AULA 1 - Visao geral do sistema imune

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O Sistema Imune 
Dr. Jean Pierre Schatzmann Peron
Prof. Dr. Luiz Vicente Rizzo
ICB IV - USP
Objetivos
• Células do Sistema Imune
• Organização 
• Interações celulares 
• A Resposta imune per se
• Auto-imunidade
• Esclerose Múltipla e seu modelo murino
Uma História Imunológica
Bases Celulares
Origem das células do 
Sistema Imune
BloodBone Marrow CD34+
Lin-
Gr-1+
CD11b+
CD11b
CD14
TLRs
CD16
CD36
CD19
CD45R
CD3
Gr-1+
Células do Sistema Imune Inato
Neutrófilos
• IMUNIDADE INATA
• Primeiras células infiltrantes,
• Grande capacidade fagocítica e microbicida:
• Mecanismos efetores ROS RNS (SOD, NADPH Oxidase, iNOS,
Mieloperoxidase)
Eosinófilos
Basófilos
• Importante contra helmintos
• Respostas alérgicas (tecidos conectivos das mucosas)
(Asma)
• Receptores para IgG1(anafilática) e IgE (CD23)
• Grânulos: Proteína catiônica eosinofílica, peroxidase,
hidrolases, lisofosfolipase
• Presença de grânulos básicos no citoplasma
• Envolvido na proteção de mucosas
• Secretam histamina que aumenta a permeabilidade vascular
• Raramente encontrados no sangue (0,5%-1%)
Células do Sistema Imune Inato
Mastócitos
• Presente em mucosas
• Receptores de alta afinidade para IgE (CD23)
• Envolvidos em processos alérgicos
• Secretam histamina que aumenta a permeabilidade vascular
• Produzem IL-4 (citocina)
Células do Sistema Imune Inato
Monócitos / Macrófagos
• Receptores para IgG / Complemento (CD11b+)
• Receptores tipo TLR (PAMPS)
• Capacidade fagocítica e microbicida (= Neutrófilos)
• Importantes Células Apresentadoras de Antígeno (APC)
• LINK com a IMUNIDADE ADAPTATIVA
Dendritic Cell
• Importante para a IMUNIDADE ADAPTATIVA
• Progenitor linfóide, CD8+ e produtoras de IL-12
• Progenitor mielóide, CD14+ e não-produtoras de IL-12
• Células de Langerhans (epitélios de revestimento) – Mielóide
• Presentes em vários tecidos
• Capacidade fagocítica
• MAIS IMPORTANTES APCS
Células Dendríticas
Dendritic Cell
Células do Sistema Imune Inato
Células NK
• Destruição de células infectadas com vírus ou células
tumorais
• Citotoxicidade mediada por anticorpos (ADCC) via CD16
(FcγRIII)
• Outros receptores (?):
CD2 / integrinas / receptor para MHC I (?): lise das células sem
ligantes
• Grânulos citoplasmáticos (perforina e granzima)
• Modulam as IMUNIDADES INATA E ADAPTATIVA (IFN-)
NKT Cell
Células NKT
• Reconhecem -Galactoseramida via CD1(a-d) glicolipídeos
• Receptor na membrana: TCR V11V24 (humanos)
TCR V8V14 (camundongos)
• Podem produzir IL-4 ou IFN- e IL-17
Células do Sistema Imune Adaptativo
Linfócitos T
T Lymphocyte
• IMUNIDADE ADAPTATIVA
• Receptor antígeno-específico: TCR
• CD4, CD8, TCR ou TCR
• Atuam:
Infecções virais ou tumores (Células TCR CD8+)
Infecções bacterianas ou por protozoários
São caracterizados segundo citocinas / função (Th1, Th2, Th3, Th17, Tregs)
ou seus CDs (Clusters of differentiation) (CD4, CD8, CD45RB...)
Reconhecem Ags peptídicos via apresentação MHC
Células do Sistema Imune adaptativo
Linfócitos B
B Lymphocyte
• IMUNIDADE ADAPTATIVA
• Receptor antígeno-específico: BCR (Igs de membrana)
• Produzem anticorpos
• Plasmócitos (estágio terminal de ativação)
• Células Apresentadoras de Antígeno
• Produzem citocinas
• Reconhecem Ags diretamente
Interações Celulares
Tamanho X Granulosidade
Citometria de Fluxo
Eritrócitos
Monócitos
Neutrófilos
Eosinófilos
Basófilos
Trombócitos
Linfócitos
Obs: Amostras não marcadas.
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Marcação com Fluorocromos
Anti-CD4
Anti-CD8
Gate R1 Gate R2
Órgãos Linfóides
Vasos Linfáticos
Células Endoteliais
Linfa
Linfa: plasma coletado dos tecidos,
rico em nutrientes e antígenos
Órgãos Linfóides Centrais
Medula Óssea
• Hematopoiese
saco vitelino → fígado → baço → medula óssea
• Ossos achatados
• Células pluripotentes: CD34+ Sca-1+ Lin-
• Produção de Fatores Estimuladores de Colônias (CSF)
• Grande concentração de Plasmócitos
• Maturação de Linfócitos B
Órgãos Linfóides Centrais
Timo
• Bilobado
• NUDE: sem pelos e timo
• Maturação de Linfócitos
• Migração do Córtex para a Medula
Migração Intra-Tímica e Maturação das Células T
M
DC
CEC
MEC
Timócitos
M
a
tu
ra
ç
ã
o
Maturação
Medula Periferia
Timo
Córtex Medula
CD4-
CD8-
TCR-
CD4-
CD8-
Rearranjo
TCR
T helper
T Citotóxico
CD4+
CD8+
TCRlow
CD4-
CD8+
TCR+
CD4+
CD8-
TCR+
MHC I
MHCII
Rearranjo V(D)J do TCR
P
L V1
P
L V
n
P
L V
2
D2 D3D1 Dn J
2
J
3
J
5
J1 J
4
E
Rearranjo DJ
P
L Vn
P
L V
1
P
L V2
D
2
D
1
J
5
J
4
E
DNA
Rearranjo VDJ
D
2
J
5
J
4
EP
L V1
P
L
V2
DNA
Transcrição
D
2
J
5
J
4
E
L
V2
RNA Primário
Especificidade da Célula T
Síndrome Di George e Camundongos NUDE
Deficientes para foxn1
Receptores de Células B
ISOTIPOS
Anticorpos ou Imunoglobulinas
Comprovação da Recombinação Somática
Susumo Tonegawa
1975: DNA de fibroblastos não rearranjado;
DNA de células B rearranjado
• DNA de Fibroblastos (digerido)
• DNA de Hybridomas de Células B (digerido)
• Sondas de DNA
Órgãos Linfóides Periféricos
Linfonodos
Linfático aferente
Linfático eferente
Artéria
Veia
Cápsula
Trabécula
Cordões medulares
Córtex Medula
Paracortex (T)
Folículo Linfóide (B)
• Vênulas: Células Endoteliais “Altas” (HEV)
• Folículos Primários
• Folículos Secundários (Centros germinativos)
Órgãos Linfóides Periféricos
Baço
• Sinusóides vasculares (Entrada do Antígeno)
• Não possuem HEV
• Filtra o sangue, e remove células velhas ( Ác. Siálico)
Linfócitos B
Linfócitos T
Artéria Esplênica
Veia Esplênica
Região do hilo
Recirculação Linfócitária
Mas comoas células do sistema imune 
interagem com os Ags?
Imunidade Inata e seus Receptores
Toll Protein
• (1985):Orientação dorso-ventral do embrião de Drosófilas.
St. Johnston, D AND Nusslein-Volhard.1988. The origin of pattern and polarity in the Drosophila embrio. Cell 68, 201-219. 
• (1996): Resposta a Aspergillus fumigatus.
Lemaitre, B.et all. The dorsoventral regulatory gene cassette spatzle/Toll/cactus controls the potent antifungal response in 
Drosophila adults. Cell 86,973–983 (1996).
Aspergillus sp.
Dorsal/Cactus
NF-B I-B
Charles A. Janeway – Ruslan Medzhitov
Família Toll-like Receptor
10 em humanos
12 em camumdongos
Via de Sinalização do TLR-4
CITOCINAS
PRÓ-INFLAMATÓRIAS
IL-1
IL-6
IL-12
TNF-
Link Entre a Imunidade Inata e a Adaptativa
Outros Receptores
• Lectinas;
• Scavengers;
• Receptores Fc;
• NOD (nucleotide-
binding oligomerization 
domain);
• Receptores de 
complemento.
Imunidade Adaptativa e Seus Receptores
ou 
Como a Imunidade Inata Ativa a Adaptativa?
Contato e Fatores Solúveis 
Apresentação de Antígenos via MHC Classe I
HLA- A, B, C
T CD8
Apresentação via MHC Classe II
HLA-DP, DQ, DR
T CD4
Estrutura das Moléculas de MHC I e II
MHC Classe IIMHC Classe I
Estrutura das Moléculas de MHC I e II
Apresentação de Ag
DC
MHC I
CD8
TCR
Citocinas
Th1 – IFN-
Th2 – IL-4,5,13
Th3 – TGF-
Th17 – IL-17, 22
A ligação com o complexo MHC-peptídeo promove 
a formação de sinapses imunológicas
Vias de Sinalização
Relação Entre o Número de Células B, T e NK em Pacientes com 
Imunodeficiência Combinada Severa Dependente do Fator 
Comprometido
Ativação das Células T
• Depende
– Da natureza do Ag
– Background genético
– Fatores solúveis 
– Moléculas co-estimuladoras
– Microambiente
Weaber CT, Harrington LE, Mangan PR, Gavrieli M, Murphy, KM. Immunity. 2006 Jun;24(6):677-88 
Populações de Células T
IL-12 IL-27
IL-22
Funções das Células Th1
Funções das Células Th2
Funções das Células Th3
Th17
Mas o que são mesmo as citocinas ?
Citocinas
•Polipeptídios
IL-2 e seu receptor
Th2 e Asma
Th2 e ASMA
Th1
IFN- – Estrutura, Produção e Receptores
R1
R2
Leu-Pro-Lys-Ser
JAK1
JAK2
STAT1
(Homodímero)
• Células T CD4 Th1, células CD8, células NK
• Produção estimulada via IL-12
Citocinas na Imunidade Adaptativa
IFN- – Funções
Metabólitos do 
Oxigênio e Nitrogênio
(Classe I e II e moléculas 
co-estimulatórias)
Efeito Indireto via IL-12IgG2a (mouse)
• Ativa Neutrófilos e NK
Resumindo
Restabelecimento da homeostase
M
a
g
n
it
u
d
e
 d
a
 r
e
s
p
o
s
ta
 d
a
 c
é
lu
la
 T
Tempo após a exposição ao antígeno
expansão 
de T
inativação 
funcional
apoptos
e
ativação 
de T
Células T 
ativadas 
expressam 
CTLA-4
Células T ativadas 
são privadas do 
antígeno e outros 
estímulos células de 
memória 
sobreviventes
O que acontece quando esses 
Mecanismos falham ?
Ambiente
Doenças 
Auto-
imunes
Regulação 
Imune
Auto-imunidade
Anemia perniciosa
anti-fator intrínseco 
(bloqueio da absorção
de vitamina B12) 
Anemia hemolítica
eritrócito 
Anemias Auto-imunes
Doença de Graves
Miastenia gravis
• Mulheres de meia-idade: bócio e hipotireoidismo
• Anticorpos e TDTH contra antígenos tireoidianos
• Infiltração intensa de linfócitos, macrófagos e 
plasmócitos
• Soro: anticorpos anti-tireoglobulina e 
para péroxidase da tireóide no mixedema primário
Tireoidite de Hashimoto
Doenças Auto-imunes devido a 
Hipersensibilidade do Tipo IV
Síndrome Auto-antígeno Conseqüências
Diabete melito insulino-
dependente
Artrite reumatóide
Encefalomirlite auto-imune 
experimental (EAE) 
esclerose múltipla
Antígeno pancreático das 
células 
Antígeno desconhecido da 
articulação sinovial
Proteína básica da 
mielina, proteína 
proteolipídica, 
glicoproteína na mielina 
dos oligodendrôcitos
Destruição das células 
Inflamação e destruição 
articular
Invasão cerebral pelas T 
CD4+, paralisia
• 0,2% da população 
• Ataque às células  do pâncreas - CTL ➔
IL-1, IFN-, TNF- + anticorpos ➔ DTH
Diabete melito insulino-dependente
Esclerose Múltipla
• Inflamação do SNC 
– Infiltrado Inflamatório
– Gliose
– Desmielinização
– Morte neuronal
– Lesões 
predominantemente 
perivasculares
• Pico e remissão
• Primária progressiva
• Secundária progressiva
O Papel do Sistema Imune
Inflammatory Cell Migration into the Central Nervous System: A Few New Twists on an Old Tale. Shumei Man et al. Brain Pathol 
2007;17:243–250
CD4 CD8 M icroglia
Citocinas
NO
MMPs
Granzimas
Integrinas 
Glutamato
M 
Indução da EAE
MOG 35-55
CFA
PTX
Barreira Hemato-encefálica
Encefalomielite
Relação EAE/MS com Células Th17
• Pacientes com MS ativa apresentam grandes
quantidades de mRNA para IL-6 e IL-17 no sangue e
no LCR (Mantusevicius et all. ;1999 Lock et all. 2002).
• BBB possui receptores para IL-17 e IL-22, sendo
essas citocinas capazes de aumentar a permeabilidade
desta estrutura (Kebir et all 2007) ;
• Camundongos IL-17 KO assim como IL-6 KO são mais
resistentes à EAE (Veldhoen et all 2006; Korn et all.
2007).
A Tolerância Oral
Se caracteriza pela introdução de antígenos pela via 
oral seguida de:
•diminuição da resposta celular;
•no título de anticorpos antígeno específico;
•na patogenicidade;
frente ao mesmo antígeno quando este é re-
introduzido por via parenteral.
Mecanismos Envolvidos na Tolerância Oral
Antígenos na luz intestinal
Entrada de Ags via
Veia porta
Placas de Peyer
Linfonodo Mesentérico
Duto Torácico Circulação
•Anergia clonal/Deleção
•Células Th3
•IL-10 e IL-4
•DCs CD103 
•Ác. Retinóico - Tregs
IL-17
IL-6
CCL2
Macrófagos
Dia 7
Linfócitos
Dia 10
Resumindo
TGF-
IL-10
LN 
Mesentérico
?
IL-17 mRNA
IL-17 Proteína
Linfoproliferação
Obrigado
Jean Pierre Schatzmann Peron
ICB IV - USP
jeanpierre@usp.br
3091-7430
mailto:jeanpierre@usp.br