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1 Índice: 1. Introdução.......................................................................................................................................................pg 3 2. Órgãos Linfoides.............................................................................................................................................pg 6 3. Imunidade Inata.............................................................................................................................................pg 7 4. Resposta inflamatória e migração celular...................................................................................................pg 14 5. Seminário 1 - Imunodeficiência associada a defeitos em inibidores do complemento............................pg 18 6. ED – 1: imunidade inata, inflamação e migração celular. ........................................................................pg 19 7. Reconhecimento antigênico.........................................................................................................................pg 22 8. Seminário 2 - Apresentação cruzada de antígenos.....................................................................................pg 28 9. ED – 2: MHC, processamento e apresentação de antígeno.......................................................................pg 30 10. Desenvolvimento de Linfócitos T e B...........................................................................................................pg 33 11. Resposta adaptativa celular.........................................................................................................................pg 40 12. Cooperação T-B............................................................................................................................................pg 48 13. Resposta imunológica humoral...................................................................................................................pg 55 14. ED – 3: Desenvolvimento e funções efetores dos linfócitos T e B..............................................................pg 61 15. Regulação e modulação da resposta imunológica ......................................................................................pg 66 16. Imunidade de mucosas.................................................................................................................................pg 72 17. ED – 4: Imunidade de Mucosas....................................................................................................................pg 78 18. Resposta imune nos extremos: do recém-nascido ao idoso........................................................................pg 83 19. Imundeficiências...........................................................................................................................................pg 89 20. Reações de Hipersensibilidade do Tipo I – Mediada por IgE...................................................................pg 98 21. Reações de Hipersensibilidade do Tipo II – Mediadas por não IgE........................................................pg 103 22. Reações de Hipersensibilidade do Tipo III – Mediada por imunocomplexos.........................................pg 108 23. Reações de Hipersensibilidade do Tipo IV – Mediadas por linfócitos T.................................................pg 111 24. ED – 5: Psoríase..........................................................................................................................................pg 117 25. Seminário 3 - Resposta Imunológica adaptativa primária e secundária – imunização.........................pg 120 26. Seminário 4 - Anticorpos no Tratamento de Doenças inflamatórias e autoimunes...............................pg 125 27. Seminário 5 - Imunoterapia para Reações de Hipersensibilidade I........................................................pg 127 Imunologia Clínica 2 28. ED – 6: Artrite Reumatoide.......................................................................................................................pg 130 29. Seminário 6 - Teoria da Higiene................................................................................................................pg 133 30. Seminário 7 - Síndrome Antifosfolípide...................................................................................................pg 135 31. Seminário 8 - Febre reumática...................................................................................................................pg 138 32. Obesidade, Doenças metabólicas e aterosclerose.....................................................................................pg 141 33. Imunologia dos transplantes......................................................................................................................pg 144 34. Resposta imunológica e imunoterapia de tumores..................................................................................pg 147 35. ED – 7: Integração Imuno-Parasito...........................................................................................................pg 151 3 Introdução: O homem é constantemente exposto a ambientes hostis, ou seja diversos elementos como patógenos, poluição e outros que poderiam o levar a adoecer. No entanto, isso dificilmente ocorre, pois a partir de um processo evolutivo progressivo, o ser humano desenvolveu um sistema que permitisse sua sobrevida e de sua prole, o sistema imunológico que atua pelas respostas imune. Cronologia: em 430 a.C foi descrito pela primeira vez o caso de uma praga em Atenas por Tucídides, no século XV, ocorreram os primeiros registros de imunização na China e Turquia, em 1798 Edward Jenner analisa a possibilidade da existência da vacina contra a varíola. Em 1885, Louis Pasteur cria a vacina contra cólera aviária e a vacina antirrábica, no ano seguinte, Robert Koch descobre que as causas das doenças são decorrentes de microorganismos, em 1890, Behring e Kitasato criam o soro com atividade antitóxica a difteria e tétano, nesse mesmo ano Metchnikoff descobre os macrófagos e descreve a fagocitose. Com o passar do tempo, diversas outras descobertas foram feitas se utilizando de preceitos da microbiologia, bioquímica e outras disciplinas. Resposta imunológica: é uma resposta coletiva e coordenada do corpo frente à introdução de substâncias estranhas como microorganismos e macromoléculas (orgânica ou não), chamados de antígenos. A resposta coordenada envolve uma série de eventos celulares e moleculares com consequências fisiológicas para a manutenção da saúde que caso não forem controladas pode levar a uma patologia. Tudo começa com o reconhecimento próprio a partir de receptores moleculares que reconhecem o que já é do próprio corpo e o que é externo, e quando for identificado o que não for próprio ocorrerá então a resposta imune. As respostas envolvem uma série de componentes e receptores moleculares, podendo ser inata (TLR, MANR, CD14, SAVENGER), que é ativada em torno de minutos a horas, ou adaptativa (BCR e TCR) em que a expressão clínica dela demora em torno de alguns dias. A resposta imune vai conferir ao indivíduo uma estado de proteção e resistência àquela infecção. Essa resposta pode ser ativa, quando o próprio organismo produzir os elementos da resposta. Por exemplo, um homem que está exposto pela primeira vez a um antígeno microbiano, o seu organismo vai montar uma resposta imunológica que em torno de dias vai ter conseguido combater (ou não) esse antígeno, recuperando o homem. Nesse caso, ele vai desenvolver no organismo células de memórias, que vão conseguir combater mais rapidamente uma invasão feita pelo mesmo agente microbiano, caso o indivíduo seja exposto novamente a esse antígeno, pelo fato dessa resposta ser altamente específicaao antígeno. Essa exposição primária pode vir a ser por meio de uma vacina, pois é introduzido no organismo da pessoa os antígenos de forma mais atenuada, o que leva o organismo a desenvolver a resposta imunológica, permitindo o surgimento das células de memória para caso esse indivíduo for exposto novamente o organismo consiga combater a toxina rapidamente. Mas pode ser também a própria infecção do agente. A imunidade passiva ocorre principalmente pelo uso de soros que contenham anticorpos contra o agente para o qual o soro foi produzido, é usado para combater rapidamente uma infecção a qual o indivíduo foi exposto, não levando a uma necessidade do organismo de produzir células de defesa, portanto não gera células de memória, apesar de ser também específico. 4 Obs: a memória imunológica não necessariamente é para sempre, sendo necessário que, no caso das vacinas, o indivíduo tenha que reforçar a dose após alguns anos. Resposta imune inata: vai contar com a primeira linha de defesa do hospedeiro, que são as barreiras epiteliais do corpo, essas barreiras podem ser do tipo mecânica, envolvendo as próprias células epiteliais unidas por junções fortes (impedindo a passagem dos agentes infecciosos) e que também podem estar associadas com o muco e cílios. Além disso, podemos contar com as barreiras químicas, envolvendo enzimas, pH do meio, peptídeos antibacterianos e outras substâncias que permeiam as superfícies do corpo que ajudam a combater a entrada desses agentes. As barreiras microbiológicas envolvem a flora normal do indivíduo que compete por nutrientes e espaço, além de produzir substâncias antibacterianas. As barreiras celular contam com a ajuda dos linfócitos T intra-epiteliais e B-1. Por fim temos a barreira de citocinas (TNF, IL-1, IFN) que são um grupo de proteínas que apresentam diversas funções como a ativação de funções efetoras dos fagócitos e linfócitos, movimento direcionado das células imune do sangue para o tecido e crescimento, diferenciação de todas as células imunes e inflamação. Uma vez que essas barreiras não impedem a entrada do patógeno, entram em ação os fagócitos como os neutrófilos e macrófagos, que ingerem e matam o antígeno. Além dessas células estão associadas também outras células linfoides como as NK, basófilos e eosinófilos que entram em ação. Temos também o sistema complemento que fornecem um complexo de ataque à membrana Resposta adaptativa: são mais complexas, e entram em ação caso as respostas inatas não resolvam o problema, ocorrendo por meio de duas células principais, os linfócitos T e B. O linfócito T vai ser apresentado ao antígeno por meio de uma célula apresentadora de antígeno (APC), principalmente as células dendríticas. Cerca de uma semana depois, durante a fase da ativação e expansão clonal, essa apresentação gera a formação de um TCD4+ (ação auxiliador) ou TCD8+ (ação citotóxica), que garantem a imunidade celular, causando a ativação de macrófagos, para destruir os microorganismos fagocitados ou destruindo diretamente as células infectadas e gerando inflamação. O linfócito B, quando for ativado gera uma imunidade humoral, por meio de plasmócitos, que são células produtoras de anticorpos, garantindo a neutralização do microorganismo, a fagocitose e a ativação do sistema complemento. Caso o antígeno tenha sido eliminado, essas células passam a sofrer apoptose durante a contração e homeostasia, restando apenas algumas células de memórias. A resposta inata apresente menos especificidade do que a adaptativa, portanto é limitada na diversidade das células, já os linfócitos vão apresentar diversos receptores para cada tipo de antígeno que os for apresentado, sendo mais específicos. Doenças de origem imunológica: a falência ou deficiência do sistema imune pode ser do tipo congênita (como no IMD ou BRUTON) ou adquirida (como na AIDS). As transformações malignas estão associadas ao sistema hematopoético que podem acarretar numa anemia ou deficiência da resposta imune. Uma desregulação imunológica está associada a fatores genéticos e ambientais que causam uma resposta imune patológica, como nos casos da alergia. As doenças autoimunes podem ser do tipo Self (causada por antígenos próprios) ou Non Self (não próprios) gerando miastenia e outras doenças graves. Algumas consequências adversas da resposta imune geram a inflamação, dermatite de contato, rejeição a enxertos. Síndrome de deficiência imune: - Deficiência em resposta celular: pode gerar infecções fúngicas, mucocutâneas (Candida albicans) ou sistêmicas, virais (mesmo com o vírus atenuado ou de baixa patogenicidade) e pneumonias (Pneumocytis jiroveci) - Deficiência na resposta humoral: gera infecções por bactérias encapsuladas (Streptococcus spp., Haemophilus influenza), pneumonias recorrentes, sinusites, otites média e enterites (Giardia lamblia). - Deficiência na resposta dos fagócitos: acaba gerando uma infecção por bactérias Gram positivas (Staphilococcus e Streptococcus), sepse por gram negativas e infecções fúngicas sistêmicas (Candida spp. e Aspergillus spp.). - Deficiência nas moléculas de adesão: causa infecções bacterianas piogênicas (Staphilococcus) e abcessos cutâneos e subcutâneos. 5 - Deficiência nos componentes do sistema complemento: geram infecções por bactérias encapsuladas (deficiência no C3) e infecções por bactérias gram-negativas (Neisseria spp, causada por deficiência em C6 até C9) Perspectivas futuras: - Potencialização nas respostas imunes: por meio da engenharia celular, prevenindo as infecções de células T por HIV, indução de células germinativas pluripotentes autólogas por substituição gênica em IMD monogenética. - Supressão de respostas imunes: para supressão das células produtoras de anticorpos específicas de longa vida, para melhor na IMS antígeno-específica, para prevenir GVH em aloenxertos e MO, e para desenvolvimento farmacológico de inibidores de citocinas, quimiocinas e seus receptores. - Imunodiagnóstico: ajudado no desenvolvimento de novas ferramentas de diagnóstico baseadas em nanotecnologia, além de elucidar o papel da exposição na infância a bactérias e vírus na patogênese das alergias e asmas. 6 Órgãos Linfóides Os linfonodos são apalpados durante os exames físicos para verificar o tamanho deles, pois podem indicar uma doença. Esse órgão é formado por um aglomerado de linfócitos, durante uma infecção local, essas células passam pelo processo de ativação e expansão das células de defesa, aumentando o tamanho desses linfonodos. A inflamação desses linfonodos não necessariamente indicam que a infecção está localizada naquela região do linfonodo, uma infecção que ocorra no pé, pode causar um inchaço dos linfonodos da virilha por causa da circulação linfática, que carrega os antígenos até o gânglio linfático mais próximo. Localização das células do sistema imune: se encontram organizadas anatomicamente nos órgãos linfóides, em sua maioria, mas também podem se encontrar espalhadas em praticamente todos os tecidos e na circulação (sangue ou linfa). A existência dos órgãos linfoides mais a capacidades dessas células de circular e realizar trocas entre o sangue, linfa e tecido é fundamental para a geração da resposta imune. Períodos da hematopoiese: O surgimento do tecido sanguíneo está diretamente relacionado com o aparecimento evolutivo do terceiro folheto embrionário, o mesoderma. Até o terceiro mês de vida, a origem do tecido sanguíneo se dá por meio do saco vitelínico, essa fase é chamada de mesoblástica, após isso, o baço e o fígado constituem os principais órgãos para produção de sangue, perto do nascimento, no entanto, esses órgãos deixam de ser os principais produtores de sangue e a medula óssea passa a ser a principal produtora durante toda a vida, durante a fase medular, juntamente com o tecido linfático (que atua em menor quantidade).O sangue originado da medula apresenta uma origem numa célula mãe, está célula pode originar uma linhagem mieloide ou linfoide. As células mieloides vão formar a maior parte das células da resposta inata. As de origem linfoide vão ser maturadas nos órgãos linfoides geradores ou primários, o B é maturado na propina medula óssea, enquanto o T no timo. Os linfócitos B maduros seguem para o sangue e então para os órgãos linfoides periféricos ou secundários, que são os linfonodos e o baço, já os linfócitos T seguem tanto para o sangue quanto para a linfa e então para os órgãos linfoides periféricos que são os tecidos linfoides cutâneo e associado às mucosas, uma vez nesses órgãos, 80% dos linfócitos permanecerão agrupados nesses órgãos, enquanto 20% retorna para o sangue ou linfa. Órgãos linfoides primários: - Timo: que serve como o sítio de maturação dos linfócitos T originados a partir das células de origem linfoide na medula óssea. - Medula óssea: vai realizar a hematopoiese para a maioria das células linfoides e mieloides, garantindo os eventos naturais de maturação dos linfócitos B, mas permitindo também o surgimento de leucócitos em gerais e eritrócitos, além de osteoblastos, MAPC, tecido adiposo e células tronco mesenquimais. Órgãos linfoides secundários: - Linfonodos/Gânglios linfáticos: são a organização anatômicas das células linfoides, são vascularizado e encapsulados, favorecem o início das respostas adaptativas para antígenos transportados dos tecidos pelo sistema linfáticos até os linfonodos. Apresentam áreas específicas para cada linfócitos, mais próximo das cápsulas temos um zona folicular que é a zona para o linfócitos B, no centro do linfonodo temos a zona para o linfócito T. - Sistema linfático: são vasos especializados que drenam os líquidos dos tecidos para os gânglios linfáticos e desses para o sangue, é essencial para a homeostase dos líquidos teciduais e das respostas imunológicas. - Baço: é um órgão altamente vascularizado e que serve para retirar da circulação as células sanguíneas lesionadas e senescentes, retira também partículas como IMC e microorganismos opsonizados e inicia a resposta imune adaptativa aos antígenos capturados do sangue. Na polpa branca do baço nós temos uma zona que contém tanto os linfócitos B quanto T, o B se encontra na zona marginal dessa polpa enquanto que o T se mantém ao redor dessa zona. Órgãos linfóides de imunidade regional: A pele e as mucosas também apresenta um sistema imune regional, para a pele ele é chamado de tecido linfoide cutâneo, enquanto para o muco é chamado de MALT (tecido linfoide associado às mucosas, que dependendo de onde se localizada pode ser chamado de BALT e GALT), caracterizando uma resposta imune especializada. Sua organização anatômica consiste em uma barreira epitelial mais externa para prevenir a invasão microbiana, um tecido conjuntivo adjacente importante para respostas imunes inatas e adaptativas contra microorganismos locais e linfonodos drenantes mais distantes para iniciar e amplificar a resposta imune adaptativa. Cada sistema regional contém células e moléculas especializadas que possuem funções reguladoras, impedindo respostas indesejáveis a microorganismos não patogênicos (bactérias comensais) e à substâncias que estão presentes nas diferentes barreiras (alimentos). 7 Imunidade inata O ambiente está repleto de agentes infecciosos, mas por alguma ração, a gente, mesmo estabelecendo relações com esses microorganismos, não nos tornamos infectados na maior parte do tempo. A resposta imunológica consiste em dois grandes grupos, uma resposta inata e outra adquirida/adaptativa, ambas se relacionam e se influenciam. A imunidade inata é aquela que não precisa ser montada, qualquer indivíduo, durante toda a vida, apresenta os componentes já prontos, possuindo uma capacidade de resposta imediata, atuando antes de acontecer uma infecção e até mesmo após. Primeiramente, quando está se iniciando a infecção, esse sistema realiza um reconhecimento por receptores não específicos pré-formados para os possíveis agentes infecciosos, com possível resolução do problema e remoção desses. Caso não seja possível a retirada desse agente, se inicia uma resposta induzida precoce, onde o sistema imunológico aciona mecanismos para o reconhecimento de padrões moleculares associados a patógenos (PAMPs), gerando uma inflamação, recrutando e ativando as células efetoras, ate ocorrer a remoção desses agentes, durante essa segunda etapa, podemos começar a expressar os sintomas. Caso esses mecanismos não resolvam, o corpo começa a se preparar para ativar a resposta imune adaptativa, no qual ocorre o transporte dos antígenos para os órgãos linfóides, local onde ocorrerá o reconhecimento desses antígenos por linfócitos B e T, ocorrendo a expansão clonal e diferenciação de células efetoras, até a remoção do agente. Componentes da resposta imunológica inata: - Barreiras físicas e químicas: estamos rodeados por bilhões de microorganismos, para nos protegermos temos como primeiro meio a barreira física, sendo a principal delas a barreira epitelial, formando a pele e mucosas. O epitélio mucoso apresenta uma camada de células epiteliais única, associadas às células produtoras de muco (como células caliciformes e células de Panet, que produzem a mucina). Esse epitélio apresenta proteínas para junções intercelulares, impedindo a passagem de qualquer coisa por entre as células. Além disso, o muco, que é produzido constantemente, serve também como barreira, pois apresenta uma camada interna e outra externa, na interna temos a presença de peptídeos anti-microbianos (células de Panet produzem), servindo como uma barreira química. Na camada externa temos microorganismos comensais, competindo por espaço e alimento com os microorganismos patogênicos, além de produzir algumas substâncias contra esses patogênicos, essa microbiota também atua como imunomoduladores. A pele apresenta uma estrutura mais complexa que a mucosa, apresentando uma camada para a epiderme e outra para a derme, as células da epiderme também apresentam junções intercelulares, e apresenta os queratinócitos, que no final de seu desenvolvimento depositam uma camada de queratina sobre a pele, além disso temos glândulas sebáceas que excretam os ácidos graxos, que hidratam e protegem a camada externa da pele, as glândulas sudoríparas, além de servirem na regulação da temperatura, também produzem peptídeos anti-microbianos, e também temos microorganismos comensais para competir contra os patogênicos. As proteínas/peptídeos antimicrobianos (AMP) atuam destruindo diretamente os patógenos ou inibindo o seu crescimento, ao sequestrar substâncias necessárias para a sobrevivência desses patógenos. Também atua na própria 8 microbiota ao controlar seu crescimento, pois o seu aumento exagerado causa distúrbios fisiológicos. Além disso, no caso do muco, esses peptídeos se concentram principalmente no muco interno, impedindo o contato das bactérias com o tecido epitelial. As bactérias normalmente apresentam membrana negativa, enquanto que essas proteínas são positivas, isso permite que elas se liguem na membrana das bactérias, formando um poro e permitindo a passagem de substâncias, causando um desequilíbrio osmótico, causando a morte desse patógeno. Papel da microbiota: tem grande importância para a modulação da resposta imune. Num caso de eubiose, isso é, quando a microbiota estiver em quantidades adequadas, elas acabam por produzir certas substâncias como ácidos graxos de cadeia curta (MAMPs) que regulam as células dendríticas, que produzem substâncias (TLSP, TGF- beta e ácido retinóico) que promovem a diferenciação de células T em Treg, elas promovem uma tolerância a antígenos alimentares e de microorganismos comensais. Quando a microbiota está desregulada, chamado de disbiose, além dos MAMPs, elas passam a produzir também DAMPs e PAMPs que atuam tambémna célula dendrítica, mas que dessa vez, produz outras substâncias como IL-12 (que induzem a diferenciação do linfócito T em Th1) e IL-6, TGF-beta e IL-1beta (que induzem a diferenciação do T em Th17), essas células induzem a inflamação (recrutando neutrófilos e ativando macrófagos) Essas barreiras podem ser destruídas por fatores extrínsecos como queimaduras químicas (ácidos, radiação), físicas (fogo), por um corte e outras lesões, e fatores intrínsecos como doenças autoimunes como pênfigo vulgar, psoríase, fibrose cística. Seja qual forma tenha sido essa lesão, a quebra da barreira epitelial facilita a infecção. Caso essas barreiras sejam superados pelos patógenos, o organismo então vai iniciar o processo da inflamação, onde ocorre a ativação das células residentes, como mastócitos e macrófagos que vão produzir mediadores inflamatórios (histamina, prostaglandina, leucotrienos e fator de ativação de plaquetas), quimiocinas inflamatórias (CXCL8/IL-8) e citocinas inflamatórias (IL-6, IL-12, IL-18, TNF-alfa), que vão atrair mais células para o local, por meio de migração celular (rolamento, ativação, adesão firme e diapedese). A resposta inata, apesar de ser menos específica, atua de modo diferente para cada tipo de patógeno (bactérias, helminto, fungo, vírus e protozoários), para reconhecer essas patógenos, receptores de reconhecimento padrão (PRRs) e moléculas de reconhecimento padrão (PRMs) vão ser expressas e produzidas por células da imunidade inata que reconhecem os PAMPs/MAMPs ou DAMPs. Os padrões moleculares associados a patógenos/microorganismos, os PAMPs/MAMPs, são produzidos somente por microorganismos, sendo comum a uma grande variedade de microorganismos dentro de um mesmo grupo e também essenciais para a sobrevivência deles. Já os DAMPs são substâncias produzidas em caso de dano tecidual. As PRRs podem estar associadas às membranas das células, dissolvidas no citoplasma ou dentro de vesículas, já as PRM estão dissolvidas no líquido extracelular. Moléculas de reconhecimento padrão (PRM): Essas substâncias são os componentes solúveis da resposta inata, estão dissolvidas nos líquidos extracelulares. Uma vez que as células imunes reconhecem um PAMP, MAMP ou DAMP, a concentração dessas proteínas aumentam, sendo portanto proteínas de fase aguda, respondendo rapidamente a esses estímulos. Uma das mais importantes é a proteína C reativa (PCR), produzida pelo fígado. Sua dosagem indica um processo inflamatório agudo (trauma, doença autoimune, infecção). A PCR é uma pentraxina que ao encontrar com uma bactérias ou vírus ela consegue se ligar aos lipídios da membrana plasmática, removendo o fosfolipídio, causando uma disruptura de membrana, elas reconhecem somente as membranas desses patógenos e não das nossas próprias células. 9 Sistema complemento: são um tipo mais específico dos PRMs, sendo um conjunto de proteínas presentes no soro de forma inativa, mas que quando são ativadas geram uma cascata, formando produtos com ação inflamatória e imunológica que acabam opsonizando os microorganismo, promovendo o recrutamento de fagócitos. Esse sistema complemento apresenta três principais vias, a alternativa, a clássica e da lectina. - Via alternativa: é ativada quando carboidratos dispostos na membrana da bactéria (LPS) causam a clivagem de uma proteína (C3) que se torna ativa, a porção C3b se deposita na membrana da bactéria se associando com um fator B, permitindo a deposição de um outro C3b, isso permite a formação da C5 convertase, que cliva a C5. A porção C5b se deposita na membrana e outros C3b acabam se depositando também, processo chamado de opsonização. A porção C5b permite a formação de um complexo de proteínas (C6, C7, C8 e C9, essa última forma o poro) que vão montar o complexo de ataque a membrana (MAC), causando o desequilíbrio osmótico. - Via clássica: não reconhece os carboidratos, mas sim o antígeno específico por conta dos anticorpos, sendo dependente, portanto, do complexo antígeno-anticorpo. A proteína C1 é o complexo que permite o início dessa via, se ligando na porção constante de IgM ou IgG já produzidos. Ao se ligar com esses anticorpos, uma porção dessa proteína consegue realizar a clivagem de C2 e C4, a porção C2a e o C4b se depositam juntos na membrana da célula, formando o complexo C3 convertase, clivando o C3 em C3b e C3a, a porção b se associa ao C4bC2a e isso forma o complexo C5 convertase, dando continuidade ao mesmo processo que a via alternativa. - Via da lectina: reconhece outros tipos de carboidratos (resíduos de manose no terminal de glicoproteínas ou glicolipídios microbianos), por meio da enzima MBL (lectina ligante de manose), quando essa proteína reconhece e se liga na superfície da bactéria, dois zimogênios, MAPS1 e MASP2 se ligam nela, iniciando a clivagem de C2 e C4, iniciando o mesmo processo da via clássica. Essas vias apresentam cada uma um início diferente, mas que termina culminando na formação de C3 que permite que ocorra os eventos finais. O C3b vai permitir a ligação com receptores do complemento o que gera a opsonização e a retirada dos imunocomplexos. Os componentes C5b, C6, C7, C8 e C9 garantem a formação do complexo de ataque a membrana. Já as porções que não se ligam à membrana da bactéria, mas retornam ao plasma, como a C3a, C4a e C5a vão servir como mediadores inflamatórios e garantindo a quimioatração, sendo anafilotoxinas. Imunocomplexos: são formados a partir de anticorpos que se ligam aos antígenos solúveis resultando na formação de redes de imunocomplexos, que podem se depositar na circulação. Para que isso não ocorra, eles precisam ser removidos, por conta do complexo antígeno-anticorpo, a via clássica é ativada, mas não forma o MAC, apenas ocorre a opsonização, que é a deposição da C3b. Uma vez depositado, essa proteína vai servir como sítios de ligação para os receptores nas hemácias (CR1) que carregam esses imunocomplexos até o baço, onde vão ser destruídos pelos macrófagos, sem alterar a estrutura e atividade das hemácias. Esse sistema, para não atuar em nossas próprias células, vai ser impedido por inibidores do complemento, podendo estar solúveis ou associados à membrana. A ausência desse sistema complemento ou de seus inibidores apresenta relevância clínica. A ausência da via da lectina aumenta a chance de infecções por bactérias, da mesma maneira que a falta do C3, outras doenças como lúpus sistêmico eritematoso e angioderma hereditário também estão associados. Componentes celulares da resposta inata: todos os leucócitos correspondem a esses componentes, são produzidos nos órgãos linfóides primários num processo chamado de hematopoiese, que após o nascimento ocorre na medula óssea. São originados de uma única célula pluripotente, tronco hematopoética, que ao receber sinais, solúveis ou de membrana, vai se diferenciar em progenitor linfoide ou mieloide, o mieloide continua a receber sinais, normalmente solúveis para continuar seu processo de diferenciação. O mieloide origina as hemácias, plaquetas e leucócitos, que são um grupo que envolve os mastócitos, basófilos, macrófagos (sempre se origina do monócito, quando esse entra num tecido), neutrófilos, eosinófilos, células dendríticas mieloide e plasmocitoide. A linfoide origina células linfócitos B, T e células inatas (NK e células linfoides inatas, ILCs). 10 Eosinófilos: apresenta um núcleo bilobulado com grânulos no citoplasma. Quando ele reconhece uma substância estranha, por meio dos PRRs, ele exocita os grânulos, os principais são proteínas catiônicas tóxicas ao patógeno e também a nossas células. Apresenta também algumas funções secundárias, secretando mediadores inflamatórios (citocinas, quimiocinas) e fatores de crescimentos para estimular a produção de mais células de defesa na medula óssea e regeneração do tecido. Essas células são mais especializadas para atacar os vermes, helmintos. Fagócitos: formado por macrófagos e neutrófilos, essas célulasvão reconhecer o corpo estranho por meio dos receptores que reconhecem substâncias na membrana do antígeno para que se inicie o processo da fagocitose Esses receptores podem ser o Fc, os receptores para o sistema complemento, receptores Scavenger e outos. Para que a fagocitose ocorra, o fagócito deve sofrer um remodelamento do citoesqueleto, tráfico de membranas, aumento da migração e motilidade deles, aumento da divisão celular, maturação do fagócito e ativação de mecanismo oxidativos, que causam a destruição do patógeno, e para caso não consigam destruir, ocorre a produção de citocinas e quimiocinas para atrair mais fagócitos, e caso isso também não ocorra ela processa os antígenos e ativa as respostas adaptativas. Etapas da fagocitose: Uma vez que o patógeno for reconhecido pelas proteínas de membrana expressa por uma célula, ele será fagocitado, ao mesmo tempo, os PAMPs gerados por esse patógeno vão ser reconhecidos pelos PRRs, enviando uma sinalização intracelular e produzindo o Rac2. O patógeno fagocitado vai ser encontrado numa bolsa de fagossomo, essa vesícula vai se fundir com um lisossomo, grânulo primário e secundário, formando o fagolisossomo. O Rac2 vai se juntar com proteínas solúveis e presentes no grânulo secundário, ambas do tipo phox. A junção dessas proteínas formam o complexo NADPH oxidase, esse complexo vai causar a quebra da água, formando as EROs (reativos intermediário de oxigênio RIOs, Reactive oxigen species ROS). Além disso, o influxo de íons leva à acidificação desse meio, ativando ativando proteases, causando a morte do patógeno. Além da acidificação do meio e formação dos RIOs, os fagócitos também produzem reativos de nitrogênio, peptídeos antimicrobianos, enzimas e competidores contra ós patógenos. 11 - neutrófilos: são produzidos em alta quantidade, mas também morrem muito rápido. São os primeiros a chegar ao patógenos, atuando de três maneiras, podem então fagocitar o patógenos, sofrer degranulação (atuando de forma semelhante ao eosinófilo, com os grânulos sendo liberados e atacando o patógeno) ou também formam armadilhas de formação extracelulares (NETs). Os grânulos presentes nos neutrófilos são aqueles tóxicos aos patógenos e ROS, para tentar matar o patógeno, também apresenta citocinas e quimiocinas que vão ser liberados para atrair mais fagócitos. Caso ele não consiga fagocitar e os grânulos não matarem, o neutrófilo morre e lança as NETs (netóse), que são fitas de DNA lançadas sobre os patógenos formando um rede, impedindo que o patógeno se espalhe, dando tempo para a chegada de outras células. - macrófago: se encontram apenas nos tecidos, para cada tecido recebem um nome (no fígado temos os células de Kupffer, no osso temos os osteoclastos, no cérebro temos a micróglia entre outros). Sua principal função é fagocitar o patógeno e alertar outras células a existência dele (por meio dos mediadores inflamatórios e apresentação de antígenos). Os macrófagos podem assumir duas formas, o M1 é estimulado por PAMPs e DAMPs que permite a diferenciação do monócitos em macrófago 1, que vai apresentar função microbicida, citotóxicas (ROS, NO e enzimas lisossomais) e de inflamação (IL-1, IL-12, TNF-alfa e quimiocinas). Essa inflamação vai gerar destruição do próprio tecido, e então entra em ação os M2, quando já não estiver mais sendo estimulado por DAMPs e PAMPs, então o monócito se diferencia em macrófagos 2 por meio do estímulo de IL-4 e IL-13, que vão atuar então como anti-inflamatório (TGF-β, IL-10) e liberando substâncias (Prolina, TGF-β, poliaminas e fatores de crescimento) que estimulam o reparo tecidual, angiogênese e fibrose. Algumas doenças como a doença granulomatosa crônica e a síndrome de Chédiak-Higashi estão relacionados a deficiências dos componentes fagocitários na imunidade inata, no primeiro caso, não ocorre a produção de ROS pelos fagócitos, no segundo caso, os lisossomos não se fundem adequadamente, em ambos aumenta a chance de infecção por fungos e patógenos intracelulares. Células dendríticas: tem como função ativar o sistema adaptativo caso a imunidade inata não resolva os problemas da infecção. Tem origem na linhagem mieloide que origina os monócitos, que também podem se diferenciar em células dendríticas inflamatórios, ou origina os precursores comuns das células dendríticas gerando então as células dendríticas plasmocitoide. No tecido sem infecção, a célula dendrítica recebe o nome de imatura (IDC), possui apenas a função de reconhecer os patógenos, fagocitar o antígeno e o processar, uma vez que isso acontece ela passa por um processo de maturação, passando a se chamar madura (mDC), que apresenta como função carregar o antígeno, por meio da circulação linfoide, até um órgão linfoide secundário, e então o apresentando para os linfócitos T. O linfócito T vai ser apresentado ao antígeno por meio de MHC, uma molécula presente na membrana de DC e outras células, essa apresentação fornece o primeiro sinal de diferenciação, mas que ainda precisa de moléculas coestimulatórias como a B7, presente na DC, que se liga com a CD28 no linfócito T, esse processo permite o segundo sinal, que permite o linfócito T a expressar moléculas CD40L para se ligar com o CD40 da mDC, isso fornece um sinal positivo para a mDC a secretar citocinas e induzir a diferenciação do linfócito T em subpopulações. 12 PRRs envolvidos na sinalização celular: são usados para diferenciar um comensal de um patógeno, sinalizando para que o sistema imunológico seja ativado de forma diferente para cada um deles, da mesma maneira, a resposta é diferente dependendo do patógeno estar vivo ou morto. Podem estar presentes nas membranas das células, em vesículas ou dissolvidos no citoplasma, a maioria são proteínas do tipo TLR. Quando ocorre a presença de um pedaço apenas de um microorganismo (PAMP) ou se esse microorganismo estiver morto, para cada situação, a resposta imunológica vai ocorrer de uma forma diferente, mas ainda suave, teremos o reconhecimento dos PAMPs e a produção de citocinas inflamatórias (TNFα e IL-6) pelo organismo. Caso o corpo estranho seja um comensal, o sistema imunológico também vai ser ativado, de forma não tão suave quanto às presenças de pedaços de antígenos ou antígenos mortos, mas também não tão grave quanto ao patógeno em si, nesse caso, o organismo reconhece os PAMPs e os vita-PAMPs (substâncias produzidas apenas por um microorganismo vivo e que pode ser reconhecido pelo corpo) e também produz essas citocinas inflamatórias, além de produzir IFN-β, gerando uma resposta maior. Quando for um patógeno, além de realizar tudo isso, o organismo também vai causar a destruição de tecidos ao detectar os fatores de virulência. Por exemplo, uma bactéria viva, ao ser fagocitada, no fagócito ela vai eliminar certas substâncias que são só produzidas durante a vida, como o RNAm, esse molécula vai se juntar com proteínas produzidas constantemente pela células, quando isso ocorre, eles causam a eliminação de substâncias que induzem a resposta imunológica. Caso a bactéria estiver morta, ela não produz esse RNAm, que não vai se ligar com as proteínas produzidas pelo fagócito, não desenvolvendo a resposta imunológica tão intensa. Essas substâncias produzidas pelos organismos vivos são chamados de vitas-DAMP, indicadores de vida de um corpo estranho. Células linfoides inatas – ILCs: essas células são de origem linfoide e são as responsáveis por eliminar certos patógenos, como vírus ou bactérias intracelulares, que conseguiram invadir uma célula sem terem sido detectados pelas células mieloides do sistema imune inato, para isso, o nosso organismo apresenta essas células linfoides que também pertencem ao sistema imune inato mas que demoram mais para serem ativados. As células linfoides inatas citotóxicas são as células NK, que são, como já dito, de origem linfoide, participam na resposta citotóxica (destruindo e matando a célula infectada), importantena resposta imunológica contra infecções virais e células tumorais. Para diferenciar os linfócitos (TCD4, TCD8, B e NK) podemos usar marcações de proteínas específicas das membranas delas, no caso da NK, marcamos o CD56 delas. Existem, no entanto, dois tipos de células NK, temos a CD56 dim (citotóxicas), que tem como função atacar e destruir o patógeno, e o CD56 bright (imunomodulatória), cuja função é sinalizar e alertar o sistema da presença de agentes estranhos. As células NK, expressam na sua superfície, além do CD56, o KIR e NKG2D, que são expressos em quantidades diferentes entre elas mas que servem para reconhecer os patógenos. 13 Assim que as NK são produzidas pela medula óssea, elas já entram na corrente sanguínea apresentando os receptores NKG2D e KIR, quando o NKG2D se encontra com um ligante, isso indica um sinal positivo para as NKs, o que permite o envio de toxinas para matar essa células, quando o KIR se liga isso acaba enviando um sinal negativo, garantindo que a célula NK não ataque. Esse ataque só ocorre contra células nucleadas. O que a célula NK reconhece na verdade é o número de estímulos positivos ou negativos, caso o primeiro esteja em maior intensidade, a célula NK vai ser induzida para atacar e matar a outra, enviando grânulos (diferentes dos eosinófilos), que apresentam algumas substâncias como a perforina, Granzina A, Granzina B e Granulisina. Quando esse grânulo chega ao patógeno, a perforina vai causar um polimerização na membrana do patógeno, permitindo a abertura de um poro, por onde pode entrar as granzinas e as granulisinas para causar uma apoptose dessa célula ao ativar as CASPases de dentro dessa célula. O outro efeito, o de imunomodulação, acontece também por meio desses receptores, mas pelo CD56 bright, que induz a formação de IFN-gama que promove no macrófago ou neutrófilos a morte do vírus intracelular ao invés da célula toda. É importante entender que esses receptores que estimulam o sinal positivo ou negativo não são iguais aos PAMPs, pois esses receptores tem sua expressão mudada quando um patógeno entra na célula, pois o patógeno consegue diminuir a expressão dos ligantes negativos ou aumentar a expressão dos positivos. Uma outra diferença é que o NK ao atacar, precisa se ligar diretamente membrana com membrana, chamado de sinapse imunológica, esses grânulos são liberados diretamente na célula infectada, não causando problemas nas células vizinhas como ocorreria quando os eosinófilos atacam. Outros linfócitos também apresentam resposta inata, chamados de células linfoides inatas não citotóxicas, como por exemplo o ILC1, ILC2, ILC3. Cada subtipo dessas células inatas ajudam numa resposta específica para cada tipo de patógeno, produzindo citocinas específicas contra eles. O ILC1 reconhece e garante a defesa contra vírus, produzindo o IFN-gama, o ILC2 causa resposta imunológica a helmintos e inflamação alérgica pela produção de IL-5 e IL-13, e o ILC3 se encontra no tecido linfoide e trabalha na organogênese e barreira intestinal produzindo IL-17 e IL-22. Além dessas células de origem linfoide, como os linfócitos B1, T γ-δ e NKT de imunidade inata. Os linfócitos B-1 produzem anticorpos naturais que protegem contra a infecção de Streptococcus, as células T γ-δ, bem como as NKT, produzem citocinas rapidamente. Interferons do tipo I: são uma classe de substâncias para combaterem os vírus, interferindo na replicação deles, os mais importantes são o IFN-α e IFN-β. Todas as células nucleadas são capazes de produzir os interferons do tipo I quando infectadas pelos vírus, ou seja, quando a célula reconhece o vírus por meio dos PRRs, ela induz eventos intracelulares que culminam na produção dos interferons. Essas moléculas saem da célula e se ligam num receptor de membrana dela mesmo (ou de outras células) e causam uma cascata de reações que levam a uma inibição da síntese de proteínas virais, degradam o RNA viral e inibem a expressão de genes virais para montagem do vírus, impedindo a sua replicação. O conhecimento desses interferons pode ajudar n pesquisa de medicamentos que interfiram diretamente na replicação viral, o IFN-α, por exemplo, podem ser usados para tratamento da hepatite C e B. Quando uma pessoa entra em contato novamente com um patógeno, a resposta inata não vai ser igual, pelos menos NK, ILCs e macrófagos respondem de forma diferente e mais forte (neutrófilos e eosinófilos mantém a sua resposta na mesma intensidade, uma vez que morrem e são substituídos por novas células). Elas não são células de memória, mas células de imunidade inata treinada. No primeiro contato com um patógeno, essas células reconhecem o antígeno e passa a ser ativada, num segundo contato, durante uma reinfecção, a célula está apta para reagir de modo mais eficiente. Isso acontece por meio de regulação epigenética do DNA da célula linfoide inata, a metilação (ou outros processos) das histonas afrouxam a molécula de DNA o que permite a sua transcrição, garantindo maiores produções de substâncias para atacar os patógenos. 14 Resposta inflamatória e migração celular Toda resposta imunológica sempre vai gerar uma inflamação, podendo ser localizada e pequena, sem significância ou grande, sistêmica com efeitos clínicos gerais. E toda doença sempre causa inflamação (desde uma dor de cabeça até doenças psicológicas como depressão e esquizofrenia). Inflamação é então uma resposta imunológica onde as células e os componentes solúveis iniciam, continuam e finalizam o processo imunológico para eliminação de um potencial agente agressor. É um processo extremamente coordenado que envolve as células e componentes solúveis. Alguns sintomas acompanham a inflamação como o calor, rubor, edema, dor e perda de função (dependendo da extensão dessa inflamação), esses sintomas são os chamados sinais cardinais. Fatores envolvidos no dano tecidual: Podemos ter fatores endógenos ou exógenos que estão envolvidos no dano tecidual e que causam a inflamação. Como fatores endógenos podem ser reações imunopatológicas e distúrbios genéticos e neurológicos. Os fatores exógenos podem ser causas mecânicas, físicas, químicas, nutritivo e biológico (infecção). Eventos locais: as células presentes na circulação e os componentes solúveis do sistema imunológico tem acesso aos tecidos onde ocorrem um processo inflamatório por meio da migração celular. Uma vez que um local apresenta uma destruição de tecido ou célula ocorre a liberação de DAMP, ativando as células residentes (que reconhecem os DAMPs por meio do PRR) ou as células NK que reconhecem os receptores positivos e negativos desse local, isso causa uma produção de mediadores inflamatórios, causando eventos vasculares como a vasodilatação, aumento da permeabilidade, ativação de moléculas de adesão, quimiotaxia, migração de leucócitos e fagocitose (funções efetoras). A ativação das células residentes ocorre por meio dos receptores de reconhecimento padrão (PRR) presentes no citoplasma, associados a vesículas ou soltos no líquido extracelular que vão reconhecer os PAMP/MAMP/DAMP. Isso vai induzir nos mastócitos e nos macrófagos a liberação dos mediadores inflamatórios, como histamina, prostaglandinas, leucotrienos e fatores de ativação de plaquetas (formados pelo ciclo do ácido araquidônico), além de outras quimiocinas inflamatórias, como CXCL8 (IL-8) e também a liberação de citocinas inflamatórias como TNF-α, IL-6β, IL-6, M-CSF, IL-12, IL-18. A liberação desses mediadores como prostaglandinas e bradicininas vão causar a dor, a presença de quimiocinas inflamatórios e citocinas inflamatórias que vão causar a vasodilatação (o que fornece o calor e o rubor), além disso, as citocinas estimulam as células endoteliais, causando uma menor adesão entre elas, aumentando a permeabilidade que permite um extravasamento do plasma do sangue para o tecido, causando o edema, e junto do plasma, as moléculas do sistema complemento como a pentraxinatambém vazam para o tecido. Além disso, o endotélio começa a expressar uma série de proteínas e carboidratos para que ocorra a adesão (selectinas, integrinas e ligantes) de outros leucócitos. Esses leucócitos que estiverem na circulação vão se aderir ao endotélio por 4 etapas, a adesão fraca, rolamento, ativação e adesão firme, um processo chamado de migração celular. 15 No processo de adesão fraca, estão envolvidos uma série de ligantes, como as selectinas, glicoproteínas e integrinas de baixa afinidade, esses ligantes vão se ligar com as proteínas de membrana dos leucócitos, como essa adesão é fraca, eles não vão parar de imediato, mas continuam pela circulação, sofrendo então o processo de rolamento, se ligando e desligando com as proteínas de membrana seguintes. Então alguns quimioatraentes como as quimiocinas, C5a e outros vão causar a ativação desses leucócitos, ocorrendo mudanças no seu citoesqueleto e transduções de sinais que aumentam a afinidade dele com as integrinas (que também passam a ser ativadas) o que causa a adesão forte deles, além disso, ocorre a quimiotaxia para a migração nos tecidos. Durante a migração, o leucócito vai ter que se grudar e desgrudar desses receptores, mudando a conformação do seu citoesqueleto para que possa entrar no tecido. Ao entrar nele, o leucócito continua migrando pelo tecido até o local da lesão ou infecção, onde está ocorrendo a liberação de citocinas e quimiocinas pelas células residentes como os macrófagos, isso serve de quimioatração para os leucócitos que seguem na direção desse local para combater o problema. Eventos sistêmicos: podem ser perceptíveis ou não, dependendo da intensidade. Os mediadores inflamatórios vão atuar longe do local de onde foram produzidas. Podem ocorrer efeitos protetores em alguns órgãos, como no cérebro (TNFα e IL-6 e IL-1) onde esses mediadores vão causar febre (para aumentar as reações celulares e matar um possível agente infeccioso), no fígado (IL-6 e IL-1) vão induzir a produção de proteínas de fase aguda que vão cair na circulação chegando até o local do vaso permeável, entrando no tecido para combater o patógeno, na medula óssea (GM-CSF, TNF, IL6, IL1) vão induzir a formação de mais leucócitos que vão cair na circulação e seguir em direção do local lesionado. Podem, no entanto, ocorrer efeitos patológicos/sistêmicos por causa desses mediadores inflamatórios, quando eles forem produzidos em alta quantidade ou por muito tempo. Por exemplo, sistematicamente, o aumento da permeabilidade dos vasos (TNF) gerais podem causar um extravasamento do líquido para os tecidos causando o choque quando for em muita quantidade, no coração esses mediadores (TNF) causam uma diminuição no débito cardíaco, nos músculos esqueléticos, causam resistência a insulina (TNF, IL-1), gerando uma grande perda de proteínas levando um indivíduo a caquexia (como ocorre em indivíduos imunodeficientes como no HIV ou em tumores). A sepse é um exemplo de efeitos sistêmicos da inflamação, nesse caso, uma parte do patógeno ou o próprio patógeno ganha acesso à circulação sistêmica (septicemia), isso causa uma ativação (por reconhecimento do PAMP pelos PRRs) de todos os macrófagos, que vão começar a produzir os citocinas e mediadores inflamatórias (TNF-alfa, IFN-gama, IL-6, IL-8, IL-1beta) dentro do vaso, causando uma coagulopatia por meio da liberação de prostaglandinas, leucotrienos e fator plaquetário que causam a deposição de fibrila e coagulação intravascular disseminada, que causa o dano endotelial, já promovido pelas citocinas. O dano endotelial generalizado gera aumento da permeabilidade vascular, vasodilatação, ativação de leucócitos, hemorragia e febre. Além disso, as citocinas produzidas pelos macrófagos ativam o complemento, por C5a e C3a, aumentam a quimiotaxia e inflamação, e a produção de NO, que gera ainda mais dando endotelial. Isso tudo vai gerar perda de muito líquido rapidamente, dessa maneira, teremos uma hipotensão e uma taquicardia para compensar essa perda de líquido para manter a chegada oxigênio nos tecidos, mas o coração não 16 consegue manter esse estado por muito tempo, passando a bradicardia, também teremos uma vasoconstrição periférica, não chegando mais sangue corretamente a todos os tecidos, começando a ter uma falência múltipla dos órgãos, estado mental alterado, causando então o choque séptico e então morte. Quando a resposta imunológica não é capaz de eliminar o agente causador da doença, ou quando é o próprio corpo que está causando a doença (doença autoimune) ou quando um agente é inerte (como uma partícula de areia cai no pulmão), o indivíduo entra num estado crônico de inflamação. Inflamação crônica: o estado crônico é diferente, pois ocorre quando células do sistema imune adaptativo passam a participar desse processo, liberando outros fatores inflamatórios, são exemplos de inflamação crônica as infecções virais, infecção crônica, dano persistente, doenças autoimune. A inflamação aguda, causada por infecções, toxinas e traumas apresentam efeitos vasculares, recrutamento de neutrófilos e a produção de mediadores, com a resolução do processo, o tecido não sofre grandes deformações, ocorre a remoção do agente, dos mediadores e células inflamatórias, reparo tecidual e celular, com recuperação da função. Normalmente, nesses casos, ocorre a formação de abcessos com pus, que são basicamente regiões que apresentam grande quantidade de células do sistema imune inata, que causam a liquefação do tecido ao redor por conta dos grânulos liberados, com o tempo isso vai sofrer uma cicatrização e formação de fibrose. Na inflamação crônica, causadas por infecções virais, de dano persistente ou de doença autoimune, outras substâncias vão ser liberadas pela resposta imune adaptativa, ocorre um aumento da angiogênese, migração e infiltração de linfócitos mononucleares no local e principalmente ocorre a formação de muita fibrose no tecido (cirrose hepática ou pulmonar por exemplo), gerando perda de função. A fibrose é a substituição do tecido normal por matriz extracelular. Esses macrófagos ativados vão apresentar os antígenos para os linfócitos T da imunidade adaptativa, que estão sendo atraídos para o local onde está ocorrendo a liberação dos mediadores inflamatórios por meio das células da imunidade inata. Esses linfócitos vão começar a assumir o papel da inflamação no local, se tornando mais especializados como Th2, que vão recrutar mais eosinófilos (por meio de fatores como IL4, IL5 e IL13), ou Th1 e Th17, que vão recrutar mais neutrófilos (IL17) e mais macrófagos (TNF) para o local, e então os linfócitos vão induzir a ativação desses macrófagos (os monócitos que migraram para o local se transformaram em macrófagos inativos) por meio de citocinas como IFNγ. Os macrófagos ativados vão produzir moléculas de dano tecidual como reativos de oxigênio, proteases, atrair mais neutrófilos (TNF e IL-1), liberar fatores de coagulação, fatores lipídicos e NO, além disso, também vão causar a fibrose por meio dos fatores de crescimento, citocinas fibrogênicas, fatores angiogênicos e enzimas remodeladoras de MEC. Na inflamação crônica atua principalmente os linfócitos e macrófagos, em situações específicas teremos neutrófilos e eosinófilos, esse segundo decorre de infecções crônicas por helminto ou em casos como a asma. Na inflamação aguda atua principalmente os neutrófilos. Em algumas situações de inflamações crônicas vão causar certas modificações do tecido como no caso de formação de granulomas, induzido pelos linfócitos T, essa estrutura apresenta macrófagos no seu centro, circundados por fibroblastos e linfócitos T. Uma outra estrutura formada num processo inflamatório crônico é o órgão linfoide terciário ou ectópico, que não apresentam cápsula como o linfonodo, mas que apresentam divisão para linfócitos T (centro germinativo) ou B (centro folicular), essas estruturas se formam no órgão queestá sofrendo da inflamação. 17 Resolução: Uma vez eliminado o agente o sistema imune atua para regenerar o tecido lesado e retomar a homeostase, esse processo é chamado de resolução da inflamação. A resolução consiste em remover o microorganismo, células mortas e restos celulares, restaurar a integridade da vasculatura e perfusão, regenera o tecido, remissão da febre e sintomas e redução da dor. É iniciado pela mesma célula que começou o processo da inflamação, o macrófago residente, sem o estímulo de PAMP e DAMP, vai começar a produzir citocinas anti-inflamatórias (IL10 e TGF-β) e substâncias para o reparo tecidual (prolina, poliaminas, TGF-β, fatores de crescimento), podendo causar fibrose quando for em larga escala, além de também produz fatores angiogênicos. Além disso, também são produzidos mediadores lipídicos para pró-resolução pelo macrófago, esses mediadores são em grande parte derivados também do ácido araquidônico, como a lipoxina. Também apresentamos alguns ácidos graxos na circulação como o ômega-3 e 6, todos essas substâncias lipídicas servem como substrato para os macrófagos, capturando eles da circulação e metabolizando para formar esses fatores pró-resolução, como protectinas, resolvinas e maresinas. Cada substância apresenta uma função específica, mas de forma geral, eles vão antagonizar os efeitos pró- inflamatórios. Tratamento para inflamação: consiste em usar anti-inflamatórios, por exemplo, aspirina, diclofenaco (Cataflam), ibuprofeno (Advil, Aliviun), nimezulida e glicocorticoides, essas substâncias são usadas para tratar o sintoma, mas não a inflamação em si, a cura para a inflamação consiste em eliminar a causa, nem sempre é possível como em casos de doenças autoimunes. Os anti-inflamatórios não esteroidais atuam impedindo a formação dos mediadores inflamatórios lipídicos, no ciclo do ácido araquidônico, impedindo a formação de prostaglandinas e leucotrienos, por exemplo, eliminando a dor. O glicocorticoide atua também na via de formação dos mediadores inflamatórios lipídicos ainda no início dela, eliminando, além da dor, os outros sintomas inflamatórios, diminuindo o edema, rubor, vasodilatação, no entanto, os glicocorticoides apresentam efeitos extra-imunológicos, gerando consequências aos indivíduos, alterações neurológicas, glaucomas, osteoporose e diversos outros sintomas. 18 Imunodeficiências associadas a defeitos em inibidores de complemento Angiodema hereditário: é uma doença caracterizada pela formação de edema não-inflamatório da derme profunda ou de tecidos subcutâneos ou submucosos. É resultado da vasodilatação e do aumento da permeabilidade vascular. Pode ser classificado em três tipos, o do tipo I, causada por uma deficiência em C1-INH, a do tipo II, causado por uma disfunção do C1-INH e o tipo III, mais raro, em que os níveis de C1-INH estão normais. A causa para o angiodema hereditário é a mutação no gene SERPING1 que produz o inibidor de C1 esterase (C1-INH). As concentrações plasmáticas dessa proteína se encontram reduzidas (tipo I) ou defeituosas (tipo II) nessa doença e, dessa forma, a ativação de C1 por imunocomplexos não é adequadamente controlada, ocorrendo a clivagem aumentada de C4 e de C2. O C1-INH promove a formação aumentada de bradicinina, que é um fragmento proteolítico de C2 e é o principal mediador do angiodema hereditário, pois aumenta a permeabilidade vascular, já que diminui as junções endoteliais. A bradicinina também pode se encontrar aumentada em decorrência de uma mutação no gene F12, que resulta na produção do fator XII aumentado, esse fator está envolvido na produção de bradicinina, relacionado com o tipo III da doença, mais raro, e ainda pouco estudado. Os sintomas dessa doença incluem episódios recorrentes de edema mediados pela bradicinina, envolvendo a pele e a submucosa de diversos órgãos, sendo que as regiões mais afetadas são a face, braços, pernas, mãos, pés, genitália, abdome, orofaringe, laringe e sistema digestório. Pode apresentar também quadros de dor abdominal, vômitos, diarreia e obstrução aérea com potencial risco de morte. O diagnóstico consiste em realizar uma dosagem do nível sérico de C4 que, geralmente, se encontra abaixo do normal, pela determinação da quantidade de C1-INH ou de sua atividade. Por fim, podemos realizar uma análise do gene SERPING1 que codifica a C1-INH, nos casos de diagnóstico indefinido ou para fins de pesquisa. O tratamento para o angiodema hereditário pode ser feito pela administração de inibidores de C1 derivados do plasma, como alguns fármacos (ecallantide ou icatibanto) para crises agudas. Se nesses crises aguda as vias aéreas também estiverem comprometidas pode ser administrado adrenalina, as vezes entubação endotraqueal. O uso de alguns analgésicos, antieméticos e a reposição de líquido podem ser usados para aliviar os sintomas. A profilaxia a curto prazo é indicada antes de procedimentos de alto risco quando os inibidores de C1 não estiverem disponíveis, nesse caso, é possível fornecer andrógenos atenuados. Hemoglobinúria paroxística noturna: é uma doença caracterizada por anemia hemolítica crônica adquirida e hemoglobinúria. É considerada um defeito mutacional clonal da célula-tronco hematopoética (CTH). As causas decorrem de uma expansão clonal não-maligna de uma ou mais células-tronco hematopoéticas que adquirem mutações somáticas no gene PIG-A. Esse gene é responsável pela síntese de âncoras de glicosil-fosfaditilinositol (GPI), responsável por manter aderidas à membrana plasmática dezenas de proteínas com funções específicas, entre elas, a CD55 e a CD59, importantes proteínas regulatórias do complemento presente na superfície de eritrócitos. CD55 é um inibidor de C3, enquanto que o CD59 é um inibidor da formação de poros no complexo de ataque a membrana pelo C9. Como consequência, as células ficam suscetíveis à ativação pelo complemento, levando à hemólise intravascular contínua. Os sintomas envolvem uma ampla hemólise intravascular, gerando grandes quantidades de hemoglobina livre e arginase eritrocitária no plasma, que depletam o NO, pois a hemoglobina apresenta alta afinidade por NO, que o retira da circulação e a arginase diminui o nível de arginina, necessário para a síntese de NO. A depleção tecidual de NO se manifesta clinicamente como astenia, dor abdominal, espasmo esofagiano, disfagia, impotência sexual masculina e possivelmente trombose. A hemólise crônica acarreta em uma letargia, astenia, mialgia difusa e perda da sensação de bem-estar. Também pode haver deficiência de ferro em decorrência da perda de hemossiderina e hemoglobina. A hemoglobinúria (que promove uma urina marrom-escura) ocorre durante os surtos de hemólise intravascular aguda. O diagnóstico pode ser feito por um teste de hemolisina ácida (teste de Ham), por um teste de lise por sacarose, um teste da sensibilidade à lise por complemento e por citometria de fluxo para avaliação de CD55 e CD59. O tratamento envolve a reposição de ferro e de folatos, transfusões sanguíneas, fornecimentos de anticoagulantes (para evitar trombose), pode ser utilizado corticoesteróides e andrógenos, eculizumab (anticorpo monoclonal que se liga em C5 inibindo a sua ativação) ou um tratamento com imunossupressor ou transplante de células tronco hematopoéticas alogênicas (TCTHa). 19 Estudo dirigido 1 – imunidade inata, inflamação e migração celular Caso 1 Ricardo, um garoto de 16 anos, trabalhou durante suas férias ajudando seu pai a cuidar do jardim de sua casa. Seu trabalho consistia em recolher as folhas caídas e em espalhar fertilizante (esterco animal) ao redor de alguns arbustos e árvores. No final de seu período de férias, ele começou a apresentar dificuldades respiratórias, tosse persistente e dor no peito. Devido às dificuldades respiratórias ele foi admitido em um hospital. Um exame radiológico (RX-tórax) foi realizado no qual foi observadoa presença de grandes densidades parecidas com "bolas de algodão" nos dois pulmões. Uma das lesões foi aspirada, analisada e revelou a presença de hifas de Aspergillus fumigatus. Ricardo foi internado e começou a ser tratado com anfotericina B intravenosa. Após o início do tratamento ele apresentou melhoras nos sintomas respiratórios, mas durante o período de internação adquiriu outras duas infecções pulmonares, causada por Pseudomonas aeruginosa e Streptococcus faecalis, que foram tratadas com antibióticos apropriados. Durante o período de estadia no hospital, Ricardo realizou uma série de exames. Seu hemograma apresentou um pequeno aumento no número de leucócitos (11500/μL [normal 5000-10000/μL]), com contagem diferencial apresentando valores normais. O nível de seus anticorpos séricos também estava dentro dos valores normais. O médico, entretanto, notou a presença de uma série de lesões na pele de seu tronco, assim como algumas lesões em suas gengivas (abscessos). Como os exames não revelaram alterações no número de células do sistema imunológico, e devido às características das lesões, foi realizado um exame funcional, para verificar a capacidade de produção de espécies reativas de oxigênio (ROS) pelos neutrófilos do sangue periférico de Ricardo: o teste de NBT (teste de nitro-azul de tetrazólio), que demonstrou a incapacidade dos neutrófilos produzirem ROS. Após obter esses resultados o diagnóstico de Doença Granulomatosa Crônica (DGC) foi estabelecido, e Ricardo começou a ser tratado com injeções de Interferon- gama (IFN-gama), que resultaram na melhora de seu quadro clínico. Interpretação do caso: o paciente é do sexo masculino, jovem, que apresentou sintomas relacionados com o aparecimento de um fungo oportunista, indicando o caso de uma imunodeficiência, após ter sido tratado, começou a apresentar outras infecções, dessa vez por bactérias, também do tipo oportunistas. Após feitos alguns exames, observou-se que o hemograma do Ricardo estava normal, bem como o nível de anticorpos séricos, indicando que ele não entrou na resposta adaptativa ainda. O médico também constatou a presença de de manchas vermelhas, fechando o diagnóstico diferencial da doença em DGC, uma doença caracterizada pelo defeito na imunidade inata em que não há produção o suficiente de ROS pelos neutrófilos Questões para discussão. 1- A DGC é uma imunodeficiência congênita caracterizada pela ocorrência repetitiva de infecções, e à formação de estruturas conhecidas como granulomas. Como e em que situações são formados os granulomas? Os granulomas são característica de uma doença inflamatória crônica, quando ocorre ativação da resposta adaptativa para que ocorra a eliminação do corpo estranho (pode ser um patógeno, microorganismo comensal, partícula inorgânica ou qualquer outra elemento que pode causar essa situação). Essa resposta adaptativa ativa linfócitos Th1 que ativam os macrófagos, que continuam chegando no local onde esta ocorrendo a infecção, mas não consegue eliminar o patógeno quando o fagocita, dessa maneira, o processo inflamatório contínuo formado por linfócitos e macrófagos que provoca lesão do tecido resultando em fibrose. O granuloma é essa estrutura imunológica que serve para isolar uma partícula estranha, sendo formado por macrófagos no centro desse granuloma, que tentam destruir o que estiver ali, esses macrófagos podem se fundir formando as células gigantes, ao redor deles teremos o linfócito T, que forma uma espécie de capa ao redor dos macrófagos, é esse linfócito quem mantém a estrutura do granuloma coesa por meio de citocinas liberadas, como o TNF (fator de necrose tecidual), recrutando os monócitos para os tecidos, e estes se diferenciam nos macrófagos quando o linfócito T libera o IFN-gama. Ao redor dos linfócitos, ainda teremos os fibroblastos. 2- A DGC pode ser causada pela mutação de diversos genes, mas que de modo geral resultam na diminuição, ou incapacidade na produção de Espécies Reativas de Oxigênio. Como isso interfere com a resposta imunológica? De que forma isso se relaciona aos sintomas apresentados por Ricardo? As espécies reativas de oxigênio são produzidas pelos fagócitos (principalmente macrófagos, mas também neutrófilos) nas vesículas dos fagolisossomos por meio do sistema complexo NADPH oxidase, que servem para matar o patógeno. A deficiência na produção dos ROS decorre de um defeito genético em que há uma má formação desse complexo por uma mutação em algum gene responsável por alguma parte desse sistema, dependendo de qual gene está mutado partes diferentes do complexo vão ser afetadas, e isso pode causar diferentes graus de gravidade, como por exemplo, ocorre apenas uma diminuição da produção de ROS, ou simplesmente não se é produzido nada, sendo bem grave. Nesse caso apresentado, Ricardo apresenta apenas 20 uma diminuição da produção de ROS, pois caso ele não produzisse ele apresentaria os granulomas nos primeiros dias de vida, pois não estaria conseguindo combater nenhum tipo de patógeno que o invade. A DGC está associada portanto com um defeito da resposta inata, afetando principalmente os neutrófilos que são os primeiros que chegam ao tecido para combater o patógeno, não conseguindo, o sistema adaptativo é ativado, chegando os macrófagos para tentar assumir a função microbicida. Como os macrófagos também não conseguem, ocorre a formação do granuloma e formação de fibrose ao redor dessa estrutura. Nesse caso, as infecções ocorrem no pulmão do paciente, se justificando a dificuldade respiratória e dor no peito. 3- Qual a explicação para o fato de o tratamento com IFN-gama ter resultado na melhora clínica de Ricardo? O IFN-gama são produzidos pelos linfócitos T, apresentando função diferente do IFN que ataca os vírus, o IFN- gama é usado para estimular a produção de mais espécies reativas de oxigênio pelos fagócitos, estimulando a ativação da NADPH oxidase (aumenta a transcrição do gene que codifica a proteína phox-91, formadora de parte da estrutura do NAPDH oxidase). Uma vez que esse paciente consegue produzir ERO, mas em baixa quantidade, o IFN pode ser usado para estimular a produção, tentando então destruir o patógeno. Se o paciente possuir um defeito em uma subunidade vital para o funcionamento do complexo enzimático para a produção do ERO, não adianta fornecer o interferon gama. Caso 2 Catarina teve desenvolvimento e saúde normal até seus 8 anos de idade quando começou a apresentar episódios recorrentes de febre e cansaço. Também começou a apresentar dificuldade para levantar-se da cama pela manhã, alegando que todo o seu corpo estava dolorido. Seus pais também notaram que manchas avermelhadas apareciam em seus braços e ombros durante os episódios de febre. Após mais de uma semana apresentando estes sintomas, os pais de Catarina, preocupados, levaram-na a um pediatra. Apesar de Catarina não estar apresentando febre ou exantema, o pediatra notou no exame físico que várias articulações da menina estavam inchadas, e doloridas quando movimentadas. O médico inicialmente suspeitou de infecção por parvovírus e solicitou a sorologia para a doença (além de outros exames) e receitou ibuprofeno e paracetamol para resolução dos sintomas. No retorno, os pais de Catarina relataram que ela havia apresentado durante a semana vários episódios de febre (2 vezes ao dia), dores articulares e exantema. A sorologia para parvovirose apresentou resultado negativo. Além do resultado da sorologia, os resultados de outros exames laboratoriais haviam ficado prontos: Contagem de leucócitos totais era de 12500/µL (normal = 4000 a 11000/µL); hemoglobina era de 10g/dL (normal = 11,5 a 14,8g/dL). A Velocidade de Hemossedimentação (VHS) também estava elevada (82mm/hora; normal = até 13mm/hora). Ela então foi internada no hospital local para investigação adicional. No hospital, outras sorologias para doenças infecciosas foram realizadas, todas com resultado negativo. Catarina continuou a apresentarepisódios intermitentes de febre e as enfermeiras relataram a ocorrência de exantema avermelhado durante esses episódios (figura 1). Além disso, a garota continuou a apresentar dificuldades de movimentação durante o período da manhã (mas sem problemas durante o resto do dia). Um reumatologista foi chamado para acompanhar o caso, notando inchaço nas articulações e diminuição de movimentos em seus tornozelos, joelhos e pulsos. Novos exames de sangue revelaram que seu número de leucócitos continuava elevado (principalmente de neutrófilos com desvio à esquerda), assim como o VHS. Os níveis de Proteína C Reativa (PCR) também se apresentavam elevados (28mg/dL; normal = 0,1mg/dL), assim como os níveis de ferritina (1949 ng/mL; normal = 7 a 142 ng/mL). Os níveis de transaminases, eletrólitos, creatinina e imunoglobulinas estavam normais. Exames para detecção de anticorpos anti-antígenos nucleares (ANA), foram negativos, assim como para fator reumatoide. Tendo em vista os sintomas, exame físico e resultados laboratoriais o médico fechou o diagnóstico de Artrite Idiopática Juvenil (AIJ), iniciando o tratamento com indometacina (1mg/kg) 2 vezes ao dia e prednisona (30mg - 2 vezes ao dia). Catarina melhorou significativamente após 2 dias de tratamento e recebeu alta. Ela prosseguiu o tratamento com o reumatologista pelos próximos meses, apresentando melhoras. Porém, quando a dose de glicocorticoide foi diminuída (10mg/dia), os episódios de febre, exantema e dor retornaram. As doses de prednisona foram aumentadas, além de iniciar o tratamento com metotrexato (20mg/semana). Após algumas semanas como o novo tratamento, o glicocorticoide foi removido gradativamente, continuando somente com o metotrexato, sem retorno dos sintomas. 21 Figura 1: Aspecto clássico do exantema intermitente que ocorre associado aos episódios de febre em casos de AIJ. Questões para discussão: 1- A que processos podem ser associados os sintomas apresentados por Catarina (febre, dor, exantema, inchaço de articulações)? Esses processos estão associados à inflamação. A dor é explicada pela ativação dos mastócitos e macrófagos no epitélio, principalmente os macrófagos, que estão produzindo prostaglandinas e bradicininas no local da inflamação. O exantema é causado pelo aumento do fluxo sanguíneo por histaminas, leucotrienos e prostaglandinas, as quais promovem vasodilatação, que é produzida também por macrófagos. O edema/inchaço de articulações é causado pelo aumento da permeabilidade do endotélio vascular, permitindo o extravasamento de líquidos e proteínas para o espaço extravascular, sendo ativado por mediadores inflamatórios, produzidos pelos macrófagos ativados. A febre é uma consequência dos eventos sistêmicos dos mediadores inflamatórios (TNF, IL-1, IL6), que atuam no cérebro gerando o aumento da temperatura corporal para ganho na atividade de algumas enzimas. 2- Como se explicam os resultados obtidos nos testes laboratoriais realizados em Catarina: a) Neutrofilia com desvio à esquerda; Ocorre por aumento da produção de neutrófilos, o que indica um processo inflamatório agudo, esse exame pode ser identificado pelo hemograma. O desvio à esquerda indica que existem neutrófilos imaturos na circulação, que aparecem na forma de bastonete quando imaturos. A presença de neutrófilos imaturos ocorre devido a um recrutamento aumentado deles, devido aos mediadores inflamatórios. Também são liberados pelos macrófagos os fatores de crescimento, que estimulam a diferenciação de células na medula óssea, aumentando a sua produção. b) Elevação de PCR; o PCR é um tipo de PRR solúvel, indicador de uma resposta aguda. Tem como função de se ligar em um patógeno e destruir sua membrana por lise osmótica. Ela aumenta quando há mediadores inflamatórios (IL-6) que atuam no fígado estimulando sua produção. c) Aumento do VHS; VHS significa velocidade de hemossedimentação. Indica o aumento de fibrinogênio produzido no fígado na circulação, que também é uma proteína de fase aguda, além de ser um fator de coagulação. Esse aumento ocorre para que caso ocorra lesão, o vaso rapidamente coagule. O fibrinogênio tem carga positiva e as hemácias tem carga negativa, quando in vitro, as hemácias e o fibrinogênio se atraem para haver neutralização das cargas, quando isso ocorre, as hemácias conseguem se juntar mais, ficando mais pesadas, se depositando mais rapidamente, dessa maneira, em um processo inflamatório, o VHS aumenta. d) aumento de ferritina. A ferritina também é uma proteína de fase aguda produzida pelo fígado que sequestra o ferro e se deposita nos macrófagos. A importância disso é que o ferro é um substrato importante para bactérias crescerem, um nutriente essencial para uma grande quantidade delas. Esse armazenamento de ferro prolongado pode levar a uma anemia, se há aumento de ferritina, a produção de hemácias é reduzida. 3- Tendo em vista que muitos casos de AIJ é causada por polimorfismos gênicos que resultam no aumento da produção de citocinas como IL-1beta e IL-6, qual(is) tratamento(s), além do tratamento convencional (com anti-inflamatórios), poderia ser aplicado em Catarina. Podem ser fornecidos medicamentos imunobiológicos que são capazes de bloquear as atuações de citocinas específicas, podendo tanto bloquear as citocinas ou os receptores dessas citocinas. 22 Reconhecimento antigênico O princípio básico da resposta imune está entre reconhecer o que é o próprio e o que não é, por meio dos receptores moleculares, para gerar uma resposta imunológica. A resposta inata depende de receptores de rápida identificação como TLR, MANR, CD14 e SCAVENGER utilizado pelos neutrófilos, macrófagos e DC, capazes de reconhecer PAMPs e DAMPs. Já a resposta adaptativa é mais demorada, e atua quando a resposta inata não é o suficiente para combater o antígeno utilizando receptores de célula B (BCR) e receptores de célula T (TCR). A resposta adaptativa só consegue ocorrer caso a resposta inata foi capaz de reconhecer o antígeno previamente. As células B/linfócito B apresentam como receptores para reconhecer um antígeno o BCR, constituída por uma unidade de imunoglobulina (Ig), que contém duas cadeias compridas e duas cadeias curtas pareadas entre si. A porção mais distal se apresenta como um braço ou fenda, que reconhece porções do antígeno por encaixe das porções dele, esse reconhecimento é direto, ou seja, depende da forma do patógeno (membrana, parede celular, cápsula, flagelo). Já as células T/linfócitos T apresentam como receptores o TCR, formada por duas cadeias polipetídicas, que apresenta uma fenda pequena e específica, incapaz de fazer reconhecimento do antígeno direto e por completo, reconhecendo apenas pequenos fragmentos desses patógenos, se ligando a esses pequenos pedaços, que foram originados pela degradação do antígeno maior, e que vai ser formado e apresentado por células específicas a essas funções, chamadas de células apresentadoras de antígenos (APC). Essa célula engloba o antígeno (pinocitose, fagocitose e outros mecanismos), e então, por meio de uma maquinaria vai conseguir degradar e processar o antígeno, levando os fragmentos para a superfície da membrana da célula por meio de moléculas especializadas para esse transporte, esses transportadores são chamadas de MHC (moléculas de histocompatibilidade), um conjunto de proteínas comuns a todas as células nucleadas. Uma vez colocados na superfície, a APC se torna visível para que seja reconhecimento das células imunes por conta do seu MHC modificado. A célula B, através de seu receptor de reconhecimento de antígenos, BCR, consegue reconhecer um PAMP e então passa a produzir anticorpos (também imunoglobulinas, mas que se encontram solúveis ao invés de estar associada a sua membrana) que se ligam e reconhecem o antígeno. As células T não apresentam esse processo de reconhecimento direto, precisando então da atuação das APC, essas duas células se conectam
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