os receptores de inibição estimulam fosfatases que contrapõem as quinases.
➔ Em geral, os receptores ativadores reconhecem ligantes em células infectadas e
lesadas, enquanto os receptores inibidores reconhecem ligantes em células sadias
normais
➔ Quando uma célula NK interage com outra célula, o resultado é determinado pela
integração de sinais gerados a partir de uma gama de receptores de inibição e de
ativação expressos pela célula NK e que interagem com ligantes presentes na outra
célula.
➔ O engajamento dos receptores ativadores estimula a atividade de killing das células
NK, resultando na destruição das células estressadas ou infectadas.
➔ o engajamento dos receptores inibidores “desliga” a atividade da célula NK e previne
a destruição das células sadias
➔ Devido à natureza estocástica de sua expressão, existe uma significativa
diversidade no conjunto de receptores de ativação e de inibição expressos por
células NK distintas em um mesmo indivíduo.
◆ O resultado disso é que as células NK individuais, mesmo quando em uma
mesma pessoa, podem responder a diferentes tipos de microrganismos ou
células infectadas.
(A, Visão geral da ativação das células NK. B, Receptores de ativação das células NK
reconhecem ligantes em células-alvo e ativam proteínas tirosina quinases (PTKs), cujas
atividades são inibidas por receptores de inibição que reconhecem moléculas do MHC de
classe I e ativam proteínas tirosina fosfatases (PTP). As células NK não matam
eficientemente as células sadias que expressam MHC de classe I. C, Se uma infecção viral
ou outro estresse inibe a expressão do MHC de classe I em células infectadas e induz a
expressão de ligantes ativadores adicionais, o receptor inibidor da célula NK não é engajado
e o receptor ativador não encontra oposição para deflagrar as respostas das células NK,
incluindo o killing de células-alvo e a secreção de citocinas. Além disso, as células
estressadas por infecção ou transformação neoplásica podem expressar quantidades
aumentadas de ligantes ativadores, os quais se ligam a receptores ativadores de célula NK
e induzem mais fosforilação de tirosina que pode ser removida por fosfatases associadas ao
receptor inibidor, resultando no killing das células estressadas (não mostrado))
➔ Os receptores de ativação nas células NK reconhecem um grupo heterogêneo de
ligantes, alguns dos quais podem ser expressos em células normais e outros
principalmente em células que sofreram estresse, células infectadas por
microrganismos ou células neoplásicas
➔ Muitos receptores ativadores de célula NK são chamados receptores de célula killer
do tipo imunoglobulina (Ig) (KIRs)
➔ Os receptores de inibição das células NK reconhecem moléculas do MHC de classe
I, as quais são proteínas de superfície celular normalmente expressas em todas as
células nucleadas sadias do corpo
◆ as células NK usam tipos de receptores fundamentalmente diferentes
daqueles usados pelas células T no reconhecimento de moléculas do MHC
de classe I.
◆ Esses receptores NK respondem ao reconhecimento das moléculas de MHC
de classe I inibindo a ativação de NK.
◆ Dessa forma, as células NK interpretam a presença de moléculas de MHC de
classe I como marcadores do próprio normal e sadio, enquanto sua ausência
é uma indicação de infecção ou dano.
➔ Ao mesmo tempo, as células NK tendem a receber sinais de ativação das células
infectadas ou danificadas, por meio dos receptores de ativação.
◆ O resultado líquido será a ativação das células NK que então secretam
citocinas e matam a célula infectada ou estressada.
◆ Essa habilidade das células NK de se tornarem ativadas pelas células do
hospedeiro desprovidas de MHC de classe I foi chamada “reconhecimento do
próprio ausente”.
➔ citocinas podem intensificar as respostas funcionais das células NK
◆ As principais citocinas do sistema imune inato que estimulam a função NK
são a IL-12, IL-15, IL-18 e os interferons do tipo I