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Nathália Souza Introdução ao estudo do Sistema Imunológico Até substâncias estranhas não infecciosas podem desencadear respostas imunológicas. A imunidade inata responde contra microrganismos e células lesionadas. Anticorpos são para microrganismos extracelulares, já linfócitos T citolíticos são para os microrganismos que vivem dentro da célula. A parte do antígeno reconhecida pelo linfócito é denominada epítopo. Expansão clonal seria o aumento do número de células que expressam receptores idênticos para o mesmo antígeno. A ausência de resposta imunológica é chamada de tolerância imunológica. Componentes do Sistema Imunológico Neutrófilos, macrófagos, mastócitos, basófilos, eosinófilos, células dendríticas e linfócitos e células apresentadoras de antígeno são componentes do SI. Fagócitos como neutrófilos e macrófagos são células cuja função primária é identificar, ingerir e destruir os microrganismos. Os macrófagos atuam nos tecidos, já os neutrófilos e monócitos estão presentes no sangue e podem ser transportados para qualquer lugar. Macrófagos e células B apresentam antígenos aos linfócitos T. Os macrófagos são ativados e apresentam e apresentam o antígeno para o T CD4+. Os linfócitos B apre Antígeno para o TCD4+ helper na resposta imune humoral. Mastócitos vão ter receptores para as frações de IgG e IgM, vão ter grânulos de citocinas e histamina que promovem a inflamação. Basófilos também são receptores para frações de IgG e IgM. Eosinófilos, célula principal na inflamação aguda pela asma, possui grânulos com enzimas que degradam parede celular de parasitas, podendo lesionar tecidos. Proteínas de membrana são utilizadas como marcadores fenotípicos para distinguir populações de linfócitos. Os órgãos linfoides secundários são: gânglios linfáticos, baço e tecidos linfoides cutâneos e das mucosas. As células do estroma do timo produzem IL- 7 que é necessária para a maturação dos linfócitos T. Os linfócitos T estão localizados no paracórtex e os linfócitos B no córtex, isso dá-se através da liberação de citocinas, e dos receptores presentes. Células T expressam o CCR7 o estroma produz CCL19 e CCL21. Já os linfócitos B liberam CXCR5 e o estroma produz CXCL13. Essa segregação garante que cada população de linfócito esteja em estrito contato com as células apresentadoras de antígeno apropriada. No baço também há distinção de localização dos linfócitos a partir de liberação de citocinas. Imunologia Nathália Souza Imunidade inata Não reagem a substâncias não-microbianas, podem responder as células danificadas. Os dois principais tipos de resposta do sistema imune inato que nos protege contra os microrganismos são a inflamação e a defesa antiviral. Vai ser específica para estruturas compartilhadas por grupos de micróbios relacionados. PAMP: padrões moleculares associados a patógenos, substâncias microbianas que estimulam a imunidade inata. Ex: LPS de GRAM negativa, e ácido lipoteicoico de GRAM positiva. DAMP: padrões moleculares associados a danos, podem ser produzidos como resultado de danos celulares, provocados por infecções, toxinas químicas, queimaduras, traumas ou redução do suprimento sanguíneo. São liberados por células mortes ou por apoptose. Os genes do sistema imune inato são codificados por genes em sua sequência germinativa, por recombinação somática. Dentro dos PRR temos os receptores semelhantes a Toll (TRL), o reconhecimento do ligante leva à ativação de diversas vias de sinalização e de fatores de transcrição, que ativa genes que ativam citocinas, enzimas e outras proteínas envolvidas em ações antimicrobianas. As células epiteliais, produzem peptídeos que apresentam propriedades antimicrobianas como defensinas e catelicidinas. As barreiras epiteliais podem conter certos linfócitos T. Liberam células pró-inflamatórias TNF, IL-1, vão se ligar fracamente as selectinas, vão rolar lentamente até encontrarem integrina em uma ligação fraca, migram entre as células endoteliais até o local da infecção, fagocitam, destroem e digerem. Altas concentrações de TNF no endotélio pode formar trombos, reduz a PA e vasodilatação, bactérias GRAM negativas podem ter choque séptico, reduz a força de contração do músculo cardíaco, trombose, extravasamento capilar e anomalias metabólicas em virtude da resistência a insulina. TNF e IL-1 vai estimular a formação de IL-6. Vão causar febre, síntese de proteínas pelo fígado e aumento da produção de leucócitos pela medula óssea. Captura e apresentação dos antígenos aos linfócitos MHC é um locus genético cujos produtos principais desempenham o papel de moléculas apresentadoras de antígeno. Os linfócitos T só reconhecem peptídeos apresentados por MHC. Essa propriedade é chamada de restrição ao MHC. As células dendríticas capturam o antígeno por endocitose. As células dendríticas expressam CCR7 que se ligam ao receptor do estroma. As células dendríticas amadurecem durante o processo que leva o peptídeo aos órgãos linfoides secundários. A célula dendrítica madura vai apresentar o peptídeo a célula T virgem. A ativação da célula T pode levar a ativação da célula B que vai produzir anticorpos. A célula dendrítica também apresenta o peptídeo para o linfócito T CD8+ que são CTL efetoras que auxilia os linfócitos T CD4+ auxiliares. O locus MHC é uma coleção de genes encontradas em todos os mamíferos que codificam MHC. MHC classe I: linfócito TCD8 + que são citolíticos. Expressam-se em células nucleadas, são processadas no citoplasma. Nathália Souza MHC classe II: linfócito TCD4+ que é helper. Expressam-se nas células dendríticas, macrófagos e linfócitos B, são processadas em vesículas. Cada molécula de MHC vai ter uma conformação especial que caracteriza uma fenda diferente. Se expressam de maneira co-dominante, com alelos herdados do pai e alelos herdados da mãe, são polimórficos. Cada molécula de MHC pode apresentar um peptídeo de cada vez. Só apresentam peptídeo e esses são adquiridos durante a montagem celular. Reconhecimento antigênico no sistema imunológico adaptativo O reconhecimento antigênico é o evento inicial nas respostas dos linfócitos. Esse reconhecimento é específico e tarefa de dois tipos de proteínas de superfície: anticorpos ligados à membrana das células B, receptores de células T (TCR). A função desses receptores é reconhecer antígenos e estimular a resposta de células que os expressam. Os receptores devem ser capazes de se ligar e distinguir entre muitas estruturas químicas, com frequência intimamente relacionada. Receptores de antígenos são clonalmente distribuídos, o que significa que cada clone possui uma especificidade particular que tem um único receptor, diferente dos receptores de todos os outros clones. O número total, ou repertório, de especificidade dos linfócitos é muito grande. Embora cada clone reconheça um antígeno diferente, os receptores transmitem fundamentalmente os mesmo sinais bioquímicos em todos os linfócitos, ativa um fator de transcrição como o TNF, esses genes ativados vão ativar a transcrição de proteínas e outras diversas coisas. A diversidade do reconhecimento antigênico implica a existência de muitas proteínas receptoras de antígenos estruturalmente diferentes, mais que pode ser racionalmente codificado por herança genômica. Dessa forma, deve haver mecanismos especiais para a geração dessa diversidade. Mesmo o receptor sendo diferente a sinalização celular vai ser igual.- Receptores de antígenos dos linfócitos Os receptores de linfócitos B e T reconhecem estruturas quimicamente diferentes. Linfócitos B: anticorpos ligados à membrana e os anticorpos são secretados, são capazes de reconhecer proteínas, lipídeos, carboidratos, ácidos nucleicos, pequenos grupos químicos simples e parte de macromoléculas. Permitem o reconhecimento de diversos patógenos e toxinas em sua forma nativa. Vão ser anticorpos com imunoglobulinas ligados à membrana ou secretados. Vão ter 2 proteínas Igβ e Igα que vão propagar a transdução final. Linfócitos T: só podem reconhecer peptídeos apresentados ligados a proteínas codificadas pelo locus gênico de MHC, ou seja, só reconhece peptídeo associado a molécula de MHC. TCR sempre ligados a membrana. Moléculas receptoras de antígenos consistem em regiões, ou domínios, que estão envolvidos no reconhecimento antigênico, que variam entre os clones de linfócitos e outras regiões que são requeridas para a integridade estrutural e para as funções efetoras (que são relativamente conservadas em todos os linfócitos). As cadeias leves são regiões variáveis, e a cadeia pesada vai ser regiões constantes. A Nathália Souza região constante vai ser preservada e a região variável vai ter padrões de reconhecimento antigênico. Mesmo entre as regiões variáveis, muita da variabilidade das sequências é concentrada em curtas sequências, que são chamadas de regiões hipervariáveis, ou regiões determinantes da complementariedade. Isto é, elas são complementares à estrutura dos antígenos. Receptores de antígenos são ligados não- covalentemente a outras moléculas invariáveis, as quais funcionam como transmissoras para dentro da célula dos sinais de ativação que são desencadeados pelo reconhecimento antigênico. - Anticorpos Uma molécula de anticorpo é comporta de 4 cadeias peptídicas, incluindo duas cadeias pesadas (H) e idênticas e duas cadeias leves (L) idênticas, onde cada cadeia contém uma região variável e uma região constante. As quatro cadeias estão dispostas de modo a formar uma molécula em forma de Y. Cadeia leve: vai ter um domínio C e um domínio V. Cadeia pesada: vai ter um domínio V e três ou quatro domínios C. - Estrutura dos anticorpos Fab: fragmento do anticorpo que contém uma cadeia leve (um domínio C e um domínio V) ligada aos primeiros domínios V e C de uma cadeia pesada, contém a porção do anticorpo que reconhece o antígeno. Fc: os demais domínios C da cadeia pesada (fragmento cristalino, porque tende a cristalizar em solução). São estruturais Cada região variável da cadeia pesada ou da cadeia leve possui três regiões hiperativas. O que difere um anticorpo do outro é a cadeia pesada. Dentre as três, a maior variabilidade é encontrada na CDR3, localizada na junção da V e C. -3 Temos enzimas que quebram essas cadeias dos anticorpos. A papaína vai formar Fab, ou seja, teremos 2 Fab e um Fc, já a pepsina vai quebrar Fc formando Fab 2’. - Características dos isotipos (classe) Há dois tipos de cadeias leves: k e λ que diferem na região C. Cada célula B expressa uma ou outra, ou seja, ou é k ou é λ. Nathália Souza Há cinco tipos de cadeias pesadas: μ, δ, Υ, ε, e α, que também difere das regiões C. IgA: cadeia pesada α. IgD: cadeia pesada δ. IgE: cadeia pesada ε. IgG: cadeia pesada Υ. (maior quantidade no organismo). IgM: cadeia pesada μ. As imunoglobulinas podem ter subtipos como IgG 1,2,3 e assim por diante. As partes dos antígenos que são reconhecidas pelos anticorpos são chamadas de epítopos ou determinantes. A força com a qual uma superfície de ligação de um anticorpo se liga a um epítopo é chamada de afinidade. Anticorpos produzidos contra um antígeno podem ligar outros antígenos estruturalmente similares, chamado de reação cruzada, não confundir com apresentação cruzada (TCD4+ e TCD8+ reconhece MHC de classe I e classe II). - Receptores de antígenos nas células T O TCR reconhece antígenos peptídeos apresentados pelas moléculas de MHC. É um heterodímero ligado à membrana composto de uma cadeia α e de uma cadeia β, cada uma contendo uma região V e uma região C. Tanto a cadeia α quanto a cadeia β do TCR participam do reconhecimento específico das moléculas de MHC e peptídeos ligados. - Maturação dos linfócitos B/T: Célula pró-B/T proliferação vai aparecer um sítio de ativação ela prolifera e libera os sinais sendo uma célula B e T imatura. Pode ocorrer falhas na expressão do receptor antigênico, o que leva a morte celular. Pode ocorre também falhas na expressão do receptor pré-linfocítico que vai causar morte celular. - Maturação dos linfócitos B: A célula pré- B/T expressa uma cadeia de receptor antigênico, a célula B/T expressa o receptor antigênico completo. A célula B/T madura com fraco reconhecimento antigênico próprio vai ter seleção positiva. A célula com nenhum reconhecimento antigênico próprio vai ter falha da seleção positiva. A célula com forte reconhecimento antigênico próprio vai ter seleção negativa. Nathália Souza Vão existir locus de cadeia pesada, genes de regiões variáveis e genes de regiões constantes. - Recombinação e expressão dos genes Ig: 1) Recombinação, também conhecida como recombinação somática, é o mecanismo de recombinação genética do DNA que ocorre apenas nos linfócitos em desenvolvimento durante os primeiros passos da maturação das células B e T. 2) O processo resulta em um repertório diversos de anticorpos Igs e receptores de células T (TCR), encontradas respectivamente em células B e T. 3) O processo é uma característica marcante do sistema imune adaptativo. 4) A recombinação ocorre nos órgãos linfoides primários (medula óssea e timo) e forma semi-aleatória rearranja os segmentos gênicos V (variável), J (junção) e D (diversidade). 5) O processo resulta em novas sequências de aminoácidos nas regiões de ligação a antígenos de Igs e TCRs que possibilitam o reconhecimento de antígenos de virtualmente todos os patógenos, incluindo bactérias, vírus, parasita, vermes e até células próprias alteradas, como as presentes no câncer. Questões 1) Quais são os receptores dos linfócitos B e T? Os linfócitos T vão ter receptores semelhantes a Toll (TLR) e outros tipos que são relacionados com a presença do MHC para apresentação. Já os receptores dos linfócitos B são os anticorpos. 2) Quais são as diferenças entre os tipos de antígenos reconhecidos pelos anticorpos e TCR? Os antígenos reconhecidos pelos anticorpos podem ser qualquer tipo, proteínas, lipídeos, carboidratos, ácidos nucleicos e outros, já os TCR apenas reconhecem peptídeos apresentados por uma molécula de MHC. 3) Como é a estrutura do receptor TCR? O TCR vai ter uma cadeia pesada e uma cadeia leve, ficam na superfície de membrana, vão ter aos lados os CD3 e cadeias pesadas fixas alfa e beta. Nathália Souza 4) Como é a estrutura de um anticorpo? Quais são os isotipos e como eles se diferenciam? A estrutura do anticorpo é formada por duas cadeias leves e duas cadeias pesadas, sendo algumas variáveis e outras constantes que são preservadas, acontecem por recombinação gênica por isso existem diversos tipos, tem uma região Fab que reconhece o antígeno e a região constante que é Fc. Vão se diferenciar apenas pela cadeia constante que é de vários tipos, já a cadeia leve só existe dois tipos K ou lambida, sendo que, só tem como ser um dos tipos. Resposta imune mediada por células Temos estruturas que são fagocitadas por um fagócito como bactérias intracelulares, fungos como o Crypotococcus neoformans e protozoários como a Leishmania e o Trypanossoma cruzi. E existem micro-organismos que são não fagocíticos, que existe um receptor para o vírus e são micro- organismos que infectam as células não- fagocíticas, que são vírus, e alguns protozoários como os Plasmodium falciparum e Cryptosporidium parvum. A eliminação dos micro-organismos capazes de viver em vesículas ou no citoplasma das células infectadas é a principal função dos linfócitos T na imunidade adaptativa. Etapas das respostas das células T As respostas dos linfócitos T aos antígenos microbianos associados à células consiste em uma série de etapas sequenciais que resultam no aumento do número de células T antígenos-específicas e na conversão de células T virgens em células efetoras. As células virgens têm a função de reconhecer os antígenos microbianos, e as células T efetoras tem função de eliminar os micro- organismos. As células T vão ser dividida sem T naive CD4+ e CD8+. As CD4 vão ser células helper, ou seja, auxiliam na destruição e recrutam fatores como macrófagos, células B e outros, já as CD8 são citolíticas matam as células-alvo, e também ativam os macrófagos. O reconhecimento do complexo peptídeo- MHC pela célula T ocorre através do contato da célula T com um resíduo de peptídeo. Reconhecimento do antígenos e co- estimulação Para que as respostas das células T se iniciem, é preciso que vários receptores localizados nessas células reconheçam os ligantes situados nas células apresentadoras de antígeno. O TCR (T-cell receptor), reconhece os antígenos peptídicos associados ao MHC, o co-receptor CD4 ou CD8 reconhece a molécula do MHC, sendo respectivamente de classe II e de classe I. As moléculas de adesão reforçam a ligação das células T com as células apresentadoras de antígeno. Os receptores para os co-estimuladores reconhecem os sinais secundários pelas células apresentadoras de antígeno. Além dos receptores para antígenos, as moléculas envolvidas nas respostas das células T ao antígenos são chamadas de moléculas acessórias dos linfócitos T. Existem duas categorias as de adesão e as de sinalização. Nathália Souza Receptores dos peptídeos associados ao MHC O reconhecimento dos peptídeos associados ao complexo maior de histocompatibilidade (MHC). O receptor das células T para antígenos e o co-receptor CD4 ou CD8 reconhecem juntos, o complexo formado por antígenos peptídicos e moléculas do MHC e nas células apresentadoras de antígenos, e esse reconhecimento produz o primeiro sinal, ou sinal inicial, para a ativação das células T. Os sinais bioquímicos que levam à ativação das células T são desencadeados por um conjunto de proteínas que se liga ao TCR para formar o complexo TCR pelo receptor CD4 ou CD8. O TCR reconhece os antígenos, mas não é capaz de transmitir sinais bioquímicos para o interior da célula. O TCR está associado de modo não- covalente a um complexo de três proteínas que forma o CD3 e a um homodímero de outra proteína sinalizadora denominada cadeia ζ. Papel das moléculas de adesão na ativação das células T As moléculas de adesão localizadas na superfície das células T reconhecem seus ligantes na superfície das células apresentadoras de antígeno e estabilizam a ligação das células T com as células apresentadoras de antígeno. Para induzir uma resposta mais eficaz, a ligação das células T com as APCs precisam permanecer por um tempo suficiente longo para que o limiar de sinalização necessário seja alcançado. As moléculas de adesão mais importante pertence à família das proteínas heterodiméricas denominadas integrinas. Papel da co-estimulação na ativação das células T A ativação total das células T depende do reconhecimento de co-estimuladores presentes na superfície das APCs, o nome co-estimulador deriva do fato que essas moléculas produzem estímulos para as células T, os quais agem em conjunto com a estimulação proveniente do antígeno. Os co-estimuladores de células T mais bem definidos são B7-1 (CD80) e B7-2 (CD86) que são expressas nas superfícies das Nathália Souza células apresentadoras de antígeno e cuja expressão aumenta quando as APCs encontram os microorganismos. As proteínas B7 são reconhecidas por um receptor chamado de CD28, que é expresso nas células T, a necessidade da co- estimulação assegura que os linfócitos T virgens sejam totalmente ativados pelos antígenos microbianos e não por substâncias estranhas danosas, pois os microorganismos estimulam a expressão dos co-estimuladores B7 na superfície das APCs. Um outro grupo de moléculas que participa do aumento dos sinais co-estimuladores dirigidos para as células T consiste no ligante para o CD40 (CD154), presente na célula T, e na CD40, localizado na superfície das APCs. O CD40L expresso na superfície da célula T estimulado por antígeno, liga-se a CD40 localizado na superfície da APCs ativando-as. As células apresentadoras de antígeno são ativadas expressam mais B7 e secretam citocinas, como as IL-12 que intensificam a diferenciação das células T. Estímulos para ativação das células T CD8+ A ativação das células T CD8+ é estimulada pelo reconhecimento dos peptídeos associados ao MHC de classe I e requer a co- estimulação e/ou células T auxiliares CD4+. A resposta da células T CD8+ requer que antígenos citoplasmáticos sejam apresentados de maneira cruzada pelas células dendríticas, e sua diferenciação em CTLs pode precisar da ativação concomitante das células T auxiliares CD4+. Quando células infectadas por vírus são englobadas pelas células dendríticas, os antígenos virais do citosol são apresentados em complexos formados por MHC de classe I e, aqueles do interior de vesículas, em complexos formados por moléculas de MHC de classe II, assim, tanto as células CD8+ quanto as células CD4+ específicas para os antígenos virais são ativadas umas próximas as outras. Expansão clonal Um ou dois dias após sua ativação, os linfócitos T começam a proliferar, resultando na expansão de clones antígenos-específicos. Essa expansão ajuda na RI adaptativa a equiparar-se com a divisão dos microorganismos e fornecer rapidamente uma população de linfócitos antígenos- específicos da qual podem ser gerados células efetoras para combater a infecção. A célula CD8+ específicas para qualquer um dos antígenos proteicos microbianos é cerca de um para 10 a 5 ou 10 a 6 linfócitos presentes no corpo. No clímax de algumas infecções virais (1 semana) ou até 10 a 20% dos linfócitos podem se tornar específicos para o vírus causador dessa infeção. Aumento de Nathália Souza 100.000 vezes, com a população duplicando a cada 6 horas. A expansão de células CD4+ é menor (100 a 1000 vezes), uma vez que as células CD4+ efetoras secretam citocinas que ativam outras células efetoras. Diferenciação das células T naive em células efetoras As células T auxiliares CD4+ diferenciam-se em células efetoras que respondem ao antígeno por meio da produção de moléculas de superfície cuja função principal é ativar fagócitos e linfócitos B. A proteína de superfície celular mais importante envolvida na função causadora da células T CD4+ é o ligante para o CD40, o CD40L liga-se ao seu receptor CD40 expresso na superfície de macrófagos, linfócitos B e células dendríticas. As células T auxiliares CD4+ podem se diferenciar em subgrupos, de células efetoras que produzem grupos distintos de citocinas, os quais realizam funções diferentes. Questões de revisão 1) Quais são os componentes do complexo TCR? Os componentes do TCR vão ser o MHC que pode ser de classe I ou II, o peptídeo, e o CD4 ou CD8. 2) Quais desses componentes são responsáveis pelo reconhecimento de um antígeno e quais são responsáveis pela transduçãode sinais? Os componentes responsáveis pelo reconhecimento do antígeno são o MCH, o TCR, já os responsáveis pala transdução de sinais são o CD3 e a cadeia ζ. 3) O que é co-estimulação? Tem papel na ativação das células T, depende do reconhecimento de co- estimuladores na superfície das células apresentadoras de antígenos, ou seja, um ativado vai promover que vários sejam ativados e transmitam sinais para a célula T, ou seja, agem em conjunto para a ativação da célula T. 4) Qual o significado fisiológico de co- estimulação? Que a partir de um ativado, vários serão ativados e farão com que os linfócitos naive sejam ativados, sofram expansão clonal e virem Nathália Souza linfócitos efetores, ou seja, assegura que os linfócitos T são ativados somente por antígenos microbianos e não por substâncias danosas. 5) Cite alguns dos pares ligante- receptor envolvidos na co- estimulação Temos B7 com CD28, CD40L em CD40. 6) Quais os principais subgrupos de células T auxiliares CD4+? Vão formar citocinas assinatura, reações imune, defesa do hospedeiro e papel de doenças, todos a partir da produção de citocinas. (Dúvida nessa questão). Mecanismos efetores da imunidade mediada por células Células T efetoras são Th1, T2, Th17, são células auxiliares elas não vão matar os microrganismos. Historicamente os imunologistas dividem a imunidade adaptativa em: humoral (anticorpos) e celular (para micro- organismos intracelulares). Introdução A imunidade mediada por células é o tipos de defesa dos hospedeiros que é mediada por linfócitos T, e serve como mecanismo de defesa contra os micro-organismos que sobrevivem e se replicam dentro de fagocitos e das células não fagocíticas. Existem duas possibilidades: Os micro-organismos podem ser englobados por fagócitos e sobreviver dentro de vesículas (fagolisossomos) ou escapar para o citoplasma, onde não são suscetíveis aos mecanismos microbicidas dos fagócitos. Vírus podem se ligar a receptores situados na superfície de uma grande variedade de células que são capazes de infectar o citoplasma dessas células e nele se duplicar. Imunidade celular As RI mediadas por células consistem no desenvolvimento de células T efetoras a partir de células virgens nos órgãos linfoides periféricos, na migração dessas células T efetoras e de outros leucócitos para os sítios de infecção e ou a ativação dos leucócitos mediada por citocinas para destruir micro- organismos ou a morte direta de células infectadas. O desenvolvimento de células T efetoras envolve a sequência de reconhecimento antígeno, expansão clonal e diferenciação que é característica de todas as respostas imunológicas adaptativas. Lembrando que CD4+ é auxiliar/helper e CD8+ é citotóxica. Após a ativação e expansão clonal, células diferenciadas podem realizar suas funções efetoras. As células T auxiliares CD4+ podem se diferenciar em subgrupos de células efetoras que produzem grupos distintos de citocinas, os quais realizam funções diferentes. Existem citocinas diferentes, condicionando para diferenciações especificas. Nathália Souza Tipos de reações imunológicas mediadas por células T A linhagem das células T efetoras CD4+ liga o reconhecimento específico dos micro- organismos com o recrutamento e ativação de outros leucócitos que destroem os micro-organismos. A natureza dos leucócitos que são recrutados e ativados é determinada pelo subgrupo de células T efetoras CD4+ que são induzidas na RI. Células Th1 ativam macrófagos Células Th2 recrutam e ativam eosinófilos. Reações Th17 são dominadas pelos neutrófilos (e números variáveis de macrófagos). Vai produzir macrófago e IgG. Citocinas assinatura, são o padrão do que cada uma vai produzir, por exemplo IFN, OL- 12, IL-4 e outras. Células Th1 são geradas na presença de IL- 12 e IFN e produzem IFN. Células Th2 são geradas na presença de IL- 4, e vão produzir IL-23, IL-4, IL-5 e IL-13, pode ser mais importante para a manutenção das células Th17 que para a sua indução, essa resposta é inibida pelo IFN e IL-4. Células Th17 são geradas na presença de IL- 6, IL-1 e IL-23, gerando IL-17A,IL-17F,IL- 22,IL-21. Ativação do macrófago gera inflamação, mas a ativação alternativa para reparação de tecidos de fibrose. Resposta Th1 A resposta imunológica adaptativa aos micro-organismos que são fagocitados e vivem dentro dos fagossomos dos macrófagos é mediada pelas células Th1, que reconhece antígenos microbianos e ativam fagócitos para destruir os micro- organismos ingeridos. A função das células Th1 é potencializar as ações microbicidas dos macrófagos e assim, eliminar a infecção. A IL-12 produzida pelas células dendríticas e macrófagos em resposta aos micro- organismos, incluindo os patógenos intracelulares e IFN produzido pelas NK, estimulam a diferenciação para o perfil Th1. Micro-organismos estimulam células NK a produzirem INF ajudando na polarização Th1 e também age sobre células dendríticas e macrófagos para induzir mais secreção de IL-12. O Th1 em sua função efetora vai ativar os macrófagos e produzir alguns isotipos de anticorpos. Nathália Souza Quando as células Th1 são estimuladas pelo antígeno, as células expressam CD40L e secretam IFN. As ações do IFN nos macrófagos entram em sinergia com o CD40L e juntas elas são potentes estímulos para a ativação de macrófagos. Essa resposta vai ter aumento da expressão de MHC, maior produção de enzimas proteolíticas (mais morte de patógenos fagocitados) aumento da produção de IL-1 e TNF (aumenta a inflamação). O IFN estimula a produção de linfócito B, a célula B sem essa ativação, ou seja, nativa só produz IgM, quando ocorre a mudança da cadeia pesada e passa a produzir IgG isso é chamado de Switch de classe para subtipos de IgG. Opsionização: o microorganismo vai ser coberto por algo, o que vai cobrir o microorganismo é opsionina, os macrófagos são capazes de reconhecer a porção Fc da IgG que está ligado no objeto a ser opsionizado, então isso facilita a opsonização. Temos então o microrganismo- o anticorpo- a porção FC do anticorpo- e o macrófago que se liga nessa porção fagocitando tudo. O IFN é a citocinas responsável pela maioria das funções especializadas das células Th1, é a citocina de assinatura das células Th1. As células Th1 produzem TNF, algumas quimiocinas e outras citocinas. O IFN é a principal citocina de ativação de macrófagos e tem função na imunidade contra micro-organismos intracelulares. O IFN ativa os macrófagos a matarem os micro-organismos fagocitados. O INF produzido pelas células Th1 funciona junto com o ligante CD40, também expresso pelas células T, para ativar os macrófagos. O IFN atua nas células B para promover mudança de certas subclasses de IgG e para inibir a mudança para isotipos dependentes de IL-4, como IgE. A IgG induzida pelo IFN se ligam aos receptores FC nos fagócitos e ativam complemento, e ambos os mecanismos promovem fagocitose de micro-organismos opsionizados. O IFN promove a diferenciação de células T CD4+ para o subgrupo Th1 e inibe a diferenciação de células Th2 e Th17. A principal função da resposta Th1 é ativar os macrófagos para ingerir e destruir os micro-organismos. Ou seja, na presença de IFN não teremos Th2 e Th17. Resumo da resposta Th1 Geradas na presença de IL-12 e ausência de IL-4, citocina de assinatura é IFN. Resposta contra antígenos processados em vesículas. Apresentação do Ag é via MHC II, mecanismo ativação de macrófagos, opsonização, fixação de complemento. Exemplo de alvo: bactérias intracelulares (listeria e micobacterias), protozoários intracelulares (Leishmania), vírus. NatháliaSouza Resposta Th2 A resposta aos parasitas helmintos é mediadas pelas células Th2. Essas células estimulam a produção de anticorpos IgE e ativa os eosinófilos e os mastócitos para eliminar helmintos. As células Th2 estimulam as reações mediadas por IgE e eosinófilos que servem para erradicar infecções helmintícas. Os helmintos são muito grandes para serem fagocitados por neutrófilos e macrófagos. Mecanismos especiais são necessários. As células Th2 secretam IL-4, IL-5 e IL-13 que trabalham em conjunto para erradicar as infecções. IgE participa de mecanismos de degranulações, o IgE é formado a partir da presença de IL-4. Switch de classe IgE e alguns subtipos de IgG, indução de hipermutação somática anticorpos mais específicos. Indução de células B de memória. Os eosinófilos vão induzir a diferenciação de progenitores mieloides em eosinófilos, aumento da habilidade de liberação dos grânulos citoplasmáticos. Já a IL-4 e IL-13 vão aumentar a secreção de muco intestinal e peristaltismo para tentar tirar o helminto que está no seu TGI. Além disso, a IL-5 vai ativar os eosinófilos, e os macrófagos vão ativar a via alternativa dos macrófagos que é fibrose, reparo e cicatrização. Os grânulos liberados pelos eosinófilos tem atividade tóxica sobre vermes, bactérias e outros patógenos. ADCC (Citotoxicidade celular dependente de anticorpo) No soro do paciente infectado tinha IgE, os eosinófilos se ligam a cadeia FC de pelo menos 2 IgG causando a degranulação do helminto. Os eosinófilos circundando uma larva do esquistossoma na presença de soro de um paciente infectado. Rinite alérgica Inflamação da mucosa nasal, sintomas são prurido nasal, coriza, espirros, garganta irritada e lacrimejamento dos olhos, congestão e obstrução nasal. Nathália Souza Fabricação de IgE contra ácaros do ar. O seu IgE vai se ligar ao mastócitos da mucosa do nariz principalmente, o mastócitos liberam seus grânulos, que tem histamina, citocinas e prostaglandina que produz uma reação alérgica na suas mucosas. Teste alérgico: pode ocorrer dosagem de anticorpos da classe IgE, mas existe o teste alérgico feito no braço, coloca-se uns alérgicos sobre a pele e depois realiza-se uma pressão na derme, porque lá também tem mastócitos, e o alérgeno vai ligar com IgE. Resumo da resposta de Th2 Geradas na presença de IL-4 e ausência de IL-12, citocinas assinaturas IL-4, IL-5 e IL-13, resposta contra antígenos extracelulares, apresentação ao Ag é via MHC II, mecanismo de secreção de IgE, ativação de eosinofilos, ADCC por IgE, ativação de mastocitos. Exemplo de alvos platelminto, nematelmintos, reações alérgicas. Interleucina 4 A IL-4 é o maior estímulo para a produção de anticorpos IgE e para o desenvolvimento de células Th2 de células T CD4+ auxiliares. A IL-4 é a citocina da assinatura do subgrupo de Th2 e funciona tanto como uma citocina indutora como efetora dessas células. Principais fontes são linfócitos CD4+ do subgrupo Th2 e mastócitos ativados. A IL-4 estimula a mudança da classe da cadeia pesada de Ig da célula B para o isotipo IgE, a IL-4 estimula o desenvolvimento de células Th2 e funciona como um fator de crescimento autócrino para células diferenciadas Th2. A IL-4 junto com a IL-13, contribui para a via alternativa de ativação dos macrófagos, suprimem a ativação clássica mediada pelo INF. A IL-4 e a IL-13 estimulam o peristaltismo do TGI, e a IL-13 aumenta a secreção de muco das vias aéreas e das células epiteliais intestinais, contribuindo para a eliminação de microrganismos. A IL-4 e a IL-13 estimulam o agrupamento dos leucócitos principalmente os eosinófilos, com a promoção de expressão de moléculas de adesão no endotélio e a secreção de quimiocinas que se ligam aos receptores da quimiocina expressos nos eosinófilos. Interleucina 13 A IL-13 é estrutural e funcionalmente semelhante a IL-4 e também desempenha papel fundamental na defesa contra helmintos e nas reações alérgicas. A IL-13 é produzida principalmente pelo subgrupo Th2, mas também por basófilos, eosinófilos e células TNK. O receptor é expresso em uma variedade de células, incluindo as células B, fagócitos mononucleares, células dendríticas, eosinófilos, basófilos, fibroblastos, células endoteliais e células epiteliais brônquicas. Algumas funções da IL-13 se sobrepõem as da IL-4 induzem a ativação de macrófagos alternativos, que contribuem para reparar os tecidos, podem ativar as células B para mudar para IgE e para alguns subtipos de IgG e recrutar leucócitos. A IL-13 estimula a produção de muco pelas células epiteliais das vias aéreas, um componente importante de reações alérgicas como a asma. Interleucina 5 As principais funções da IL-5 são ativar os eosinófilos maduros e estimular o crescimento e a diferenciação de eosinófilos que são capazes de matar helmintos. Os eosinófilos expressam receptores Fc específicos para IgE e algun s anticorpos IgG, e são, portanto, capazes de se ligar aos microrganismos, como helmintos, opsonizados por esses anticorpos. Questões 1)Quais são os papeis das células Th1 e Th2 na defesa contra micro-organismos intracelulares e parasitas helmínticos? As células Th1 será contra a defesa de microrganismos intracelulares, irá produzir Nathália Souza IFN e macrófagos para fagocitose. E Th2 é uma defesa extracelular contra patógenos como helmintos, com auxílio de citocinas como IL-4 e IL-13 no recrutamento de mastócitos e eosinófilos que liberam grânulos para destruir os patógenos. 11 2) Quais citocinas são características das respostas de Th1? A citocina assinatura do Th1 é o IFN e IL-12. 3) Quais citocinas são características das respostas Th2? As citocina assinatura da resposta Th2 é IL- 4, IL-5 e IL-13. 4)Que tipo de resposta imunológica está envolvida no teste cutâneo para o diagnóstico da rinite alérgica? A resposta envolvida é a humoral, pois quem irá atuar são os anticorpos IgE, mas também temos a presença dos mastócitos liberando as granulações. Mecanismo efetores da imunidade mediada por células parte 2 As RI mediadas por células consistem no desenvolvimento de células T efetoras a partir de células virgens nos órgãos linfoides periféricos, na migração dessas células T efetoras e de outros leucócitos para os sítios de infecção e/ou, a ativação dos leucócitos mediada por citocinas para destruir microrganismos ou a morte direta de células infectadas. O desenvolvimento de células T efetoras envolve a sequência de reconhecimento antígeno, expansão clonal e diferenciação que é característica de todas as respostas imunológicas adaptativas. Célula dendrítica fazendo apresentação ao CD4, temos o MHC de classe I ou II, temos o CD28, o CD40 e seu CD40L (ligante), e outros. Dependo do padrão de citocinas envolvidos temos a IL-12 e o IFN que ativam fatores de transcrição, e a citocina assinatura é o IFN para o Th1. Th1 ativa macrófagos, com a via clássica ou a via alternativa. Th2 ativa eosinófilos. Th17 ativam os neutrófilos e muitos macrófagos. As células T auxiliares CD4+ podem se diferenciar em subgrupos de células efetoras que produzem grupos distintos de citocinas, os quais realizam funções diferentes. A linhagem das células T efetoras CD4+ liga o reconhecimento específico dos Nathália Souza microrganismos com o recrutamento e ativação de outros leucócitos que destroem os microrganismos. A natureza dos leucócitos que são recrutados e ativados é determinada pelo subgrupo de células T efetoras CD4+ que são induzidos na resposta imune. • Células Th1 ativam macrófagos. • Células Th2 recrutam e ativam eosinófilos. • Reações Th17 são dominadas pelos neutrófilos (enúmeros variáveis de macrófagos). Células Th1 são geradas na presença de IL- 12 e IFN. Células Th17 são geradas na presença de IL- 6, IL-1 e IL-23. A IL-3 pode ser mais importante para a manutenção das células Th17 que para sua indução. Essa resposta é inibida pelo IFN e IL-4. Células Th2 são geradas na presença de IL- 4. Th1 Citocina assinatura: IFN Reação imune: ativação de macrófagos e produção de IgG. Defesa do hospedeiro: micróbios intracelulares. Papel em doenças: doenças autoimune, e infecções crônicas. Th2 Citocina assinatura: IL-4, IL-5, IL-13. Reações imunes: ativam eosinófilos, produção de IgE, via alternativa do macrófago (reparo e cicatrização). Defesa do hospedeiro: parasitas helmintos. Papel em doenças: reações alérgicas. Th17 Citocina assinatura: IL-17A, IL-17F e IL-22. Reações imunes: neutrófilos. Defesa do hospedeiro: bactérias e fungos extracelulares. Papel em doenças: autoimunidade específica. Desenvolvimento das células Th17 IL-6, IL-1 e TGF-beta: tem receptores que vão ativar fatores de transcrição, produz IL- 21 para ela mesmo como fator de ampliação. Trabalham de maneira cooperativa para induzir a produção do RORyt (fator de transcrição). As células Th17 produzem IL-21 o que favorece ainda mais o seu desenvolvimento, fornecendo um mecanismo de amplificação. IL-23 é importante para a manutenção da resposta do Th17. IL-17 e IL-22 vão ter funções efetoras de barreira e de inflamação. IL-22 mantem a integridade epitelial (pele e gastrointestinal). Função de barreira: na função de barreira, alguns epitélios produzem antimicrobianos, e as citocinas aumentam a produção desses antimicrobianos. As células Th17 secretam citocinas que recrutam leucócitos, principalmente os neutrófilos, para os sítios de infecção. Como os neutrófilos são um grande mecanismo de defesa contra bactérias e fungos extracelulares, as células Th17 desempenham um papel importante na defesa contra essas infecções. IL-17 induz reações inflamatórias ricas em neutrófilos. A IL-17 estimula a produção de substância antimicrobianas, incluindo defensinas, de numerosos tipos celulares. Nathália Souza A principal função das células Th17 é induzir uma inflamação neutrofílica, que serve para destruir bactérias e fungos extracelulares. Os neutrófilos recrutados ingerem e matam os microrganismos extracelulares, incluindo fungos e bactérias. CSF fator de crescimento de colônia como os neutrófilos. Resumo Th17 • Gerados por IL-6, IL-1 e TFG-beta. • IL-23 importante na manutenção da resposta Th17. • Citocina assinatura: IL-17A, IL-17F, IL-21 e IL-22. • Resposta contra antígenos extracelulares. • Apresentação do Ag é via MHC II. • Mecanismo: recrutamento neutrófiloico inflamação, morte de microrganismos fagocitados. • Exemplos de alvos: fungos e bactérias extracelulares. Ativação dos linfócitos T CD8+ Ocorre permissividade do tráfego proteico das vesículas para o citosol é exclusiva das células dendríticas, ocorre a apresentação cruzada. CD4 produz uma citocina que amplifica o CD8. O mecanismo para eliminar antígenos dentro de células é a eliminação da célula. Células T CD4+ auxiliares produzem citocinas que estimulam a diferenciação de CTL. TCD4+ secretam citocinas IL-2 que agem diretamente no CD8+. Células T CD4+ auxiliares amplificam a habilidade das APCs em estimular a diferenciação CTL. As TCD4+ via interação CD40 e CD40L, ativam as APCs, tornando-as mais eficazes em induzir a diferenciação das células TCD8+. Função efetoras dos linfócitos T citotoxicos CD8+ O mecanismo para eliminar antígenos dentro de células é a eliminação da célula. O CTL CD8+ eliminam os microrganismos intracelulares principalmente com a morte de células infectadas. A morte mediada por CTL envolve o reconhecimento específico das células-alvo e a entrega de proteínas que induzem à morte celular- tiro letal. O CTL se liga e reage à célula-alvo usando o receptor antigênico, correceptor (CD8) e moléculas de adesão, formação da sinapse imunológica. Temos uma célula CTL (citolítica que é CD81+) e temos uma célula infectada. Temos na CTL um TCR (T-cell receptor) e temos uma infecção intracelular que é capaz de expressar MHC de classe I, que vai estar expressando um peptídeo (processo de pedaços dos antígenos que estão Nathália Souza infectando essa célula), temos moléculas de adesão e coestimuladores ligadas também, que essa interação é chamado de sinapse imunológica. Quando essa interação ocorre, a célula citolítica que tem grânulos mandam os grânulos para a célula infectada, que ativa as caspases que vão promover apoptose da célula infectada. ] Dentro de poucos minutos em que o receptor do antígeno de um CTL está reconhecendo seu antígeno em uma célula- alvo, a célula-alvo passa por mudanças que a induzem a morrer por apoptose. As proteínas citotóxicas nos grânulos dos CTL incluem as granzimas e a perforina. Os CTL, também usam um mecanismo de morte independente de grânulos, que é mediado pelas interações das moléculas das membranas nos CTL e nas células-alvo. Sob ativação, os CTL expressam uma proteína de membrana chamada ligante de Fas (Fas L). Perforinas fazem um túnel que faz a granzimas entrarem na célula. As granzimas quando entram na célula alvo promovem apoptose. Temos uma proteína de membrana Fas ligante, vai ligar com Fas (uma proteína de membrana da célula infectada) e essa célula também entra em apoptose mesmo sem que ocorra a ativação da sinapse imunológica. Formação dos conjugados entre os CTL e uma célula-alvo Micrografia eletrônica de 3 CTL que se liga a uma célula alvo TC, depois de um minuto que os CTLs e os alvos são misturados. Micrografia eletrônica do ponto de contato entre um CTL e a célula-alvo. Observa-se grânulos CTL próximos à sinapse. Nathália Souza A sinapse imunológica na foto em azul temos a localização central dos grânulos e em verde temos LFA-1 liga a ICAM-1 (formando um espaço fechado). Interferon Tratamento de hepatite, de maneira geral, o interferon aumenta a expressão de MHC de classe I nas células infectadas, e por isso a chance de a célula ser reconhecida é maior. Cooperação entre célula T CD4+ e CD8+ na erradicação de infecções intracelulares Microrganismos fagocitados em vesículas e citoplasma, vai ocorrer morte de microrganismos em fagolisossomos e destruição da célula infectada. Dois mecanismos direcionando na destruição de micro-organismos (intracelulares). CD8+ • Principais citocinas: IL-2 e IFN. • Resposta contra antígenos no citosol. • Apresentação de MHC classe I. • Mecanismo indução da apoptose na célula-alvo, granzimas e perforinas. • Exemplos de alvos: vírus, bactérias e células neoplásicas. Evasão da imunidade mediada por células pelos micro-organismos Diferentes microrganismos desenvolveram mecanismos diversos para resistir à defesa do hospedeiro mediada por linfócitos T. Micobactérias: as enzimas não conseguem atingir o microorganismo, impede a ligação das citocinas. As micobactérias sobrevivem no interior do fagossomo. Vírus Epstein-Barr: produção de citocinas IL-10 que inibe a produção de macrófago. Interferem no proteossoma que não consegue processar o antígeno. Inibição da ativação dos macrófagos. Citomegalovírus: remoção do MHC de classe I do retículo endoplasmático. Citomegalovírus murino: interferência no reconhecimento do CTL por moléculas virais de engodo, semelhantes as MHC de classe I. Poxvírus: existem receptores solúveis, e as citocinas não conseguem se ligar a nenhuma célula. As citocinas IFN e IL-1 se ligam aos receptores domacrófagos, mas os micro-organismos produzem receptores solúveis que se ligam a essas citocinas. Inibição da ativação de células efetoras: produção de receptores solúveis para citocinas. Questões 1) Quais são os papéis das células Th17 na defesa contra agentes infecciosos? Vão estimular a produção de neutrófilos, para a destruição de microrganismos extracelulares como bactérias e fungos. 2) Quais citocinas são características das respostas Th17? Nathália Souza As citocinas assinaturas são IL-17, IL-21 e IL-22. E para a sua amplificação temos IL-23. São gerados por IL-6 e IL-1 e TGF- beta. 3) Como os CTL CD8+ destroem células infectadas por vírus? Destroem as células por inteiro. Eles vão ser apresentados por MHC de classe I, através das células dendríticas, vão se ligar ao TCR através de receptores como adesinas formando a sinapse imunológica, quando essa interação ocorre a produção de perforinas que vão formar poros para que as granzimas (grânulos) entrem e formem e ativem fatores de transcrição que ativam as caspases para a célula entrar em apoptose. Mas existe também a ativação sem a formação da sinapse imunológica com a ligação de uma proteína de membrana que é a Fas com a FasL que também ativam as caspases para levar a célula a apoptose. 4) Quais são alguns dos mecanismos pelos quais os microrganismos intracelulares resistem aos mecanismos de defesa efetores da imunidade mediada por células? Podem sobreviver no interior de um fagossomo, inibição de citocinas que ativam macrófagos, remoção do MHC da superfície para não reconhecimento, produção de receptores solúveis que faz com que as citocinas não consigam se ligar as células. Respostas imunes humorais parte 1 Objetivo da aula: como os linfócitos B são ativados e transformados em células produtoras de antígenos. TCD4+ secretam citocinas (IL-2) que agem diretamente nas TCD8+. As células T CD4+ auxiliares produzem citocinas que estimula a diferenciação da CTL. As TCD4+ via interação CD40:CD40L, ativam as APCs, tornando-as mais eficazes em induzir a diferenciação das células TCD8+. As células TCD4+ auxiliaram e amplificam a habilidade das APCs em estimular a diferenciação CTL. A imunidade humoral é o tipo de defesa do hospedeiro mediada por anticorpos, na proteção contra microrganismos extracelulares e toxinas. Os anticorpos são o único mecanismo contra os micro-organismos extracelulares. Mas podem ser importante contra micro-organismos intracelulares podendo se ligar a eles antes que penetrem nas células ou quando vão passar de uma célula para outra. Apenas os anticorpos medeiam a prevenção de uma infeção, bloqueando a capacidade dos microrganismos de infectar as células hospedeiras, ou se ligando as toxinas microbianas, impedindo que lesem as células. As células B respondem e produzem anticorpos específicos para diversos tipos de moléculas. Células T reconhecem e respondem apenas aos antígenos proteicos. Linfócitos B virgens identificam antígenos, mas não produzem anticorpos. A ativação estimula a sua diferenciação em células produtora de anticorpos. Migração dos linfócitos naive para os órgãos linfoides por taxia, e a posterior coleta dos antígenos dos tecidos via Nathália Souza linfa e via sangue para os órgãos linfoides secundários. Ativação dos linfócitos naive é o início da resposta imune adaptativa, migração de células e transporte de anticorpos através do sangue para o sitio de infecção. Ativação de células T efetoras nos tecidos infectados. As respostas dos anticorpos a diferentes antígenos são classificadas como dependentes de T ou independente de T, segundo a necessidade de células T auxiliares. Antígenos protéicos (processados nas APCs e identificados por linfáticos T auxiliares) potentes indutores da troca de classe de cadeia pesada e da maturação da afinidade. – CÉLULAS T. Polissacarídeos, lipídeos e outros antígenos não proteicos: produção de anticorpos sem o comprometimento de células T, troca de classe de cadeia pesada e maturação da afinidade relativamente baixas. – CÉLULAS B. Fases das respostas imunes humorais 1. Fase de reconhecimento do antígeno. 2. Fases de ativação: proliferação e diferenciação de células B. Células T helper, outros estímulos, sofrem expansão clonal, pode ocorrer secreção de anticorpos, troca de isótopo, maturação da afinidade ou células B de memória. Linfócitos B expressam duas classes de anticorpos ligados a membranas que funcionam como receptores para antígenos- IgM e IgD. Ativação-expansão clonal (proliferação de células antígenos- específicos), diferenciação em células efetoras de anticorpos (plasmócitos). Uma célula B ativada pode gerar até 4.000 plasmócitos que podem produzir até 10¹² de anticorpos por dia. Troca de classe de cadeia pesada (isotípica)- durante a diferenciação, algumas células B podem começar a produzir anticorpos de diferentes classes de cadeias pesadas (isotipos). Maturação da afinidade: exposição repetidas a um antígeno proteico resulta na produção de anticorpos com maior afinidade. Diferentes subgrupos de células B respondem preferencialmente a proteínas e antígenos não proteicos. Células B foliculares (são a maioria e residem nos folículos dos órgãos linfoides) maioria das mudanças de classe T-dependente e resposta de anticorpos de alta afinidade aos antígenos protéicos, e dão origem as células plasmáticas de vida longa. Células B da zona marginal: zonas marginais da polpa branca do baço, respondem a antígenos não-proteicos originados no sangue. Células B B-1 respondem a antígenos não-proteicos nos tecidos mucosos e no peritônio. Respostas T-independentes, expressam receptores antigênicos de diversidade limitada e fazem predominantemente respostas IgM. Baço e outros órgãos linfoides, troca de isótipo, anticorpos de alta afinidade, plasmócitos de vida longa. Principalmente IgM plasmócitos de vida curta. Tecidos mucosos, cavidade peritoneal, produzem principalmente IgM, que são plasmócitos de vida curta. Nathália Souza As respostas dos anticorpos às primeiras e subsequentes exposições a um antígeno, chamadas respostas primárias e secundárias, diferem de maneira quantitativa e qualitativa. Resposta primária: primeiro contato com o antígeno. Resposta secundária: quantidades maiores de anticorpos e, no caso das respostas T-dependentes, também com aumento da troca de classe de cadeia pesada e maturação da afinidade, pois os estímulos repetidos também levam ao aumento de linfócitos T. Ocorre por uma infecção repetida. Estimulação dos linfócitos B pelos antígenos As respostas imunes humorais têm início quando os linfócitos B antígeno- específicos no baço, linfonodos e nos tecidos mucosos linfoides reconhecem os antígenos. O agrupamento dos receptores de membrana Ig induzido pelos antígenos dá origem a sinais bioquímicos que são transduzidos pelas moléculas de sinalização associada ao receptor. Ligações cruzadas das Ig de membrana pelo antígeno, reações de fosforilação das tirosinas, intermediários bioquímicos, enzimas ativas e fatores de transcrição. Os linfócitos B expressam um receptor para uma proteína do sistema complemento que fornece sinais para ativação das células. Quando o sistema complemento é ativado por um microrganismo, um dos produtos é a proteína C3d que reveste esse microrganismo. Os linfócitos B expressam um receptor (CR2 ou CD21) que se liga ao C3b, resultando em sinais secundários para a sua ativação. Os produtos microbianos também podem se ligar aos receptores do tipo Toll (TRL) nas células B, estimulando a proliferação de secreção de Ig.Ativação do complemento, reconhecimento pelas células B, sinais gerais pela Ig e pelo complexo CR2. As consequências da ativação das células B pelo antígeno (e sinais secundários) consistem no início da proliferação e da diferenciação das células B e em sua preparação para interagir com os linfócitos T auxiliares (se o antígeno for uma proteína). Ligação cruzada resultante da interação entre o antígeno e a Ig de membrana. Ativação do linfócito B, vai promover mudanças, como aumento da sobrevivência, proliferação, aumento da expressão de B7-1 e B7-2, aumento da expressão de receptores de citocinas. E o aumento da expressão de CCR7 e migração dos folículos para as áreas de células T. Resposta dependente de T Precisa haver interação entre os linfócitos B e os linfócitos T para que um antígeno proteico estimule a produção de anticorpos. Esse processo é eficiente, pois desencadeiam excelentes respostas em 3 a 7 dias após a exposição. Nathália Souza Perguntas - Como eles se encontram (1/100.000)? - Como a célula T auxiliar interage com a célula B específica e não com outra? - Quais sinais que a célula T auxiliar emite para não somente gerar a produção de anticorpos, mas a troca de cadeias pesadas e a maturação da afinidade? As células T auxiliares que forem ativadas de modo a se diferenciar em células efetoras interagem com os linfócitos B estimulados por antígenos na borda dos folículos linfoides nos órgãos linfoides periféricos. Células T auxiliares CD4+ identificam antígenos proteicos processados, exibidos por APCs, e são ativados para proliferar e se diferenciar em células efetoras. Essas células efetoras começam a migrar para os folículos linfoides via receptor CCR7. Células B virgens residentes nos folículos identificam os antígenos e são ativadas para migrar para fora dos folículos. As duas populações celulares se aproximam nas bordas dos folículos e interagem. Apresentação de antígeno, ativação da célula T, CCR7 diminui e aumenta CXCR5, ocorre migração das células T ativadas para a borda do folículo. Células B apresentam antígeno para ativar células T auxiliares. Captura e processamento de antígenos, ativação da célula B, CCR7 aumenta a migração de células B ativadas para a borda do folículo. Apresentação de antígenos pelos linfócitos B às células T auxiliares Reconhecimento de antígenos proteicos nativos por célula B, antígeno proteico microbiano, receptor de célula B específico para epítopo conformacional. Ocorre a endocitose do antígenos mediada por receptor, processamento e apresentação de antígeno, reconhecimento de antígeno pela célula T. As células B específicas para um antígeno proteico se ligam e internalizam esse antígeno, processando-o e apresentam peptídeos ligados às moléculas do MHC de classe II para as células T auxiliares. As células B e células T auxiliares são específicas para o mesmo antígeno, mas as células B reconhecem epítopos nativos (conformacionais) e as células T auxiliares reconhecem os fragmentos de peptídeos do antígeno. As células B também expressam co- estimuladores moléculas B7 que desempenham um papel na ativação da célula T. Mecanismos da ativação dos linfócitos B mediados por células T auxiliares Os linfócitos T auxiliares que identificam os antígenos apresentados pelas células B ativam as células B por meio da expressão do ligante CD40 (CD40L) e da secreção de citocinas. 1) As células T auxiliares reconhecem os antígenos de peptídeos apresentados pelas células B e pelos coestimuladores (B7) nas células B. 2) As células T são ativadas para expressar o ligante CD40 (CD40L) e secretam citocinas. Nathália Souza 3) Ambas se ligam às células B e ativam as células B. Troca de classe de cadeia pesada (isotipos) A célula B ativada, vai fazer com que as células T auxiliares ativem CD40L e citocinas como IFN e IL-4, citocinas produzidas em tecidos mucosos como o TGF – beta, BAFF e outros, e ao final vão produzir os anticorpos IgM, IgG, IgE, IgA. Diferenciação de células T naive em células efetoras A célula T CD4+ ativação pode produzir células Th1, Th2 e Th17. A maturação da afinidade é o processo pelo qual a afinidade dos anticorpos produzidos em resposta a um antígeno proteico aumenta com a exposição prolongada ou repetido ao antígeno. Esse aumento de afinidade ocorre devido aos pontos de mutação nas regiões variáveis, e em especial nas regiões hipervariáveis. A maturação da afinidade só é encontrada nas respostas às células T dependente de antígenos proteicos, o que sugere que as células auxiliares são fundamentais para o processo. 1) Algumas células B ativadas por antígenos, com o auxílio das células T, migram para os folículos onde formam os centros germinativos. 2) Proliferam rapidamente e acumulam mutações nos seus genes imunoglobulinas (Ig)V, dando origem a célula B com diferentes afinidades pelos antígenos. 3) Células dendríticas foliculares exibem o antígeno e apenas as células B capazes de identificar o antígeno são selecionadas para sobreviver. 4) Células B também se ligam ao antígeno, processam-no e o apresentam às células T auxiliares nos centros germinativos. 5) À medida que mais anticorpos são produzidos a quantidade de antígeno disponível diminui, de modo que as células B selecionadas precisam expressar receptores com maiores afinidades para ligação com o antígeno. Ativação de células B pelo antígeno proteico e células T auxiliares. Células B com genes V para Ig somaticamente mutados e Igs com afinidades variadas para antígenos. Células B com Ig de membrana com alta afinidade ligam ao antígeno no FDC e apresentam antígenos às células T auxiliares. Nathália Souza Células B que reconhecem antígeno nas FCDs ou interagem com células T auxiliares são selecionadas para sobreviver, outras células B morrem. Proliferação de célula B, mutação somática B com maior afinidade são selecionadas positivamente. Seleção de células B com alta afinidade, plasmócitos secretores de anticorpos com alta afinidade. Anatomia das respostas imunes humorais 1) A ativação inicial das células B e das células T ocorrem em compartimentos diferentes dos órgãos linfoides periféricos. Células B virgens- identificam antígenos nos folículos. Células T auxiliares- identificam antígenos nas zonas ricas em células T fora dos folículos. 2) Os dois tipos de células interagem nas extremidades dos folículos. 3) A diferenciação das células B em células secretoras de anticorpos ocorre principalmente fora dos folículos. 4) A maturação da afinidade ocorre nos centros germinativos e a troca da classe de cadeia pesada pode ocorrer fora dos folículos ou nos centros germinativos. 5) Alguns plasmócitos secretores de anticorpos migram para a medula óssea e continuam a produzir anticorpos mesmo depois de eliminado o antígeno. 6) As células B de memória se desenvolvem sobretudo nos centros germinativos e entram na circulação. Ativação e migração de linfócitos T e B – interação célula T- célula B- resposta inicial de célula B, secreção de Ig, troca de alguns isotipos, reação em centros germinativos, maturação da afinidade, troca isótopo, geração de célula B de memória. Resposta independente de T Polissacarídeos, lipídeos e outros antígenos não-proteicos provocam resposta de anticorpos sem a participação das células T auxiliares. Não são capazes de fazer ligação com as moléculas de MHC, não podem ser vistos pelas células T. Muitas bactérias contêm capsulas ricas em polissacarídeos e a defesa contra elas é mediada por anticorpos (fagocitose). Muito pouco éconhecido sobre o modo como essas respostas são induzidas. A maioria das diferenças das respostas aos antígenos proteicos é atribuída ao papel das células T auxiliares. Acredita-se que os polissacarídeos e os lipídeos são capazes de realizar ligação cruzada com diversos receptores de antígenos numa célula B por Nathália Souza apresentarem variedade multivalente de mesmo epítopo, suficiente para estimular a proliferação e diferenciação das células B, sem necessidade de células T auxiliares. Células B de zonas marginais no baço (antígenos no sangue), células B B1 (tecidos mucosos e peritônio). Regulação das respostas imunes humorais: feedback de anticorpos Anticorpos IgG secretados formam imunocomplexos (complexos antígeno- anticorpo) com antígeno residual. Os complexos interagem com as células B específicas para o antígeno, com os receptores Ig que identificam epítopos do antígeno. Um determinado tipo de receptor Fc, reconhece o anticorpo ligado. Os receptores Fc bloqueiam os sinais de ativação do receptor de antígeno e terminam assim a ativação da célula B. Questões 1) Quais são os sinais que induzem as respostas das células B a antígenos proteicos e antígenos polissacarídeos? A apresentação de MHC de classe II para a célula B por meio da célula T apresentando os antígenos proteicos, ligação do CD40L e CD40, liberação de citocinas e apenas a presença dos microrganismos ativam as células T na resposta independente de T. 2) Descreva algumas diferenças entre as respostas primárias e secundárias dos anticorpos a um antígeno proteico. As respostas primárias ocorrem com um número reduzido de anticorpos, é mais demorada, já a resposta secundária vai ter um número maior de anticorpos e vai ser mais rápida, com uma resposta mais eficiente e com grande número de anticorpos em um pequeno intervalo de tempo, identificando a resposta da memória imunológica. 3) Como as células T auxiliares específicas para um antígeno interagem com os linfócitos B específicos para o mesmo antígeno? Onde essa interações ocorrem? Essas interações ocorre por meio dos linfócitos nos folículos, ou na região marginal ou fora do folículo. Vão diminuir a expressão do CCR7 e vão produzir os receptores das células B, que depois vão expressar o CCR7 para ir ao mesmo local que as células T. No gânglio é a região de interação entre o linfócito T e B. Nathália Souza 4) Quais os sinais que induzem a troca de isótipo de cadeia pesada e qual a importância desse fenômeno na defesa do hospedeiro contra microrganismos diferentes? A troca de isótipo é importante para a maior produção de anticorpos específicos para os antígenos, os sinais são ativação da resposta dependente de células T com citocinas, CD40L e CD40, ativação do complemento e outros. Ativação de genes que produzem a alteração das cadeias dos anticorpos. 5) O que é maturação da afinidade? Maturação da afinidade é produzir anticorpos com mais afinidade pelo antígeno, isso acontece em infecções crônicas. Anotações durante a aula Os antígenos mesmo chegando no baço, vão ter células apresentadoras de antígenos lá. Os linfócitos B não precisam de nenhuma apresentação, reconhecem na sua forma natural. Os anticorpos vão ser produzidos nos gânglios e no baço. Antígenos não proteicos não são reconhecidos pela célula T e a troca de cadeia pesada e a maturação da afinidade vai ser mais baixa para resposta das células B sem ativação de linfócitos T. Reconhece o antígeno sem nenhum processamento e nenhuma apresentação. Expansão clonal causa célula B de memória. A célula B ativada vai produzir plasmócitos que produzem anticorpos. Troca de classe de cadeia pesada: durante o processo de ativação com fatores de ativação de transcrição, então dependendo do tipo de genes transcritos vão ter a produção de anticorpos de diversos tipos. Células B foliculares (dentro do folículo dentro do gânglio), células B1 nas mucosas na e as células B marginais no baço ou circulação sanguínea. No gânglio temos o folículo e a região fora do folículo, e fora dos folículos temos as células T as células T são produzidas na medula óssea e timo, e as células B apenas na medula óssea. No gânglio é o local ideal para a interação do linfócito T e B. Células T e células B vão interagir entre si vão ter a troca de isótopo, anticorpos de alta afinidade, plasmócitos de vida longa. O antígeno não precisa ser apresentado, a resposta inicia quando a célula B reconhece o antígeno, quando a resposta é independente de T. Célula B, o receptor de membrana é o anticorpo, que tem duas cadeias pesadas e duas cadeias leves, um forte estímulo para ativação dessa célula B é quando temos um agrupamento desses receptores reconhecendo antígenos, vai ter a participação de moléculas de sinais e ativação de fatores de transcrição, a célula fica ativada e vai ficar propensa a virar plasmócito e formar anticorpos. O sistema complemento, é uma sequência de reações (cascata) que proteínas são quebradas, uma das formas é a via clássica que depende de anticorpos e as vias alternativas e das lecitinas que não precisam do anticorpos. Quando as proteínas são quebradas formam C36B, temos o C3B Nathália Souza e a célula B tem um receptor para essa proteína, ativando essa célula B. Vai ter interação de uma célula B e uma célula T não basta ser reconhecida por MHC de classe I ou II, então, quando a célula B está se preparando ela vai expressar essas outras coisas com o linfócito T. Linfócito B e T foram ativados, o linfócito B começa a expressar CCR7, e o linfócito T começa a expressar o receptor do linfócito B. IgA é localizado nas mucosas. IgG é capaz de atravessar a barreira transplacentaria e pelo leite materno. Resposta imune humoral parte 2 A resposta imune é dividida em humoral e celular. A imunidade humoral é o tipo de defesa do hospedeiro mediada por anticorpos, importante na proteção contra microrganismos extracelulares e toxinas. Os anticorpos são o único mecanismo contra microrganismos extracelulares. Mas podem ser importantes contra microrganismos intracelulares, podendo se ligar a eles antes que penetrem nas células ou quando vão passar de uma célula para a outra. Apenas os anticorpos medeiam a prevenção de uma infecção, bloqueando a capacidade dos microrganismos de infectar células hospedeiras, ou se ligando as toxinas microbianas, impedindo que lesem as células. Células B respondem e produzem anticorpos específicos para diversos tipos de moléculas. As células T reconhecem e respondem apenas aos antígenos proteicos. Linfócitos B virgens identificam antígenos, mas não produzem anticorpos. A ativação estimula a sua diferenciação em células produtoras de anticorpos. Propriedade dos anticorpos que determinam suas funções efetoras Os anticorpos agem por todo o corpo e nos lúmens dos órgãos e mucosas, lembrando que nas mucosas vamos ter os linfócitos B-B1 nos tecidos como mucosas e peritônio. Os anticorpos são produzidos após a estimulação das células B pelos antígenos nos órgãos linfóides secundários e nos locais teciduais de inflamação. Alguns plasmócitos secretores de anticorpos permanecem nos órgãos linfoides secundários ou nos tecidos inflamados, enquanto outros migram e residem na medula óssea. Os anticorpos secretados entram no sangue, onde podem atingir qualquer local de infecção periférico e nas secreções mucosas, onde previnem infecções pelos microrganismos que tentam penetrar no epitélio. Os anticorpos protetores são produzidos durante a primeira resposta (resposta primária) a um microrganismo e em maiores quantidades durante asrespostas subsequentes (resposta secundária). Plasmócitos que migram para a medula óssea continuam a produzir anticorpos por meses ou anos, e fornecem proteção imediata. Células B de memória não secretam anticorpos, mas ficam esperando o Nathália Souza antígeno, logo rapidamente se diferenciam em células produtoras de anticorpos. Um dos objetivos da vacinação é estimular o desenvolvimento de plasmócitos de longa duração e células de memória. Os anticorpos utilizam suas regiões de ligação de antígenos (Fab) para ligar-se e bloquear os efeitos nocivos de microrganismos e toxinas, e usas suas regiões Fc para ativar diversos mecanismos efetores que eliminam esses microrganismos. A troca de isótipo (classe) de cadeia pesada e a maturação da afinidade aumentam as funções protetoras dos anticorpos. Troca de isótipo de cadeia pesada fornece a produção de anticorpos com mais regiões Fc distintas, que são capazes de realizar funções diferentes. Importância, o sistema imune humoral é capaz de ativar mecanismos de excelência do hospedeiro em resposta a diversos microrganismos. A maturação da afinidade é induzida pelo estímulo prolongado ou repetido com antígenos proteicos, isso faz com que sejam formados anticorpos com afinidade cada vez maiores. Uma das razões para a prática de dar múltiplas séries de imunizações para gerar uma imunidade protetora. Funções efetoras dos anticorpos Pode ser ativado a via do complemento, eles promovem a neutralização de microrganismos e de toxinas, opsonização e fagocitose de microrganismos, citotoxicidade celular dependente de anticorpo. A fagocitose de microrganismos opsonizados com fragmentos do complemento (C3b), inflamação e lise de microrganismos. Vão ser formados diversos tipos de anticorpos como: IgG, IgM, IgA, IgE. A troca para isótipos IgG prolonga a duração de um anticorpo no sangue e, portanto, aumenta a atividade funcional do anticorpo. Um receptor de Fc neonatal (FcRn) contribui com as moléculas de IgG de meia-vida longa. Os anticorpos são capazes de ligar, bloquear ou neutralizar a infectividade dos microrganismos e as interações das toxinas microbianas com as células do hospedeiro. A neutralização é um mecanismo de defesa muito útil porque os anticorpos: 1) Impedem a instalação de uma infecção ao se ligarem às moléculas do envelope ou das paredes celulares dos microrganismos que os mesmos utilizam para se ligar e penetrar nas células do hospedeiro. 2) Limitam a disseminação da infecção ao se ligarem aos microrganismos que saem de uma células para infectar a outra. 3) Bloqueiam os efeitos de toxinas ao impedir que se liguem às células do hospedeiro. Neutralização de microrganismos Sem anticorpos os microrganismos ligam seus receptores nos receptores celulares e adentram na célula hospedeira. Com anticorpos, eles vão bloquear a ligação do microrganismo a célula, impedindo a infecção, porque eles se ligam aos receptores dos microrganismos. Sem anticorpos a disseminação vai causar uma infecção, com anticorpos eles Nathália Souza bloqueiam uma infecção da célula adjacente. Neutralização de toxinas Na superfície das células temos receptores para as toxinas, e a toxina vai se ligar ao receptor, causando um efeito patológico da toxina como necrose celular. Com os anticorpos, eles vão se ligar na toxina, impedindo que essa toxina fique livre para se ligar ao receptor celular. Opsonização e fagocitose Os anticorpos revestem o microrganismo e promovem a sua ingestão pelos fagócitos. Opsonização: processo de revestimento para uma subsequente fagocitose. Opsoninas: nome dados às moléculas que revestem os microrganismos e aumentam sua fagocitose. Anticorpos IgG1 e IgG3 se ligam ao receptor de alta afinidade para suas regiões Fc das cadeias gama, chamadas de FCgamaRI (CD64), expressos em neutrófilos e macrófagos (permite a fagocitose e a ativação desses fagócitos). A fagocitose mediada por anticorpos é o principal mecanismo de defesa contra bactérias encapsuladas. O baço contém grandes quantidades de fagócitos, e é um local importante de eliminação fagocítica de bactérias opsonizadas. Temos então uma situação de um microrganismos, ele vai ser opsonizado pelo IgG, vai ocorrer ligação dos microrganismos ao receptores Fc dos fagócitos pela ligação da FcgamaRI, sinais do receptor FC ativam o fagócito, o fagócito vai realizar a fagocitose, e posteriormente a destruição do microorganismo. Citotoxicidade celular dependente de anticorpos (ADCC) As células natural killer (NK) e outros leucócitos podem se ligar às células revestidas de anticorpos e destruí-las. Células NK, expressam o receptor FcgamaRIII (CD16) que se liga à porção Fc de uma variedade de anticorpos IgG ligados a uma célula (nesse caso são ativados e liberam grânulos que destroem os alvos opsonizados). Não se sabe se a célula infectada expressam moléculas de superfície que podem ser identificadas por anticorpos ou em quais infecções esse mecanismo está ativo. É provável que a ADCC mediada por NK não seja tão importante quanto a fagocitose dos microorganismo opsonizados na defesa contra a maioria das infecções virais e bacterianas. Reações mediadas por mastócitos/eosinófilos e IgE Anticorpos IgE ativam reações mediadas por mastócitos e eosinófilos, que são importantes na defesa contra parasitas helmintos e estão envolvidos em doenças alérgicas. A maioria dos helmintos é grande demais para ser fagocitada e apresenta um tegumento resistente a muitas substâncias microbicida produzida por neutrófilo e macrófagos. Anticorpos IgE, podem se ligar aos helmintos e promover a ligação de eosinófilos que possuem receptores de alta afinidade (FcERi) de eosinófilo (e mastócitos). Eosinófilos, liberam grânulos com proteínas tóxicas para os helmintos (há necessidade de IL-5 produzida por células T na vizinhança, para a ativação dos eosinófilos. Nathália Souza Mastócitos, também podem ser ativados por IgE, secretando citocinas, incluindo quimiocinas, que atraem mais leucócitos que funcionam para destruir os helmintos. Citotoxicidade celular dependente de anticorpos (ADCC) Temos então uma célula com antígenos de superfície todos são revestidos por anticorpos, na porção Fc desse anticorpo, vão se ligar receptores de baixa afinidade FcgamaRIII que vão destruir a célula revestida de anticorpo. Também temos a situação de um helminto, que vai ter sua porção revestida por IgE, o receptor para a porção Fc da IgE vai se ligar e o eosinófilo vai ficar aderido, causando degranulação no helminto. A ativação do eosinófilo se dá a partir de IL- 5, que ativa célula Th2 que vai produzir IL-5 que vai ativar os eosinófilos a realizarem degranulação dos helmintos e consequente morte. Ativação do complemento A porção Fc do anticorpo vai ativar o complemento. Vai ocorrer a ligação de anticorpos ao antígeno, e a ligação C1 aos anticorpos. A ativação do sistema complemento é um conjunto de proteínas circulantes e de membrana celular que desempenham papéis importantes na defesa do hospedeiro contra microrganismos e na lesão tecidual mediada por anticorpos. Complemento é a capacidade dessas proteínas complementarem a atividade microbiana dos anticorpos. Pode ser ativado por: 1) Pelos microrganismos na ausência de anticorpos- como parte da RI inata a infecção. 2) Pelos anticorpos ligados aos microrganismos como parte da RI adaptativa. Características importantes do sistema complemento: a ativação das proteínas do complemento envolve a clivagem proteolítica sequencial, ou seja, a geração de moléculas efetoras que participam de diferentes maneiras na eliminação
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