Prévia do material em texto
1 Resumo Prova I - Imunobiologia Ramo da biologia que estuda o sistema imune. Sistema imune: defende o organismo de agressores (vírus, bactérias, fungos, protozoários, príons, helmintos, artrópodos, grãos de pólen, células tumorais...). Composto por: Moléculas: anticorpos, receptores de antígenos (Ags), citocinas, sistema complemento. Células: neutrófilos, macrófagos, células dendríticas, eosinófilos, basófilos, mastócitos, linfócitos e NK. Tecidos: medula óssea, timo, baço, linfonodos, e tecido Linfoide Associado a Mucosas (MALT – Mucosa Associated Lymphoid Tissue). Tipos de resposta imune: Inata - inespecífica. Adaptativa - específica. Tipos de imunidade: Ativa: adquirida devido ao contato com o antígeno após infecção ou vacinação. Passiva: adquirida devido à transferência de células ou anticorpos de um indivíduo imunizado - colostro ou soroterapia. Tríade imunológica: Especificidade; Memória; Tolerância. Imunologia e Biotecnologia: Diagnóstico; Tratamento; Prevenção de doenças; Os antígenos (Ag) são as moléculas reconhecidas pela resposta imune. Epítopos são sítios nos antígenos aos quais os receptores de antígenos se ligam. Epítopos São partes específicas de um antígeno que são reconhecidas pelo sistema imunológico, especialmente pelos anticorpos. Contínuo ou Linear: Formado por uma sequência contínua/linear de aminoácidos na estrutura primária da proteína. Os anticorpos reconhecem esses epítopos independentemente da estrutura tridimensional da proteína (mesmo sofrendo desnaturação a estrutura primária fica). Podem ser reconhecidos por anticorpos, linfócitos T e B. Características principais: Mantém sua estrutura mesmo após desnaturação da proteína. Normalmente processado antes do reconhecimento pelo sistema imune. Descontínuo ou Conformacional: Formado por aminoácidos que não estão em sequência linear na estrutura primária, mas que ficam próximos na estrutura tridimensional da proteína. Os anticorpos reconhecem esses epítopos com base na conformação tridimensional específica da proteína. Se a proteína for desnaturada, o epítopo conformacional pode perder sua estrutura e deixar de ser reconhecido. 2 Resumo Prova I - Imunobiologia Apenas anticorpos e linfócitos B reconhecem esse tipo de epítopo, pois precisam da conformação intacta da proteína. Características principais: Depende da estrutura tridimensional da proteína. Pode perder sua função se a proteína for desnaturada ou modificada. Composição química: Conjugados proteicos Proteínas Lipídeos Glicolipídeos Polissacarídeos Composição física: Rigidez - estabilidade Conformação espacial Estruturas primária, secundária, terciária e quaternária das proteínas; Variações de antígenos: Haptenos: Ags reconhecidos pelo sistema imune, mas não geram resposta imune. Imunógenos: reconhecidos pelo sistema imune e geram resposta. Imunogenicidade: é a capacidade de uma substância, como um antígeno, de induzir uma resposta imunológica no organismo. Fatores de imunogenicidade: Relação filogenética: quanto maior a distãncia filogenética, maior a imunogenicidade do Ag. Massa molecular: maior massa molecular → geralmente mais imunogênicos. Sua complexidade molecular: diversidade de aa na molécula, especialmente aromáticos (Phe, Tyr e Trp) → aumentam imunogenicidade. Acessibilidade do epítopo: alguns perdem sua imunogenicidade quando inacessíveis. Invasão de patógenos que vencem imunidade inata → inflamação → eliminar ou controlar diferentes tipos de agentes infecciosos. A invasão do organismo por agentes patogênicos nem sempre causa doença, isso depende de fatores como: Via de entrada preferencial: Mucosas; Pele; Parenteral (injeções, picadas de insetos…) Fatores de patogenicidade e virulência: Exotoxinas; Adesinas; Cápsula; Proteases; LPS. Número de agentes invasores: Geralmente existe uma relação diretamente proporcional entre o número de patógenos e doença A virulência de um patógeno é expressa: DL50 – Dose letal para 50% dos hospedeiros DI50 – Dose infecciosa para 50% dos hospedeiros Leptospira interrogans sorovar kito (3 células) Vibrio cholerae (10 *8 células) 3 Resumo Prova I - Imunobiologia Hospedeiro: Sistema imune (imunodeficiências); Mudanças hormonais (puberdade e menopausa); Tratamento (corticóides, antibióticos de amplo espectro); Patógenos oportunistas; Desnutrição - causa mais comum de imunodeficiência. Primeira linha de defesa contra agressores, inespecífica. Resposta rápida; Sem memória; Não requer exposição prévia; Células B (anticorpos); Células T (citocinas); Biotecnologia – expressão de proteínas recombinantes (lise celular), antibióticos, probióticos (microbiota comensal), adjuvantes. Barreiras: Mecânica: Células epiteliais unidas pelas junções ocludentes (pele, intestino, pulmões, olhos/nariz). Fluxo longitudinal de ar e fluidos (pele e intestino). Movimento do muco pelos cílios (pulmões). Lágrimas e cílios nasais (olhos/nariz). Química: Ácidos graxos (pele). Baixo pH e enzimas – pepsina (intestino). Peptídeos antibacterianos (pele, intestino e pulmões). Enzimas salivares – lisozima (olhos/nariz). Microbiológica: Microbiota normal (pele e intestino). Mycoplasma hyopneumoniae: Adere ao epitélio respiratório, causando a destruição de células ciliadas. Estimula a produção de muco de excessivamente, levando ao acúmulo e dificultando a eliminação de partículas. A integridade da mucosa é comprometida, ficando mais suscetível a infecções secundárias. Células caliciformes: produzem e secretam muco Muco: contém moléculas antimicrobianas (lisozima, defensinas) e captura partículas e patógenos; É composto principalmente por mucinas, glicoproteínas viscosas que formam uma camada protetora sobre as células epiteliais. Atua na imunidade inata ao: Impedir a adesão de patógenos ao epitélio. Facilitar a eliminação mecânica de partículas (junto com células ciliadas) Células ciliadas: seus cílios móveis promovem a limpeza mucociliar, transportando o muco (e os patógenos presos nele) em direção à faringe, onde é eliminado. 4 Resumo Prova I - Imunobiologia Moléculas antimicrobianas que são produzidas por células epiteliais e fagócitos. Lactoferrina atua mais como um elemento de defesa contra infecções e no controle da inflamação, sendo crucial na imunidade inata. Transferrina é mais especializada no transporte de ferro, mas também contribui indiretamente para a imunidade ao reduzir a disponibilidade de ferro para microrganismos. Aspecto Lactoferrina Transferrina Localização Secreções mucosas e neutrófilos Plasma sanguíneo Principal função Sequestro de ferro em ambientes extracelulares (imunidade inata) Transporte de ferro entre tecidos Afinidade pelo ferro Maior em pH ácido (ex.: infecções, inflamações) Maior em pH neutro (ex.: sangue) Ação antimicrobiana Sim (bacteriostática e bactericida) Limitada (principalmente bacteriostática) Aspecto Lisozima Fosfolipase A Pepsina Defensinas Localização Saliva, lágrimas, muco, leite humano, grânulos de neutrófilos. Secretada por várias células; presente em fluido pancreático e lágrimas. Estômago (produzida por células principais da mucosa gástrica). Pele, mucosas (respiratória, intestinal e urogenital), neutrófilos. Natureza química Enzima (hidrolase). Enzima (lipase). Enzima proteolítica. Peptídeos catiônicos antimicrobianos. Principal função Romper ligações da parede celular bacteriana(bactérias Gram-positivas). Hidrolisar fosfolipídeos em membranas celulares. Digestionar proteínas alimentares no pH ácido do estômago. Disruptar membranas de patógenos, causando lise celular. Mecanismo de ação Quebra as ligações β- 1,4 entre N- acetilglicosamina (NAG) e ácido N- acetilmurâmico (NAM) no peptidoglicano. Hidrolisa ácidos graxos e lisofosfolipídeos que podem ser tóxicos para patógenos. Cliva ligações peptídicas em proteínas. Interagem com membranas de patógenos por meio de cargas elétricas, formando poros. Função na imunidade inata Bactericida direto, atuando como uma defesa química de barreiras externas. Ação antimicrobiana indireta e reguladora de inflamação. Não diretamente relacionada à imunidade inata; foca na digestão. Atuação como antimicrobianos de amplo espectro contra bactérias, vírus e fungos. Alvo principal Bactérias, especialmente Gram- positivas. Patógenos com membranas fosfolipídicas. Proteínas alimentares (não especifica para patógenos). Bactérias Gram- positivas, Gram- negativas, fungos e alguns vírus. 5 Resumo Prova I - Imunobiologia Human β1-defensin: forma um poro na membrana por meio da formação de um campo eletrostático (mecanismo de ação). Sua carga mais positiva interage com a parte negativa das membranas. Probióticos: estímulos na resposta imune e microbiota das larvas (teste). Avalia a estimulação de peptídeos antimicrobianos nas larvas. Forma recombinante de expressão desses peptídeos. E.coli (produz o peptídeo ou proteína de interesse). Importância da microbiota comensal: Modulação da microbiota intestinal: reduzem a colonização de patógenos por competição por nutrientes e locais de adesão. Estimulação da imunidade local: induzem a produção de IgA e a ativação de macrófagos e células dendríticas. Regulação da inflamação: alguns probióticos reduzem a produção de citocinas pró-inflamatórias, evitando danos excessivos aos tecidos. Produção de proteínas antimicrobianas: algumas cepas probióticas são modificadas para produzir bacteriocinas. Vacinas vivas: cepas probióticas podem ser projetadas para expressar antígenos de patógenos. Célula dendrítica: interface entre imunidade inata x adaptativa. Processam antígenos de patógenos através de receptores de reconhecimento de padrão (PRRs), migram para os linfonodos e apresentam esses antígenos às células T através das moléculas MHC. Adjuvantes: substâncias que melhoram a resposta imunológica. Exemplo: o MPLA é uma forma detoxificada do LPS que ainda pode ativar o TLR4, mas com menor toxicidade. Isso o torna um adjuvante eficaz em vacinas, pois pode estimular uma resposta imunológica robusta sem causar inflamação excessiva. Toll-like receptor 4 (TRL4) É um receptor transmembranar que atua na resposta imunológica inata. Funções do TLR4 Reconhecimento de Patógenos: Especializado em reconhecer lipopolissacarídeos (LPS) – presente na PC de Gram-negativa, pode reconhecer outros padrões moleculares associados a patógenos (PAMPs) e padrões moleculares associados a danos (DAMPs) provenientes de células danificadas ou necrosadas. Ativação da resposta imunológica: TLR4 detecta LPS ou outros ligantes e se associa à proteína acessória MD-2 formando um complexo que ativa uma cascata de sinalização intracelular. Isso leva à ativação de fatores de transcrição, como NF-κB e AP-1, que promovem a produção de citocinas pró- inflamatórias. Resposta Inflamatória: A ativação do TLR4 resulta na produção de citocinas e outros mediadores inflamatórios que ajudam a iniciar e amplificar a resposta imunológica contra o patógeno invasor. 6 Resumo Prova I - Imunobiologia Interação NK x Macrófago: Quando os macrófagos detectam patógenos ou células infectadas, eles produzem citocinas como IL-12 e IL-15, que são cruciais para a ativação das células NK. Em resposta, as células NK produzem citocinas como IFN-γ, que ativam ainda mais os macrófagos e aumentam sua capacidade de matar patógenos ingeridos. Ciclo de feedback positivo que amplifica a resposta imune: as células NK ativadas pela sinalização de citocinas dos macrófagos podem aumentar a produção de IFN-γ, que por sua vez aumenta a capacidade microbicida dos macrófagos. Inflamação: Estimula resposta imune. Em casos de lesão ou infecção, células como macrófagos, células dendríticas e mastócitos detectam (PAMPs) ou (DAMPs) através de receptores de reconhecimento de padrão (PRRs). Liberação de mediadores inflamatórios: (medidores químicos, como histamina, prostaglandinas e citocinas), que promovem a vasodilatação e aumentam a permeabilidade vascular são liberados, o que permite que mais leucócitos e proteínas plasmáticas alcancem o local da lesão. Citocinas e quimiocinas, como a CXCL8 ou IL-8, atraem neutrófilos e outros leucócitos para o local da inflamação, os quais fagocitam patógenos e células danificadas, ajudando a eliminar a causa da inflamação. Após a eliminação do estímulo nocivo, a inflamação diminui e o tecido começa a se reparar. Macrófagos removem restos celulares e promovem a cicatrização. Inflamação na resposta imune: Ajuda a eliminar patógenos e células danificadas. Atrai leucócitos para o local da infecção ou lesão. A apresentação de antígenos por células dendríticas durante a inflamação ativa a imunidade adaptativa. Intercellular Adhesion Molecule 1 ou ICAM-1: é uma molécula de adesão celular - adesão de leucócitos (como linfócitos T, neutrófilos e monócitos) às células endoteliais durante o processo inflamatório. Liga-se a integrinas em leucócitos, promovendo a transmigração dessas células através do endotélio. Diapedese ou transmigração: é o processo pelo qual os leucócitos saem da corrente sanguínea e entram nos tecidos para combater infecções ou responder a lesões. Transmigração paracelular: os leucócitos passam entre as células endoteliais. Transmigração transcelular: os leucócitos passam diretamente através das células endoteliais. 7 Resumo Prova I - Imunobiologia Os macrófagos ativados secretam: Citocinas: IL-1β: Ativa o endotélio vascular. Ativa linfócitos. Destruição local de tecido. Aumenta o acesso de células efetoras. Efeitos locais: ativa o endotélio vascular, ativa linfócitos, destruição local de tecido, aumenta o acesso de células efetoras. Sistêmicos: febre, produção de IL-6. TNF-α: Ativa o endotélio vascular e aumenta a permeabilidade dos vasos. Leva à entrada aumentada de IgG, complemento e células. Aumenta a drenagem de líquidos para os linfonodos. Locais: ativa o endotélio vascular e aumenta a permeabilidade dos vasos, leva à entrada aumentada de IgG, complemento e células, aumenta a drenagem de líquidos para os linfonodos Sistêmicos: febre, mobilização de metabólitos, choque. IL-6: Ativação de linfócitos. Produção de anticorpos aumentada. Locais: ativação de linfócitos, produção de anticorpos aumentada. CXCL8: Fator quimiotático que recruta neutrófilos, basófilos e células T para o local de infecção. Locais: fator quimiotático que recruta neutrófilos, basófilos e células T para o local de infecção. IL-12: Locais: ativa células NK, induz a diferenciação de células T CD4 em células TH1. Biotecnologia: IL-12 pode ser usada como adjuvante para promover a diferenciação de células T auxiliares TH1. Resposta da fase aguda: Macrófagos e células dendriticas: detectam patógenos ou lesões e liberam citocinas inflamatórias, como IL-1, IL-6 e TNF-α. IL-6: é uma citocina chave que é liberada pelos macrófagos ativados e atua no fígadopara induzir a produção de proteínas da fase aguda. Em resposta às citocinas, especialmente IL-6, os hepatócitos aumentam a produção de várias proteínas da fase aguda, como a proteína C reativa (PCR), a lectina ligadora de manose (MBL), o fibrinogênio, a proteína amiloide sérica (SAA), SP-A e SP-D. 8 Resumo Prova I - Imunobiologia Interferons: são proteínas antivirais produzidas pelas células em resposta à infecção viral. Resposta específica contra cada antígeno. Lenta na primeira exposição (4-7 dias para ativação). Reconhece uma diversidade de antígenos diferentes. Possui memória imunológica. O complexo maior de histocompatibilidade (MHC): é um conjunto de genes que codificam proteínas na superfície das células e são fundamentais para a apresentação de antígenos ao sistema imunológico. Existem dois tipos principais: MHC Classe I: Encontrado em quase todas as células nucleadas do corpo. Apresenta peptídeos derivados de proteínas intracelulares (por exemplo, de vírus) às células T citotóxicas (CD8+). MHC Classe II: Encontrado principalmente em células apresentadoras de antígeno profissionais (dendríticas, macrófagos e células B). Apresenta peptídeos derivados de proteínas extracelulares (por exemplo, de bactérias) às células T auxiliares (CD4+). 9 Resumo Prova I - Imunobiologia As células NK matam dependendo do balanço entre sinais de ativação e inibição. Componentes da resposta adquirida: Linfócito B: quando ativadas, se diferenciam em plasmócitos, que produzem anticorpos específicos (Igs) para o antígeno ou em células B de memória. Linfócitos T: Auxiliares (helper/CD4+): regulam e coordenam a resposta imune adaptativa; auxiliam outras células. Citotóxicos (CD8+): eliminam células infectadas. Reguladores (supressores): fazem o controle de respostas exageradas e doenças autoimunes. Células apresentadoras de antígenos (APCs): Ligação entre a resposta inata e adquirida. Capturam, processam e apresentam Ags aos linfócitos T. Receptores de células B (RCB): São proteínas presentes na superfície das células B que reconhecem diretamente o epítopo, linear ou conformacional. Ao se ligar a um antígeno, gera a ativação das células B. Isso inclui a internalização do antígeno e sua apresentação em combinação com moléculas do MHC classe II. As células B ativadas podem então diferenciar-se em plasmócitos, que produzem anticorpos específicos para o antígeno, ou em células B de memória. Estrutura: 2 cadeias pesadas (IgH) e 2 cadeias leves (IgL), unidas por pontes dissulfeto. Regiões variáveis (V): formam o sítio de ligação ao antígeno, determinando a especificidade. Regiões constantes (C): mantêm a estrutura e interagem com moléculas acessórias. Componentes associados: proteínas que fazem a transdução de sinal. Mecanismos de aprimoramento da resposta: Hipermutação somática: Ocorre nos centros germinativos dos linfonodos. Mutações nas regiões V do BCR aumentam a afinidade pelo antígeno (maturação de afinidade). Troca de classes de anticorpo: Mediado por citocinas (ex: IFN-y induz IgG; IL-4 induz IgE. Altera a região constante do anticorpo, mantendo a especificidade, mas modificando a função efetora (ex: neutralização, opsonização). BCR x Anticorpo secretado: BCR: fixado na membrana Anticorpo: forma secretada, sem região transmembrana. Mantém a especificidade do BCR original. 10 Resumo Prova I - Imunobiologia Receptores de células T (RCT): Presentes na superfície das células T. Reconhecem antígenos que são apresentados em combinação com moléculas do MHC. Só reconhecem antígenos que foram processados e apresentados por outras células do corpo. Células T citotóxicas (CD8+): reconhecem antígenos apresentados por moléculas do MHC de classe I. Ao reconhecer o antígeno apresentado por MHC de classe I, ela pode matar a célula infectada para eliminar o patógeno. Células T auxiliares (CD4+): reconhecem antígenos apresentados por moléculas do MHC de classe II, que são expressas principalmente por células apresentadoras de antígenos profissionais, como macrófagos, células dendríticas e células B. As células T auxiliares ajudam na ativação e proliferação de outras células imunológicas, incluindo células B e células T citotóxicas. Cada cadeia do TCR possui uma região variável (V) e uma região constante (C). Região Variável - especificidade do receptor (reconhecimento de peptídeos antigênicos). Região Constante - estabilidade da molécula e para as interações com outras moléculas acessórias na célula T. Complexo associado: TCR não funciona isoladamente se associa a moléculas de sinalização chamadas CD3 (domínios imunorreceptores para transmissão dos sinais de ativação para o interior da célula após o reconhecimento do antígeno). Diferenças entre BCR e TCR: Estrutura: BCR: imunoglobulina de membrana composta por 2 cadeias pesadas e 2 leves, podendo ser secretado como anticorpo. TCR: heterodímero - geralmente composto por 2 cadeias alfa e beta ou gama e delta (menos comuns), associado ao complexo CD3, permanecendo exclusivamente na superfície das células T. 11 Resumo Prova I - Imunobiologia A papaína cliva a molécula de anticorpo na porção aminoterminal da ponte de dissulfeto que liga as duas cadeias pesadas, liberando os dois braços da molécula de anticorpo como dois fragmentos idênticos que contêm a atividade de ligação com o antígeno. Esses fragmentos são denominados fragmentos Fab (do inglêsfragment antigen binding). O outro fragmento não contém atividade de ligação com o antígeno, mas observou- se que cristaliza facilmente e, por essa razão, foi denominado fragmento Fc (do inglêsfragment crystallzable). Esse fragmento corresponde ao pareamento dos domínios CH2 e CH3 e é a região da molécula de anticorpo que interage com moléculas e células efetoras. Processamento de antígenos – MHC I 12 Resumo Prova I - Imunobiologia Processamento de antígenos MHC – II Os patógenos e seus produtos podem ser encontrados no compartimento citosólico ou no compartimento vesicular das células. Apresentação de antígenos e Biotecnologia? Adjuvantes para vacinas (ISCOMS). Imunossupressores (transplantes, doenças auto-imunes). Vacinologia reversa (predição de epítopos)... Reações cruzadas: Anticorpos contra um determinado antígeno podem reagir com outros antígenos não relacionados. Falso positivo: reação inespecífica. Técnicas de imunodiagnósticos Testes sorológicos: As técnicas imunológicas consistem basicamente na interação antígeno e anticorpo; O anticorpo por ter alta especificidade e auxilia na constatação, isolamento ou no cálculo de um antígeno típico. Aglutinação Reação entre um antígeno com anticorpos específicos; Caracterizada por agregados por visíveis como resultado da interação de anticorpos específicos e partículas insolúveis que contém determinantes antigênicos em sua superfície; Poderá se formar grumos ou ainda floculação. Teste manuseado em uma superfície de vidro, sendo uma lâmina simples ou uma placa exclusiva para o teste; 13 Resumo Prova I - Imunobiologia Para a realização desse método: Na superfície de uma lâmina uma gota de antígeno e uma gota de amostra do soro humano ou animal; Para leitura desse, são utilizadas lentes e a incidência de luzes, e/ou apenas olho nu. Partícula + antígeno + anticorpo Vantagens: fácil execução (leitura visual), baixo custo, boa especificidade e reprodutibilidade Desvantagens: possui uma baixa sensibilidade e pouca estabilidade (Ag-Ac) Método qualitativo Todavia, se for confirmada uma alta concentração de anticorpos na reação, poderá ocorrer a inibição da reação de aglutinação, sendo esse evento conhecido como prozona; O excesso de anticorpos interfere na reação antígeno-anticorpo gerando resultados falso-negativos. Técnica de aglutinação em lâmina 1. Placa ou lâmina de aglutinação: deve ser bem limpa e desengordurada com álcool; 2. Suspensão bacteriana: deve ser bastante espessa. Obtém-se uma suspensão suficientemente espessa quando se suspende o crescimento da superfície do meio utilizado para crescimento em 0,2 - 0,3 mL de solução salina; 3. Proporção suspensão/antissoro: para cada gota dos soros, deve-se usar em torno da metade de uma gota da suspensão bacteriana. 4. Mistura suspensão/antisoro: deve ser totalmente homogênea e deve ocupar uma área de 1,5 cm de diâmetro; 5. Movimentação da placa: movimentar a placa de modo que a mistura suspensão/soro se desloque fácil e continuamente. Manter a movimentação pelo menos por 1 a 2 minutos.