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Emylle Pereira – M2 UNDB Tutoria 2 Palavra-Chave: P2 17/04/2023 - Completamente Sensível? Compreender o papel do sistema complemento na resposta imune; O sistema complemento (SC) é um conjunto de proteínas séricas que atuam de maneira altamente regulada em diferentes tipos de reações imuno inflamatórias junto aos anticorpos. O complemento é formado por proteínas solúveis no plasma como expressas na membrana celular, e é ativado por diversos mecanismos por três vias: via clássica, via alternativa e via da lectina. Essas três vias de ativação do complemento diferem em como são iniciadas, mas compartilham as etapas finais, desempenhando as mesmas funções efetoras. Funções do sistema complemento: as vias alternativas e das lectinas são mecanismos efetores da imunidade inata, ao passo que a via clássica é um dos principais mecanismos de imunidade humoral adaptativa. O SC participa da fagocitose, opsonização, quimiotaxia de leucócitos, liberação de histamina dos mastócitos e basófilos e de espécies ativas de oxigênio pelos leucócitos, vasoconstrição, contração da musculatura lisa, aumento da permeabilidade dos vasos, agregação plaquetária e citólise. Sistema complemento: Via clássica É desencadeada por uma molécula de anticorpo ligada a antígenos. Como temos vários anticorpos livres no corpo, este não ativa o SC, pois se a via se ativasse ao se ligar a um anticorpo não ligado a antígeno, viveríamos em um estado de inflamação persistente. A ativação da via clássica do SC é iniciada pela ligação de C1q à porção Fc (fragment crystalline) de um anticorpo. O anticorpo ainda possui a porção Fab, que é a porção variável, aquela que reconhece o antígeno. A ligação de C1q a regiões Fc leva à ativação enzimática do C1r associado, Emylle Pereira – M2 UNDB que cliva e ativa C1s. C1s ativado cliva a proteína seguinte na cascata, C4, para gerar C4a e C4b. C4a, que sai da via, possui potencial de induzir inflamação. O produto C4b realiza a clivagem de C2. A proteína C2 é a única do complemento que ao ser clivada forma a porção a que é a maior e fica – C2a – e a porção b, que é a menor e sai – C2b. C4b e C2a formam o complexo C3 convertase, que cliva C3 em C3a e C3b. Algumas moléculas de C3b fazem a opsonização os microrganismos, mas algumas outras se ligam ao complexo C3 convertase (C4bC2a), formando, dessa forma, a C5 convertase. A função da C5 convertase é clivar C5 em suas frações C5a e C5b e inicia as etapas terminais da ativação do complemento. Sistema complemento: Via alternativa A via alternativa é ativada continuamente na fase fluida em pouca intensidade, ou seja, o C3 não é clivado apenas no processo iniciado por C1, sendo clivado em pequena escala o tempo inteiro na nossa corrente sanguínea. Na presença de um ativador exógeno, esta via alternativa é amplificada. Para essa clivagem em larga escala é formada uma C3 convertase, a partir do C3b ligado à membrana do microrganismo junto com uma proteína chamada de Bb. Esse Bb advém da clivagem do Fator B pelo Fator D em Ba e Bb. Como usualmente ocorre nas vias do complemento, Bb fica na via e Ba sai. Formada a C3 convertase (C3bBb), há uma clivagem em larga escala de C3 em C3a e C3b. C3a deixa a via e vai promover a inflamação, enquanto C3b opsoniza mais microrganismos e leva às etapas finais da ativação, ao formar a C5- convertase na superfície celular. Sistema complemento: Via da lectina A diferença da via lectina para clássica é que, ao invés de se ter um anticorpo que será reconhecido por C1, temos nessa via o reconhecimento dos resíduos de manose na superfície da bactéria pela lectina ligadora de manose. As MASP1 e MASP2 são as responsáveis por clivar as proteínas do complemento nesta via. Há a formação da C3-convertase por C4b e C2a – C4 e C2 foram clivadas pelos MASPs. A C3-convertase cliva C3 em C3a e C3b. Tudo acontece igualmente com C3b opsonizando e se Emylle Pereira – M2 UNDB ligando à C3-convertase para a formação da C5-convertase e continua-se com as etapas finais da ativação do complemento. Etapas finais de ativação do sistema complemento Todas as vias iniciam uma cascata de eventos proteolíticos resultando na formação de C5 convertase. Esta por sua vez, cliva a molécula de C5 em C5b e C5a. Enquanto C5a sai para induzir inflamação, o C5b liga-se, por sua vez, a C6, C7 e C8 para formar o complexo C5b-8. A ligação de C9 forma o C5b-9 ou CLM. Esse complexo liga-se à membrana das células-alvo e provoca a formação de “poros”, que permitem um influxo descontrolado de água e íons, com turgência e lise celular subsequentes. Regulação do sistema complemento Para controlar a atividade do SC, há inibidores endógenos regulados pela própria citólise. Quando C3b reconhece a célula do hospedeiro, essas proteínas reguladoras, que têm uma afinidade por C3b, se ligam a ele e impedem a sua ação. A cascata é interrompida imediatamente e as células autólogas são protegidas do ataque do SC. Outro mecanismo que dificulta o reconhecimento das células do hospedeiro pelas proteínas do complemento é a existência de uma proteína chamada de properdina. A properdina é responsável pela estabilização da C3-convertase da via alternativa e possui uma afinidade pela célula do microrganismo, mas uma baixa afinidade pelas células naturais do hospedeiro. Quando há suspeita de imunodeficiência em algum indivíduos, deve-se investigar outras causas mais comuns como HIV e deficiência de autoanticorpos, pois as deficiências do complemento não são muito prevalentes. Caracterizar os principais tipos de Reações de Hipersensibilidade, diferenciando a resposta imediata da resposta tardia; Emylle Pereira – M2 UNDB Por definição, uma reação de hipersensibilidade é caracterizada por um distúrbio causado por uma resposta imune excessiva ou inapropriada. Os antígenos podem ser exógenos, tendo uma resposta imune descontrolada contra determinado antígeno. Ou a reação de hipersensibilidade pode ser contra as próprias estruturas, caracterizando um quadro autoimunidade. Tipos de reações de hipersensibilidade Tipo I Os principais componentes celulares envolvidos são: células TH2, anticorpos IgE, mastócitos e eosinófilos. Entendendo o que acontece: Considerando que um indivíduo seja alérgico a frutos do mar, à exemplo o camarão, porém nunca teve o primeiro contato. Ao se fazer o contato o tempo para o indivíduo apresentar os primeiros sintomas será maior, entretanto, apenas neste primeiro contato. Devido que o indivíduo não está sensibilizado para tal componente alérgico (camarão). Entretanto, após a sensibilização, essa reação é exacerbada, pois já existem anticorpos IgE que se ligam aos mastócitos. Envolve células TH2, que produzem IL-4, Il-5, IL-10, Interferon Gama. A IL-4 faz a troca de classe para IgE, IL-5 ativa eosinófilo. A resposta TH2 também está envolvida em infecções por helmintos. Mastócitos estão presentes em vários tecidos. Já os eosinófilos consistem em um tipo celular envolvido contra parasitas helmintos, mas também em reações de hipersensibilidade. O mastócito tem receptores para região FC de IgE. O alérgeno interage com esse anticorpo, isto dá uma sinalização para o receptor FC, que estimula esse mastócito e, com isso, ele vai degranular. O mastócito pode liberar histamina, que causa vasoconstrição, broncoconstrição e prurido. Existem formas de inibir a degranulação de mastócito para tratamento. Alguns exemplos de síndromes clínicas relacionadas com hipersensibilidade tipo I: rinite alérgica, anafilaxia, alergias alimentares, constrição brônquica. Rinite alérgica: Alérgenos transportados pelo ar. Causam edema local, secreção nasal de muco e obstrução das vias aéreas. Alergia a alimentos: amendoim, arroz, ovos. Mastócitos localizados no trato gastrointestinal.Degranulação dos Emylle Pereira – M2 UNDB mastócitos liberando mediadores químicos irá causar a contração da musculatura lisa, vasodilatação, vômito e diarreia. Aumento da permeabilidade das mucosas. Dermatite atópica (eczema): frequente em crianças. Lesões inflamatórias da pele induzidas por citocinas liberadas pelos mastócitos. Recrutamento de eosinófilos. Erupções da pele são eritematosas e contêm pus. . Asma: mastócitos localizados nas submucosas das vias aéreas inferiores. Pólen, poeira, substâncias químicas, antígenos virais. Há um aumento de muco, constrição brônquica e dificuldade na respiração. Na asma tem-se uma resposta aguda, o mastócito libera as citocinas, recrutam outras células do sistema imune, levando a uma inflamação que pode gerar uma obstrução de vias aéreas. Tipo II É tida mediada por anticorpos, principalmente IgM e IgG, contra antígenos da superfície celular ou da matriz extracelular. Esta reação ocorre através da ação dos anticorpos contra antígenos presentes na matriz extracelular, interstício, etc. Se o anticorpo se liga a um antígeno na superfície de uma célula ou da matriz extracelular pode ativar o sistema complemento, responsável pela lise celular, anafilaxia, recrutamento de células inflamatórias e a opsonização. O antígeno está presente na superfície de uma célula ou na matriz extracelular. O anticorpo IgG da imagem está ligado ao antígeno. Células que possuem receptores para a região FC podem estar sendo ativadas no local. Pode ativar o sistema complemento que possui fatores solúveis. Há um recrutamento mediado por complemento ou receptor de FC e ativação de leucócitos, opsonização e fagocitose de células, causando anormalidades na função celular. Alguns exemplos de síndromes clínicas relacionadas com hipersensibilidade tipo II Imagem 1: Miastenia Gravis. Nesta Emylle Pereira – M2 UNDB doença, tem-se a formação de anticorpos que se ligam aos receptores de acetilcolina, atuando dessa forma como um antagonista da acetilcolina e inibindo sua ação. Tipo III Mediada por imunocomplexos que se depositarão em determinados locais. Os Imunocomplexos podem se formar na circulação e subsequentemente se depositaram nos tecidos, em particular nos vasos sanguíneos, causando lesão. Por exemplo: no Lúpus Eritematoso Sistêmico existe a formação de muitos imunocomplexos contra antígenos próprios que podem se depositar em glomérulos renais, vasos de pequeno calibre e iniciar uma reação inflamatória. Pode ativar o sistema complemento causando lesão tecidual, pois irá produzir fatores quimiotáticos e/ou anafiláticos. Se caso esses imunocomplexos forem depositados nos glomérulos renais, terá uma nefrite, nas articulações uma artrite. Imagem 2: Visualização dos imunocomplexos na luz de um vaso sanguíneo, sua deposição pode causar danos no endotélio. Alguns exemplos de síndromes clínicas relacionadas com hipersensibilidade tipo III Lúpus eritematoso sistêmico: têm-se anticorpos contra DNA e nucleoproteínas. Esses complexos se depositam em vasos, nos rins, articulações, causando complicações graves, como nefrite, artrite e vasculite. Glomerulonefrite pós-estreptocócica: antígenos da parede celular de Streptococcus podem promover a formação de imunocomplexos na parede dos glomérulos, levando à glomerulonefrite. Em resumo, a reação de hipersensibilidade de tipo III promove a formação de imunocomplexos, que se depositam e predispõem reações inflamatórias. Tipo IV É também chamada de tardia. Mediada por linfócitos T, envolvendo mecanismos efetores de células TCD4 e células TCD8. Mediada tanto por células TCD8 quanto células TCD4, podendo levar a uma inflamação mediada por ativação de macrófagos e citocinas. Emylle Pereira – M2 UNDB A reação de hipersensibilidade do tipo IV é mediada por linfócitos T (CD4 ou CD8). Pode ser dividida em dois estágios: o de sensibilização e o de produção. Estágio de sensibilização: o antígeno injetado subcutaneamente é processado por células apresentadoras de antígenos locais, como as células de Langerhans na pele. Após essa fase, as células T reconhecem o complexo peptídeo- MHC em APCs e se diferenciam em células TH1. Estágio de produção: as APCs também ativam as células TH1, que liberam citocinas, responsáveis por recrutar e ativar macrófagos e outras células inflamatórias. O infiltrado de células inflamatórias resulta no acúmulo de plasma e dano tecidual local. O estágio de produção não é tão rápido, podendo demorar de 48h a 72h. Imagem 3: As células T podem causar lesão e doença por meio de dois mecanismos: reações de hipersensibilidade tardia, que podem ser desencadenadas por células T CD4+ e TCD8+ e nas quais a lesão tecidual é causada por macrófagos ativados e células inflamatórias, e por destruição direta de células alvo, que é mediada por células TCD8+. _______________________ São consideradas como reações de hipersensibilidade aquelas que ocorrem de forma exagerada ou de forma inapropriada. São reações oriundas de uma resposta normal, mas que em algum momento se processam de forma indevida. Além disso, algumas vezes promovem um processo inflamatório ou causam lesão tecidual. Estas reações não aparecem no primeiro contato do indivíduo com o antígeno, mas sempre em um contato posterior. O que é hipersensibilidade? A hipersensibilidade se refere a processos patológicos que são oriundos de interações imunologicamente específicas entre antígenos (exógenos ou endógenos) e anticorpos humorais ou linfócitos sensibilizados. Esta definição exclui alguns distúrbios nos quais os anticorpos não apresentam qualquer significado Emylle Pereira – M2 UNDB fisiopatológico conhecido (por exemplo, o anticorpo para tecido cardíaco, que surge após cirurgias cardíacas ou infarto do miocárdio), embora sua presença possa ter um certo valor diagnóstico. Qual a importância da imunidade adaptativa? A imunidade adaptativa apresenta-se como uma importante função de defesa contra infecções microbianas. Contudo, as respostas imunológicas são também capazes de causar lesão tecidual ou doença. Os distúrbios causados pela resposta imunológica são chamados de distúrbios de hipersensibilidade. Até mesmo as respostas imunológicas contra antígenos de diferentes fontes podem ser causa subjacente de distúrbios de hipersensibilidade. Respostas imunológicas As ´´principais respostas imunológicas são: • Autoimunidade: A falha dos mecanismos normais de auto tolerância resulta em reações contra células e tecidos próprios. As doenças causadas pela autoimunidade são denominadas doenças autoimunes. • Reações contra micro- organismos: ocorre quando as reações são excessivas ou quando os micro-organismos são persistentes. A resposta mediada por células T contra micro-organismos persistentes pode originar uma inflamação grave, com formação de granulomas. Vale lembrar que essa é a causa de lesão tecidual na tuberculose e outras infecções crônicas. • Reações contra antígenos ambientais: a maioria dos indivíduos saudáveis não reage contra substâncias ambientais comuns. Contudo, cerca de 20% da população responde de forma anormal a uma ou mais dessas substâncias. Esses indivíduos produzem anticorpos IgE que causam doenças alérgicas. Alguns indivíduos tornam-se sensíveis a antígenos ambientais e químicos, quando em contato com a pele, e desenvolvem reações mediadas por células T que desencadeiam inflamação mediada por citocinas, resultando em sensibilidade de contato. Emylle Pereira – M2 UNDB Em todas essas condições, os mecanismos de lesão tecidual são os mesmos, que normalmente apresentam a função de eliminar patógenos infecciosos. Esses mecanismos incluem resposta imunológica inata, anticorpos, linfócitos T, várias outras células efetoras e mediadores da inflamação. O problema nas doençasde hipersensibilidade é que a resposta é desencadeada e mantida de forma inadequada. As doenças de hipersensibilidade são comumente classificadas de acordo com o tipo de resposta imunológica e o mecanismo efetor responsável pela lesão celular e tecidual. Classificação dos Distúrbios de Hipersensibilidade Qualquer classificação de hipersensibilidade está fadada a ser excessivamente simplificada. Algumas baseiam-se no: • Tempo necessário para o aparecimento dos sintomas ou nas reações a testes cutâneos após exposição a um antígeno (por exemplo, as reações de hipersensibilidade imediata e tardia) • Tipo de antígeno (por exemplo, nas reações a drogas) • Na natureza do envolvimento orgânico. Além disso, as classificações não levam em consideração o fato de que possa estar ocorrendo mais de um tipo de resposta imune ou que mais de um tipo de resposta possa ser necessária para produzir uma lesão imunológica. Coombs e Gell, em 1963, propuseram um esquema de classificação, no qual a hipersensibilidade alérgica do tipo descrito por Portier e Richet foi denominada tipo I, e ampliou a definição da hipersensibilidade para incluir: Tipo I As reações do Tipo I, onde os antígenos (alérgenos) se combinam com anticorpos IgE específicos que estão ligados aos receptores de membrana sobre mastócitos teciduais e basófilos sanguíneos. A reação antígeno-anticorpo provoca a liberação rápida de potentes mediadores vasoativos e inflamatórios, que podem ser pré- formados (por exemplo, histamina, triptase) ou recentemente gerados a Emylle Pereira – M2 UNDB partir dos lipídeos da membrana (por exemplo, leucotrienos e prostaglandinas). Durante horas, os mastócitos e basófilos também liberam citocinas pró-inflamatórias (por exemplo, interleucina-4 e interleucina-13). Os mediadores produzem: • Vasodilatação • Maior permeabilidade capilar • Hipersecreção glandular • Espasmo da musculatura lisa • Infiltração tecidual com eosinófilos e outras células inflamatórias. Tipo II As reações do Tipo II (citotóxicas) ocorrem quando o anticorpo (IgG e IgM) reage a componentes antigênicos de uma célula ou elementos teciduais, ou a um antígeno ou hapteno que ficou intimamente ligado a uma célula ou tecido. A reação antígeno-anticorpo pode ativar certas células citotóxicas (células T exterminadoras ou macrófagos) para produzir citotoxicidade mediada por células anticorpo-dependentes. Ela geralmente envolve a ativação do complemento e pode causar aderência opsônica através do recobrimento da célula com anticorpos. A reação se desenvolve pela ativação dos componentes do complemento através de C3 (com consequente fagocitose de célula) ou pela ativação de todo o sistema complemento, com subsequente citólise ou lesão tecidual. Tipo III As reações do Tipo III – de imunocomplexos (IC) resultam da deposição de imunocomplexos Ag-Ac (antígeno-anticorpo) circulantes, solúveis em vasos ou tecido. Os IC ativam o complemento e iniciam, desta forma, uma sequência de eventos que resulta na migração de células polimorfonucleares e liberação de enzimas proteolíticas lisossômicas e fatores de permeabilidade em tecidos, produzindo uma inflamação aguda. As consequências da formação de IC dependem, em parte, das proporções relativas de antígeno e anticorpo contidas no IC. Com um excesso de anticorpo, os IC se precipitam rapidamente onde o antígeno está localizado (por exemplo, dentro das articulações, na artrite reumatóide) Emylle Pereira – M2 UNDB ou são fagocitados por macrófagos e, desta maneira, não causam nenhum dano. Com um leve excesso de antígeno, os imunocomplexos tendem a ser mais solúveis e podem causar reações sistêmicas ao serem depositados em vários tecidos. Tipo IV As reações do Tipo IV são de hipersensibilidade celular, mediadas por células, tardias ou do tipo tuberculina, causadas por linfócitos T sensibilizados após contato com um antígeno específico. Exemplos de linfócitos T induzindo respostas indesejadas são: • Sensibilidade de contato (por exemplo, a níquel ou plantas, como hera venenosa); • Respostas de hipersensibilidade tardia da hanseníase ou tuberculose; • Resposta exagerada a infecções virais, tais como sarampo; • Sintomas persistentes da doença alérgica. Os anticorpos circulantes não estão envolvidos e nem são necessários para desenvolver a lesão tecidual. A transferência da hipersensibilidade tardia de pessoas sensibilizadas para outras não sensibilizadas pode ocorrer com leucócitos periféricos, mas não com soro. Os linfócitos T sensibilizados que foram desencadeados ou ativados pelo contato com um antígeno específico podem provocar lesão imunológica por um efeito tóxico direto ou através da liberação de substâncias solúveis (linfocinas). Na cultura de tecidos, os linfócitos T ativados destroem as células-alvo após sensibilização pelo contato direto. As citocinas liberadas dos linfócitos T ativados incluem vários fatores que afetam a atividade de macrófagos, neutrófilos e células linfóides exterminadoras Passados alguns anos, tem-se tornado aparente que a classificação de Coombs e Gell dividiu artificialmente reações de anticorpos relacionadas com seus mecanismo (tais como tipos I, II e III), as quais contribuem para a fisiopatologia de muitas doenças imunomediadas comuns, enquanto inclui reações mediadas pelas células T de hipersensibilidade tipo tardia (HTT) em uma mesma classificação (denominada tipo IV). Emylle Pereira – M2 UNDB Quando o termo “alérgeno” foi utilizado pela primeira vez? O termo alérgeno foi utilizado primeiro por von Pirquet, em 1906, para cobrir todas as substâncias estranhas que poderiam produzir uma resposta imune. Subsequentemente, a palavra “alérgeno” passou a ser utilizada seletivamente para as proteínas que causam “supersensibilidade”. Assim, um alérgeno é um antígeno que dá início a hipersensibilidade imediata. Fonte: Fernandobragança.com.br; adaptado Quais os sintomas da hipersensibilidade do tipo I? É caracterizada como uma reação alérgica que ocorre imediatamente após o contato com o antígeno ou alérgeno. Geralmente, ela ocorre em pessoas que apresentam algum histórico familiar de alergia. Seus sintomas clínicos incluem: • Asma • Eczema • Febre • Urticária e alergia a comida. Fisiopatologia da reação de hipersensibilidade tipo I As reações do tipo I são dependentes de IgE ligadas a mastócitos ou basófilos, pois a partir do momento em que a IgE se liga ao antígeno, ela sensibiliza os mastócitos a desgranularem, levando ao processo inflamatório. Ao que parece, quando os mastócitos são ativados há a liberação de citocinas como a IL-3 e IL-4, que atuam nos mastócitos, outras capazes de ativar os linfócitos B a produzirem e secretarem IgE eIL-5, IL-8 e IL-9, que parecem ativar a quimiotaxia e ativação de células inflamatórias ao sítio de inflamação. Como é feita a produção de IgE? A produção da IgE depende da apresentação do antígeno por uma APC e da cooperação entre células B e TH2. Assim que a IgE é produzida ela cai na circulação e se liga a receptores específicos para ela, Emylle Pereira – M2 UNDB presentes em basófilos e mastócitos (o receptor de Fc presente nestas células). Apesar de a IgE durar alguns dias, os mastócitos e basófilos permanecem sensibilizados para a IgE por meses, isto devido a alta afinidade que a IgE apresenta para o receptor Fc, o qual evita que a IgE seja destruída por proteases séricas. Descrever a ação das células envolvidas nas reações de hipersensibilidade; Mastócitos