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Semana 2 – Maturação e ativação do sistema imunológico (PARTE 1) (27/04/2023) CÉLULAS APRESENTADORAS DE ANTÍGENO (APCs) . - Resposta imunológica - Resposta imune inata: não é específico para determinado patógeno - Barreiras epiteliais, mucosas: em queimaduras envolvendo grandes partes do corpo (40-50%) o risco de morte é muito grande devido a aumentar os riscos de infecções secundárias devido às lesões nessas barreiras. - Neutrófilos e macrófagos: células de defesa inespecífica (atuam independente de ser um vírus, bactérias ou fungos, p.exp) - Linfócitos NK: reconhecedores de células defeituosas -> induzem a apoptose - Sistema complemento: complexo de proteínas que atua criando poros nas membranas que tentam invadir nosso organismo. - Resposta imune adaptativa (específica – linfócitos e seus produtos) - Celular (T-CD08) - Humoral (imunoglobulinas) - ATIVAÇÃO DA RESPOSTA IMUNE INATA "Nesta imagem vemos a resposta inata que é constantemente agredida por antígenos (nesse caso, fungos) e adjacente a essa barreira temos as células da resposta imune inata e as células que ativam a resposta imune adquirida. Essas células têm essa molécula chamada de reconhecedores de padrão de resposta, a principal delas são os toll-like receptors (TLR). Se essas moléculas forem reconhecidas, vão ativar a resposta imune específica contra esses microrganismos. Já se ativarem as células dendríticas (que é uma das células apresentadoras de antígeno) serão processadas e apresentadas para um linfócito T CD8 ou para uma célula T CD4 helper. Esse TCD4 pode estimular tipos de resposta inflamatória: RESPOSTA TIPO TH1 – estimula linfócitos B a produzirem imunoglobulinas contra esse antígeno. RESPOSTA TIPO TH2 – estimula os macrófagos e neutrófilos a ficarem cada vez mais aptos à fagocitose. RESPOSTA TREG (REGULATÓRIA) – inibe todo o processo inflamatório e realiza supressão da inflamação”. Semana 2 – Maturação e ativação do sistema imunológico (PARTE 1) (27/04/2023) - COMO SÃO FORMADAS AS CÉLULAS APRESENTADORAS DE ANTÍGENOS? As células apresentadoras de antígenos são derivadas de um precursor mielóide comum que dá origem aos monócitos, as células dendríticas plasmocitóides que vão ficar circulando na corrente sanguínea e as células dendríticas que vão migrar para os órgãos. As pré células dendríticas migram para diversos órgãos onde ganham capacidade de colonizar esses órgãos. Ou seja, temos células dendríticas específicas do timo, derme, TGI. E ao migrar para esses locais ganham nomes específicos: as que migram para o cérebro são chamadas de células da micróglia; as do pulmão, macrófagos alveolares; as da pele, Células de Langerhans; as do fígado, células de Kupffer. Então, essas células capturam os antígenos em determinados órgãos e vão estimular o padrão de resposta imunológica que vai acontecer nos órgãos linfóides secundários… - COMO AS APC CAPTURAM OS ANTÍGENOS? O nosso organismo possui um conjunto de moléculas que reconhece as células do nosso corpo chamado de complexo MHC. As células apresentadoras de antígenos são responsáveis por fazer com que nosso sistema imune reconheça esse complexo proteico (MHC) para que o nosso organismo saiba quais são as células do nosso corpo, sem destruí-las. O sistema imune dos seres humanos é ativado tanto em imunidade inata quanto adaptativa, pelas moléculas de reconhecimento de padrão de resposta imunológicas – PAMPs e DAMPs. RECONHECIMENTO DOS ANTÍGENOS PELO SISTEMA IMUNE: - Os sistemas imunes (inato e adaptativo) são ativados a partir de moléculas de reconhecimento padrão de ativação de resposta imunológica. - Na imunidade inata, existem 2 grupos de moléculas ativadoras de resposta imunológicas: PAMPs e DAMPs. - PAMPs: - Moléculas ou porções de moléculas do micro-organismo que não existem no hospedeiro – fatores exógenos (vírus, bactérias, protozoários) - Podem ser toxinas, flagelos, DNA, RNA, moléculas de superfície desses microrganismos. - São essenciais para sobrevida ou patogenicidade. Semana 2 – Maturação e ativação do sistema imunológico (PARTE 1) (27/04/2023) - São moléculas de fatores episódicos – geralmente de microrganismos extracelulares ou de fora do corpo humano. - DAMPs - São moléculas endógenas que existem nos hospedeiros, mas que só são liberadas do nosso corpo quando temos algum processo de danificação ou de lesão. - Moléculas produzidas por células danificadas/mortas ou produtos de degradação de proteínas (celular ou extracelular). - Indicam para o sistema imune que está havendo destruição tecidual. - Exemplos de moléculas DAMPs: ATP, DNA, RNA, colesterol, aminoide etc. Então, o sistema imune pode ser ativado por moléculas que não existem no hospedeiro (PAMPs) ou moléculas endógenas, que só são liberadas da célula, quando há lesão tecidual (DAMPs). E ESSAS MOLÉCULAS ATIVAM QUEM? Primeiro, ativam todas as células da resposta imune inata (basófilos, eosinófilos, neutrófilos, monócitos, NK) que produzem moléculas de reconhecimento padrão de resposta (PAMPs) e a partir disso, ativam as células apresentadoras de antígenos, por conseguinte ativam a resposta imune adaptativa, que é ativada indiretamente pela liberação de PAMPs e DAMPs, e aí gera a resposta imune específica contra o hospedeiro. RECEPTORES TIPO TOLL (TLR) - A principal molécula de ativação de resposta padrão são os receptores tipo TOLL - Reconhecem padrões de moléculas expressos em produtos de uma ↑ gama de micro- organismos que: - Induzem a liberação de citocinas específicas; - Ativam as células apresentadoras de antígeno; - Iniciam a ativação da resposta imunológica. - São glicoproteínas integrais de membranas que possuem substâncias, como a leucina (principal formador do TLR 4) – proteínas transmembrana com cadeia de AA com forte atração química por determinada substância. - Quando a substância química se liga nessa cadeia de aminoácidos há alteração da conformação tridimensional da proteína. - Informação é passada para o domínio transmembrana, ativando a resposta imune da célula. - Existem vários tipos de receptores tipo TOLL – cada um é responsável por reconhecer um tipo específico de substância, que pode estar ligado ao patógeno ou a substância endógena que indique lesão celular. - Esse receptor pode reconhecer LPS, flagelina, um DNA de fita dupla, de fita simples. - A depender de cada substância reconhecida pelo receptor, haverá uma ativação de um tipo de resposta inflamatória – definição da resposta inflamatória é definida a partir do receptor TOLL que é ativado. CÉLULAS DA RESPOSTA IMUNE INATA: ativam a inflamação. Comentado [25]: um tipo de toll like receptor Comentado [26]: lipossacarídeos Semana 2 – Maturação e ativação do sistema imunológico (PARTE 1) (27/04/2023) CÉLULAS DA RI ADAPTATIVA (APC): reconhecem essas moléculas e as processam – há liberação de citocinas inflamatórias e vão apresentar essas moléculas aos linfócitos T, que pode ser o CD8 ou CD4. “Na imagem ao lado, além dos receptores do tipo TOOL temos também moléculas de ativação da resposta imune, principalmente o NOD1 e NOD2 que reconhecem os açúcares complexos das paredes de bactérias, ativando a inflamação e causando pequenos estímulos de respostas inflamatórias pontuais, que são importantes para o equilíbrio ativação da resposta imune na nossa mucosa.” OBS: receptores TOLL podem ser extracitoplasmáticos ou intracitoplasmáticos INTRA → reconhecem mais DNA e RNA, ou seja, ele reconhece mais substâncias que estão ligadas a parasitas intracelulares no caso de vírus e algumas bactérias. EXTRA → reconhecem parasitas que são extracelulares e que causam lesões extracelulares. Então, o cenário se a resposta imune será afetiva ou não já vai iniciar a partir deque componente está sendo ativado, que tipo de receptor está sendo estimulado ou se está reconhecendo aquele patógeno. ATENÇÃO! O processo de reconhecimento do antígeno é igual tanto para a resposta imune inata quanto para adaptativa; entretanto, o processamento do antígeno é específico para a adaptativa, a qual estimula uma resposta inflamatória do tipo específica e cria uma memória imunológica. - ATIVAÇÃO DA RESPOSTA IMUNE ADAPTATIVA A primeira parte da aula foi como o antígeno é reconhecido, agora vamos falar sobre como o antígeno é processado e a resposta imune adaptativa é ativada. - Até o processo de reconhecimento é igual, tanto para a resposta imune inata, como para a adaptativa. - A partir desse ponto da aula, só vamos fazer referência à resposta imune adaptativa. ENTÃO, VOLTANDO... ➢ RI INATA → reconhece o antígeno e desencadeia uma resposta imune inflamatória. ➢ RI ADAPTATIVA → após reconhecimento, o antígeno vai ser processado, e por meio de moléculas específicas, esse antígeno processado vai estimular um tipo de resposta específica para ele. OBS: A principal diferença entre a resposta imune inata para a adaptativa é o tempo de resposta: a resposta imune adaptativa vai levar um tempo para ser processada. Mas, apesar disso, ela vai criar algo que a resposta imune não tem, que é a memória imunológica e vai depender de moléculas de MHC. - MHC (Complexo Maior de Histocompatibilidade) - São proteínas de superfície celular codificadas pelo gene MHC presentes nas membranas das APC e de células nucleadas. Semana 2 – Maturação e ativação do sistema imunológico (PARTE 1) (27/04/2023) - Proteínas de MHC humanas são chamadas de antígenos leucocitários humanos (HLA) – localizado no cromossomo 6 em padrão codominante de herança (1⁄2 pai e 1⁄2 mãe); expressas de maneira equivalente. - É o principal determinante de aceitação ou rejeição de enxertos de tecido trocados entre indivíduos. - Função fisiológica: - Apresentação de peptídeos derivados de antígenos proteicos aos linfócitos T específicos. - Medeia interações ente células imunes com outras células imunes (MHC-2) ou ente células imunes com outras células do organismo (MHC-1). - Tipos: MHC-1 e MHC-2 - Possui dois conjuntos de gentes polimórficos: genes de MHC classe I e classe II. - Apresenta os antígenos aos linfócitos T. - MHC-1 → expresso por todas as células nucleadas do corpo. - Processa antígenos que são intracitoplasmáticos (vírus, bactérias – patógenos intracelular). - O principal receptor de célula T que reconhece MHC- 1 vai ser o receptor da célula TCD8 – citotóxico, vai tentar destruir a célula infectada. - MHC-2 → expresso somente pelas células da resposta imune adaptativa. - APCs (células dendríticas, linfócitos B, macrófagos) e outros tipos celulares. - Processa substâncias exógenas provenientes de patógenos extracelulares, que são capturadas pelas APC, processadas e apresentadas ao MHC 2, o qual será reconhecido pelos linfócitos TCD4. OBS: Enquanto as células da resposta imune inata são ativadas pelos TLR, as células da resposta imune adaptativa são ativadas por MHC. Complexo de MHC faz a apresentação dos antígenos aos linfócitos T. “Na imagem ao lado temos um antígeno. O antígeno não vai ser reconhecido diretamente pelo linfócito T (como acontece com os neutrófilos e eosinófilos, que reconhecem diretamente um antígeno). Para ser reconhecido, é preciso processar o antígeno e pegar um pedaço dele para que seja apresentado via MHC-2. Esse epítopo vai ser reconhecido pelo receptor de célula T, a qual vai ser ativada. Só assim as células da resposta imune adaptativa são ativadas e elas só reconhecem antígenos protéicos. As células T não reconhecem a proteína inteira, ela precisa ser processada. Um pedaço dessa proteína, chamada de epítopo, é processado e digerido na célula apresentadora de antígeno. Quando o epítopo se liga ao complexo MHC pela célula apresentadora de antígeno, é que ele ativa o linfócito T pelo receptor de célula T.” Comentado [27]: MHC-I é expresso por todas as células do corpo, já o MHC-II é expresso pelas células adaptativas. Semana 2 – Maturação e ativação do sistema imunológico (PARTE 1) (27/04/2023) “O MHC classe I funciona reconhecendo proteínas de substância intracitoplasmática, que geralmente estão ligadas aos RNA, pois estabilizam as fitas de RNA, o que é muito comum em vírus. Essas proteínas são processadas pela enzima proteassomo, que faz com que essas proteínas digeridas sejam absorvidas no retículo endoplasmático, e dentro do retículo vai encontrar a molécula MHC-1 que vai se ligar a essa proteína processada pelo proteassomo e vai ser exposta na membrana da célula, para ser, então, reconhecida por uma célula T CD8. Já o MHC-2 vai ser ativado através de uma partícula que será fagocitada pela célula apresentadora de antígeno, no qual essa partícula vai entrar no fagolisossomo e fazer uma autofagia, ou seja, é digerida e depois vai se ligar a uma vesícula onde tem a molécula de MHC-2, que vai se ligar a um pedaço dessa proteína e depois vai apresentar isso a APC pelo MHC-2 que vai se ligar ao linfócito T CD4. Essa partícula pode ser digerida pela molécula NOD2 e depois é liberada para se ligar direto ao MHC-2 ou pode ter uma proteína citoplasmática que pode capturar e faz um endossomo e depois um fagossomo, onde é digerido e depois se liga ao complexo MHC-2. Então, o complexo MHC-2 pode apresentar tanto as proteínas endógenas quanto as proteínas exógenas.” - PRINCIPAIS DIFERENÇAS ENTRE MHC-1 E MHC-2 - MHC- 1 → estimula CD8, é formado por uma cadeia alfa e é estabilizado pela molécula beta-2-microglobulina. - MHC-2 → estimula CD4 e é formado por duas cadeias: alfa e beta. - DISTRIBUIÇÃO DO COMPLEXO MHC - MHC- 1: expresso por TODAS as células nucleadas, exceto hemácias por não serem nucleadas. - MHC-2: expresso por células apresentadoras de antígeno – macrófago, células dendríticas, células B (sobretudo linfócitos B da zona marginal). - As células T que apresentam antígenos são as células T gama delta e as regulatórias. Semana 2 – Maturação e ativação do sistema imunológico (PARTE 1) (27/04/2023) “A imagem acima é um resumo explicando onde são degradados o antígeno e o tipo de célula. Então, a 1a figura é de uma célula do nosso corpo que é uma célula qualquer que vai digerir o antígeno que está intracitoplasmático no citosol, que apresenta MHC- 1 e ativa célula T CD8 que estimula a apoptose da célula. Já o macrófago (figura 2) faz endocitose de vesículas com um pH baixo, estimula MHC-2 que estimula células T CD4 efetoras que estimula a resposta inflamatória adaptativa, assim como a célula B (figura 3).” - FUNCIONAMENTO DO MHC-1: - MHC classe I tem sua cadeia alfa que fica no retículo endoplasmático e é estabilizado pela calreticulina e depois a B2 microglobulina se liga a cadeia alfa. - Vai haver uma conexão da tapasina com a proteína Erp57 para estabilizar e depois a tapisina se liga a TAP, que é uma molécula que absorve as proteínas que são processadas pelo proteassomo. - A TAP vai jogar os peptídeos no retículo e o que se ligar com maior afinidade ao complexo, vai fazer com que esse complexo proteico se desmonte e o complexo MHC I fica ativado. - Forma-se uma vesícula e é lançado no citosol da célula que será reconhecido por uma célula T CD8, que vai ser ativada quando os dois coativadores, CD8 e CD3 forem ligados. - CARACTERÍSTICS DO MHC-I: - Glicoproteínas expressas em todas as células - Apresentação de peptídeos (8-10 AA) aos linfócitos T CD8+ - Via endógena de apresentação Ag - Presente em todas as células nucleadas - Peptídeos “self” → tudo ok → bloqueio da resposta imune - Peptídeos “non self” → ativação da resposta imune (T CD8+) - Cadeia pesada (variável) - 3 extracelular domínios(α1, α2, α3) - Sítio de ligação do peptídeo a ser apresentado entre os domínios α1 e α2 - Regiões variáveis em α1 e α2 permite uma ligação específica com determinados peptídeos - Cadeia Leve (invariável) - β2 microglobulina - Ajuda o transporte do MHC-I na superfície da célula Semana 2 – Maturação e ativação do sistema imunológico (PARTE 1) (27/04/2023) “Exemplo na vida real: Um vírus da Hepatite B vai tentar replicar seu DNA dentro da célula, então quando estiver produzindo os seus RNA-m, ele vai ser processado e reconhecido pelo MHC-1 que vai ser apresentado para a célula T CD8, a qual vai estimular a apoptose dos hepatócitos infectados.” “Na primeira imagem, eu tenho um HLA-A do tipo 201. Ele reconhece muito bem um peptídeo x e se liga muito bem ao receptor de célula T, estimulando uma resposta inflamatória muito boa. Assim, a pessoa que possui esse tipo de HLA contra esse determinado vírus ou microorganismo, vai ter uma resposta inflamatória muito mais efetiva e não vai sofrer com o parasitismo do microorganismo. Já a segunda pessoa, tem outro tipo de HLA, HLA-B5201, e ele reconhece bem o antígeno x, só que ele não tem uma boa ligação com a célula T, não ativa muito bem o receptor de célula T, e assim, essa pessoa não vai ter uma boa resposta inflamatória, pois apesar dele processar o antígeno, ele não estimula muito bem a resposta inflamatória. Isso é o que acontece em uma população onde está todo mundo exposto ao vírus e algumas pessoas desencadeiam uma doença e outras pessoas não, pois algumas pessoas tem um polimorfismo genético que consegue capturar bem aquele tipo de antígeno, produzido por aquele vírus, e outras pessoas não tem a mesma capacidade imunológica. Só que essa mesma variável, que protegeu a pessoa contra o vírus, pode não proteger contra uma bactéria, ou um outro tipo de vírus, pode não apresentar muito bem aquele antígeno y e não vai ter a ativação da resposta imune tão boa quanto o que aconteceu com o primeiro antígeno x.” - FUNCIONAMENTO DO MHC-2 - O MHC-II estimula a ativação da resposta imune via célula T CD4 por meio da apresentação de antígenos realizada pelas APC (células dendríticas, macrófagos e linfócitos B). Semana 2 – Maturação e ativação do sistema imunológico (PARTE 1) (27/04/2023) - O MHC-II tem duas cadeias de proteínas que são as cadeias alfa e beta (α1 e α2; β1 e β2) - Via exógena (endossomal) de apresentação de Ag. - Possui duas cadeias e protéinas (α1 e a2; β1 e β2). - RESPOSTA GERADA PELO LINFÓCITO TCD4 ATIVADO - Transforma-se em célula T helper folicular → vai para os linfonodos → estimula linfócitos B e forma o centro germinativo → células B transformam-se em plasmócitos (produção de anticorpos).} - CARACTERÍSTICAS DO MHC-II - Glicoproteínas expressas em APCs (Me, DC, linfócitos B) - Apresentação de peptídeos antigênicos aos linfócitos T CD4+ - Via exógena (endossomal) de apresentação de Ag - As APCs ativam o sistema imune adquirido - Peptídeos “non self” → ativação da resposta imune (via T CD4+) - 2 cadeias (α e β) - 2 domínios extracelular (α1, β1 e β2) - Sítio de ligação do peptídeo a ser apresentado entre os domínios α1 e β1 - o sítio de ligação (domínios α1 e β1) permite interação com os peptídeos de 12-16 AA - CÉLULAS APRESENTADORAS DE ANTÍGENO COMO FUNCIONA O MHC-II? O MCH-II está no retículo endoplasmático (RE) também e possui uma cadeia invariável, a cadeia do polimorfismo, que vai determinar o tipo dele. Ela fica presa, inicialmente, isolada dentro do RE. Depois, ele se transforma em vacúolo e, diferente do MHC-I, ele é liberado como vacúolo para o citoplasma e fica lá até que a proteína da cadeia invariável seja digerida e fica só o CLIP. O vacúolo fica esperando vir um fogolissomo ou lisossomo que fez uma endocitose, diferiu uma proteína e vai englobar ele. Quando essas duas vesículas se fundem, elas vão ativar um outro complexo proteico, o HLADM, que faz com que o CLIP se solte e, quando esse CLIP, se solta, ele reconhece a molécula que tem maior afinidade química por essa estrutura e essa vesícula vai ser liberada para a membrana celular, onde vai se ligar ao linfócito T CD4+ e ativar a resposta imunológica. Semana 2 – Maturação e ativação do sistema imunológico (PARTE 1) (27/04/2023) 1. O MHC-II é montado no RE e liberado na forma de vesícula 2. No citosol, o CLIP vai se desmontar 3. Essa vesícula vai se fundir a vesícula de um lisossomo, que vai ter uma molécula de HLA-DM 4. O HLA-DM vai soltar esse CLIP e ele vai capturar esse peptídeo e vai apresentar no citosol. RESUMO: 1. A proteína do antígeno vai ser digerida no lisossomo 2. Essa vesícula do lisossomo vai se fundir com a vesícula do MHC-II 3. O MHC-II vai se ligar ao peptídeo e vai ativar a resposta imune do tipo CD4+. “No primeiro momento, teve a apresentação das células infectadas, feita pelo complexo MHC-I. O vírus (HBV), quando infecta e a célula entra em apoptose, vai liberar certas partículas virais no meio extracelular. A célula apresentadora de antígeno pode fagocitar essas partículas que foram liberadas no meio extracelular e vão apresentar essas partículas, tanto via MHC-II, quanto via MHC- I; As células T CD4 podem estimular as células T CD8 a produzirem moléculas que destroem o vírus, que seriam o TNF-a e o Interferon-γ. Então, as células T CD4, a depender de que maneira elas foram estimuladas, podem estimular uma resposta inflamatória que estimule a produção de imunoglobulinas ou que aumente a eficácia da resposta inflamatória dada pelas células T CD8. Quem vai decidir tudo isso? Os Toll-like receptors (TLRs). A depender de que TLRs reconheça essas partículas virais, ele vai direcionar essa resposta inflamatória”. Comentado [28]: interferon-gama Semana 2 – Maturação e ativação do sistema imunológico (PARTE 1) (27/04/2023) “Outra maneira de apresentação de antígenos, através do linfócito B. Aqui está representado um BCR, receptor de linfócito B, uma imunoglobulina de membrana, e em vermelho um TLR, que pode reconhecer uma partícula, bactéria ou vírus. Ele vai ser processado no endossomo, se apresentar via MHC-II e, assim, o linfócito B estimular diretamente o linfócito T CD4+. O linfócito T CD4+ estimula a se transformar em plasmócito e produzir imunoglobulinas. Qual é a diferença dessa autoativação, sem a participação de células dendríticas? Geralmente esses linfócitos B, que são da zona marginal, não conseguem fazer uma memória imunológica. Para esse transplante dar certo, seria necessário que o HLA do doador fosse igual ao do receptor. Contudo, de um continente para o outro, devido a variação seletiva dos microrganismos sobre nós, é muito improvável que isso tenha ocorrido.
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