Maturação de Linfócitos (T e B)

Prévia do material em texto

A maturação de linfócitos é o processo pelo 
qual os linfócitos são produzidos. Esse 
processo parte de uma célula tronco 
indiferenciada, que a partir de estímulos do 
ambiente de maturação vai se diferenciando 
em célula linfocitária, que posteriormente vai 
se transformar em um linfócito T ou B. 
O processo de maturação ocorre em várias 
etapas representadas a seguir: 
 
O primeiro evento é o comprometimento das 
células progenitoras. Alguns genes são 
silenciados e outros são ativados, e quando 
esses genes são ativados eles passam a ser 
expressados. Alguns desses genes 
controlam o ciclo celular da célula 
progenitora, e quando eles são ativados, a 
célula progenitora entra em uma alta taxa 
de mitose, o que caracteriza o segundo 
evento, que é a proliferação de células 
progenitoras. 
Em seguida, começa a ocorrer o rearranjo 
sequencial e ordenado dos genes dos 
receptores de antígenos. O que vai 
caracterizar os linfócitos é a presença de 
receptores para reconhecimento de 
antígenos na sua superfície, que têm como 
característica uma grande variabilidade. A 
origem dessa variabilidade está relacionada 
com os eventos que ocorrem durante o 
processo de maturação de linfócitos. O 
rearranjo é uma modificação no genoma, na 
forma como os genes dos receptores se 
organizam e estão posicionados no DNA da 
célula que vai dar origem ao linfócito. Esse 
fenômeno ocorre apenas em células da 
linhagem linfocitária. 
A partir do momento em que ocorre esse 
rearranjo, começam a ter os eventos de 
seleção, pois esses receptores devem ter a 
capacidade de reconhecer ligantes 
externos, que podem ser epítopos de 
antígenos de patógenos que eventualmente 
infectem o organismo, mas eles também 
podem reconhecer auto-componentes do 
hospedeiro, o que pode vir a desencadear 
processos de autoagressão – o que deve 
ser evitado. 
A partir do momento em que ocorre essa 
seleção é possível existir a diferenciação das 
células T e B em subpopulações 
funcionalmente distintas, como os linfócitos 
B1, os linfócitos B2, os linfócitos T alfa beta 
(CD4+ e CD8+) e os linfócitos T gamma delta. 
 
Representação do processo de maturação de um linfócito B. 
O repertório de linfócitos de um 
determinado indivíduo é a população, que é o 
conjunto de linfócitos que são maturados. 
Essa população é heterogênea em termos 
de características bioquímicas ou 
características de ligação dos seus 
receptores linfocitários. Deve haver essa 
heterogeneidade devido ao grande número 
de antígenos. 
Quando se analisa os eventos que ocorrem 
nos órgãos linfoides primários, não há uma 
dependência de antígenos. Já quando há o 
processo de maturação propriamente dito, 
há uma necessidade de antígeno. 
O comprometimento das células progenitoras 
de linfócitos T e B vão ocorrer basicamente 
em dois locais: no fígado fetal, onde células 
tronco dão origem às células B e T e às 
células dendríticas, que persistem no 
organismo mesmo depois que o fígado perde 
essa capacidade de ser um órgão linfoide 
primário – as células B vão migrar para o 
peritônio e vão se manter como uma 
população de linfócitos B1, que vão se 
multiplicando e, por mitose, essa população 
vai se mantendo em um nível basal. Também 
na medula óssea, as células tronco podem 
dar origem às células B, às células 
dendríticas, e aos precursores de células T, 
que vão concluir seu processo de maturação 
no timo. 
Ao longo da vida adulta de um animal, a 
medula óssea é o principal local que origina a 
população de linfócitos B (linfócitos B2). 
 
Maturação de linfócitos B. 
CTH: célula tronco hematopoiética – pode 
estar no fígado ou na medula óssea, a 
depender do estágio de vida do animal. No 
fígado vai ser gerada a população de 
linfócitos B1, e na medula óssea a população 
de linfócitos B2 e também das células B de 
zona marginal, que têm um comportamento 
muito semelhante às células B1. 
 
Maturação de linfócitos T. 
No caso das células T, a CTH também pode 
estar no fígado ou na medula óssea, sendo 
que no fígado é gerada a população de 
linfócitos T gama delta (muito presente em 
bovinos), e na medula óssea é gerada a 
população de linfócitos T alfa beta, processo 
que não é concluído totalmente na medula 
(participação do timo). 
 
O comprometimento com as linhagens de 
células B e T é dependente de alguns 
fatores. Um desses fatores são as 
instruções celulares recebidas por vários 
receptores celulares presentes na 
superfície das células que estão maturando. 
Esse estímulo do meio externo podem ser 
citocinas, fatores de crescimento ou até 
mesmo ligantes presentes nas células do 
estroma da medula óssea e do timo. Esse 
contato é que vai guiando o processo de 
maturação. 
Essa estimulação por via de receptores 
acaba desencadeando uma resposta 
biológica nessa célula que está se 
desenvolvendo, permitindo ou não o acesso 
a determinados genes. Quem vai fazer esse 
acesso aos genes são os fatores de 
transcrição. Alguns fatores de transcrição 
da linhagem linfocitária só vão ser ativos em 
um determinado momento do processo de 
maturação. Eles são ligados e depois são 
desativados, após o processo de maturação 
estar concluído. 
 
Caminhos distintos que podem ser seguidos após o processo 
de maturação. 
Esse comprometimento é dependente da 
ação de citocinas e também da interação dos 
receptores pré-linfocitários com o meio 
externo - geralmente ocorre uma 
proliferação. Se não houver a interação de 
citocinas, por exemplo, o organismo não é 
capaz de maturar linfócitos, então ele tem 
uma imunodeficiência muito grave 
(imunodeficiência combinada grave ligada ao 
cromossomo X) – em alguns animais existe a 
incapacidade de produzir uma citocina muito 
importante nessa etapa, chamada IL-7. 
Costuma-se dizer que o processo de 
maturação de linfócitos é o melhor exemplo 
da epigenética, que é a parte da genética ou 
da biologia como um todo que estuda a 
expressão dos genes. 
A epigenética está envolvida no mecanismo 
que controla a expressão dos genes. Existem 
alguns processos básicos na epigenética, e 
um deles é o controle que é feito pelas 
histonas na estrutura do DNA, permitindo ou 
não o acesso de determinados segmentos 
gênicos para o processo de transcrição. 
Quando a histona se associa ao DNA para 
formar a cromatina com maior ou menor 
grau de condensação, isso pode determinar 
se vai haver ou não o acesso do gene para 
ser transcrito – se ele não for transcrito 
ele não vai ser expressado na forma de um 
produto proteico funcional. Além disso, 
existem aspectos da própria engenharia e 
comportamento da cromatina, independente 
das histonas, que podem permitir ou não o 
acesso a fatores de transcrição e a toda 
maquinaria necessária para que o gene seja 
expressado. 
Existe um outro aspecto da epigenética que 
são os chamados microRNAs, que são RNAs 
que não têm a função de dar origem ao 
processo de tradução, mas eles se ligam de 
forma complementar a determinados 
seguimentos gênicos e desligam esses genes 
para o processo de transcrição, produção 
do RNA mensageiro, e posteriormente 
síntese de proteína, que vai ser importante 
para o efeito biológico da ativação dos genes. 
REARRANJO E EXPRESSÃO DOS GENES 
DOS RECEPTORES 
Os receptores linfocitários são proteínas, e 
para tanto devem ter sua informação 
codificada no DNA. 
Na região do paratopo, onde estão os sítios 
de ligação com os epítopos, há uma grande 
variabilidade na sequência de resíduos de 
aminoácidos, e essa variabilidade tem que ser 
gerada como resultado da variabilidade na 
sequência de nucleotídeos no DNA. 
Susumu Tonegawa descobriu que havia uma 
diferença entre o DNA das células 
linfocitárias e o DNA das células somáticas. 
Ele descobriu que o DNA dos linfócitos era 
mais curto quando comparado com o DNA 
das demais células. Foi ele quem descobriu 
que havia um processo ao longo da 
maturação dos linfócitos nos órgãos linfoides 
primários que fazia com que pedaços do 
DNA desses linfócitos fossem perdidos. 
Esse mecanismo se dá porum processo de 
recombinação dos genes. Antes do trabalho 
de Tonegawa não se sabia dessa 
possibilidade, apenas que esse processo 
ocorria com o crossing-over na reprodução. 
Tonegawa descobriu que numa célula de 
linhagem linfocitária tanto B quanto T, os 
genes responsáveis por codificar os 
receptores eram capazes de fazer 
recombinação, eles trocavam pedaços para 
fazer um gene funcional. 
Na linhagem germinativa, ou seja, na célula 
que ainda não modificou seu DNA no 
processo de recombinação, esses genes se 
apresentam na forma de segmentos 
gênicos, que não são funcionais. São grupos 
de genes que, para dar origem ao gene do 
receptor, tem que sofrer uma modificação, 
que na verdade é uma combinação entre 
esses diferentes segmentos gênicos. Isso 
vale tanto para o TCR – cadeia alfa e cadeia 
beta, quanto para o BCR – cadeia leve e 
cadeia pesada. 
Um outro aspecto importante da 
organização dos genes que codificam os 
receptores de células B e T é o fato de que 
eles estão organizados também em 
diferentes loci. Para a imunoglobulina, 
existem 2 loci de genes que codificam cadeia 
leve, e 2 loci de genes que codificam cadeia 
pesada. Já para o TCR, existe apenas um loci 
para a cadeia alfa e um loci para a cadeia 
beta. 
O lócus que codifica para a cadeia beta do 
TCR humano possui um comprimento de 620 
mil bases e está localizado no cromossomo 7. 
Na imagem a seguir são representados 
diferentes segmentos gênicos com diferentes 
cores. Na cor amarela estão os segmentos 
V, num total aproximado de 50 segmentos. 
Esses segmentos não são funcionais, e para 
que se tornem funcionais eles devem se 
combinar com o segmento D e com o 
segmento J. Os segmentos D, localizados na 
extremidade 3’ dos segmentos V, são 
acompanhados por grupos de segmentos J, 
e para cada segmento D, existem 6 
segmentos J. Na extremidade 3’ de cada 
conjunto de segmentos J, existe um grupo 
de segmentos C. 
No processo de maturação, dos 50 
segmentos, 1 segmento V vai se combinar 
com 1 D e com 1 J, e vai gerar a informação 
chamada de recombinação VDJ, e ela vai 
codificar exatamente a região mais variável 
da estrutura da cadeia beta dos receptores 
de células T. 
 
Lócus da cadeia beta do TCR humano. 
Existe também no cromossomo 14, a 
informação para a cadeia alfa e delta do TCR 
humano. 
Na extremidade 5’ estão os segmentos V, 
de um total de aproximadamente 45 
segmentos. 
OBS.: essa informação também está no 
cromossomo 13, que é homólogo ao 14. 
Após os segmentos V existem os segmentos 
J, em um total de aproximadamente 50. 
A expressão do receptor é extremamente 
dependente do processo de recombinação 
dos segmentos gênicos, também conhecida 
como recombinação VDJ, para a cadeia beta 
do TCR e para a cadeia pesada de células B. 
 
Lócus da cadeia alfa e delta do TCR humano. 
 
Lócus da cadeia  do TCR humano. 
Um outro aspecto importante é que o 
número de segmentos gênicos que vão ser 
utilizados no processo de recombinação é 
variável entre as espécies. 
 
OBS.: Quando se analisa a cadeia alfa do TCR 
só tem segmentos VJ, assim como para a 
cadeia leve. 
O processo de recombinação VDJ implica, 
obrigatoriamente, em modificação do 
complemento no DNA da célula que está se 
desenvolvendo para dar origem ao linfócito. 
Se for analisado o DNA de uma célula que 
ainda não sofreu o processo de 
recombinação, todos os segmentos gênicos 
serão encontrados conforme foram 
recebidas as informações genômicas tanto 
do pai quanto da mãe (células germinativas). 
Nessa condição, afirma-se que o DNA do 
linfócito está na sua forma de linhagem 
germinativa, ou seja, não sofreu nenhuma 
recombinação. 
A medida em que os linfócitos vão se 
desenvolvendo, vão se maturando, começa a 
ocorrer a recombinação dos genes. Como é 
uma recombinação de células somáticas e 
não de células reprodutivas, esse processo 
recebe o nome de recombinação somática. 
Eventualmente, durante esse processo, 
podem ocorrer erros, e quando isso 
acontece, o mecanismo de reparo do DNA 
das células linfocitárias acaba inserindo 
novos nucleotídeos para permitir que esses 
genes recombinados sejam funcionais. Há 
então uma adição de nucleotídeos, que são 
denominados de N/P, e esses genes 
recombinados podem ser transcritos e dar 
origem ao RNA. 
Além disso, o próprio RNA dos linfócitos, o 
chamado transcrito primário, pode sofrer 
processamentos alternativos. Ele pode ser 
processado de mais de uma forma e gerar 
informação de três formas distintas, como 
representado na imagem a seguir: 
 
O segmento C codifica para os domínios 
constantes. 
Graças a essa organização gênica em 
segmentos não funcionais, que vão sofrer o 
processo de recombinação para gerar 
genes funcionais que codificam os 
receptores, é possível gerar uma 
variabilidade na informação genômica dos 
receptores. Como é possível gerar essa 
variabilidade no genoma, também é possível 
gerá-la na sequência de resíduos de 
aminoácidos, particularmente na região do 
paratopo. 
Cada linfócito fruto de um processo de 
recombinação distinto vai ser uma célula 
distinta, e diz-se que são clones de linfócitos 
distintos. No entanto, se uma determinada 
célula contendo um certo DNA se multiplicar, 
as células daquela linhagem vão ser cópias 
com o mesmo tipo de recombinação gênica. 
Existem sinais de reconhecimento para 
saber, no processo de maturação, qual 
pedaço de DNA vai ser cortado e qual vai 
ser emendado. Esses sinais são sequências 
no DNA, chamadas de sequência sinal de 
recombinação (RSS). Essas sequências estão 
posicionadas ao lado dos segmentos gênicos 
que vão ser recombinados: na extremidade 
5‘ do segmento V, na extremidade 3’ do 
segmento J, e nas extremidades 5’ e 3’ do 
segmento D. As enzimas que vão atuar no 
processo de recombinação, que vão clivar e 
depois emendar os segmentos gênicos que 
não são funcionais para torná-los funcionais, 
vão reconhecer essa sequência sinal de 
recombinação. 
 
Representação do processo de recombinação do ponto de 
vista das RSS. 
Existem sequências típicas dos sinais de 
recombinação, como a CACAGTC (e sua fita 
complementar) representada na imagem 
acima em roxo, ao lado do segmento V. 
Os mecanismos de corte e de emenda da 
molécula de DNA no processo de 
recombinação podem ser de dois tipos: um é 
a deleção e o outro é a inversão. 
Na deleção, se juntam os segmentos gênicos 
a partir do posicionamento adequado das 
sequências sinais de recombinação, e é 
perdido um pedaço de DNA. 
Na inversão, as sequências RSS são 
colocadas de forma paralela para gerar o 
processo de recombinação, e essas 
sequências geralmente não são perdidas. 
 
Posicionamento das sequências RSS para a cadeia 
kappa, lambda e para a cadeia pesada. 
As RSS são formadas por sequências de 7 
ou 9 pares de bases, os heptâmeros e os 
nonâmeros, que são reconhecidos pelas 
enzimas que vão atuar no processo de 
clivagem da molécula de DNA. 
O mecanismo de recombinação que ocorre 
na maturação dos linfócitos também pode 
ser chamado de recombinação não homóloga. 
Isso porque essa recombinação é feita 
dentro da estrutura de um cromossomo que 
possui uma molécula de DNA, e não entre 
cromossomos homólogos como ocorre nas 
células reprodutivas. 
Esse processo é dependente da ação de 
enzimas que atuam exclusivamente sobre os 
linfócitos, as chamadas enzimas ativas de 
recombinação, codificadas pelos RAGs, ou 
genes de ativação de recombinação. 
Também há a participação das chamadas 
enzimas de reparo. As RAGs clivam, e as 
enzimas de reparo emendam, e, 
eventualmente, também inserem 
nucleotídeos para corrigir algum erro que 
tenha ocorrido durante o processo de 
clivagem do DNA. 
O processo de recombinação gênica que 
ocorre na maturação dos linfócitos acontece 
em quatro etapas: sinapse, clivagem, 
abertura do grampo e junção. 
Na sinapse, há a aproximação de segmentos 
codificadores com suas RSS. Nessa etapa, 
as moléculas de DNA vão ser dobradas para 
aproximar as sequências que vão indicar o 
ponto de corte damolécula. Na clivagem, as 
enzimas atuam para cortar a molécula de 
DNA. Nessa etapa, duas proteínas vão ser 
extremamente importantes: a RAG 1 e a 
RAG 2. Em seguida, é feita a abertura do 
grampo, uma estrutura de proteção para 
não deixar que a extremidade cortada da 
molécula de DNA seja degradada dentro do 
ambiente celular (recombinases). Essa 
abertura é feita por uma proteína chamada 
artemis, que vai soltar essa estrutura de 
proteção e ao mesmo tempo permitir a ação 
das enzimas de reparo para fazer a união 
entre as pontas soltas da molécula de DNA 
que está sendo ligada. A última etapa é a 
junção, onde são emendados os pedaços da 
molécula de DNA que foram previamente 
clivados. Nessa última etapa, atuam 
principalmente as proteínas Ku 70 e Ku 80, 
e também a enzima DNA PK, que são 
enzimas de ligação. 
 
Ação das recombinases: fazem a manutenção das 
extremidades, para que elas não sejam degradas no 
interior da célula. 
GERAÇÃO DE DIVERSIDADE 
Durante o processo de recombinação 
somática, a partir da união dos diferentes 
segmentos gênicos VDJ para a cadeia 
pesada ou para a cadeia beta, e dos 
segmentos VJ para a cadeia leve ou para a 
cadeia alfa dos receptores linfocitários, é 
gerada uma diversidade resultante do 
próprio processo de recombinação. 
Além desse mecanismo que gera diversidade 
nos receptores, em termos de sequências 
de resíduos de aminoácidos, também 
existem outros mecanismos que estão 
relacionados inclusive com os erros que 
podem acontecer no processo de cortar e 
unir pedaços de DNA durante o processo de 
recombinação. 
Existem basicamente dois mecanismos de 
geração de diversidade: diversidade 
combinatória, que depende da quantidade de 
segmentos VDJ, e diversidade juncional, que 
consiste na inserção de nucleotídeos N/P. 
 
Contribuições de diferentes mecanismos à geração de 
diversidade nos genes da Ig e do TCR. 
Quando está ocorrendo o processo de 
recombinação somática, é formada a 
estrutura do grampo, que é a ligação 
temporária entre fitas complementares, 
que logo em seguida é clivada. Quando ocorre 
essa clivagem, não necessariamente são 
formadas fitas complementares, e quando 
são inseridos nucleotídeos para as fitas 
complementares, resultante da clivagem do 
grampo, esses são os chamados 
nucleotídeos P. Entre o espaço das duas 
moléculas de DNA que vão ser unidas, os 
nucleotídeos inseridos são os nucleotídeos N. 
 
Geração de diversidade juncional. 
T
A maturação de linfócitos T tem em especial 
a natureza do receptor: o receptor do 
linfócito T tem apenas uma região variável, 
enquanto o receptor do linfócito B possui 
duas. Isso vai tornar o processo de 
recombinação somática e o processo de 
geração de diversidade mais simples. 
O receptor de células T, ou TCR, só tem uma 
região variável, que pode ser formada por 
duas cadeias: alfa e beta ou gama e delta. A 
decisão de que tipo de receptor vai ser 
utilizado acontece durante o processo de 
maturação, que no caso dos linfócitos T 
acontece em dois órgão distintos, diferente 
do linfócito B, que na maioria das vezes 
ocorre em apenas um órgão (fígado fetal e 
medula óssea). Na maioria das vezes, a 
primeira etapa da maturação dos linfócitos 
T ocorre na medula óssea, e a segunda 
etapa ocorre no timo. 
No processo de maturação dos linfócitos T, 
é obrigatório que haja a expressão do 
receptor na superfície da célula, e se isso 
não ocorre, a célula entra em um processo 
de apoptose e a geração do clone linfocitário 
falha (isso também vale para os linfócitos B). 
No BCR, em um formato análogo ao Y, 
existem duas regiões de ligação ao antígeno, 
sendo essas as regiões que vão conter o 
sítio de ligação aos epítopos. Elas são as 
chamadas regiões variáveis. Na molécula do 
receptor consideram-se também as 
moléculas acessórias que são responsáveis 
pela sinalização da ligação ao antígeno para o 
meio intracelular (ITAM). 
Já nos linfócitos T, o receptor só vai ter um 
sítio de ligação ao antígeno, com uma região 
variável e com a contribuição de uma cadeia 
alfa e uma beta. A expressão “paratopo” 
não é utilizada para células T. Assim como 
nos receptores de células B, os receptores 
das células T também possuem moléculas 
acessórias, sendo a CD3 a mais conhecida 
(motivos de ativação baseados em tirosina, 
da mesma forma que nos receptores de 
células B). 
 
Comparação entre as estruturas dos receptores de células B 
e T. 
A expressão dos genes do TCR só vai 
ocorrer a partir do processo de 
recombinação somática (rearranjo 
sequencial), quando é formado um gene 
funcional. 
RECOMBINAÇÃO SOMÁTICA EM CÉLULAS 
T 
A recombinação é fruto também da forma 
como ocorre a organização dos genes que 
codificam a informação para o receptor de 
linfócitos T. Esses genes aparecem numa 
célula primordial/progenitora como sendo 
segmentos gênicos não funcionais, que são 
clivados e unidos pelas enzimas RAG 1 e RAG 
2 (recombinases). 
Esse processo de recombinação ocorre de 
maneira sequencial: primeiro recombinam os 
segmentos da cadeia beta, e depois os da 
cadeia alfa. Ainda, na cadeia beta, primeiro 
se recombinam os segmentos D e J, para 
depois ser feita uma recombinação com o 
segmento V. No caso da cadeia alfa, esse 
sequenciamento e recombinação dos 
segmentos não é utilizado, pois existem 
somente os segmentos V e J. 
A região que corresponderia ao paratopo do 
BCR no TCR é formada por um segmento 
VDJ. Já as regiões correspondentes aos 
domínios constantes vão ser codificados 
pelos segmentos C. 
 
A informação dos segmentos gênicos de 
cadeia delta está entre a região dos 
segmentos V alfa e J alfa. 
O lócus da cadeia gama do TCR está 
localizado no cromossomo 7, assim como o 
lócus da cadeia beta do TCR, porém em uma 
outra região. 
As sequências RSS vão estar na 
extremidade 3’ do segmento V, 5’ do 
segmento J e em ambas extremidades do 
segmento D. 
As etapas da recombinação VDJ são as 
mesmas vistas na aula 9. 
 
Recombinação para uma cadeia alfa de TCR. 
Após essa recombinação vai ocorrer a 
transcrição, e o RNA formado ainda não é 
um RNAm, e sim um RNA transcrito 
primário, ou seja, ele ainda vai ter íntrons e 
éxons (estes últimos podem ser traduzidos, 
os íntrons não). A célula faz então o 
processamento do RNA (splicing), 
removendo os íntrons e deixando os éxons 
que efetivamente vão ser utilizados. Dessa 
forma é obtido o RNA mensageiro, contendo 
a informação funcional para fazer uma 
cadeia alfa de TCR. 
 
Transcrição e processamento do RNA após o processo de 
recombinação para a cadeia alfa do TCR. 
A partir da informação contida no RNAm é 
feita a tradução, gerando uma sequência de 
resíduos de aminoácidos que configura uma 
cadeia polipeptídica alfa. Nessa cadeia ainda 
permanecem sequências de direcionamento 
dentro da célula, principalmente para o 
complexo de Golgi, e quando esse receptor 
vai ser expressado na membrana, essas 
sequências são retiradas e a molécula fica 
pressa na superfície da membrana do 
linfócito T. 
Os mecanismos responsáveis pela geração 
de diversidade são os mesmos vistos na aula 
9 (recombinação somática e diversidade 
juncional). 
MATURAÇÃO DE LINFÓCITOS T NO TIMO 
Embora a recombinação somática seja uma 
etapa crucial na maturação dos linfócitos, 
inclusive dos linfócitos T, ela não é o único 
evento fundamental para que ocorra a 
maturação dos linfócitos. Ela é sim muito 
importante, e vai inclusive influenciar as 
outras etapas da maturação, mas existem 
outros fenômenos associados a esse 
processo que devem ocorrer, se não, não é 
gerada a população de linfócitos T funcionais 
necessária ao funcionamento da imunidade 
adaptativa. 
O rearranjo sequencial ou recombinação 
somática, portanto, é um processo 
fundamental para gerar genes funcionais 
dos receptores de linfócitos T. Sem essa 
recombinação, não haverá a expressão dos 
genes de TCR e também não haverá a 
expressão do TCR na membrana dessas 
células. A partir do momento em que é 
gerada a expressão dos TCRs, a célula tem 
condiçõesde proliferar, ou seja, a célula da 
linhagem linfocitária T que está maturando, 
em um determinado momento ela é capaz de 
fazer a proliferação se ela conseguir fazer 
a recombinação somática. 
Alguns receptores que são gerados de 
linfócitos T podem ser auto reativos de uma 
forma patogênica, e então é necessário 
fazer uma seleção. Há, em um primeiro 
momento, uma seleção induzida pelos 
ligantes, a chamada seleção induzida por 
antígenos. Mais adiante, na periferia, na 
medida em que a célula realiza contatos 
antigênicos, ela vai adquirindo determinados 
fenótipos (Th1, Th2 e Th17). 
 
Maturação dos linfócitos T. 
No caso dos linfócitos T, o processo de 
maturação começa na medula óssea (ou 
fígado fetal), quando células tronco entram 
em proliferação, mas já começam a ter 
alterações no seu metabolismo, indicando 
que elas vão assumir um comportamento 
que vai levar à maturação de um linfócito T. 
Essas células tronco migram para o timo, 
onde elas assumem o estágio pró-T, ou seja, 
ainda não estão completamente envolvidas 
no processo de recombinação, mas ativam a 
expressão de algumas enzimas que já são 
responsáveis, por exemplo, pela inserção de 
nucleotídeos, como a enzima TdT. 
A caracterização dos diferentes estágios de 
maturação pode ser feita a partir do 
reconhecimento de proteínas na membrana 
da célula que está maturando. No estágio 
pró-T, existem proteínas c-kit na superfície 
da célula, a CD44 e a CD25, que é o 
receptor de IL-2. 
Quando começam a ser ativadas as RAGs, no 
final do estágio pró-T, começa a ocorrer a 
formação dos genes funcionais de 
segmentos VDJ para a cadeia beta, e 
começa a ser identificado RNAm que traduz 
para a cadeia beta. Nesse momento, a célula 
que está maturando é capaz de expressar 
em sua membrana apenas a cadeia beta e 
uma pseudo cadeia alfa. Esse receptor da 
célula pré-T é denominado de receptor pré-
T e é um marcador do estágio de maturação 
pré-T. 
Mais adiante, a célula pré-T prolifera e 
começa a expressar na sua membrana, as 
moléculas CD4 e CD8, e nesse momento, a 
célula é chamada de duplo positivo. Ela tem 
um receptor de célula T, mas ainda não 
optou se vai ser um linfócito T auxiliar ou 
citotóxico. 
Passada essa etapa, a partir do contato que 
esse receptor de TCR no estágio duplo 
positivo faz com o estroma do timo, ele vai 
expressar apenas a molécula CD4 ou apenas 
a molécula CD8, e aí caracteriza-se o 
receptor positivo simples e a célula T 
imatura. 
Depois disso, a célula T imatura sai do timo e 
vai para a periferia pela corrente sanguínea, 
e através da vênula de endotélio alto, chega 
até os órgãos linfoides secundários. Se ela 
encontrar um antígeno que esteja sendo 
expressado através de moléculas de MHC II 
de célula dendrítica, ou por outra célula 
nucleada (MHC I), ela para naquele órgão 
linfoide, prolifera e expressa diferentes 
fenótipos com base nesse contato. Se não, 
ela continua transitando da circulação para 
os órgãos linfoides secundários pela 
recirculação. 
*As RAGs também são expressas na fase 
de duplo positivo. 
Nesse processo, da etapa de pró-T até a 
célula T imatura ou positivo simples, é 
fundamental a participação do timo – é 
nesse órgão onde a população de linfócitos 
T que está sendo formada vai ser testada 
em relação a sua capacidade de reconhecer 
peptídeo na molécula de MHC. Ao mesmo 
tempo em que eles devem reconhecer algo 
externo ao organismo, também devem 
fazer o reconhecimento e a interação com 
algo que é próprio do organismo (restrição 
do TCR pelo MHC – o TCR de um 
determinado organismo só vai reconhecer 
os antígenos que forem apresentados pelas 
moléculas de MHC daquele próprio organismo 
onde o linfócito T maturou). 
Se um camundongo for produzido sem o timo 
(camundongo nude), ele não vai apresentar 
linfócitos T, e a chance de ele lidar com as 
infecções é muito menor em relação àqueles 
animais normais que possuem o timo. 
Animais que eventualmente tenham alguma 
deficiência na formação do timo, ou seja, um 
timo pouco funcional, vão ter poucos 
linfócitos T. 
O timo é, portanto, o principal local de 
maturação das células T nos animais que têm 
a imunidade adaptativa. Ele recebe 
precursores do fígado fetal e da medula 
óssea no adulto para dar origem aos 
linfócitos T funcionais. Ele também fornece 
estímulos que são necessários para a 
proliferação e a maturação dos timócitos, ou 
seja, no estágio entre a célula tronco pró-T 
e entre pré-T e célula T imatura, são 
importantes os estímulos fornecidos pela 
arquitetura do timo. 
 
Representação esquemática de um timo. 
Os timócitos chegam a partir do fígado fetal 
ou da medula óssea nos adultos. O timo pode 
ser dividido em duas regiões básicas: a 
cortical e a medular, e o processo de 
maturação ocorre da região cortical para a 
região medular. 
À medida em que os precursores que 
chegam pela cortical vão interagindo com o 
estroma tímico, eles vão realizando seu 
processo de maturação, principalmente 
testando a fase de célula pré-T, onde o 
receptor pré-T interage com o estroma. Se 
porventura ao interagir com as células que 
estão presentes na região cortical, essa 
ligação for entendida como não adequada – 
célula pouco reativa, que não reconhece as 
moléculas de MHC ou reconhece demais – o 
resultado final é a indução da apoptose. Se a 
interação for adequada, ela continua seu 
processo de maturação, dando origem a um 
linfócito T CD8+ imaturo (MHC I) ou a um 
linfócito T CD4+ imaturo (MHC II). 
O que é o ambiente tímico, em termos de 
sua composição e estímulos? O que vai 
estimular o processo de maturação dos 
linfócitos T? 
Primeiro, a expressão de moléculas de MHC 
de classe I e II nesse ambiente, o que vai 
direcionar a célula duplo positivo para uma 
condição de positivo simples. Além das 
moléculas de MHC, participam também as 
citocinas, que vão direcionando essa 
diferenciação e também a proliferação (a 
citocina mais importante nesse processo é 
a IL-7, sem ela não ocorre o processo de 
maturação de linfócitos). Além disso, também 
há a ação das quimiocinas, que ajudam no 
direcionamento da migração dos timócitos da 
cortical para a medular. 
 
Na região medular, também pode ser gerada 
uma célula duplo negativa, que vai dar origem 
ao linfócito T gama delta, envolvido 
principalmente no reconhecimento de 
estruturas que não são feitas a base de 
aminoácidos, como carboidratos e moléculas 
complexas de carboidrato e lipídeo. Esse 
linfócito interage com uma outra célula 
apresentadora de antígeno. 
Na região da medula também pode haver a 
seleção negativa das células T – se elas 
interagirem com muita afinidade nos seus 
TCRs, ela também vão entrar em apoptose. 
Os estágios da maturação dos linfócitos T 
são, então, os seguintes: 
I. Pré-Célula T 
Caracterizada pela presença de um 
receptor formado por uma cadeia 
beta recombinada e uma pseudo 
cadeia alfa. 
II. Duplo Positivo 
Além do TCR, tanto com a cadeia beta 
como a alfa, possui as moléculas CD4 
e CD8 na superfície do timócito. 
III. Positivo Simples 
Quando já foi feita a opção do timócito 
que está em processo de maturação, 
para expressar somente CD4+ ou 
CD8+. 
IV. Duplo Negativo 
Quando o timócito não expressa 
nenhuma das duas moléculas (CD4+ e 
CD8+). Dá origem ao linfócito T gama 
delta. 
O processo de seleção que é feito pela 
interação das moléculas de MHC com os 
receptores de linfócitos T no timo pode ser 
de duas formas distintas. A primeira é 
positiva, ou seja, o linfócito T, através do seu 
TCR, deve reconhecer moléculas de MHC do 
próprio organismo (restrição pelo MHC). A 
segunda é negativa, ou seja, mesmo ele 
interagindo com um MHC e um peptídeo 
dentro do organismo a célula não é capaz de 
ser ativada, e esse é um dos mecanismos 
que origina a chamada tolerância, inclusive 
aos próprios componentes. 
A tolerância aos próprios componentes é, 
portanto, um processo que ocorre nesse 
momento de geração da população de 
linfócitos T, que vai do nascimento até a 
puberdade. Depois queessa população de 
linfócitos T está estabilizada, é mais difícil 
induzir essa tolerância. 
 
Frequência dos diferentes timócitos no órgão durante o 
processo de maturação (citometria de fluxo). 
No quadrante superior esquerdo, existe a 
identificação das células que são apenas 
CD4+. No quadrante inferior direito, existe a 
identificação das células que são apenas 
CD8+. Isso significa dizer que, nesses dois 
quadrantes, estão as células T imaturas 
positivas simples. 
No quadrante inferior esquerdo, estão as 
células que não são nem CD4+ e nem CD8+, 
ou seja, as duplas negativas. E no quadrante 
superior direito, estão as células duplas 
positivas. 
O processo de maturação dos linfócitos B se 
assemelha a vários aspectos do processo de 
maturação dos linfócitos T: os mecanismos 
de recombinação somática, junção, inserção 
de nucleotídeos, substituição de nucleotídeos 
e geração de diversidade, possuem os 
mesmos princípios. Entretanto, os locais 
onde esses processos vão ocorrer vão se 
diferir. 
Na maioria das espécies, durante o período 
de vida fetal, a maturação de linfócitos B é 
feita no fígado, e esse tipo de maturação vai 
dar origem a uma população de linfócitos B 
denominada de B1. Essa população vai migrar 
para a cavidade peritoneal e vai proliferar 
por mitose, mantendo-se relativamente 
constante. 
Depois, na vida adulta, o sítio de maturação 
passa a ser a medula óssea, e ao longo de 
toda a vida da maioria das espécies é nesse 
local que é feita a produção e a maturação 
dos linfócitos B. 
Nas aves, a maturação de linfócitos B 
começa na medula óssea, mas termina na 
bursa de Fabricius. Ademais, além da 
recombinação somática, um outro mecanismo 
é utilizado: a conversão gênica (dependente 
de uma organização um pouco diferente dos 
segmentos gênicos VDJ, que nas aves 
recebem o nome de pseudogenes). 
Em algumas espécies, a maturação dos 
linfócitos pode ocorrer no tecido linfoide 
associado ao trato gastrointestinal, como 
nos lagomorfos (coelhos), que em um 
determinado momento de sua vida fazem a 
maturação dos linfócitos B no GALT. Nos 
suínos, essa possibilidade também foi 
estudada, mas os estudos não foram para 
frente. 
Na fase de vida fetal, esse processo ocorre 
no fígado, na maioria das espécies, e na fase 
de vida adulta na medula óssea. Nas aves, 
esse processo acontece na bursa de 
Fabricius, e nos lagomorfos no GALT. 
As características do processo de 
maturação, de uma maneira geral, são as 
mesmas dos linfócitos T. Deve haver o 
rearranjo dos genes que codificam para o 
receptor de célula B, tem que ter a 
expressão de um receptor pré-B e depois a 
expressão do receptor completamente 
montado (duas cadeias pesadas e duas 
leves). Após isso deve haver uma seleção, 
com base na capacidade de ligação dos BCRs 
no ambiente da medula óssea. 
Os órgãos que estão envolvidos no processo 
de maturação dos linfócitos B são: fígado, 
medula óssea, GALT e bursa de Fabricius nos 
lagomorfos e nas aves, respectivamente e 
baço (para as células B de zona marginal). 
A ativação vai ocorrer na periferia, como na 
região cortical dos linfonodos, onde os 
linfócitos B podem encontrar antígenos e 
serem ativados pelo contato concomitante 
com linfócitos T auxiliares ativados, 
proliferando. 
 
Estágios de maturação dos linfócitos B. 
Assim como nos linfócitos T, o processo de 
maturação dos linfócitos B começa com uma 
célula tronco indiferenciada, que começa a 
alterar o funcionamento do seu material 
genético, expressa uma enzima de inserção 
de nucleotídeos (TdT) na fase de pró-B, 
apresenta alguns marcadores na superfície 
da célula (CD43, CD19 e CD10), e em um 
determinado momento, entre o estágio pró-
B e pré-B, ativa as enzimas recombinases 
(RAGs). 
Primeiro, é feita a recombinação dos 
segmentos gênicos que codificam para a 
cadeia pesada, e na fase de pré-B, são 
expressadas duas cadeias pesadas 
associadas à duas falsas cadeias leves. 
Nesse momento, o receptor é chamado de 
receptor pré-B, assim como o estágio. 
Entre os estágios de célula tronco e pró-B e 
entre os estágios de pré-B e linfócito B 
imaturo, o processo de maturação é 
marcado por uma intensa proliferação 
(células entram em mitose). 
Os clones derivados das células pré-B, que 
dão origem aos linfócitos B imaturos, vão 
ativar novamente a expressão das RAGs e 
vão fazer a recombinação dos segmentos 
gênicos que codificam para a cadeia leve. Se 
o processo de recombinação for efetivo, há 
a expressão do receptor completo na 
membrana. 
A partir daí, os linfócitos B imaturos podem 
migrar para a periferia, chegar até uma 
região cortical de linfonodo, encontrar 
antígenos e células T, e na condição de 
linfócito B maduro proliferar e se 
diferenciar em plasmócitos, que vão 
secretar anticorpos. 
O que vai ser importante nos estágios finais 
de maturação, principalmente na fase de 
linfócito B imaturo e maduro, é a presença 
do receptor que é, na verdade, uma molécula 
de IgM ancorada na membrana celular 
associada a moléculas acessórias que vão 
ser importantes para a ativação da célula. À 
medida em que essa célula amadurece, ela 
aumenta a expressão de IgM na sua 
superfície, podendo expressar também IgD. 
A capacidade de responder ao antígeno, da 
fase de célula tronco até linfócito B imaturo 
é nenhuma, ou limitada à seleção negativa – 
os linfócitos B que reconhecem 
componentes do próprio organismo no 
ambiente medular são eliminados por 
apoptose. 
 
Divisão mais detalhada dos estágios de maturação dos 
linfócitos B. 
Nessa divisão, o estágio pró-B inicial é incluído 
depois da célula tronco, sendo seguido pelo 
estágio pró-B tardio e estágio pró-B maior, 
e depois, inclui-se o estágio pré-B menor. 
Ainda nessa divisão, a recombinação de 
cadeia pesada do segmento D-J ocorre no 
estágio pró-B inicial. No estágio pró-B tardio 
ocorre o rearranjo V-DJ, e no estágio pró-B 
maior se tem o VDJ rearranjado. No estágio 
pré-B menor começa a ocorrer a 
recombinação do segmento V-J da cadeia 
leve. Quando o linfócito B está imaturo, os 
segmentos gênicos VDJ da cadeia pesada e 
os segmentos VJ da cadeia leve já estão 
rearranjados, expressando o receptor 
completo na superfície da célula. 
RECOMBINAÇÃO 
O processo de recombinação dos linfócitos 
B é um pouco diferente do processo de 
recombinação dos linfócitos T, principalmente 
em relação aos locus genéticos envolvidos. 
Para os linfócitos T, existe um locus para a 
cadeia alfa e um locus para a cadeia beta. No 
caso dos linfócitos B, existe um locus para a 
cadeia pesada e dois locus para a cadeia leve. 
Isso significa dizer que existem duas 
possibilidades de cadeia pesada, uma no 
cromossomo homólogo do pai e uma no 
cromossomo homólogo da mãe, e quatro 
possibilidades de cadeia leve. 
O primeiro locus a ser falado é o locus kappa. 
Nesse caso, vai ter um locus genético no 
cromossomo vindo da mãe e um locus 
genético no cromossomo homólogo vindo do 
pai. Além desse, vai ter um outro locus para 
a cadeia leve, que é o locus lambda, com o 
mesmo esquema de cromossomos da mãe e 
do pai. 
No processo de maturação dos linfócitos B, 
a chance de sucesso é maior, porque se 
falhar a recombinação em algum dos locus 
de cadeia leve, tanto do pai quanto da mãe, 
pode-se tentar o outro locus (kappa ou 
lambda). 
Existem também uma diferença na 
frequência de utilização dos locus genéticos 
de cadeia leve entre as espécies. 
Para a cadeia leve das imunoglobulinas, tem-
se apenas os segmentos V-J na linhagem 
germinal de DNA, mais os segmentos 
constantes. Os segmentos variáveis são 
representados em vermelho na figura 
abaixo, os segmentos J em amarelo (junção), 
e os constantes em azul. O segmento L é a 
sequência líder, que permite que o segmento 
V seja transcrito. Na falta de uma sequência 
líder, o segmento V não é considerado um 
segmento genético, recebendo o nome de 
segmento pseudo genético, então são 
pseudogenes – aves (nas aves, a linhagem 
germinal não vem com a sequência líder). 
Na cadeia pesada,primeiro faz-se uma 
recombinação DJ, e depois faz-se a 
recombinação com o segmento V, formando 
um gene funcional VDJ. 
 
Organização dos segmentos gênicos de cadeia leve e pesada. 
A primeira recombinação que acontece é a 
do segmento D-J da cadeia pesada. Logo em 
seguida, o DNA vai sofrer o processo de 
recombinação pela ação das RAGs, e vai 
juntar um segmento gênico V aos segmentos 
DJ previamente recombinados. Entretanto, 
ainda permanecem vários materiais 
genéticos no DNA, como vários segmentos J 
e vários segmentos de domínio constante, e 
nem tudo vai ser utilizado para fazer o 
receptor. Isso é resolvido, inicialmente, a 
partir da produção de um RNA chamado de 
RNA transcrito primário, que tem os vários 
éxons e íntrons que não vão ser utilizados, e 
aí ele faz um processamento do RNA, 
extirpando esses éxons e íntrons, dando 
origem a um RNAm pronto para ser 
traduzido. 
*O processamento pelo qual os éxons 
também são extirpados recebe o nome de 
splicing alternativo. 
Forma-se então uma cadeia polipeptídica 
inicial, ainda com a informação da sequência 
líder, que vai ajudar no endereçamento para 
o complexo de Golgi. A partir daí, tem-se a 
remoção da sequência líder no complexo de 
Golgi e forma-se uma cadeia polipeptídica da 
cadeia pesada. 
No estágio de célula pró-B, tem-se a 
expressão de duas cadeias pesadas 
associadas a duas cadeias leves, e mais 
adiante, na célula B imatura, já vai ter 
ocorrido o processo de recombinação 
somática das cadeias leves. 
Na representação abaixo, utilizou-se a cadeia 
leve kappa. Um segmento V e um segmento 
J vão ser escolhidos para se combinarem, 
fazendo uma junção VJ. A partir desse 
momento é feito um transcrito, mas não é 
um RNAm propriamente dito, e sim o RNA 
transcrito primário com a presença de 
éxons e íntrons que não vão ser utilizados. 
Depois do processamento do RNA e do 
extirpamento dos éxons e íntrons, vai ser 
formado o RNAm, que vai ser traduzido no 
âmbito do retículo endoplasmático rugoso e 
vai dar origem a uma cadeia polipeptídica, 
que por sua vez vai até o complexo de Golgi, 
onde a sequência líder vai ser removida. 
Na fase de célula B imatura tem-se a 
montagem completa do receptor ancorado 
na membrana, ou seja, com duas cadeias 
leves e com duas cadeias pesadas. 
 
Sequência de eventos da recombinação. 
Os segmentos V vão estar presentes 
exatamente na região do paratopo, então a 
variabilidade nesse local é devida, em parte, 
pela presença desses segmentos VDJ 
(cadeia pesada) e VJ (cadeia leve) 
combinados nessas regiões, mas também há 
a contribuição da diversidade juncional pesa 
inserção de nucleotídeos N/P. 
 
Para a cadeia pesada, o primeiro domínio constante que é 
expressado é o domínio constante , que é o domínio que 
codifica para a cadeia pesada de IgM. 
O receptor de célula B não é formado 
apenas pela cadeia leve e pela cadeia pesada 
da imunoglobulina, existe também a 
expressão de moléculas acessórias como Ig 
e Ig, que tem os motivos de ativação 
baseados em tirosina, e que são importantes 
para mandar o sinal para o interior da célula 
de que houve ligação com o antígeno (o 
mesmo vale para o TCR). 
Quando ocorre a ligação dos receptores 
celulares, no caso da imagem abaixo de uma 
célula pré-B, ocorrem alguns eventos. Se 
houver a ligação desse receptor pré-B a 
algum ligante no meio da medula óssea, há a 
inibição da recombinação da cadeia pesada – 
isso significa dizer que já houve uma 
recombinação efetiva e que não há a 
necessidade de recombinar o outro locus 
vindo da mãe ou do pai. As células pré-B 
começam a proliferar e há um estímulo de 
recombinação da cadeia leve (kappa nos 
humanos e camundongos, lambda para as 
demais espécies). Também há um 
desligamento da transcrição da cadeia leve 
substituta (falsa ou pseudo cadeia leve). Um 
processo semelhante acontece com os 
receptores de células pré-T. 
 
No estágio pró-B inicial, uma primeira 
recombinação é feita entre os segmentos 
DJ para a cadeia pesada, em ambos os 
cromossomos homólogos (do pai e da mãe). 
Logo em seguida, faz-se a recombinação 
VDJ de um dos cromossomos (do pai ou da 
mãe). Se o processo for positivo, segue-se a 
maturação do linfócito B, e se for negativo, 
o segundo cromossomo homólogo também 
vai fazer a recombinação do tipo VDJ. Se 
esse segundo cromossomo também falhar 
no seu processo de recombinação, a célula 
entra em apoptose, caso contrário 
(processo de recombinação efetivo), 
começa-se no estágio de célula pré-B a 
recombinação dos genes kappa (ser humano 
e camundongo), e segue-se o processo. Caso 
o processo seja negativo, como é um locus 
presente nos dois cromossomos homólogos 
para o gene kappa, faz-se a recombinação 
do segundo cromossomo homólogo – 
processo efetivo: segue a maturação – 
processo negativo: tenta-se usar o locus 
lambda no primeiro cromossomo, se 
funcionar, segue a maturação, e se der 
negativo tenta-se o segundo, dando certo, 
segue a maturação, se não, a célula entra 
em apoptose. 
 
As diferentes espécies têm números de 
segmentos distintos. A região CDR3 é o 
ponto onde ocorre a junção dos segmentos 
gênicos, e é onde ocorre a maior 
variabilidade em termos de sequência de 
resíduos de aminoácidos (recombinação + 
diversidade juncional). 
 
Quando é feito o RNA transcrito primário, a 
partir de um DNA que tenha a informação 
para o receptor de cadeia pesada que foi 
recombinado, por exemplo, ele vai ter a 
informação tanto para a IgM quanto para a 
IgD. O que vai definir qual delas vai ser 
escolhida é a etapa de processamento do 
RNA. 
 
Splicing alternativo. 
Na fase de célula B madura, é comum 
encontrar em algumas espécies o receptor 
de célula B tendo ao mesmo tempo cadeia 
pesada do isotipo IgM e cadeia pesada do 
isotipo IgD.