Imunologia Adaptativa (TCR e MHC)

Prévia do material em texto

Imunologia - Danilo Diôgo 
Imunidade Adaptativa: TCR, MHC, Linfócitos T 
 
Desafios dos linfócitos T durante as respostas da Imunidade Adaptativa 
● Poucos linfócitos T virgens específicos para Ags, eles são encontrados e eliminados no Sistema 
Linfáticos APCS profissionais. 
● Patógenos intracelulares ou extracelulares se utilizam de células T CD4+ Auxiliares + células B 
● Reconhecimento de Ags via MHC I ou II - > Linfócitos TCD4 (MHC II) e TCD8+ (MHC I) 
 
Porta de entrada dos Ags 
● Mucosa Urogenital; 
● Mucosa Ocular; 
● Mucosa Olfativa; 
 
APCs: Células Apresentadoras de Antígenos profissionais -> Células Dendríticas (DCs). 
● Localização estratégicas: Localizada em todos os tecidos muito próxima do endotélio, então 
reconhecem rapidamente invasões; 
● Expressam receptores que as habilitam a reconhecer, capturar, processar e apresentar Ags a 
linfócitos T virgens; 
● Potencial capacidade de migração via linfáticos para LNs (zona de célula T via CCR7 - 
CCL19/CCL21); 
● Expressam níveis altos de MHC, moléculas co-estimuladoras e citocinas importantes na ativação e 
diferenciação de linfócitos; 
● Interação com linfócitos durante o processo de ativação: ↑ potencial APC; (uma comunicação 
molecular entre células linfocíticas e células dendríticas que aumentam o potencial de 
apresentação de antígenos); 
 
Outras células também são APCS 
● Células Dendríticas 
○ Ativação de linfócitos T virgens; 
■ Expansão clonal; 
■ Diferenciação em células T efetoras (fenotipicamente); Quando elas se ativam, elas 
geram a prole, para montar um ‘exército’ com aquela especificidade; 
 
● Macrófagos 
○ Resposta de células T efetoras; 
■ Ativação de linfócitos B; 
■ Produção de Acs (imunidade humoral); 
 
● Células B 
○ Resposta de células T efetoras; 
■ Ativação de linfócitos B; 
■ Produção de Acs (imunidade humoral); 
○ Vai endocitar esse antígeno, seja linear ou conformacional e vai apresentar para uma 
células T efetora. Promove o ​switch ​de isotipo, pode deixar o órgão linfóide secundário e 
indo para os tecidos para efetuar sua resposta. 
 
Células endoteliais e epiteliais também são APCs 
 
Estrutura do TCR X BCR 
Imunologia - Danilo Diôgo 
O BCR por si só não tem moléculas para iniciar o processo de transdução de sinal, por isso são 
necessários moléculas acessórias IgAlfa e IgBeta. 
Complexo do TCR 
É formado por uma cadeia alfa e uma cadeia beta. Possui uma 
porção constante e uma porção variável. Possui similaridade com o 
Fab do BCR. 
Aleḿ das regiões de complementaridade. Como as BCR também 
não transduz sozinha o sinal. O TCR não se liga diretamente ao 
patógeno, como imunoglobulina, necessitando da expressão do 
antígeno, na superfície de células próprias, por meio do MHC. 
O TCR possui moléculas acessórias CD3, que iniciam esse 
processo de transdução de sinal. 
Ele também é munido de cadeias ‘zeta’ como acessórias. 
Ele também é capacitado de co-receptoras, que podem ser CD8 ou 
CD4. Então ele pode ser ​TCR CD3 Cadeia Zeta CD8 ​ou ​TCR CD3 
Cadeia Zeta CD4​. 
 
 
 
 
 
 
Características do TCR 
 
● Sítio de ligação ao Ag 
○ 3 CDRS na região V​α e 3 CDRs na região Vβ 
● Natureza do Ag 
○ Complexo MHC-peptídeos 
● Natureza dos determinantes antigênicos reconhecidos 
○ Determinantes antigênicos peptídicos-​lineares 
● Afinidade da ligação ao Ag 
○ Kd 10^-5 10^-7 
○ Constantes de associação e dissociação↓ 
● Moléculas acessórias 
○ CD3 e cadeias ​ζ (zeta) 
 
● Não são secretados; 
● Não apresentam mudança de isotipo; 
● Não fazem mutação somática pós traducional; 
 
Os TCRs não reconhecem antígenos diretamente, igual os BCR. Eles reconhecem aminoácidos que 
precisam ser processados e apresentados para serem reconhecidos, por moléculas de MHC. 
 
MHC (Complexo Principal de Histocompatibilidade) 
Durante estudos ocorridos na década de 1970, que buscavam compreender os mecanismos por trás da 
rejeição a transplantes, se descobriu que existiam moléculas teciduais antigênicas envolvidas nesse 
processo. O nome dado a essas moléculas foi Complexo Principal de Histocompatibilidade (MHC). 
Cada pessoa é munida de moléculas específicas e que em conjunto, são diferentes. Logo, essas 
moléculas são reconhecidas como antígenos durante os transplantes de órgãos. 
 
MHC classe I​: Expresso por todas as células do corpo (exceto hemácias); 
Imunologia - Danilo Diôgo 
MHC classe II: ​Expresso em células do sistema imune e por células endoteliais e epiteliais; 
 
● Poligênico (muitos genes envolvidos) e Polimórfico (grande variabilidade morfológica) 
● Poligenia + Polimorfismo = Variabilidade Genética (uma vasta possibilidades de peptídeos a serem 
apresentados); 
● População “Exogâmica”: Não há dois indivíduos que tenham o mesmo grupo de genes e moléculas 
de MHC; 
● São glicoproteínas especializadas expressas na superfícies das APCs cuja função principal é 
Apresentar peptídeos antigênicos às células T; 
● MHC ou HLA: “human leucocyte antigen” (Ags de leucócitos que poderiam ser identificados por Acs 
específicos); 
● Apresenta apenas um peptídeo de cada vez; 
● Moléculas de MHC vazias na superfície são rapidamente degradadas; 
● Taxa de desligamento é muito baixa; 
 
Características dos genes de MHC 
● Herdados como dois conjuntos de genes, um do pai e outro da 
mãe; 
● Cada um desses conjuntos contém um tipo de alelo; 
● Alelo: Cada variante de um gene polimórfico; 
● Poligênico: existem vários genes diferentes de MHC de 
classes I e II, de modo que cada indivíduo possui um grupo de 
moléculas do MHC com diferentes variações de especificidades. 
● Gene polimórfico: São genes que estão presentes em formas 
alternativas ou variantes alélicas diversas nos diferentes membros de 
uma população como um todo; 
● Haplótipo: conjunto de alelos; 
● A expressão de alelos é codominante. 
 
 
 
 
Estrutura Gênica da molécula MHC humana 
 
 
 
O MHC humano encontro no cromossomo 6. 
E para cada Classe teremos uma série de 
variantes. 
MHC Classe I: A; B. C; D; E; 
MHC Classe II: DP; DM; DQ; DR 
 
 
 
 
 
 
Estrutura das Moléculas de MHC I e MHC II 
● MHC I 
Imunologia - Danilo Diôgo 
○ São formados por moléculas de ​α​1, ​α​2 e ​α​3, que aleatoriamente se unem para formar a 
molécula. Essas subunidades são complexados por molécula de ​β2m (beta-2-microglobulina). 
A região entre o α​1 e o ​α​2 é onde se forma ​o sítio de ligação ao peptídeo. É o local onde se 
encontra o maior polimorfismo desses genes, garantindo uma ampla variabilidade de 
especificidade de reconhecimento de peptídeos antigênicos. 
○ Cadeia ​α é codificada no cromossomo 6 e a β no Cromossomo 15 
○ Comporta peptídeos antigênicos de 8 a 11 aminoácidos. 
○ Apresentam peptídeos de patógenos, mais comumente vírus, e são reconhecidos por 
células T citotóxicas CD8. 
● Obs: Como hemácias não possuem núcleo, elas não suportam replicação vira, logo, elas não tem 
MHC classe I. Isso pode permitir espécies de parasitas como plasmodium, causador da malária, de 
sobreviver nesse local privilegiado. 
 
○ 
 
● MHC II 
○ É formado por duas cadeias ​α e ​ ​β (α1, α2, β1, ​ ​β2). 
○ As cadeias α e ​ ​β do MHC de classe II são codificadas dentro do MHC. 
○ Entre α1 e β1 é onde encontramos a região de maior polimorfismos envolvido nessa infinidade 
de possibilidade de reconhecimentos. 
○ Comporta peptídeos maiores, de 30 aminoácidos ou mais, pois sua fenda de ligação é mais 
aberta. 
○ A função das células T CD4 que reconhecem o MHC de cIasse II é ativar outras células do 
sistema imune. Logo,MHC II são encontrados, principalmente, em linfócitos, células dendríticas 
e nos macrófagos. Elas estimulam a produção de anticorpos ou a atividade macrocítica. 
Imunologia - Danilo Diôgo 
 
 
 
Quando o TCR interagem como ligante, ele faz contato com ambas as moléculas estruturais do MHC e com o 
peptídeo antigênico. 
 
As variações alélicas das moléculas de MHC ocorrem principalmente nas regiões de ligação ao peptídeo 
Existem certa manutenção na frequência alélica na população, mas o que varia são os resíduos/aminoácidos, 
gerando diversas combinações e conformações. 
 
Moléculas CD4 e CD8: Co receptores 
Moléculas MHC II que estão apresentando antígenos, vão ser reconhecidos por linfócitos CD4 
Moléculas MHC I que estão apresentando antígenos, vão ser reconhecidos por linfócitos CD8 (citotóxica) 
Que são co receptores (CD4 e CD8) dos linfócitos T que estão expressando seus TCRs e suas moléculas 
acessórias, CD3 e cadeias ζ (zeta). 
 
 
As moléculas acessórias+TCR+Co Receptores se acoplam nessa chamada “sinapse imunológica” para garantir 
os sinais que levam a diferenciação no fenótipo maduro efetor do linfócito T. 
 
Via de processamento e apresentação MHC I 
Imunologia - Danilo Diôgo 
 
No MHC de Classe I, os peptídeos antigênicos são formados intracelularmente, no citosol (infecção), por vírus, 
por exemplo. Não existe uma endocitose. 
Proteínas virais livres no citoplasma são ubiquitinadas. 
● Sinal para degradação viral proteossomo, gerando peptídeos menores que serão liberados no citosol. 
● São selecionados pelo TAP ( transportadoras associadas ao processamento do antígeno) para o RE 
● Caso o peptídeo seja grande demais para se ligar as moléculas do MHC de Classe I, enzimas do 
complexo ERAP (aminopeptidases) clivam ainda mais o peptídeo entre 8-10aa. 
IFN-Y aumenta esses processos. 
 
mRNA viral traduzido ou produtos ribossomais defeituosos no citosol, como tradução de íntrons, são marcados 
pela ubiquitina e degradados no proteassomo. 
 
● O ligamento do peptídeo ao MHC de classe I é excencial para sua apresentação na superfície celular. 
Pessoas com defeitos na TAP tem um i​munodeficiência ligada a deficiência do MHC de classe I. 
 
● As cadeias ​α do​ MHC classe I é estabilizada por uma ​chaperona, ​chamada calnexina. 
● Ocorre a expressão da β2m (​beta-2 microglobulina) que dá estrutura pré final das moléculas MHC 
classe I, liberando a calnexina. 
● Tapasina ​é um componente associado a proteína TAP, codificada por um gene dentro do MHC. Ele 
mantém o MHC de Classe I junto a TAP enquanto aguarda o transporte do peptídeo adequado. 
● As chaperonas são importantes para o ​editoramento do peptídeo, que é ​quando ocorre a substituição 
de peptídeos de baixa afinidade por de elevada afinidade ligados à molécula do MHC. 
● A molécula de MHC completamente dobrada e o associada ao peptídeo adequado, pode deixar o RE; 
 
Imunoevasinas 
Proteínas produzidas por alguns vírus que impede o aparecimento de complexos peptídeos:MHC de classe I na 
superfície da célula infectada. Agem inibindo a função da TAP. 
Um exemplo é o ​herpes-vírus ​produz uma proteína (ICP47) que bloqueia a TAP impedindo a entrada de 
peptídeos no transportadores. 
O ​Citomegalovírus Humano (HCMV) ​bloqueia a face luminal da TAP impedindo a bomba de transporte da TAP. 
 
 
● Após isso é oxocitado para a superfície da célula. O complexo é reconhecido por TCR CD8+; 
Imunologia - Danilo Diôgo 
Entre a parte alfa 1 e alfa 2, do MHC I se tem o sítio de ligação ao antígeno. Entre alfa 3 e beta-2-microglobulina 
se tem o sítio de reconhecimento do CD8+; Célula T CD8 citotóxicas matam as células que são reconhecidas. 
 
 
obs: proteassoma não é o único que processa antígeno e recrutamento por TAP. Existem outros complexos 
proteolíticos. 
 
Via de processamento e apresentação MHC II 
 
MHC de classe II se liga a peptídeos produzidos dentro das vesículas intracelulares de macrófagos, de 
células dendríticas imaturas, de células B e de outras células apresentadoras de antígeno e as 
apresenta as células T CD4. 
● IFN-Y aumenta a expressão do MHC de Classe II 
 
● Uma célula ​endocitose determinada proteína antigênica do meio extracelular. O endossoma formado, 
funde ao lisossomo, formando o ​endolisossomo​, degradando os peptídeos antigênicos. Gerando 
determinantes antigênicos dentro das vesículas. 
● Esse endolisossomo torna um ​ambiente mais ácido​, permitindo a ativação de proteases ácidas que 
degradam os patógenos. 
● Fármacos como a cloroquina, elevam o pH do endossoma, os tornando menos ácidos e inibindo a 
apresentação de antígenos intravesiculares. 
 
 
● Enquanto isso, no ​Retículo Endoplasmático Rugoso​, ocorre a tradução das proteínas do gene das 
moléculas de MHC II. 
● Quando as subunidades do MHC são sintetizadas, elas são estabilizadas por proteínas chaperonas. 
● Existe uma proteína chamada ​cadeia invariante que também está sendo expressa. Ela é importante 
para se ligar no sítio de ligação do MHC de Classe II em formação, impedindo que proteínas não 
dobradas presentes no RE se liguem nesse sítio. 
● No momento em que essa MHC de classe II é expressa no retículo, ela é estabilizada por uma 
chaperona​, a Calnexina. 
Imunologia - Danilo Diôgo 
● O MHC de Classe II ganha essas cadeia invariante no lugar das chaperonas, podendo agora deixando o 
retículo endoplasmático e se dirigindo ao golgi, onde ela passa por todas as transformações típicas de 
glicoproteínas. 
● Então ela é secretada em vesículas exocíticas, que vão se fundir com as vesículas endossomais 
contendo os peptídeos antigênicos. Nessa vesículas exocíticas, essas moléculas de MHC complexadas 
com cadeias invariantes, também começam a expressar HLA-DM. 
● Nesse ambiente endossomico de baixo pH, a ​cadeia invariante ​é clivada, deixando um pequeno 
fragmento, o ​peptídeo associado à cadeia invariável de classe II (CLIP, do inglês ​class II-associated 
invariant-chain peptide​), ainda conectado à molécula do MHC de classe II. 
● O CLIP bloquia a ligação do peptídeo ao complexo. 
● A HLA-DM compete com o CLIP, o liberando, permitindo que o sítio de ligação ao antígeno fique livre, 
podendo se fixar aos peptídeos antigênicos no endolisossomos. 
● Uma vez alcançando esse sítio de ligação, esse MHC de classe II atinge sua melhor estrutura, podendo 
ser secretada numa nova vesícula, para ser expressa na membrana da célula apresentadora de 
antígeno. 
 
● Essa molécula MHC II, que está com o peptídeo antigênico, vai ser reconhecido pelo TCR de uma célula 
T. Esse TCR reconhece não só o peptídeo, mas uma parte do complexo antígeno antigênico. 
● Essa formação de reconhecimento que dá origem a chamada ​sinapse imunológica​. 
 
 
● Entre alfa1 e beta1 tem-se o sítio de ligação, que reconhece o peptídeo antigênico. O TCR reconhece 
esse complexo. 
● E na parte formada por alfa2 e beta2 se tem um sítio de ligação a CD4, que é a molécula co-receptora. 
● Essa dupla verificação garante a especificidade da resposta. 
● As células T CD4 efetoras atuam sobre outros mecanismos auxiliando na eliminação dos patógenos. 
Patógenos intravesiculares são resistentes a morte intracelular, o TCD4 age auxiliando esse processo. 
 
 
Via de apresentação cruzada 
 
 
● O antígeno entra por uma via, mas causa ativação do Linfócito da via contrária 
● O antígeno entra pela via endossomal (portanto, deveria ativar uma resposta dos Linfócitos TCD4 pormeio da via de MHC de classe II), entretanto o patógeno utiliza de mecanismos que destroem a 
membrana do fagossomo, assim se tornando livres no citosol (portanto, ativando a resposta dos 
Linfócitos TCD8 por meio da via do MHC de classe I). 
● Apenas Células Dendríticas fazem essa Via de Apresentação Cruzada; Macrófagos e Linfócitos B não 
conseguem fazer. 
Imunologia - Danilo Diôgo 
● Nessa Via Cruzada, pode ocorrer de ativar tanto MHC I, quanto MHC II, todavía as características 
patogênicas serão diferentes, isto é, poderá ser o mesmo patógeno, o mesmo antígeno, porém o 
Epítopo usado em cada uma das vias será diferente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Algumas funções efetoras de linfócitos T após processamento e apresentação de Ags via MHC I e II 
 
 
 
Imunologia - Danilo Diôgo 
 
Estabilidade do MHC pelo seu antígeno 
È importante para a molécula do MHC da superfície não permita que peptídeos intracelulares liguem-se ao sítio 
vazio. Em especial o MHC de classe I, que apresenta peptídeos de origem citosólicas. 
Quando o peptídeo dissocia-se da molécula do MHC de classe I na superfície celular, a molécula modifica sua 
conformação, a porção beta2-microglobulina dissocia-se, e a cadeia alfa é internalizada e rapidamente 
degradada. Isso garante que não se liguem a antígenos no meio extracelular e que células saudáveis sejam 
degradas por linfócitos T.