Prova imuno AU3

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QUESTÃO 1 (10 pontos). Sabemos que a expressão dos receptores de antígenos –
TCR nos linfócitos T e BCR nos linfócitos B - é necessária para sua competência
funcional e sobrevivência. Além disso, a enorme variabilidade destes receptores está
concentrada em uma pequena região da molécula. Os epítopos antigênicos são as
regiões presentes nos antígenos que interagem de forma complementar e
específica aos sítios de ligação dos receptores destas células. Considerando que
são através desses receptores que os linfócitos interagem com diferentes antígenos
e observando o esquema a seguir, responda:
Descreva quais as principais diferenças entre estes receptores em termos de
estrutura, como é feito esse reconhecimento, natureza dos antígenos que serão
reconhecidos por estes e suas funções.
R: ESTRUTURAS DE CADA RECEPTOR:
Ambos possuem estruturas moleculares bastante similares formados por cadeias
polipeptídicas (domínios de imunoglobulinas), fazendo parte da mesma família de
glicoproteínas.
As cadeias pesadas e leves dos receptores do linfócito são formadas por “domínios
constantes” ( C ) e “domínios variáveis” ( V ).
Os Domínios Constantes nas cadeias pesadas e leves são caracterizados por
serem idênticos em todos os receptores de Linfócitos B e T que estão sendo
formados, sem serem variados.
Os Domínios Variáveis, estão localizados nas extremidades dos receptores dos
linfócitos B e T, que possuem sequência de aminoácidos mas não são constantes e,
sim, variáveis quando comparados entre um linfócito e outro que estão sendo
gerados. Dessa forma, tais regiões juntas interagem e formam o sítio de
reconhecimento dos epítopos antigênicos, possibilitando uma grande variabilidade
de especificidades únicas dos linfócitos.
Pode-se mencionar que os receptores dos linfócitos B possuem dois sítios, na
extremidade, de ligação idêntica com o epítopo e os linfócitos T possuem apenas
um sítio de reconhecimento na sua extremidade. Além disso, os receptores das
células B podem ser secretados quando ativados (células B efetoras), formando o
chamado “anticorpos” solúveis - importantes para as respostas humorais-, porém
os receptores do linfócito T não são secretados, relacionados a respostas
celulares.
Células B:
O receptor do linfócito B tem uma estrutura com formação monomérica, similar a
letra “Y”, constituído por domínios globulares de Imunoglobulinas da classe M. São
formados por duas cadeias polipeptídicas pesadas idênticas (apresentadas na
imagem pela cor azul, são maiores) e duas cadeias polipeptídicas leves
(apresentadas na imagem pela cor preta, são menores), associadas por meio de
pontes de sulfeto para gerar a glicoproteína, que será externalizada na membrana,
formando os receptores de células B.
O corpo do receptor é chamado de Fração Cristalizada, que possui “braços”
denominados de porção Fab.
Células T:
Diferentemente dos linfócitos B, os linfócitos T são formados por apenas duas
cadeias polipeptídicas, denominadas de cadeia beta (representada pela cor azul) e
cadeia alfa (representada pela cadeia preta), por isso é denominado linfócito Tαβ.
O receptor dos linfócitos T apresentam uma cadeia pesada e uma cadeia leve,
constituídas por domínios globulares de Imunoglobulinas.
RECONHECIMENTO:
Caso seja um antígeno com epítopos antigênicos idênticos, uma única célula B é
capaz de utilizar vários receptores para reconhecer o antígeno, pois todos dessa
mesma célula B são idênticos com a mesma especificidade, denominando de
ligação cruzada.
Caso seja um antígeno com epítopos antigênicos diferentes, ou seja, com uma
sequência de aminoácidos diferentes é necessário um reconhecimento diferente.
Cada célula é equipada com um receptor com especificidade única, capaz de
reconhecer apenas um epítopo do antígeno. Assim, observamos a presença dos
clones dessa célula (expansão policlonal), que são ativadas a partir da presença de
antígenos com determinantes antigênicos diferentes, possibilitando que diferentes
clones sejam dos linfócitos B (apenas células B podem reconhecer antígenos em
sua forma nativa) ou linfócitos T(só é capaz de reconhecer antígenos de natureza
proteica), reconheçam outras sequências de aminoácidos diferentes das demais
desses antígenos.
NATUREZA DOS ANTÍGENOS:
Linfócitos B:
São equipados com receptores que são capazes de reconhecer uma grande
variedade de antígenos. Por isso, podem reconhecer antígenos de acordo com a
sua natureza química, que podem ser de origem proteica, polissacarídica,
carboidratos, lipídios, ácidos nucléicos, substâncias sintéticas e químicas
pequenas. Assim,são capazes de reconhecer tais antígenos na sua forma imatura,
sem a necessidade de serem clivados, processados ou apresentados por outras
células para que sejam reconhecidos pelos linfócitos B.
Linfócitos T:
Os receptores de linfócitos T são capazes de reconhecer apenas antígenos de
origem proteica, que precisam ser processados/fragmentados.
Para isso, células oriundas do MHC precisam compartimentalizar o antígeno para
ser processado e formar pequenos fragmentos de proteínas lineares denominadas
de peptídeos. Assim, quando esses fragmentos são externalizados na superfície
dessas células, os linfócitos T são capazes de reconhecer o antígeno.
QUESTÃO 2 (20 pontos). O conjunto completo de especificidades dos receptores de
antígenos de um indivíduo é denominado repertório. O repertório de linfócitos é
estimado entre 107 à 1011. DESCREVA 2 possibilidades genéticas que explicam a
geração dessa imensa variabilidade de especificidades dos receptores de antígenos.
R: A região de domínios variáveis dos receptores dos linfócitos é formada por meio
de um rearranjo de segmentos gênicos, de forma aleatória, gerando blocos
contendo um segmento variável, um de diversidade e outro rearranjado. Assim,
ocorre uma recombinação somática, apenas durante a ontogenia nas células
comprometidas com a linhagem T e B. Essas informações, irão codificar uma
sequência de aminoácidos diferentes para cada célula, possibilitando uma série de
probabilidades de combinações.A diversidade combinatória é dada por uma
recombinação aleatória de segmentos VDJ que geram o domínio variável das
Cadeias Leves e Pesadas (B), Alfa e Beta (T), tais regiões da cadeia formam o sítio
de ligação ao antígeno.
O primeiro evento gênico de recombinação que ocorre tanto nos linfócitos B ou T, é
o rearranjo no domínio variável da cadeia pesada . Primeiramente, no DNA em sua
configuração germinal ocorre a segregação espacial em blocos com segmentos V,
segmentos D e segmentos J. O complexo recombinase, seleciona aleatoriamente
um segmento J e um segmento D, formando o rearranjo DJ. Logo após, ocorre um
segundo rearranjo com uma seleção aleatória de um segmento V, gerando o éxon
que codifica a região variável do receptor dos linfócitos (o bloco rearranjado VDJ).
Neste momento, não há um rearranjo da cadeia leve, por isso é necessário para
auxiliar na geração da glicoproteína, a geração de uma substituta chamada de
pseudo cadeia leve, idênticas para todos os linfócitos nessa fase, chamada de
pré-BCR (no caso de B). Desta maneira, caso os pré-receptores sejam funcionais,
irão deflagrar sinais tônicos para promover a sobrevivência dessas células e
continuarem fazendo o processo de maturação.
As células então, param de se rearranjar e passam a se proliferar, gerando células
de domínios variáveis de cadeia pesada idênticos. Posteriormente, a célula para de
se proliferar e inicia o rearranjo dos domínios variáveis da cadeia leve, O locus da
cadeia leve só é formado pelos segmentos V e J. Por isso, só ocorre um evento de
rearranjo aleatório nessa etapa. Novamente, caso seja produtivo,há a formação do
éxon que vai codificar a porção do domínio variável da cadeia leve, cada linfócito
obtém um domínio variável rearranjado diferente.Assim, as células-mãe e as
células-filhas terão rearranjos de cadeia leve diferentes, mesmo que possuam
receptores com o mesmo rearranjo de cadeia pesada. Assim, ao final do processo
as células vão expressar o BCR de superfície, passando do estágio pré-BCRpara
uma célula B imatura (no caso dos linfócitos B). No processo de ontogenia dos
linfócitos T, ocorre de maneira bem semelhante.
A diversidade funcional é um outro fator que possibilita o aumento das
especificidades únicas dos receptores. Tal evento ocorre durante a junção dos
fragmentos de segmentos VDJ rearranjados, onde o material genético (DNA)
precisa ser rearranjado. O fragmento/éxon VDJ é quebrado e os dois lados da fita
ficam expostos, sendo posteriormente clivadas gerando um grampo com o objeto
de estabilizar o DNA. As enzimas endonuclease e exonuclease irão atuar na
abertura dos grampos, para ser possível retirar ou inserir (as enzimas polimerases
utilizam a fita molde para inserir nucleotídeos na fita reparada) nucleotídeos para
que a reparação da fita de DNA aconteça. Assim, cada célula possuirá uma
sequência de nucleotídeos inseridos de maneira aleatória, expressando suas
especificidades únicas. Pode-se mencionar também, que a enzima TDT possibilita
o estopim da diversidade funcional, inserindo aleatoriamente os nucleotídeos na
região. Por isso, a inserção de nucleotídeos para a promoção do reparo e junção da
fita de DNA pode ser considerada uma possibilidade genética que gera essa
imensa variabilidade de especificidades dos receptores de epítopos nos linfócitos
B e T.
QUESTÃO 3 (15 pontos). Leia com atenção a pergunta para escolher uma das
alternativas de resposta a seguir e JUSTIFIQUE. Dada a importância dos receptores
de antígenos para os linfócitos, o que você esperaria que acontecesse com
indivíduos cujos linfócitos não fossem capazes de expressar as enzimas RAG -1 e
RAG -2:
(A) não gerariam linfócitos maduros (Linfócitos T e B virgens e maduros);
(B) teriam linfócitos com receptores incapazes de interagir com antígenos
(incompetência funcional);
(C) não gerariam nenhum tipo celular proveniente de progenitores mieloides e
linfoides;
(D) poderiam ter linfócitos com potencial para autorreatividade patológica, ou seja,
capazes de interagir e responder à antígenos próprios.
R: A alternativa correta é a letra A, pois a produção dos receptores clonais dos
linfócitos T e B necessitam de rearranjos gênicos provenientes das proteínas
expressas por esses linfócitos, a RAG-1 e RAG-2, ou seja, se houver mutações que
prejudiquem a funcionalidade dessas proteínas, não haverá o início da
recombinação V(D)J, o que tem por consequência a síndrome de imunodeficiência
severa (SCID). A SCID ocorre quando os linfócitos T e B adultos não se formam e
não expressam pré-BCR e pré–TCR (receptores de superfície que produzem sinais
tônicos responsáveis por manter a sobrevivência dos linfócitos), nesse sentido,
não há a possibilidade de ocorrer a maturação desses linfócitos, que acabam
morrendo por apoptose.
QUESTÃO 4 (15 pontos). Com base nos seus conhecimentos e aprendizado acerca
da ontogenia e geração do repertório de linfócitos B, escolha qual das opções ESTÁ
CORRETA E JUSTIFIQUE:
(A)Durante a ontogenia dos linfócitos B, diversas células maduras são geradas, cada
qual expressando receptores clonais com uma única especificidade.
(B)A codominância alélica de cadeias pesada e leve durante a maturação explica
como a grande maioria dos clones de linfócitos maduros gerados podem expressar,
cada um deles, receptores com diferentes especificidades.
R: A opção correta é a A, pois durante a ontogenia, o linfócito B se diferencia por
um progenitor linfóide que gerará um grande número de linfócitos, cada qual com
uma especificidade única, os mesmos são considerados clones por serem
originadas de uma mesma célula (célula mãe) que se proliferou e deu origem a
essas células filhas. Essas células se diferenciam na expressão de seus receptores
específicos de antígenos, distribuídos a elas clonalmente, nesse sentido, cada uma
terá receptores com uma especificidade única.
QUESTÃO 5 (20 pontos). Uma função essencial do sistema imunológico é
discriminar o que é próprio do que não é. De fato, um processo de seleção identifica
e preserva linfócitos que provavelmente serão capazes de responder a antígenos
estranhos e, ao mesmo tempo, tolerar os auto antígenos. Uma vez que uma célula B
imatura expressa Imunoglobulinas da classe M em sua superfície (sIgM), seu
destino agora é guiado pela natureza dos sinais que recebe através da ligação do
BCR a um auto antígeno. Com base no texto e na figura a seguir, descreva os
possíveis destinos dessas células B imaturas e autorreativas com base na natureza
e disposição dos antígenos aos quais elas são capazes de interagir na medula
óssea.
R: Com base no texto e na figura apresentados, é possível descrever o destino das
células B imaturas e autorreativas. A primeira imagem é demonstrado o
reconhecimento de antígenos multivalentes por receptores de células B, é possível
visualizar vários receptores na superfície do linfócito B, que na presença de
antígenos multivalentes (com vários epítopos idênticos) se ligam a esses epítopos
e desenvolvem Ligações Cruzadas. Essas ligações geram um sinal muito forte para
o Linfócito B, o que poderá gerar a sua ativação, caso isso ocorra, o linfócito
responderá a um antígeno próprio, o que poderá destiná-las a apoptose. Porém,
essas células ainda podem ser resgatadas ao destino de apoptose, caso troque a
especificidade do receptor. Isso ocorrerá se as Ligações Cruzadas deflagrarem um
sinal forte que será capaz de promover novamente a expressão de RAG-1 e RAG-2,
que irão rearranjar novamente no lócus de cadeia leve. Nesse sentido, como o sítio
de reconhecimento do antígeno se forma pela adição da região variável de cadeia
leve com a região variável de cadeia pesada, se houver a troca da região de cadeia
leve, a especificidade também será trocada.
Caso haja a presença de uma molécula própria com poucos epítopos antigênicos
na medula óssea, poderá ocorrer poucas ligações cruzadas, pois haverá a presença
de moléculas solúveis de baixo peso molecular e a presença de poucos epítopos
antigênicos, característicos por sua baixa valência, com isso, um sinal fraco será
gerado, que fará com que essas células fiquem anérgicas. Quando essas células
compuserem o repertório dos linfócitos B e migrarem para as regiões periféricas,
competirão com outras células, essa competição resultará na perda dessas células
anérgicas, que não receberam estímulos para continuarem vivas e morrerão por
apoptose.
Por conseguinte, podemos citar o destino dos linfócitos B, no caso de antígenos
que não são capazes de gerar a Ligação Cruzada, pois a mesma é fundamental
para que estímulos ou sinais cheguem até essas células. Desse modo, ter a
presença de um antígeno de baixa afinidade e que não gera Ligações Cruzadas,
tem como destino ser ignorado pela célula, ou seja, nesse caso, o antígeno não
estão acessíveis na medula óssea, estão em baixas concentrações ou se ligam
fracamente ao receptor, o que terá como resultado a dificuldade de gerar Ligações
Cruzadas. Com a maturação das células B, as mesmas podem encontrar esses
antígenos em altas concentrações nas regiões periféricas, poderão responder a
elas e gerar doenças autoimunes, assim, é necessário mecanismos de tolerância
periférica para que, caso ocorra o escape dessas células do mecanismo central, as
mesmas não sejam ativadas no sistema periférico.
Caso as células B não expressem especificidades a antígenos próprios, ou seja,
que tenham receptores que não sejam específicos para antígenos próprios, elas
irão sobreviver, pois não são células autorreativas, ou seja, os receptores deflagram
sinais tônicos para sua sobrevivência. A célula B migrarão para o baço, onde
começará a expressar a sua forma madura, além do BCR e uma IgD de superfície e
logo após, passarão a compor o repertório.
QUESTÃO 6 (20 pontos). Descreva como o fenômeno de Tolerância Central explica a
geração de um repertório vasto de linfócitos T com fenótipos e funções biológicas
distintas, capazes de:
1) tolerar antígenos próprios mas, ao mesmo tempo, reconhecer e responder a
antígenos exógenos na periferia
2) apenas no contexto de apresentação via MHC-classeI e classe II
3) regular as respostas imunológicas.
Dica: Vídeo feito pelos monitores.
R: A tolerância Imunológica é um fenômeno na qual o organismo é capaz de
reconhecer alguns antígenos mas não consegue desencadear uma resposta imune,
pois a tolerância é induzida pela exposição prévia desse antígeno, sendo assim,
caso um indivíduo não tenho um bom desenvolvimento desta tolerância, poderá
desenvolver patologias e doenças autoimunes. Nesse sentido, quando um linfócito
se depara com antígenos, podem ser ativados e gerarem uma resposta imune,
podem ficar inativas ou serem eliminados por um processo de tolerância
imunológica. Quando as células respondem a esse antígeno, ocorre a sua ativação
e multiplicação para combatê-los, porém os antígenos tolerogênicos (antígenos
que são capazes de induzir a tolerância) podem induzir uma não-resposta a esse
antígeno funcional ou até mesmo causar a morte desses linfócitos por apoptose, o
que torna estas células incapazes de responder a esse antígeno, caracterizando a
tolerância. Os antígenos Auto-tolerantes, são antígenos que possuem tolerância
aos seus próprios antígenos.
A Tolerância Imunológica propicia o equilíbrio do sistema imune pois não é
vantajoso a falta de resposta desse sistema contra os invasores, isso ocorre
através dos Linfócitos T reguladores (células responsáveis por regular a Tolerância
Imunológica), há também a Tolerância Central (seleção negativa do timo) e
Inativação periférica, que são mecanismos que auxiliam no equilíbrio do processo
de tolerância. A falha na tolerância pode resultar na resposta autoimune e pode
gerar doenças autoimunes, além disso, antígenos exógenos podem podem inibir a
resposta a resposta imune pela indução de tolerância em linfócitos específicos e
também pode ser utilizado em métodos terapêuticos, ao induzirem a tolerância
imunológica para prevenção de uma resposta imune indesejada, como é utilizado
na prevenção de rejeição de órgãos transplantados. Assim, a tolerância de
linfócitos específicos a antígenos pode ser induzida nos órgãos linfóides primários
por consequência de reações de linfócitos imaturos com antígenos próprios, o que
chamamos de Tolerância Central, também pode ocorrer nos sítios periféricos com
linfócitos maduros que encontram seus próprios antígenos (sob condições
especiais) e reagiram, o que caracteriza a Tolerância Periférica, esses mecanismos
têm como responsabilidade a eliminação de dos linfócitos auto-reativos presentes
no repertório de linfócitos maduros.
A Tolerância-Central ocorre pois, durante a maturação dos órgãos linfóides
primários, os linfócitos passam por um estágio em que ao se encontrarem com
antígenos, eles induziram nessas células, preferencialmente a tolerância e assim, o
confinamento anatômico dos linfócitos B (medula óssea) e T (timo) se torna o
estágio mais importante para maturação dessas células em relação a tolerância.
Os linfócitos imaturos encontram apenas antígenos próprios, pois estes antígenos
estão presentes em altas concentrações, já que os exógenos são levados para os
órgãos secundários, com isso há a Seleção Negativa, onde os antígenos próprios
da qual receptores que fazem o reconhecimento desses antígenos, são eliminados
automaticamente. Alguns linfócitos T, podem sofrer alterações e se diferenciarem
em células regulatórias e obterem a função de inibir a resposta imunológica.
O mecanismo de Tolerância Central nos linfócitos T ocorre no Timo, as células T
imaturas que fizerem o reconhecimento de antígenos de alta avidez sofrem com a
Deleção Clonal por meio de Seleção Negativa. Essa seleção tem dois principais
fatores determinantes para sua indução, para saber se um antígeno próprio irá
induzi-la nos timócitos autorreativos, tem como fator a concentração de
auto-antígeno no timo e a afinidade de receptores (TCR) de células T dos timócitos
que podem reconhecer esse auto-antígeno. As células apresentadoras de
antígenos do timo recuperam as proteínas próprias e as apresentam em
associação a moléculas do MHC, os timócitos podem sofrer apoptose (Deleção
Clonal) caso encontrem auto-antígenos no timo. Processos como estes afetam as
células T restritas ao MHC de classe I e classe II e possuem grande importância no
processo de tolerância dos linfócitos T CD8 + e T CD4 +, a Seleção Negativa dos
timócitos é responsável pelas células T maduras que estão nas periferias e não
conseguem responder, mesmo que em grandes quantidades os antígenos próprios.
Já os linfócitos B, na Tolerância Central, que ocorre na medula óssea, quando são
imaturos, ao reconhecerem com alta avidez antígenos próprios, sofrem Deleção
Clonal, Anergia Clonal ou Edição de Receptor pois o determinantes para saber se os
linfócitos B serão selecionados negativamente, são as concentrações de antígenos
próprios na medula óssea e sua afinidade para antígenos.