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Dr. Álef Lamark 1 Imunologia tumoral IMUNOLOGIA TUMORAL 1. OBJETIVOS: • Compreender o que são os tumores. • Compreender os genes envolvidos relacionados com os tumores. • Compreender como os vírus podem levar ao desenvolvimento de tumores. • Compreender a resposta anti-tumoral. • Compreender os mecanismos de evasão tumoral. • Compreender os princípios básicos da imunoterapia. 2. O QUE SÃO TUMORES? Uma definição básica de um tumor é uma proliferação exacerbada de células. Um tumor benigno são células que não apresentam uma boa capacidade migratória, logo, não geram metástases, uma vez que não atravessam a lâmina basal. Um tumor maligno rompe a lâmina basal e gera metástase. Fonte: Histologia online. MOL, acessado em 13 de março de 2022. Quando falamos de um tumor maligno, nos referimos ao câncer. 3. PILARES DO CÂNCER Há potencial replicativo ilimitado, a célula é imortal, há deficiência da enzima telomerase. O telômero está no final do cromossomo e é relacionado ao envelhecimento celular, quanto mais a célula se divide, mais velha ela fica. Em muitos tipos tumorais, a célula se prolifera de maneira exacerbada, mas não apresenta o telômero encurtado. Quando uma célula se divide, ela reduz seu telômero e quando ele fica curto, ela para de se dividir, isso é a senescência celular. No tumor, apesar dela se dividir, seu telômero não se encurta. Dr. Álef Lamark 2 Imunologia tumoral Angiogênese sustentada: precisa de uma quantidade grande de sangue e oxigênio, a célula tumoral induz isso para garantir um bom aporte de nutrientes e sua viabilidade. Evasão de apoptose: existem mecanismos que tentam parar uma proliferação exacerbada de uma célula, um deles é a apoptose que é a morte celular programada. Muitos tumores conseguem evadir, burlar a apoptose, eles não sofrem esse processo e se mantém viáveis no tecido. Autossuficiência para sinais de crescimento: há fatores de tecidos vizinhos que induzem crescimento e proliferação, mas muitas células tumorais são autossuficientes, ela mesma produz fatores para sua própria evolução. Insensibilidade aos sinais de inibição de crescimento: uma célula normal é inibida pelas células vizinhas, o próprio contato físico cessa sua proliferação, mas as células tumorais são insensíveis aos sinais de inibição. 4. GENÉTICA DO CÂNCER Genes críticos para o câncer: proto-oncogenes; o proto-oncogene quando mutado e super expresso, passa a ser um oncogene. Exemplo é o gene NIC, que induz proliferação celular, é um ativados do ciclo celular. O gene NIC quando super aumentado é um exemplo de oncogene e quando em tamanho normal, é um proto- oncogene. Nem sempre essa diferença é quantitativa, dependendo da mutação e do fenômeno genético, ele pode estar em quantidades normais e ser um oncogene. Genes supressores do tumor: reprimem células neoplásicas. Em 2 grupos, Caretakers (BRCA 1 e 2) e Gatekeepers (p53). Os gatekeepers regulam diretamente o ciclo celular e os Caretakers reparam dano no DNA, mantendo a integridade genômica e evitando a instabilidade genética. Mais de 50% das células neoplásicas apresentam deleção do gene p53. Ele faz a parada do ciclo celular, senescência e apoptose. Assim, reprime a chance de uma proliferação exacerbada de células. Ele é ativado quando há sinais de hiperproliferação, dano ao DNA, encurtamento dos telômeros etc. 5. CÂNCER O câncer tem um metabolismo desregulado, é instável genomicamente; geralmente associamos mutações com câncer, uma única mutação não é suficiente pra induzir câncer, precisa ter ao menos 2. A mutação pode tanto ser a causa do câncer como pode ser uma consequência. Após 30~40 anos num ciclo vicioso de destruição e regeneração + inflamação, acaba favorecendo o aparecimento de um tumor. Exemplo é o tabagismo: destrói o epitélio respiratório e regenera sempre na presença de inflamação. Após milhares de ciclos, acaba gerando um tumor. O câncer escapa da resposta imune. 6. O VÍRUS PODE LEVAR AO CÂNCER? Dr. Álef Lamark 3 Imunologia tumoral Sim: vírus da hepatite C, B, HPV. Potencial menor: Epstein barr (herpes vírus do tipo 4), herpes viruts do tipo 8 (indutor do sarcoma da kaposi). Um vírus pode entrar numa célula, exemplo, um retrovírus (vírus de RNA), injetar o material genético na célula e executar transcrição reversa, ou seja, codifica uma molécula de DNA a partir da molécula de RNA que ele tem. Esse fragmento de RNA que foi retrotranscrito, se insere no mecanismo genômico da célula hospedeira. Exemplo de vírus que faz isso: HIV. Muitas vezes, devido a essa entrada, há fenômenos de recombinação. O vírus que se inseriu, pode se inserir no meio de um gene proto-oncogene. São genes fisiológicos associados ao crescimento celular. Tudo que pensamos em crescimento celular, pode ser transformado e se transformar num oncogene. Conforme eles vão se inserindo, há uma transformação, muitos dos vírus se replicam, fazem seu genoma (transcrito) na célula hospedeira e quando saem levam seu genoma para fora. Transcrição reversa: a enzima que catalisa a reação é a transcriptase reversa. A enzima que integra o genoma, o DNA viral, ao genoma da célula hospedeira é a enzima integrasse. Ambas são importantes no processo de transcrição viral no caso do HIV. Há outras enzimas também. A integrase é uma das vias de inibição mais promissoras para o tratamento de paciente soro positivo. Dolutegravir é um inibidor de integrasse. Um segundo mecanismo pelo qual os vírus podem transformar uma célula no tumor é que alguns deles possuem promotores muito fortes, todo gene possui uma sequência reguladora ao lado que é chamada de promotor. Não temos uma representação do promotor no RNA mensageiro, o promotor existe a nível de DNA; alguns desses promotores tem a função de controlar a taxa com que a transcrição está sendo feita. Alguns vírus possuem promotores fortes que induzem uma alta taxa de transcrição e se eles se inserirem ao lado de um proto-oncogene, eles podem aumentar muito o nível de expressão desse fator de crescimento na célula. Uma célula (com proto-oncogene) está acostumada a responder uma dose X de um hormônio porque tem 100 receptores na superfície, se um promotor forte é inserido de modo que aumento a taxa de transcrição 1000x, agora ela tem 1000x mais capacidade de responder ao hormônio, essa célula estará super estimulada para crescer, fazer seu ciclo celular, sintetizar novas proteínas. 7. CICLO CÂNCER-IMUNIDADE Resposta imune contra o câncer: linfócitos TCD8 e célula Natural Killer. O NK é uma célula da imunidade inata, NÃO é um linfócito nem tem característica de tal. Linfócito tem um receptor na superfície que foi arranjado por mecanismo genético, como o TCR e o BCR (Receptor de célula T e B). A célula NK deriva de uma linhagem linfoide, mas não é um linfócito. Iniciamos esse ciclo de resposta contra o tumor, focando no papel do linfócito TCD8, embora a célula NK possa ajudar nesse processo. Passo 1: massa tumoral crescendo, há morte de células tumorais. Antígenos tumorais estão sendo liberados. Ambiente tumoral é complexo, não é só o tumor Dr. Álef Lamark 4 Imunologia tumoral crescendo, existem células associadas e algumas delas é a do sistema imune. Há células APCs, destaco as dendríticas, ela fagocitará os antígenos das células mortas, processará e apresentará os antígenos. Passo 2: a célula dendrítica tem um mecanismo que sai do tecido, logo pode ser encontrada em qualquer tecido do corpo. Ao sair, migra, via sistema linfático, ao linfonodo regional mais próximo da região. Esse linfonodo tem que ter uma arquitetura muito bem definida, ela favorece o aparecimento da resposta imune adaptativa. Passo 3: Essa célula chega ao linfonodo e é dentro dele que as APCs ativam linfócitos T, são importantes para iniciar a resposta imune.Passo 4: Os linfócitos T uma vez ativados, recebendo os sinais necessários para sal ativação, saem do órgão secundário e podem via circulação linfática ou sanguínea, voltar ao tecido tumoral. Passo 5: Chegando e se infiltrando no tecido tumoral, eles têm uma capacidade de matar a célula tumoral. Desde que tenha a presença de um antígeno ou novo antígenos que surgiu, desde que a célula tumoral tenha alguma característica que permita que exista imunidade contra ela, o linfócito TCD8 pode matar as células tumorais, contribuindo para regressão do tumor. Passo 6: O ciclo se auto propaga, uma vez que inicia o ciclo, chega o linfócito TCD8 chegando à célula tumoral, haverá morte de células tumorais, liberação de antígeno de células tumorais, fagocitose por APCs etc, reinicia o ciclo. A resposta ideal é que ela se perpetue até que eu consiga eliminar definitivamente o tumor. 8. RESPOSTA ANTI-TUMORAL O que que é que o linfócito TCD8 reconhece para identificar uma célula tumoral e matar a célula tumoral? Os linfócitos TCD8 reconhecem antígenos apresentados por moléculas do MHC Classe 1 e todas as células nucleadas consomem MHC classe 1 (incluindo tumores). O MHC nunca tá vazio, sempre vai para a superfície da célula carregando um peptídeo de uma proteína. Em geral, o linfócito TCD8 não responde a essas proteínas. O que pode fazer para uma célula própria passar a ser uma célula tumoral? Novas mutações que aparecem! Uma proteína ter inserido um aminoácido novo. O linfócito TCD8 reconhece um complexo, peptídeo (fragmento da proteína) + MHC. Então ele tem um receptor que se encaixa nesse complexo tridimensionalmente. Se altero um aminoácido, mudo a forma como liga. Se agora tenho uma nova proteína sendo expressa, isso pode fornecer um sinal para o linfócito TCD8 iniciar uma resposta tumoral. Outra possibilidade... Nem sempre essa proteína é qualitativa, essa alteração pode ser quantitativa. A célula está acostumada a apresentar uma proteína num nível X, e ela passou a apresentar 1000x essa proteína, então muitos receptores foram engajados nos receptores e agora o linfócito TCD8 tem uma super estimulação, agora pode iniciar uma resposta antitumoral. Dr. Álef Lamark 5 Imunologia tumoral Uma vez que o vírus infecta a célula, ele traz uma nova oferta de antígenos. Os antígenos virais são alvos da resposta de linfócitos TCD8, pensando no caso de resposta imune, essa possibilidade do tumor ser uma célula também infectada por um vírus, aumenta a probabilidade de que tenha novos antígenos sendo produzidos e aí mais facilmente se inicia uma resposta de linfócitos TCD8. 9. MARCADORES Há antígenos que só são expressos no período embrionário e voltam a ser expressos no período adulto (mas não era para voltar). Exemplo: alfafetoproteína, alguns tumores hepáticos podem produzir alfafetoproteínas. Essas proteínas são analisadas em exames de sangue e não servem como diagnostico, mas como marcador, é um marcador a mais para fechar o diagnóstico, mas quem dá o diagnóstico é o exame histopatológico. Nem todo mundo que tem tumor hepático aumentará a expressão dessa proteína. Câncer de próstata pode aumentar o PSA, mas não é obrigado aumentar. Serve para auxiliar o diagnóstico, mas para fechar tem que ter uma análise histopatológica. Os marcadores não definem o diagnóstico. 10. CÉLULAS NATURAL KILLERS A NK não é um linfócito, mas tem origem linfoide. Há hematopoiese que é a produção das células sanguíneas. Há a figura de uma célula tronco hematopoiética, às vezes é capaz de isolar uma única célula tronco. A mesma célula tem que possuir a capacidade de originar todas as células sanguíneas. Há a célula tronca adulta e a embrionária. É importante saber que além do local que consigo extrair a célula tronco, tenho que pensar em termos de possibilidade de diferenciação celular. Temos células tronco adulta e embrionária, além do local, classificamos em termos de possibilidade de diferenciação celular. Temos células totipotente (se diferencia em todos os tecidos, seja ele embrionário e extraembrionário, a única célula é uma célula retirada do estado de mórula, quando vejo o blastômero); pluripotente (se diferencia em todos os tecidos embrionários) e multipotente (se diferencia em células de uma linhagem de um folheto embrionário). A parte que interessa é a linfoide. O progenitor linfoide comum é uma célula que, dependendo do estímulo, dá linhagem a três células diferentes. Linfócitos T, B e Células natural Killer. As CN pertencem a um grupo de células chamada células inatas linfoides. A célula NK é desativada pela presença de MHC Classe 1, e como todas as células nucleadas têm, ela está engajando MHC Classe 1 em todas as células e está constantemente sendo inibida. Nos tumores há redução da expressão de MHC Classe 1, isso é um mecanismo de escape para os linfócitos TCD8. Assim eu reduzo a possibilidade de ativar o linfócito TCD8 contra um antígeno tumoral. Mas, aí nesse caso, as NK estarão mais ativas. Dr. Álef Lamark 6 Imunologia tumoral A imunidade se complementa. MHC Classe I normal: NK inibido e TCD8 alto. MHC classe 1 inibida: NK alto e TCD8 baixo. Hipótese do “missing self”, a hipótetese de que aquilo que é próprio está faltando. O mecanismo do MHC classe 1 é o mais básico de como a NK pode ser ativada. A célula NK tem uma série de receptores na superfície e eles podem reconhecer diversos ligantes na célula tumoral. Alguns são excitatórios e outros inibitórios. A célula tumoral pode liberar proteínas de estresse. A célula tumoral é uma célula que se divide muito, tem um metabolismo muito ativo, logo, muitas vezes, sofre estresse a nível de reticulo endoplasmático e essas proteínas são alvos para receptores que existem na célula NK, caso ela reconheça os receptores, ela também poderá ser ativada. A forma de funcionamento dela pode ser modulada. O ajuste pode ser para mais. Mas, o tumor pode ter proteínas que inibem células NK, assim, a resposta será menor. A ação da NK vai depender se terá mais receptores excitatórios ou inibitórios dela. 11. LINIFÓCITO TCD8. Entre os alfa e beta, podem ser divididos em CD4 e CD8. O linfócito TCD8 precisa de 2 sinais para ser ativado pela APC, o primeiro é o reconhecimento do complexo peptídeo + MHC Classe 1, esse linfócito se ajusta tridimensionalmente no complexo e se ele for específico, capaz de se ligar ao complexo, ele receberá esse sinal. O segundo sinal é o coestimulatório, é fornecido pelas moléculas coestimulatórias. Importante coestimuladores: CD28 e B7, ambas expressas na APC. É uma interação necessária, é o segundo sinal para ativação do linfócito TCD8, isso acontece a nível de órgão linfoide secundário. O linfócito TCD8 vai se expandir e adquirir suas funções efetoras: produção de interferon gama e liberação de perforina e granzima para matar as células tumorais. 12. EVASÃO TUMORAL O tumor é uma célula própria, muitas vezes transformada, mas não expressa nenhum antígeno novo nem nenhum de forma aberrante. Uma célula normal, não tem o que o TCD8 reconhecer porque ele é tolerante a nossas próprias proteínas. A célula tumoral ou não expressa ou ao longo do curso, perde a expressão das proteínas que eram imunogênicas, então o TCD8 não tem mais o que reconhecer na superfície da célula tumoral e perdeu a capacidade de reconhecer o tumor. Outros tumores sofrem mutação nos genes de MHC ou genes necessários para o processamento do antígeno. Reduzindo células MHC, reduzindo se torna um alvo mais fácil para célula NK, mas existem tumores carecas, que não tem MHC nenhum, então não tem o que ser reconhecido e o tumor não pode ser morto nem pelo TCD8 nem pela NK. Secreção de proteínas imunossupressoras ou expressão de proteínas inibidoras de superfície celular. A células tumorais secretam proteínas inibitórias. ADr. Álef Lamark 7 Imunologia tumoral célula tumoral apresenta ligantes das superfícies que desligam o linfócito TCD8. Ao TCD8 chegar ao local e se deparar com as citocinas imunossupressoras, ele será desligado/inibido. 13. IMUNOTERAPIA ICBs. Terapias baseadas em check points imunológicos. O tumor tem mecanismos redundantes para desligar a resposta imune. A presença de células T regulatórias recrutadas para o tumor é um indício de má resposta, quanto mais Treg, menor a resposta. PDL1 é um ligante que desliga o linfócito TCD8 e o tumor tem uma proteína que liga nesse receptor. Portanto, o tumor de uma maneira ativa, pode desligar a resposta do TCD8. Muitas das terapias atuais são baseadas na inibição dos inibidores. Se eu inibo o inibidor, eu libero o TCD8 para responder, proporcionando uma resposta antitumoral específica. MDSC. Células supressoras derivadas da linhagem mieloide. É um progenitor mieloide, em situações patológicas, a medula óssea tem uma resposta de emergência, começa a jogar progenitores imaturos para periferia. A medula óssea coloca na circulação progenitores mieloides imaturos que não estão diferenciados em nenhuma célula. Quando analisamos a nível de proteínas de superfície, eles têm tanto características da linhagem granulocítica como mielocítica, é indiferenciada. Essa célula mieloide é uma potente inibidora das células T. Ela produz NO e ele ataca os linfócitos T, impedindo deles atuarem de forma correta. O tumor possui CTLA4 ou ligantes do PD1. Devido a eles, há o desligamento de linfócitos TCD8. Usando anticorpos monoclonais que são antagonistas a eles, melhoro a resposta, uma vez que inibirei os inibidores. É a terapia mais promissora para o tratamento do câncer. As terapias podem ser usadas em conjunto com outras, como, por exemplo, a quimioterapia, de maneira a potenciar a resposta do sistema imunológico. Anticorpos monoclonais são uma preparação homogênea de anticorpos que sempre se ligam a um mesmo antígeno e com a mesma afinidade. São produzidos em laboratório, não existe de maneira natural. A proteína é complexa, tem dobras e estrutura tridimensional e dentro de um mesmo antígeno, posso ter vários sítios que funcionam como alvo para ligação do anticorpo (epítopo), então se eu sei que há um epítopo que seja melhor para uma resposta, eu posso selecionar um anticorpo único produzido por uma célula B que eu sei que liga melhor a esse epítopo e todos os anticorpos serão iguais. Também é importante para exames laboratoriais, exemplo o exame ELISA é baseado em anticorpo monoclonal. 14. REFERÊNCIAS BEZERRA, AGA. Tolerância imunológica. Disponível em: Tolerância imunológica | Passei Direto. 2022a. Acesso em: março de 2022. https://www.passeidireto.com/arquivo/103826542/tolerancia-imunologica?utm_medium=mobile&utm_campaign=ios https://www.passeidireto.com/arquivo/103826542/tolerancia-imunologica?utm_medium=mobile&utm_campaign=ios Dr. Álef Lamark 8 Imunologia tumoral BEZERRA, AGA. Tumores. Disponível em: Tolerância imunológica | Passei Direto. 2022b. Acesso em: março de 2022. BEZERRA, ALA. Imunologia tumoral. Disponível em: Imunologia tumoral - Dr. Álef Lamark Alves Bezerra | Passei Direto. 2022. Acesso em: março de 2022. BEZERRA, ALA. Imunologia tumoral – LACOR | Dr. Álef Lamark. 2022. Acesso em: março de 2022. JALEKO ACADÊMICOS. Imunologia dos tumores com Fabrício Montalvão - YouTube. Acesso em: março de 2022. https://www.passeidireto.com/arquivo/103826542/tolerancia-imunologica?utm_medium=mobile&utm_campaign=ios https://www.passeidireto.com/arquivo/105573572/imunologia-tumoral-dr-alef-lamark-alves-bezerra https://www.passeidireto.com/arquivo/105573572/imunologia-tumoral-dr-alef-lamark-alves-bezerra https://youtu.be/z0QDio0dYKc https://www.youtube.com/watch?v=0cGsVfGNjAo&t=171s https://www.youtube.com/watch?v=0cGsVfGNjAo&t=171s
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