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1 1 Sistema Imune I 2 Anúncios Bibliografias: • Imunobiologia, Janeway, 5a ed., cap. 2 - imunidade inata. • Biologia Molecular da célula, Alberts, 4a. Edição, p. 1453-1458 3 Visão geral do sistema imune • Composição do Sistema Imune (SI) – Conjunto de células hematopoiéticas – Moléculas de superfície das células hematopoiéticas – Moléculas que são secretadas por estas células, que transmintem sinais de uma célula para a outra – O contato de moléculas no contexto de uma infecção, aumenta a atividade interna destas células • Sistema imune divide-se em 2, basenado-se principalmente diferenciar os elementos envolvidos na resposta imune 4 Divisão do sistema imune • Sistema imune inato (ou natural) – Fagócitos – Células “Natural Killer” (assassinas por natureza) – Citocinas secretadas por macrófagos • Sistema imune adaptativo – Linfócitos – Citocinas produzidas por estes linfócitos – Em um segundo encontro com o agente que densecadeou a resposta imune (antígeno) induz uma resposta nitidamente mais rápida e mais forte • A partir de agora o enfoque principal de estudo será o SISTEMA IMUNE INATO OU NATURAL. 2 5 Sistema imune inato • O sistema imune adaptativo é lento a uma primeira exposição a um novo patógeno e isto aumenta a importância do sistema imune inato em relação a um ataque rápido ao agente invasor • Imaginem uma infecção de uma bactéria com um tempo médio de duplicação de 1 hora gerando uma progênie de 20 milhões de bactérias infectando rapidamente uma pessoa • Então, nas primeiras horas/dias de uma infeção dependemos de nosso sitema imune inato para nossa proteção • O sistema imune inato é mais antigo do que o adaptativo e está presente em invertebrados, vertebrados e plantas, ao passo que o sistema imune adaptativo está presente somente nos vertebrados. (o adaptativo é mais recente) 6 • A resposta imune inata não é específica como a resposta imune adaptativa. A resposta inata depende de um GRUPO DE PROTEÍNAS e de CÉLULAS FAGOCITÁRIAS que reconhecem características conservadas dos patógenos e se ativam rapidamente para auxiliar na destruição do invasor. 7 As superfícies epiteliais auxiliam ��� na prenvenção de infecções • No caso dos VERTEBRADOS a pele, mucosa intestinal e superfície interna dos pulmões são uma barreira física entre o interior do corpo e o meio externo. • As fortes junções entre as células e o muco das superfícies internas protegem o organismo de ataque de micróbios, lesões mecânicas e produtos químicos • Anfíbios e peixes tem uma proteção de muco sobre a pele contendo principalmente mucina e outras glicoproteínas que auxiliam fisicamente na tentativa de impedir a adesão de patógenos • Juntamente com o muco, os cílios das células epiteliais e seus batimentos facilitam a eliminação de patógenos 8 Defensinas • DEFENSINAS: são peptídeos antimicrobianos encontrados em abundância em secreções mucosas de animais e plantas • Apresentam 15 a 50 aminoácios, positivamente carregados e domínios hidrofóbicos • Fazem parte de uma família diversificada com um amplo espectro antimicrobiano • Podem matar ou inativar bactérias gram-positivas e - negativas, fungos (e leveduras), parasitas (protozoários e nematóides). Também neutralizam vírus envelopados como o HIV. • Provavelmente esses peptídeos utilizam seus domínios hidrofóbicos para inserirem-se na membrana de suas vítimas, alterando sua integridade • Apresentam uso potencial como agente terapêutico contra infecções tanto isoladamente como em combinação com drogas. 3 9 Como o sistema imune distingue o que lhe é próprio ��� e o que não é? • O sistema imune inato reconhece os imunoestimulantes patógeno- associados que são moléculas ou domínios comuns a muitos patógenos e ausentes no hospedeiros: – Peptídeos contendo formilmetionina em sua extemidade N- terminal são de células procariótica. Eucariontes tem metionina. Estes peptídeos são potentes agentes quimioatratores de neutrófilos – Peptídeoglicanos de parede celular – Flagelo de bactéria – Lipopolissacarídeo (LPS) das bactérias gram-negativa – Ácidos teicóicos (lipoteichoic acid) e manose das bactérias Gram+ – Moléculas como zymosan, glucanos e quitina de parede celular de fungos – Glicosilfosfatidilinositol da membrana de Plasmodium (parasita) – Dinucleotídeos CpG não metilados (flanqueados por dois nucleotídeos purina na extremidade 5’ e dois pirimidínicos na 3’) - esta sequencia é aproximadamente 20 vezes menos frequente no DNA de vertebrados do que no DNA de bactérias, e pode ativar macrófagos 10 Magenta: O magenta é uma cor-pigmento primária e cor-luz secundária, resultado da mistura das luzes azul e vermelha Mescarlate: Tom vermelho pendendo para a cor laranja 11 12 Estrutura dos lipopolissacarídeos (LPS) A âncora de membrana hidrofóbica é feita de dois açúcares glicosamina ligados a 3 fosfatos e seis caudas de ácidos graxos. Todas as formas de LPS são altamente imunogênicas. 4 13 • Essas moléculas (imunoestimulantes patógeno-associados) são reconhecidas por vários tipos de receptores característicos do hospedeiro, que são coletivamente denominados de receptores de reconhecimento de padrões, que incluem: – Receptores solúveis no sangue (componetes do complemento) – Receptores ligados a membrana de superfície das células hospedeiras (membros da família de receptores Toll-like) FUNÇÃO DESTES RECEPTORES: – Iniciar a fagocitose do patógenos – Estimular o programa de expressão gênica da célula hospedeira para a indução da resposta imune inata – Os receptores solúveis podem auxiliar na fagocitose e diretamente destruir o patógeno em alguns casos 14 Sistema Complemento • Constitui de aproximadamente 20 proteínas solúveis interativas • Sintetizadas principalmente no fígado • Localizam-se no sangue e fluidos extracelulares • Tem a função de amplificar e complementar a ação dos anticorpos • Receptores de reconhecimento de padrões são alguns dos componentes do sistema complemento • Existem 3 grupos de componentes do complemento pertentencentes a 3 vias distintas de ativação: via clássica, via de lectina e via alternativa. • As 3 vias atuam localmente para ativar C3 que é o componente chave do sistema complemento 15 Compontes iniciais Compontes tardios 16 5 17 complexo 18 19 20 6 21 Via Clássica 6 2 2 22 Via Clássica 23 • C3b: imobilizado na membrana • C3b: imobilizado na membrana • C5 é clivado (mediado pelo C3b ligado à membrana) • C5b fracamente ligado a C3b • C5b liga-se C6, C7 (ligado a membrana) • C7 liga-se C8 • C9 liga-se C8 e C9 expõe região hidrofóbica • Formação de um canal transmembrana Comum as 3 vias de ativação 24 7 25 • Via lectina ligadora de manose (MBL): liga-se a manose e açúcares organizados em um padrão na superfície de patógenos. Fomam um complexo com duas serina proteases associada a lectina ligadora de manose (MASP-1 e MASP-2). MBL: 2 a 6 monomeros 26 Via alternativa: • Pode ocorrer em várias superfícies de patógenos • Não depende de uma proteína que se ligue ao patógeno • Inicia-se pela hidrólise espontânea do C3 • Podem aderir-se também à célula hospedeira, no entanto as células do hospedeiro produzem uma série de proteínas que evitam que a reação do complemento ocorra na sua superfície. Os patógenos não possuem estas proteínas e são os únicos a ser destruídos 27 28 Fator D cliva B 8 29 Bb Proteínas reguladoras do complemento 30 31 Receptores de fagócitos podemsinalizar a presença de patógenos! • Em mamíferos, uma proteína da família Toll (receptor semelhate a Toll-4 ou TLR4), sinaliza a presença de LPS pela associação com o CD14, o receptor de macrógado para LPS. 32 Mais detalhes a seguir - ver esquema de ativação de macrófagos via TLR4 9 33 • Proteína ligadora ao LPS está solúvel no sangue • CD14: receptor de superfície • Complexo ternário (LPS+ligador LPS+CD14) vai ativar o TLR4 • TLR4: receptor da família Toll-like; um receptor de reconhecimento de padrões, quando ativado, vai recrutar a Myd88 • Myd88: proteína adaptadora vai interagir com IRAK e resultando na autofosforilação de IRAK • IRAK - INTERLEUKIN 1 RECEPTOR-ASSOCIATED KINASE 1 - ou IRAK1 é uma proteína quinase serina/treonina. Fosforilado vai se associar a outra proteína adaptadora, TRAF6 • TRAF6 - TNF RECEPTOR-ASSOCIATED FACTOR 6: proteína adaptadora: vai se associar a uma MAP (mitogen activated protein) cinase-cinase-cinase, denominada de TAK-1. TRAF6 vai ativar a TAK-1 • IKK: é ativada em conseqüência da ativação da TAK-1. IKK ativada vai fosforilar o IkB (inibidor do NF-kB - nuclear factor kappa B) • IkB fosforilado é degradado no proteossomo, liberando e resultando na ativação do NF-kB • NF-kB: é um fator de transcrição que migra para o núcleo onde atuará como fator de transcrição • Paralelamente por outra via: TAK-1 ativará outras MAP cinases (ERK/JNK), que ativarão outros fatores de trancrição Jun/Fos • NF-kB, Jun/Fos: ativarão expressão de genes relacionados a resposta imune e inflamatória 34 Transdução de sinal induzida por LPS, via TLR4, resultando na ativação de macrófagos 35 Resultado da ativação de macrófagos via TLR4 36
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