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Uma forma de caracterizar a imunidade inata é falar a respeito das suas funções. O que chama a atenção é que ela é a primeira resposta à presença de micro-organismos no hospedeiro, sendo suas principais funções prevenir e controlar o sítio de infecção, e eventualmente até eliminá-lo. No entanto, isso nem sempre funciona 100%, por isso a importância da atuação também da imunidade adaptativa (a imunidade inata não deixa de funcionar após a ativação da imunidade adaptativa). A imunidade inata reconhece moléculas microbianas, como carboidratos (resíduos de manose), ácidos nucleicos (maior proporção de pares de citosina e guanina), e sequências de aminoácidos (na estrutura das proteínas bacterianas). Além disso, ela também é capaz de reconhecer estruturas danificadas do próprio hospedeiro, como a presença de proteínas fetais expressas em um indivíduo adulto (geralmente indicativo de alguma neoplasia), e também a presença de DNA mitocondrial (indica lesão em células do hospedeiro). Os mecanismos da imunidade inata já estão atuando antes da entrada do patógeno no organismo, inclusive, numa situação fisiológica, eles geralmente estão associados à remoção de debris celulares e à própria remodelação tecidual, assumindo outras funções em uma infecção. Uma vez que o patógeno entra no organismo, os mecanismos da imunidade inata são prontamente ativados e ganham um outro nível de funcionamento, e isso é uma característica, a rapidez com que eles podem ser mobilizados. A imunidade adaptativa leva de 7 a 14 dias para ser ativada, e alguns dos seus mecanismos vão inclusive amplificar o funcionamento da imunidade inata. A imunidade inata evoluiu juntamente com os patógenos: os receptores da imunidade inata são capazes de reconhecer moléculas características de patógenos, particularmente de bactérias. Uma característica que indica uma origem evolutiva antiga é que os componentes moleculares da imunidade inata de mamíferos são muito semelhantes àqueles existentes em plantas e insetos, indicando que ela surgiu cedo na escala evolutiva, muito provavelmente até nas bactérias, que têm que lidar com as infecções de vírus bacteriófagos. Defensinas: encontrados em plantas e em mamíferos, apresentando a mesma estrutura terciária. Receptores semelhantes à Toll (Toll-like receptors). Do ponto de vista evolutivo, a imunidade inata data de 750 milhões de anos (250 milhões de anos depois é que vai surgir a imunidade adaptativa – apenas em vertebrados). Todos os seres representados nessa árvore genealógica têm imunidade inata. Os mecanismos da imunidade inata são capazes de reconhecer produtos microbianos que são essenciais para a sobrevivência dos micro- organismos. Um exemplo é o reconhecimento do carboidrato manose, componente da parede celular de bactérias e também de fungos. Eles também são capazes de reconhecer moléculas endógenas que são produzidas ou liberadas por células danificadas ou mortas, e isso é importante para fazer a limpeza e a manutenção do organismo no seu estado fisiológico. Uma outra característica da imunidade inata é que ela usa diversos tipos de receptores celulares para reconhecer moléculas de micro-organismos e de células danificadas. Normalmente, os mecanismos da imunidade inata não são capazes de atuar contra células e tecidos íntegros, ou seja, eles não reagem contra células e tecidos normais e saudáveis. Existe uma relação entre a imunidade e a imunidade adaptativa: esta segunda é ativada pela imunidade inata, e quando isso acontece, ela melhora os mecanismos antimicrobianos da imunidade inata. Além disso, a imunidade adaptativa reconhece uma gama muito maior de substâncias, enquanto a imunidade inata tem um reconhecimento limitado: reconhece padrões, e não moléculas características de um dado patógeno. EXEMPLO: A imunidade inata consegue reconhecer moléculas características das bactérias gram- negativas (como o LPS), mas a imunidade adaptativa consegue diferenciar entre a composição antigênica e a população de epítopos dessas diferentes bactérias. A imunidade inata não apresenta memória do encontro com o antígeno como a imunidade adaptativa, ou seja, ela não consegue, em um segundo contato, fazer uma resposta mais potente em termos de produção de componentes, mantendo sempre o mesmo padrão de ativação. Já a imunidade adaptativa tende a ser ativada mais rapidamente e com uma maior potência em um segundo encontro com o antígeno ou patógeno. A imunidade adaptativa também possui uma especialização dos mecanismos efetores, que é basicamente a produção de anticorpos cada vez mais direcionados para o conjunto dos epítopos que estão presentes nas superfícies dos patógenos. Comparação entre as imunidades inata e adaptativa: A imunidade inata é dita inespecífica, porque ela tem receptores de reconhecimento de moléculas que estão presentes na superfície de patógenos, mas ela não é capaz de fazer uma diferenciação entre as espécies dos patógenos. Por exemplo: ela tem receptor para LPS, componente da membrana celular externa de bactérias gram-negativas como Brucella abortus, Yersínia e Escherichia coli, reconhecendo-as, mas não diferenciando-as. Já a imunidade adaptativa é capaz de produzir anticorpos que possuem paratopos com capacidade de se ligar ao LPS, aos aspectos que não são reconhecidos pela imunidade inata, sendo possível fazer uma diferenciação entre as espécies de bactérias gram-negativas. Na imunidade inata, os receptores que reconhecem padrões moleculares (que se repetem nos micro-organismos) são: receptor de manose, receptor de N-formil-metionil (resíduo alterado de aminoácido presente em algumas proteínas na superfície de bactérias), e toll-like receptors (para o LPS, por exemplo). Já os receptores da imunidade adaptativa são extremamente diversos e direcionados para características moleculares muito particulares da superfície dos patógenos. Eles têm uma variabilidade muito grande, e por isso são capazes de reconhecer inúmeros epítopos na superfície de antígenos dos patógenos. O melhor exemplo são as imunoglobulinas e os receptores de linfócitos (BCRs e TCRs). A distribuição dos receptores da imunidade inata não é clonal, ou seja, esses receptores são iguais em todas as células da imunidade inata. Já os receptores da imunidade adaptativa são caracterizados como clonais, isto é, um determinado receptor só vai existir em uma célula e nas cópias dessa célula que foi proliferada após ativação (de linfócitos T e B nos órgãos linfoides secundários). COMPONENTES DA IMUNIDADE INATA Todo organismo pode ser considerado como parte da imunidade inata, com exceção dos linfócitos, que caracterizam a imunidade adaptativa. A composição da imunidade inata vai desde a cobertura queratinizada da pele, que impede a entrada fácil de antígenos como bactérias e vírus pela pele, até mecanismos mais sofisticados como a produção de peptídeos no intestino, que impedem o crescimento bacteriano, levando até mesmo à morte bacteriana na luz intestinal. Os diferentes componentes da imunidade inata podem ser divididos em grupos: ➢ Defesas físicas A própria integridade da pele e da mucosa, a cobertura queratinizada da pele, a presença de pelos e cabelos... ➢ Defesas químicas Alguns peptídeos e substâncias químicas como o próprio ácido clorídrico secretado no estômago com ação bactericida... ➢ Barreiras epiteliais Decorrentes da justaposição do revestimento tecidual na superfície do corpo e das mucosas respiratória e do TGI... ➢ Células • Fagócitos, como macrófago e neutrófilo. • Células NK. ➢ Receptores de PAMP e DAMP Moléculas que reconhecem padrões moleculares associados aos patógenos e ao dano celular. ➢ Proteínas circulantes Existem algumas substâncias químicas produzidas pelas mucosas, principalmente peptídeos com ação antibiótica, que levam à morte de bactériaspotencialmente patogênicas no interior do intestino. Também ocorre a ação de alguns mecanismos que são compartilhados com a imunidade adaptativa, como a presença de linfócitos intraepiteliais, mais comum no TGI. Representação dos receptores de PAMP: O primeiro grupo é o grupo dos TLR, ou toll- like receptors: moléculas conservadas ao longo da evolução, capazes de reconhecer padrões moleculares, principalmente LPS, presente na membrana externa de bactérias gram-negativas. Existem também os receptores semelhantes a NOD (oligomerização nucleotídica), ou NLR: capazes de reconhecer componentes de bactérias e de vírus no ambiente intracelular. Um outro receptor é o RIG, que reconhece RNA viral. (Há uma ativação de RIG nas infecções por covid-19). Existem receptores similares à lectina do tipo C, que fazem o reconhecimento de carboidratos presentes na superfície de patógenos como bactérias e fungos, como manose e frutose. Também reconhecem um conjunto de carboidratos chamados de glucanas, presente principalmente na superfície de fungos. Um outro receptor é o receptor do tipo scavenger (receptor de sequestro), capazes de reconhecer lipídeos alterados na superfície de bactérias, como o diacilglicerol. Os receptores de PAMP e DAMP atuam no reconhecimento de patógenos, mas não reconhecem sua espécie ou linhagem, e sim um grupo geral, pois eles vão se ligar à padrões que se repetem num determinado grupo. Eles vão estar presentes geralmente na superfície de células da imunidade inata, principalmente em macrófagos e neutrófilos, mas também são encontrados em células dendríticas e em células epiteliais. Eles são codificados por genes em sua sequência germinativa, ou seja, esses genes não sofrem nenhuma modificação posteriormente à fecundação, como no caso dos genes que codificam as regiões variáveis das Igs e dos receptores de linfócitos T e B. Esses receptores são associados a vias intracelulares de transdução de sinal que ativam diversas respostas celulares, isto é, se esses receptores se ligam a um padrão molecular de um patógeno, eles vão levar um sinal para dentro da célula de que houve essa ligação, resultando na produção de citocinas, no aumento da capacidade de fagocitose, e até mesmo na alteração da expressão de MHC na superfície da membrana das células que estão expressando esses receptores de PAMP. PAMP E DAMP Os PAMP e DAMP são moléculas ou regiões de moléculas características de patógenos ou de células danificadas. Geralmente, os PAMPs são moléculas características de patógenos microbianos essenciais à sobrevivência desses micro- organismos. No momento em que a imunidade inata é ativada, seus mecanismos são direcionados para o patógeno com o padrão em questão, mas também para a região do patógeno que contém o próprio padrão, o que pode inviabilizar a vida desse patógeno. Já os DAMPs estão associados às células alteradas ou danificadas, como as células neoplásicas. Células mortas podem liberar substâncias que lesam o próprio organismo, então é importante que haja a remoção imediata desses componentes endógenos que podem levar à alguma alteração ou doença. Principais PAMPs que ocorrem nos micro-organismos. Nos vírus, os RNAs de fita simples e de fita dupla, e os DNAs, são exemplos de PAMPs que são reconhecidos pela imunidade inata. Na medicina veterinária, podemos citar o vírus da peste suína como RNA viral, e o vírus da peste suína africana como DNA viral. Bactérias gram-positivas podem expressar vários PAMPs na sua composição, como o DNA, que vai ter uma proporção maior de pares citosina-guanina, lipopolissacarídeos e ácido lipoteicóico (LTA). Bactérias gram- negativas também podem ter o seu DNA reconhecido, além de proteínas características como as flagelinas e também o LPS. Na composição dos fungos, existem os zimogênios como PAMP e o próprio DNA que também é reconhecido. Nos protozoários, são reconhecidos o DNA e algumas glicoproteínas de ancoragem como PAMPs. Alguns tipos de PAMPs e seus micro-organismos. Estrutura de uma bactéria gram-negativa: membranas externa e interna e uma parede celular não muito espessa formada por peptideoglicanos. Nessa bactéria, as proteínas flagelinas (vão compor o flagelo) podem servir de PAMP, assim como alguns componentes de fimbrias (relacionadas à aderência dessas bactérias), o DNA, LPS e a pilina (vai compor os pilus, relacionados à aderência mas também à transferência de material genético entre bactérias na reprodução sexuada). Algumas cepas de Salmonella são ricas em fimbrias, e por isso elas conseguem se aderir facilmente ao epitélio intestinal. Algumas ainda são capazes de parasitar os enterócitos na superfície do intestino delgado. A bactéria gram-positiva tem uma parede celular espessa de peptideoglicano e uma membrana celular interna. Já a bactéria gram-negativa tem uma membrana interna, uma parede fina de peptideoglicano e uma membrana externa. Estrutura do LPS em maiores detalhes: O LPS fica ancorado na membrana celular externa da bactéria gram-negativa, e ele é um problema quando a bactéria morre e ele é liberado na sua forma solúvel. Ele pode ser facilmente absorvido para dentro do organismo, onde provoca uma ativação intensa dos mecanismos da imunidade inata, principalmente dos macrófagos do fígado. Representação da molécula de LPS. O LPS é composto por três partes: por uma cadeia de polissacarídeo específica, que é o antígeno O (diferente entre as espécies de bactérias gram-negativas), pelo centro ou core, formado por glicolipídios, que é formado por um anel de oligossacarídeos associados ao lipídeo A. A membrana externa da célula gram- negativa possui lipopolissacarídeos, lipoproteínas e fosfolipídeos. Três principais exemplos de DAMPs. O primeiro exemplo de DAMP são as proteínas induzidas por estresse, ou HSP (proteínas do choque térmico). Quando ocorre uma temperatura elevada ou alguma neoplasia, o organismo começa a produzir essas proteínas, e em função disso, o organismo entende que a célula está sendo danificada, o que vai levar à apoptose dessa célula que está produzindo HSP. A presença de cristais no interior de células do organismo também é considerado um DAMP. Quando esses cristais ocorrem as células também são removidas. Um exemplo são os cristais de urato, que podem ser facilmente produzidos quando há uma alteração no metabolismo de compostos nitrogenados dentro do organismo. O último DAMP é quando são detectados no meio extracelular proteínas nucleares, como HMGB1, que é uma proteína normal de um núcleo íntegro de uma célula íntegra, então, se ela começa a aparecer no meio extracelular, é um indicativo de que há uma lesão celular. A imunidade inata é ativada para remover essa proteína do meio extracelular, assim como a célula que a liberou. Funcionamento das proteínas do choque térmico. Quando há uma lesão na célula, uma das consequências é a ocorrência da desnaturação, ou seja, as proteínas em estado nativo funcional começam a se desnaturar, e aí o organismo começa a produzir HSP. Na imagem anterior, foram produzidas hipoteticamente dois tipos de proteínas do choque térmico, a HSP42 e a HSP26. Elas se ligam às proteínas que começam a se desnaturar e tendem a fazer com que elas retornem ao seu estado nativo, impedindo que haja desnaturação excessiva. Porém, se a agressão interna no organismo continuar, avançando com isso a desnaturação e o excesso de produção de HSP, pode ser entendido que a célula onde está ocorrendo a desnaturação não é mais viável, e ela é então induzida à apoptose. Cristais de urato derivados da ureia - substância nitrogenada. Aspectos dos cristais de urato formados na doença metabólica conhecida como gota, em que eles vão se acumular nas articulações gerando um quadro inflamatório extremamente doloroso. RECEPTORES DE PAMP E DAMP Como ditoanteriormente, os receptores de PAMP e DAMP se localizam na superfície de células da imunidade inata, como macrófagos e neutrófilos, mas também células dendríticas e epiteliais, e células endoteliais. Além disso, eles podem se encontrar na superfície de células que são, de alguma forma, uma primeira via de contato com uma possível fonte de infecção. Principais grupos de receptores de padrões moleculares: ▪ Receptores de carboidratos Receptor de manose Receptor de dectinas* *Localizados principalmente no sistema respiratório. ▪ Receptores scavenger Reconhecem carboidratos associados a lipídeos, e lipídeos característicos de patógenos (particularmente de bactérias). ▪ Receptores N-formil-Met-Leu-Phe Alguns receptores reconhecem sequências contendo resíduos de aminoácidos do tipo n-formil-metionina-leucina-fenilalanina, sequência muito comum em proteínas bacterianas ▪ Receptores semelhantes a Toll Alguns também se encontram no interior da célula, e eles sempre ocorrem de forma duplicada. ▪ Receptores citosólicos de PAMP e DAMP Estão livres no interior do citosol, sendo importantes no reconhecimento tanto de alterações intracelulares associadas ao dano quanto de alterações intracelulares associadas à infecção. Receptores semelhantes a NOD – reconhecem a presença de cristais de urato. Receptores semelhantes a RIG – reconhecem a presença de RNA viral no interior do citosol, principalmente. Arranjo de duas cadeias formando o receptor Toll, e representação de outros receptores. Os receptores semelhantes a Toll reconhecem uma grande variedade de substâncias em micro-organismos. Os TLRs 3, 7 e 8 reconhecem RNA viral. O TLR9 reconhece DNA viral, bacteriano (gram-positivas e gram-negativas), fúngico e de protozoários, DNAs com uma grande proporção de pares citosina-guanina fosforilados. Bactérias gram-positivas são reconhecidas por TLRs do tipo 1, 2 e 6, e o ácido lipoteicóico pelo TLR2. Os PAMPs das bactérias gram-negativas são reconhecidos pelo TLR4 (LPS), e as flagelinas pelo TLR5. O zimosan e o -glucan, componentes de heteropolissacarídeos presentes na superfície de fungos, são reconhecidos pelo TLR2. As glicoproteínas de ancoragem dos protozoários (GPI anchors) são reconhecidas pelos TLRs 2 e 4. Representação esquemática do TLR. Os TLRs também participam da resposta a moléculas endógenas (dano celular). Algumas proteínas de choque térmico também são reconhecidas por TLR, bem como as proteínas nucleares que são liberadas em função de dano (proteína do grupo box de alta mobilidade 1 – HMGB1). Um modelo muito bem conhecido de ligação de TLRs a PAMPs é aquele no qual o toll-like receptor se liga ao LPS. Quando há uma infecção por bactérias gram-negativas e elas morrem, há a liberação de uma grande quantidade de LPS no organismo, que é absorvido para circulação sanguínea e vai parar no fígado. Lá, ele vai encontrar as células de Kupffer, que possuem em sua superfície uma grande quantidade de TLR4. O LPS possui cadeias de resíduos de ácidos graxos hidrofóbicas e grupamentos de carboidratos se ancorando ao chamado lipídeo A. Essa parte do LPS acaba se ligando a uma proteína presente no organismo chamada MD-2, e o complexo MD-2-LPS é que efetivamente vai se ligar à molécula de TLR4 ancorada na superfície de macrófagos. Quando ocorre essa ligação, a molécula de toll-like receptor é ativada e ela pode formar um complexo com uma outra molécula de TLR4 associada à proteína MD-2, que não precisa necessariamente estar ligada à outra molécula de LPS. Esse dímero de TLR4 consegue mandar um sinal para dentro da célula (macrófago), e aí passam a ser ativadas vias de transdução de sinal cujo principal efeito é a ativação do fator de transcrição NF-. O resultado desse processo geralmente é a expressão de citocinas inflamatórias, principalmente o fator de necrose tumoral (TNF). As especificidades dos toll-like receptors também são influenciadas por diversas moléculas acessórias, como a proteína MD-2 e CD-14. Representação dos tipos de TLR. Como observado na imagem acima, os TLR podem ser divididos em dois grupos, os de localização extracelular e os de localização intracelular. Todos os TLR que precisam reconhecer proteínas ou componentes de membrana, vão estar ancorados na membrana e voltados para o meio extracelular. Os TLR que reconhecem principalmente ácidos nucleicos, associados à presença de vírus e bactérias intracelulares, estão localizados no interior de vesículas endossomais. Existem também os chamados receptores de padrão molecular intracitosólicos, representados pelos receptores do tipo NOD e do tipo RIG: O NOD (NLR) consegue reconhecer indícios de lesão, mas ele também consegue reconhecer alguns componentes, como por exemplo, lipídeos associados à parede bacteriana. O receptor do tipo RIG (RLR) consegue reconhecer a presença de RNA viral livre no citosol, e é uma via de ativação na covid-19, levando à ativação de fatores de transcrição e com isso aumentando o processo inflamatório e a produção de interferon do tipo I, importante para levar as células vizinhas à célula infectada à condição de antiviral. Ação dos TLR. Os TLR ativam vias de transdução de sinal, independentemente de qual seja o posicionamento deles. Quando eles formam dímeros, eles acabam levando à ativação de proteínas intracelulares, sendo uma via comum a chamada proteína MyD88 e também uma outra proteína chamada TRIF, que são proteínas com resíduos de ativação associados à tirosina. O efeito da ativação dessas duas proteínas pelas caudas citoplasmáticas dos dímeros ativados de TLR é a ativação de fatores de transcrição NF- e IRFs, que vão levar à expressão de genes, por exemplo, de citocinas inflamatórias. O efeito imediato dessas ações geralmente é amplificar a imunidade inata, principalmente em relação à realização de fagocitose e ativação de outros mecanismos inflamatórios como a migração de células e produção de radicais livres. Um aspecto importante dos receptores do tipo NOD é que eles estão envolvidos na produção do inflamossomo. Formação do inflamossomo. O inflamossomo tem a participação particularmente do receptor do tipo NOD (domínio de oligomerização nucleotídica). Essa oligomerização é a formação de um complexo proteico que vai reconhecer padrões moleculares no interior do citosol. Quando uma bactéria, vírus, ou qualquer componente lança no interior da célula nucleotídeos exógenos, o NOD consegue reconhecer a presença desses nucleotídeos exógenos dentro do citosol, e aí ele começa a se complexar com um conjunto de proteínas, a proteína ASC e a Caspase-1 na sua forma inativa. Quando ocorre a oligomerização dessas proteínas em função do contato com o nucleotídeo, forma-se um dímero oligomérico chamado NLRP3, e a enzima caspase-1 que estava inativa é ativada, e começa a ter a capacidade de clivar a pró-IL-1, que é a forma menos ativa da IL-1, na forma IL-1, que é a forma extremamente ativa da IL-1, uma citocina inflamatória. Em função da sua intensa capacidade de clivar a pró-IL-1 em IL-1, o NLRP3 é chamado de inflamossomo. OBS.: Não basta somente ter a formação do inflamossomo, também é necessário ter um estímulo para a produção da pró-IL-1. Geralmente, o patógeno acaba levando à ativação do NF-, que provoca a ativação do gene que codifica a pró-IL-1. Existem outros sinais que levam a formação do inflamossomo, não bastando somente a presença do ATP (deve haver uma saída de potássio do interior da célula, o que diminui o mecanismo de controle da oligomerização, então fica mais fácil oligomerizar). Outros fatores como a presença de cristais no interior da célula e também a presença de alumínio levam a formação do inflamossomo, além da presença de DNA viral e alguns componentes da parede celular bacteriana. OBS.: Algumas vacinas possuem alguns componentesque contêm alumínio em sua composição, são os chamados adjuvantes, utilizados para potencializar a resposta de vacinas. É importante ter um mecanismo de controle na formação do inflamossomo, porque ele pode levar a uma hipersecreção de IL-1, o que pode gerar um quadro inflamatório extremamente agudo e até mesmo descontrolado (inclusive, a formação do inflamossomo está na gênese da formação da tempestade de citocinas). PROTEÍNAS CIRCULANTES Algumas dessas proteínas são referidas como proteínas de fase aguda, ou seja, elas indicam o processo inflamatório inicial decorrente de uma infecção ou de um processo de lesão tecidual, como no caso de um infarto do miocárdio. As proteínas circulantes podem ser de 5 tipos: ▪ Pentraxinas A mais conhecida é a proteína C reativa, característica de processos inflamatórios agudos. ▪ Colectinas São produzidas nos alvéolos pulmonares e têm a capacidade de se ligar a bactérias e ativar a via de complemento. ▪ Ficolinas Presentes no plasma. ▪ Proteínas do sistema de complemento ▪ Anticorpos naturais Eficientes em promover uma neutralização inicial, antes até de ocorrer uma da ativação da imunidade adaptativa. Eles estão presentes na corrente sanguínea antes mesmo da infecção, e se ligam de uma forma pouco intensa a diferentes epítopos (baixa afinidade, mas alta diversidade), não sendo capazes de distinguir entre epítopos do próprio organismo e epítopos presentes em bactérias. A função geral das proteínas circulantes consiste na neutralização, quimiotaxia, opsonização e lise de patógenos. Componentes como a amiloide sérica, que é uma pentraxina assim como a proteína C reativa, podem promover a ação de quimiotaxia supracitada. Diferentes moléculas que caracterizam as proteínas circulantes. As pentraxinas se encontram no plasma, sendo seu melhor exemplo a proteína C reativa. Elas se ligam a resíduos de fosforilcolina e fosfatidiletanolamina presentes na superfície de micróbios. As colectinas vão estar presentes no plasma e nos alvéolos pulmonares, sendo seus exemplos a lectina ligante de manose e as proteínas surfactantes SP-A e SP-D respectivamente. Elas vão reconhecer carboidratos com manose e frutose terminais e diversas estruturas microbianas. As ficolinas se encontram no plasma e vão se ligar a resíduos de N-acetilglicosamina e ácido lipoteicóico, componentes de paredes celulares de bactérias gram-positivas. As proteínas do sistema de complemento se encontram no plasma, e elas têm a capacidade de se ligar às superfícies microbianas. Um exemplo é a proteína C3. Os anticorpos naturais são produzidos pelos linfócitos B1, que têm a capacidade de serem ativados rapidamente pelo contato com o antígeno e não dependem da participação dos linfócitos T auxiliares para isso. Além disso, os anticorpos naturais têm sua produção estimulada pelos epítopos do próprio organismo, mas eles não têm um direcionamento para um determinado antígeno. As moléculas de proteína C reativa e amiloide P sérica são apresentadas de forma pentamérica, sendo 5 unidades repetitivas formando uma estrutura pentagonal. Essas proteínas são produzidas logo após o início da infecção e aumentam sua concentração no plasma em torno de 1000 vezes em função de um estímulo infeccioso. Elas efetivamente favorecem o processo de fagocitose, elas opsonizam o patógeno, mas também promovem respostas no endotélio, principalmente facilitando o processo de migração de leucócitos, particularmente neutrófilos. Face A e face B de uma molécula de pentraxina. A face B dessa molécula é a que se liga ao antígeno, e a face A serve de alvo de ligação para as proteínas do sistema de complemento e também para os anticorpos. Produção da proteína C reativa nos hepatócitos: O primeiro passo é uma estimulação mediada por citocinas a partir de um processo inflamatório, mais especificamente da IL-6 e da IL-1 beta sobre os hepatócitos. Nos hepatócitos, vai ocorrer a ativação do fator de transcrição NF-, que por sua vez vai até o núcleo e ativa a expressão do gene da proteína C reativa. O resultado é a secreção da forma pentamérica da proteína, que a partir daí vai atuar como um componente da imunidade inata. A proteína C reativa atua como uma molécula de opsonização de bactérias, se ligando a elas e sendo alvo de proteínas do sistema de complemento. Ela também reconhece e se liga aos corpúsculos apoptóticos, facilitando o processo de fagocitose. Além disso, a proteína C reativa também serve como fator de quimiotaxia: na sua forma pentamérica, ela se liga à vascularização do tecido inflamado e passa a atuar como monômeros que se ligam diretamente ao endotélio do vaso que irriga o tecido inflamado, o que acaba alterando o metabolismo da parede vascular, que acaba permitindo a passagem de células leucocitárias, particularmente os fagócitos. Papel da PCR com o sistema de complemento, facilitando o processo de opsonização, mas também o processo de ativação do MAC. Existem dois tipos de amiloides bem conhecidos, o amiloide A e o P. Dentro do amiloide A existem duas isoformas que estão relacionadas à ocorrência de fenômenos inflamatórios. O amiloide faz essencialmente a mesma coisa que a proteína C reativa, se ligando às moléculas ou parte de moléculas de patógenos. No caso do amiloide A, ele acaba auxiliando na remoção de LPS do organismo, tendo um papel muito importante nas toxinfecções por bactérias gram- negativas. Amiloide A. Papel do amiloide A de remover o LPS de dentro do organismo após uma infecção: Do lado esquerdo, é representado o pulmão de um organismo que não produz o amiloide A de forma adequada: o LPS se difunde por todo o organismo, podendo chegar às vias respiratórias. À direita está sendo representado o pulmão de um organismo que produz o amiloide A adequadamente: a ligação do amiloide A ao LPS acaba facilitando o processo de fagocitose e remoção do LPS. Outras proteínas circulantes da imunidade inata: O papel do sistema de complemento é promover também, em última instância, a lise direta de bactérias. O reconhecimento direto da imunidade inata de padrões moleculares acaba auxiliando na diminuição da infecção pela lise celular. Os anticorpos naturais são produzidos pelos linfócitos B1, que embora não sejam muito bem caracterizados em todas as espécies domésticas, estudos principalmente em aves e em camundongos demonstram a existência desse linfócito. Diferentemente dos linfócitos convencionais ou B2, os linfócitos B1 não precisam da estimulação do linfócito T auxiliar para poder se diferenciar, basta ter a estimulação pelo contato com o antígeno: quando ele se liga ao BCR é um sinal potente o suficiente para provocar a ativação desses linfócitos, que vão poder se multiplicar e se diferenciar em plasmócitos. Os linfócitos B1 estão localizados em locais diferentes também, eles não ficam em órgãos linfoides secundários, eles ficam em atividade principalmente na cavidade peritoneal, de onde eles vão produzindo anticorpos que vão sendo lançados e absorvidos pelos órgãos e acabam indo para a corrente sanguínea. A região dos paratopos dos anticorpos naturais (regiões variáveis) não tem mutação, talvez em virtude da menor taxa de multiplicação dessas células. A consequência é que os anticorpos naturais têm menos especificidade, não sofrendo maturação de afinidade, e por isso vão se ligar também de uma maneira menos intensa aos eventuais antígenos que entrarem no organismo. MECANISMOS DA IMUNIDADE INATA Existem pelo menos três mecanismos que devem ser destacados com relação ao funcionamento desse tipo de imunidade: a inflamação, a proteção antiviral (resposta antiviral mediada principalmente pelos interferons do tipo I), e o mecanismo de ativação da imunidade adaptativa (ativação de linfócitos T e B). A inflamação é uma reação tecidual, ondese tem alteração circulatória, na composição de células e proteínas em resposta a uma lesão, às infecções. A defesa antiviral é uma tentativa de evitar que novas células sejam infectadas a partir das ações mediadas pelos IFN tipo I. Quando ocorre uma agressão a um tecido, há uma migração de leucócitos e proteínas plasmáticas circulantes para o sítio de infecção. A partir da entrada do patógeno há um reconhecimento de padrão molecular, principalmente por parte dos fagócitos residentes como macrófagos e células dendríticas, há uma alteração tecidual que faz com que haja uma migração de neutrófilos para o sítio de infecção e também a passagem de proteínas do plasma, principalmente de proteínas circulantes. Geralmente no processo inflamatório, muitas vezes há a destruição dos agentes agressores – com a migração de neutrófilos o ambiente se torna hostil às bactérias, com uma grande quantidade de radical livre de oxigênio e de nitrogênio, fazendo com que haja uma reação ao próprio processo inflamatório. O organismo então entende que há um processo inflamatório, há a liberação de citocinas e também a migração de células que vão tentar regenerar o tecido lesado – macrófagos M2. Também há uma reação ao acúmulo de substâncias anormais, principalmente aos PAMPS e DAMPS. Inflamação local e citocinas. Geralmente as primeiras citocinas que são produzidas nessas situações são o fator de necrose tumoral (TNF) e a IL-1. Elas também vão atuar sobre fagócitos, estimulando uma maior produção de IL-1 (particularmente IL-1 beta) e posteriormente de IL-6. A IL-6 também pode ser produzida por fibroblastos e por células endoteliais mediante a estimulação pela IL-1 e pelo TNF. A IL-1 e a IL-6 vão atuar sobre o fígado induzindo a produção de proteínas de fase aguda. A ação das citocinas inflamatórias não se resume ao sítio de infecção, existem alguns efeitos sistêmicos: No cérebro, as citocinas TNF, IL-1 e IL-6 vão alterar o controle da temperatura, que se eleva de 1 a 2 graus ou de 3 a 4 graus em um processos inflamatório mais intenso, mediante sua ação direta sobre o hipotálamo – muitas enzimas presentes nos fagócitos desempenham uma melhor atividade em temperaturas mais elevadas. O efeito sobre o fígado é a produção de proteínas de fase aguda Na medula óssea há a estimulação para que ocorra a hematocitopoiese, com a produção principalmente de células leucocitárias - nas primeiras horas acontece a produção particularmente de neutrófilos, que migram então para o sítio de infecção. Efeito das citocinas sobre o fígado. Há o aumento das proteínas circulantes, particularmente das pentraxinas proteína C reativa e do amiloide A sérico. Mas, outras proteínas também são aumentadas, pois muitas vezes não é possível resolver o processo infeccioso gerador da inflamação apenas com a produção das pentraxinas. O fibrinogênio, por exemplo, é uma proteína que também é aumentada numa tentativa de, com a coagulação, evitar a disseminação do micro-organismo pela corrente sanguínea. Também há um aumento na produção de C3 pelas células de Kupffer, aumentando-se a atividade do sistema de complemento, além da produção da haptoglobina, numa perspectiva de melhorar o transporte de alguns gases e de alguns componentes no sangue. Alterações circulatórias que acontecem durante um processo inflamatório - microcirculação. Muitas dessas alterações são mediadas por citocinas, e elas devem ser caracterizadas com relação ao local. Geralmente, quando há a instalação de um sítio de infecção no tecido, não só o macrófago, mas também o mastócito, são as primeiras células a perceberem a presença de PAMP – nessa situação, o mastócito sofre a degranulação, liberando para o meio extracelular substâncias que são vasoativas, como a heparina, que vai aumentar a permeabilidade vascular, e a histamina, que vai provocar a contração das células endoteliais, o que vai aumentar o espaço entre essas células, e por consequência a permeabilidade. Algumas substâncias que estão presentes dentro dos grânulos dos mastócitos têm a ação de quimiotaxia, então vai ocorrer a migração de neutrófilos em função dessas substâncias. As ações dos mastócitos vão ser percebidas principalmente no âmbito dos capilares, então a migração de neutrófilos vai ocorrer nesses locais. Além da passagem de neutrófilos para o sítio de infecção, também vai ocorrer a passagem de eritrócitos, e isso vai provocar um aumento de imunoglobulina no tecido conjuntivo adjacente ao sítio de infecção, o que vai caracterizar uma vermelhidão – um dos sinais característicos da inflamação. Simultaneamente, alguns fatores produzidos e liberados pelos mastócitos vão ativar a agregação plaquetária, caracterizando coagulação no sítio de infecção por ativação das plaquetas e também em resposta a maior produção de fibrinogênio pelo fígado. Mais tardiamente, há uma migração de linfócitos para o sítio de infecção, e também há um infiltrado de monócitos, que ocorre após 1 semana, pelo menos (as reações de capilares ocorrem nas primeiras 24 horas). Nas regiões das vênulas também pode ocorrer a deposição de fibrina em resposta a maior quantidade de fibrinogênio circulante. Laminite. A etiologia da laminite está relacionada a um aumento de LPS absorvido pelo trato gastrointestinal, que geralmente acontece em um quadro clínico conhecido como abdômen agudo equino, provocado por erros na alimentação, causando uma alteração na microbiota. As fazendo bactérias gram- negativas se proliferam em excesso, e com isso elas acabam morrendo, fazendo com que seu LPS seja absorvido pelo organismo do animal. O LPS tende a agir no fígado, mas também na microcirculação, o que acaba ativando monócitos e macrófagos a produzirem grandes quantidades de citocinas inflamatórias. O resultado é um processo de coagulação nas lâminas que irrigam o casco e mantêm sua parte córnea aderida ao tecido conjuntivo, gerando alterações na integridade do próprio aparelho locomotor do animal. Na defesa antiviral há a migração de células leucocitárias para o sítio de infecção, principalmente de linfócitos T CD8+ e de células NK. Além disso, as células infectadas começam a produzir uma substância que impede as células vizinhas de permitirem a replicação viral. Nesse mecanismo, também há um aumento na susceptibilidade dos linfócitos à morte programada, visto que nessas situações eles são produzidos em grandes quantidades e sua população deve ser controlada. Estado antiviral mediado pelas ações principalmente dos interferons do tipo I: Ações dos IFNs diretamente na célula: A partir da ligação do IFN no receptor das células vizinhas não infectadas ocorrem três vias de transdução de sinal: a ativação da PKR (fosfoquinase R), a ativação da 2’, 5’- oligo A sintetase, e o aumento da atividade da Mx GTPases. A combinação dessas três vias de transdução vai ter um efeito final no funcionamento da célula, que é a inibição da síntese de proteína viral, aumento da capacidade de degradação do RNA viral, e inibição da expressão gênica viral e também da montagem dos vírions. No caso da inibição da síntese de proteína viral, a ativação da enzima PKR vai ocorrer quando há o reconhecimento pelo DNA dupla fita. Ocorre então a fosforilação de um fator de transcrição chamado EIF2a, que leva à ativação de vias proteicas que vão fazer essa inibição. A degradação do RNA viral é feita por uma RNAase denominada RNAase L. Isso ocorre quando é identificado no interior celular um RNA dupla fita. Quando ocorre a multimerização de partículas virais, há a ativação das Mx GTPases, e há a inibição da expressão de genes virais e também da montagem dos vírions. Mecanismo de ativação da imunidade adaptativa: Essa ativação ocorre mediante a ativação dos linfócitos e são bem caracterizados dois sinais. O primeiro sinal é aquele mediado por receptores BCRsou TCRs – no caso dos linfócitos B, é o contato direto com o antígeno, e no caso dos linfócitos T, é o contato com peptídeos oriundos dos patógenos apresentados via moléculas de MHC. O sinal do tipo 2 é geralmente o contato com moléculas co-estimulatórias das células da imunidade inata. Esses dois sinais são gerados pelo funcionamento da imunidade inata que acabam levando à ativação da imunidade adaptativa, que é reconhecida a partir da proliferação e diferenciação de linfócitos.
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