Imunologia (MHC, processamento e apresent de Ag, ativação e efetores de linf T e B, respostas alérgicas do tipo I)

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Rio de Janeiro, outubro/2015
Imunologia
Tópicos abordados:
◦Genes do complexo de histocompatibilidade
◦Processamento e Apresentação de Antígenos
◦Resposta imunológica celular (ativação e efetores dos linfócitos T)
◦Resposta imunológica humoral (ativação e efetores dos linfócitos B)
◦Sistema imunológico gastrointestinal
◦Resposta alérgica do tipo I
Para a apresentação, reconhecimento e combate de antígenos existem alguns mecanismos e fatores responsáveis pela ativação/realização de vias que proporcionam ao indivíduo especificidade e eficácia na defesa do organismo. As imunoglobulinas, as moléculas MHC e os reconhecedores de antígenos das células de defesa são as três classes pertencentes à imunidade adquirida humana.
Nas imunoglobulinas (Igs) o mecanismo funciona pela ação de macromoléculas e pequenas substâncias químicas secretadas com especificidade, no complexo de histocompatibilidade, pelas proteínas de MHC expressas na superfície celular em questão, apresentando antígenos (Ag) próprios ou estranhos para reconhecimento e nas células reconhecedoras propriamente ditas, a conexão do “leitor” (TCR, BCR...) com o complexo peptídeo + proteína do MHC estimula sua sobrevivência,diferenciação e proliferação.
◦Genes do complexo de histocompatibilidade
	◦Existem 2 principais produtos dos genes de MHC: os de classe I, que apresentam peptídeos próprios (ou endógenos) para linfócitos T CD8 (citotóxicos) e os de classe II, que apresentam peptídeos estranhos (ou exógenos) para linfócitos T CD4 (auxiliares). 
	◦Os de classe I apresentam genes HLA-A, HLA-B e HLA-C enquanto os de classe II apresentam genes DP, DQ e DR.
	◦Propriedades dos genes:
		São polimórficos e poligênicos. Polimórficos pois possuem uma grande variedade alélica que ocupa um locus gênico e poligênicos pois possuem mais de um gene que codifica proteína com a mesma função. Além disso, são expressos de forma co-dominante em cada indivíduo (para um dado gene, a pessoa expressa ambos os alelos herdados dos pais). 
	◦O MHC de classe I (MHC-CI) é expressado por todas as células do corpo (apresentando antígenos próprios ou endógenos) enquanto o MHC de classe II (MHC-CII) é encontrado em células apresentadoras de antígeno (APC): células dendríticas, macrófagos e linfócitos B (apresentando antígenos estranhos ou exógenos).
	◦Estrutura do MHC:
	Classe I:
		Duas cadeias peptídicas (uma pesada alfa e um pedaço beta-2) com capacidade para ligar em cadeias de 8 a 11 aminoácidos.
	Classe II:
		Duas cadeias polipeptídicas ligadas, sendo que ambas são codificadas por genes polimórficos. Permite a ligação de peptídeos a 30 aminoácidos ou mais.
◦Processamento e apresentação de Ags
	◦São processos que ocorrem no interior da célula e que resultam na proteólise, associação dos fragmentos com moléculas de MHC e expressão da conexão peptídeo-MHC na superfície´para reconhecimento por um linfócito.
	◦No MHC-CI são apresentados produtos da degradação derivados de proteínas (ptns) intracelulares (endógenas) no citosol. No MHC-CII são apresentados fragmentos de proteínas exógenas que estão localizadas em um compartimento intracelular.
	◦O Processo*: 
		MHC-CI: As proteínas são fragmentadas (proteólise) por proteasomos ou por outras proteases ainda no citosol celular, e depois transportadas através da membrana do Retículo Endoplasmático Rugoso por ptns de transporte (a síntese e organização estrutural das cadeias pesada e beta2 está ocorrendo nesse retículo). Quando as ptns de transporte terminam seu trabalho, a cadeia pesada do MHC, a beta2 e o peptídeo (nesse caso, Ag próprio) foram um complexo estável que é transportado para o complexo de Golgi para finalmente ser conduzido para a superfície celular, aguardando o reconhecimento de um linfócito T CD8 (citotóxico). 
		MHC-CII: A expressão de moléculas de MHC classe II é tanto própria da célula como induzível. Ptns exógenas são incorporadas por endocitose e são fragmentadas por proteases em um endossomo ou em um lisossomo. As cadeias alfa e beta do MHC-CII são sintetizadas junto a uma cadeia invariante, montadas no Retículo endoplasmático e transportadas através de golgi em vesículas para o endossomo, onde se funde e encontra o peptídeo. Após essa fusão, a cadeia invariante é digerida e os fragmentos de ptns se associam com MHC-CII, que são levados até a superfície celular e expostos após fusão do endossomo com a membrana plasmática. Lembrando que o MHC-II se encontra em células APCs: macrófagos, células dendríticas e linfócitos B. 
 
		*Dica: para não haver confusão na hora de descrever o processo, pense: na apresentação do MHC-CI, que normalmente apresenta peptídeos próprios da célula, não há necessidade de isolamento de um material que é “tóxico”. Logo, o material é transportado para uma organela e depois para a superfície celular. No MHC-CII, são apresentados peptídeos que são exógenos, como, por exemplo, de bactérias. Logo, há necessidade de isolamento desse material em uma vesícula e é importante que ele seja afastado de uma organela celular. Portanto, as cadeias são sintetizadas em um local e depois conduzidas até o “material tóxico”, que fica protegido em vesícula até a apresentação no exterior da célula.
		
	◦Cada uma das vias estimula as células T mais eficientes para combater cada antígeno:
		Os vírus se replicam no interior de células nucleadas. Logo, o peptídeo de um vírus é apresentado como uma via que pode ser associada ao MHC-CI. Nesse caso, as células T CD8 (citotóxicas) ajudam a controlar a infecção por vírus. 
		Algumas bactérias se fixam e se replicam principalmente no ambiente extracelular. Ao ser incorporada é fragmentada no interior de células e, após associar-se ao MHC-CII,, é apresentada como um antígeno exógeno. Nesse caso, células T CD4 (auxiliares) do tipo Th2 podem ser ativadas para ativarem os linfócitos B para esses produzirem anticorpos contra bactérias. Outras dão preferência ao meio intracelular, estando no interior de vesículas de células como macrófagos. Nesse caso, células TCD4 (auxiliares) do tipo Th2 ajudam a ativação de macrófagos para combatê-las. 
◦Resposta Imunológica Celular: Ativação e mecanismos efetores de linfócitos T CD4 e T CD8.
	O processo começa através do reconhecimento e fagocitose pelas células apresentadoras de antígenos. Durante a fagocitose, as APCs expressarão, após ativas, complexo peptídeo-MHC para ligação do TCR e moléculas de adesão celular da família B7 para conferir maior estabilidade.
	Primeiramente, a APC expressa, em sua superfície, a proteína CD40: ptn que propicia a ligação do linfócito T à APC a partir da CD40L. Depois dessa ligação, a APC expressará outra proteína, a CD28, que por sua vez estimula a molécula de adesão B7. 
	Essas moléculas de adesão permitirão maior estabilidade e tempo de ligação dos linfócitos T às APCs, permitindo que haja ativação plena dos segundos mensageiros intracelulares e fatores nucleares que transformação o linfócito T em Th1 ou Th2. Dependendo das citocinas secretadas pela APC, o linfócito se diferenciará em um Th1 ou Th2. Caso predomine TNF, INF-gama e IL-12, será um Th1. Se predominar IL-4, será um Th2.
	Portanto, os fatores que são fundamentais para ativação de um Linfócito T são:
Reconhecimento de um Ag expresso pelo MHC
Moléculas de adesão celular para estabilizar o linfócito T
Citocinas secretadas que garantem a sobrevivência, diferenciação e proliferação dos Linfócitos T
 
	Após o reconhecimento e todas as etapas da ativação, a imunidade proveniente dos linfócitos T atua para eliminar micro-organismos. Células TCD4 (auxiliares) podem liberar TNF, que estimula a inflamação, enquanto também liberam IFN-gama junto de células TCD8 (citotóxicas) ativando macrófagos. 
	A inflamação e a ação dos macrófagos provenientes de célula T podem causar lesões teciduais (reação de hipersensibilidade tardia)
	◦Como se dá o funcionamento de um TCD4?
		Após a diferenciação, cada espécie liberarácitocinas próprias para o combate de tipos específicos de infecção:
		◦Se for linf T Th1: secreção de IFN-gama e IL-12, ativando macrófagos mais agressivos, secreção de água oxigenada e destruição de bactérias, além de estimular produção de isótopos de anticorpos.
		◦Se for linf T Th2: secreção de IL-4 (estimulando linfócitos B a produzir IgE), IL-5 (ativando eosinófilos) e IL-15 (secretando muco em mucosas com função de barreira, dificultando adesão). São eficazes no combate e destruição de helmintos e alergias.
		◦Se for linf T Th17: secreção de IL-17 e IL-22, respectivamente com função de estimular a medula a produzir mais granulócitos e a estimular enzimas bactericidas em algumas mucosas, funcionando como barreira.
		◦Treg: São geradas pelo reconhecimento de Ag próprio no Timo. Seu desenvolvimento e sobrevivência depende de IL-2 e do fator de trans foxP3. Secretam IL-10 e IGF-beta, inibindo a ação das próprias células. São necessários para controle de resposta imune que foi ativada por um longo período de tempo.
	◦Como um linfócito T CD4 auxilia um T CD8? 
		O linf T CD4 produz citocinas que ativam e diferenciam o T CD8.
		Forma 1: Em uma célula dendrítica, há um TCD4 e um TCD8 ligados. Com isso, o CD4 secreta citocinas que atingem CD8 ou a própria célula dendrítica secreta.
		Forma 2: O contato de TCR com um MHC-CII pode estimular a dendrítica portadora desse MHC-CII a encontrar um CD8 e, quando encontrá-lo, ativá-lo.
	◦Como se dá o funcionamento de um TCD8?
		Expressando grânulos indutores e apoptose por sensoriamento célula a célula. Seu TCR interage com uma célula escolhida e é procurado algum erro ou alteração. Caso não encontre, o TCD8 prossegue e vai para outra célula. Caso encontre:
		Forma 1: Quando encontra um “erro” pela 2ª vez fora do linfonodo, ele secreta perforinas , granzimas, etc. que induzem apoptose da célula infectada.
		Forma 2: um TCD8 reconhece na superfície de células em estresse, super-reprodução ou em outra situação de transformação dos seus padrões de normalidade, proteínas faz. O TCD8 estabelece ligação com essas células alteradas através de moléculas FAS-ligantes, secretando os grânulos e induzindo apoptose. 
◦Resposta Imunológica Humoral: Ativação e mecanismos efetores de linfócitos B
	Os linfócitos B tem como função neutralizar e eliminar o antígeno por especificidade dependendo do antígeno reconhecido e da classe de anticorpo secretada (IgA, IgM, IgG, IgE, IgD). 
	Assim como ocorre com os linfócitos T, linfócitos B reconhecem e se ligam a partículas através de seus receptores de superfície (reconhecimento de Ag por BCR) e moléculas co-estimuladoras, sendo o C3d o principal co-estimulador de linfócitos B: eles expressam receptor para essa proteína, que transduz sinais facilitadores da proliferação e diferenciação das células B .
	A ligação do BCR ao Ag promove várias respostas:
		→ Expressão de B7 (passando a funcionar como APC)
		→ Expressão de IL-2, IL-4, etc.
		→ Expressão de ptn anti-apoptóticas
		→ Proliferação mitótica, aumento do volume celular, aumento das organelas, etc.
	Alguns eventos na ativação de B dependem de um segundo sinal disparado por citocinas de linfócitos TCD4 ativados. Isso estimula expansão clonal que poderá gerar secreção de anticorpos (Ab), mudança de isótopo, maturação de afinidade ou criação de uma célula B de memória.
	As citocinas, portanto, têm função de proliferar e diferenciar os linfócitos B e selecionar a troca para diferentes isótopos de cadeia pesada:
		Quando IL-4, IL-5 e IL-2 = IgM
		Quando IL-4, IL-6,IL-2 e IFN-gama = IgG
		Quando IL-5 e TGF-beta = IgA
		Quando IL-4 = IgE
	◦As imunoglobulinas:
		IgD é uma imunoglobulina encontrada na superfície dos linfócitos B, juntamente com algumas das IgM. É provavelmente, um receptor de antígenos. A IgD está em baixos níveis no soro tendo papel duvidoso. Aumenta em infecções crônicas.
		IgM corresponde a aproximadamente 10% das imunoglobulinas. É encontrada principalmente no meio intravascular, sendo uma classe de anticorpos precoces produzidos na fase aguda da doença(a primeira feita por uma célula B virgem). Não ultrapassa a placenta, por ser grande, e é a primeira Ig a ser feita pelo feto. É encontrada também na superfície de linfócitos B, realizando função de receptor, sendo boa fixadora do complemento e eficiente em promover a lise de micro-organismos. As IgMs em adultos podem aumentar em casos de Lúpus, Artrite, Tripanosomíase, Mononucleose, etc. IgMs em recém-nascidos superiro a 20ng./dl é uma indicação de que o sistema imune desse feto foi estimulado por algum vírus como rubéola, sífilis, etc. 
	IgG é a mais versátil das imunoglobulinas, realizando TODAS as funções das moléculas de Igs. É a principal Ig do soro (Cerca de 70-75%), sendo também principal em espaços extravasculares. As IgGs são as únicas que atravessam a placenta. No caso de mecanismos de defesa, nem todas as subclasses de IgG se ligam com eficiência ao sistema complemento, mas é uma boa opsonina: substância que estimula e aumenta a fagocitose. Ela é aumentada em casos de infecções de todos os tipos, doenças hepáticas, desnutrição, artrite, etc.
	IgA é a segunda imunoglobulina mais comum no soro, sendo a imunoglobulina das secreções e mucosas (lágrima, saliva, colostro, leite, muco, mucosas do trato respiratório, genito-urinário, etc.), promovendo proteção local contra infecção por vírus ou por bactérias. Normalmente, IgA não fixa complemento, aumentando em cirrose hepática, lúpus eritematoso, artrite reumatóide, etc.
	IgE é a imunoglobulina de ligação forte com os receptores de basófilos e mastócitos antes mesmo de haver antígeno circulante, portanto, sendo a menos comum de ser encontrada no soro. Ela está envolvida em reações alérgicas e também participa de combate a helmintos. IgE não fixa complemento.
◦Resposta Alérgica do Tipo I
	Resultantes de hipersensibilidade do sistema imunológico, ocorrem quando este reconhece uma substância normalmente inofensiva -como pólen, grãos de poeira, amendoim, soja...- como algo prejudicial -um alérgeno-, e então o ataca com ferocidade. As células B de uma pessoa alérgica provocam a produção e secreção de grandes quantidades de IgE para enviá-las aos mastócitos e basófilos do corpo. Esse envio é conhecido por fenômeno da exposição sensibilizadora.
	Após essa exposição ,demora entre 7 e 10 dias para que os mastócitos e basófilos fiquem carregados com IgE. Caso ainda haja um segundo contato com o alérgeno, há a cascata alérgica:
Os anticorpos IgE fixados nos mastócitos e basófilos reconhecem os alérgenos
Eles reagem ligando-se aos alérgenos enquanto permanecem grudados.
A ligação alerta as proteínas do sistema complemento circulante no sangue, disparando a cascata do complemento. 
O sistema complemento opsoniza a célula ofensora, nesse caso, os mastócitos e basófilos, que, quando são destruídos, liberam histamina e outros mediadores alérgicos nos tecidos e no sangue, causando dilatação dos vasos sanguíneos, queda na pressão arterial, etc. Essa alteração na homeostase do organismo causa os sintomas da crise alérgica como coceiras, urticárias, dificuldades respiratórias, etc.
	
	◦Reatividade cruzada
		Sofrer reações alérgicas com alérgenos similares. Ex. Ser sensibilizado com veneno de uma espécie de abelha e apresentar reações a todos os venenos de abelha.
	◦Reação Sistêmica
		Reações que, apesar de começar em um lugar, expandem-se para o corpo todo. A liberação dos mediadores alergênicos nesse caso afeta o corpo todo. Até um certo ponto, é chamado de anafilaxia. Se prosseguir piorando o quadro alérgico do indivíduo, é um choque anafilático.
	◦Choque Anafilático
		Dependendo do tempo de exposição, da quantidade de alérgeno e de como o corpo reage a presença desse alérgeno, o indivíduo pode desenvolver reações graves, com dificuldades respiratórias e queda da pressão arterial. Há deficiência na aquisição e transporte de oxigêniocom dano ao cérebro e outros órgãos vitais (como por exemplo, os rins).
		 O fluido celular jogado para a garganta quando há dilatação dos vasos sanguíneos por causa da ação dos mediadores alérgicos pode fechá-la por inchaço, levando o indivíduo à morte por asfixia.
		Um tratamento eficaz é a injeção de adrenalina, pois ela contrai os vasos e abre as vias respiratórias. Porém, deve ser feito nos primeiros momentos de choque anafilático.
	◦Escarificação
		Aplicam-se com arranhões ou furinhos superficiais extratos diluídos de alérgenos na pele, observando o inchaço na área arranhada. 
	◦A terapia medicamentosa é destinada para inibir a produção de mediadores de mastócitos e bloquear ou neutralizar os efeitos nos órgãos alvo.