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Barreiras Físicas Imunidade Inata • Os mecanismos da Imunidade Inata reconhecem os produtos de células danificadas mortas do hospedeiro e servem para eliminar tais células, iniciando o processo de reparo tecidual. • A Imunidade Inata aos microorganismos estimula as respostas imunológicas adaptativas e pode influenciar a natureza das respostas específicas, tornando-as mais eficazes contra diferentes tipos de patógenos. Reconhecimento de microorganismos e estruturas próprias • O sistema imune inato reconhece estruturas moleculares que são caracterís;cas de patógenos microbianos, mas não de mamíferos. • O S.I.I. reconhece produtos microbianos que são essenciais à sobrevivência dos microorganismos. • O S.I.I. também reconhece moléculas endógenas que são produzidas por células danificadas ou mortas. • O S.I.I. u;liza diversos ;pos de receptores celulares, presentes em diferentes localizações nas células, e moléculas solúveis no sangue e nas secreções de mucosas para reconhecer PAMP e DAMP. Receptores Celulares de Reconhecimento de Padrões da Imunidade Inata • Receptores do ;po Toll: – São 9 os ;pos de receptores Toll-‐Like funcionais em humanos; – São glicoproteínas de ;po I integrais de membrana que contém repe;ções ricas em leucina flanqueadas por mo;vos caracterís;cos ricos em cisteína em suas regiões extracelulares; – Os TLR também respondem a moléculas endógenas, indicantes de dano celular (HSP); • Receptores citosólicos PAMP x DAMP; – NOD e RIG like; – Resposta ao mecanismo de escape; • NOD Like: – Alguns dos NLR mais estudados estão presentes em células do sistema imune e de barreiras epiteliais; – NOD1 e NOD2 são expressas no citoplasma de diversas células, como epiteliais das mucosas e fagócitos, respondendo a pep;deoglicanos da parede celular bacteriana; • Ainda sobre NOD…. – NOD1 reconhece substâncias derivadas, principalmente, de bactérias gram-‐nega;vas; – NOD2 reconhece molécula dis;nta denominada dipepadeo muramil (gram + e -‐); • Pepadeo liberado por bactérias intra e extracelulares – A subfamília NLRP de NLR responde a PAMP e DAMP citoplasmá;cos através da formação de complexos de sinalização chamados inflassomos, que geram formas a;vas da citocina IL-‐1. • Receptores ;po RIG…..: – São sensores citosólicos de RNA viral que respondem a ácidos nucleicos de vírus através da indução a produção de interferons de ipo I; – Podem reconhecer RNA de fita simples e dupla; – Os dois sub;pos mais caracterizados são: • RIG-‐I e MDA5; Outros Receptores Celulares de Reconhecimento de Padrões • Receptores de Carboidratos: – Os receptores que reconhecem carboidratos na superficie de microorganismos facilitam a fagocitose destes patógenos e es;mulam o desenvolvimento das respostas imunológicas adapta;vas subsequentes; • Receptor de manose: uma das lec;nas mais estudadas, presente em fagócitos. • Dec;nas: receptor presente em células dendrí;cas que auxilia na resposta an;fúngica (dec;na 1 reconhece a forma leveduriforme da Candida albicans, enquanto que a dec;na 2 reconhece as hifas da candida). • Receptores Scavenger; – Formam um grupo de proteínas que foram agrupadas com base caracterís;cas comuns relacionadas à ingestão de lipoproteínas oxidadas pelas células; – SR-‐A e CD36 são expressos pelos macrófagos e medeiam a fagocitose de microorganismos; – Em alguns casos, complementam a ação dos TLR. – Camundongos knockout para genes relacionados aos Scavengers têm maior suscep;bilidade a infecções. Células NK • As células NK representam de 5 a 15% das células mononucleares do sangue e do baço, sendo raras em outros órgãos linfóides; – Encontradas em grande quan;dade no jgado e no útero gravídico; • U;lizam receptores codificados pelo DNA em sua configuração germina;va; – Foco em diferenciar células saudáveis de células alteradas. • Caracterizada pela presença de CD56 e ausência de CD3. • Reconhecimento de células infectadas e sob estresse; • As NK trabalham sob o sistema se sinais de a;vação e sinais de inibição; • Receptores de a;vação reconhecem ligantes em células infectadas e danificadas; • Receptores de inibição reconhecem ligantes que são normalmente expressos em células saudáveis (MHC); • Reconhecimento da ausência de próprio; • O maior grupo de receptores de inibição das NK são os KIR, que são membros da superfamília das Imunoglobulinas; • Os KIR se ligam a diversas moléculas de MHC de classe I; • Outro grupo de receptores de inibição pertence à família das lec;nas de ;po C, dentre eles o mais importante é o NKG2A (CD94) que reconhece o HLA-‐E (MHC-‐I). • Os receptores de a;vação das NK reconhecem um grupo heterogêneo de ligantes que são expressos por células que foram subme;das a estresse infeccioso ou metabólico; • UM receptor de a;vação bem conhecido é o NKG2D, que se liga a proteínas semelhantes ao MHC denominadas MIC-‐A e MIC-‐B, encontradas em células infectadas por vírus e células tumorais; •As principais citocinas da imunidade inata que es;mulam NK são: IL12, IL15, IL18 e interferons de ;po I. Funções efetoras das NKs • Mesmo que CD8+. • Perforinas x Granzimas; • IFN-‐gamma. • Mata células infectadas nos primeiros dias de infecção, enquanto o indivíduo não possui CD8+ anageno-‐específicas. SISTEMA COMPLEMENTO • O sistema complemento foi descrito no final do século XIX. – Estudos acerca da natureza das reações imunes contra as bactérias do soro. • O soro ob;do de animais que foram infectados pode, subsequentemente, aglu;nar-‐se, lisando o patógeno em um tubo de ensaio. • A lise, mas não a aglu;nação, pode ser inibida pelo pré-‐aquecimento do soro por 30min a 56C. Estes estudos indicaram a presença de agentes an;-‐bacterianos no soro • Um é termoestável, é induzido pelo patógeno, e é capaz de aglu;na-‐lo, sem matá-‐lo. – Foi denominado de An;corpo. • O segundo fator sérico é termolábil e ajuda o Ac a destruir o patógeno. – Foi denominado de Complemento. Cascata Protéica • Composta por mais de 40 proteínas (incluindo fatores de regulação). • São basicamente sinte;zados no jgado, embora os macrófagos possam fazê-‐lo nos locais de inflamação. • Possui 4 vias: alterna;va, clássica e da lec;na. – Todas podem iniciar a 4 via (a via comum ou a via de ataque a membrana). Proteínas do Sistema Complemento • Maior parte é solúvel (algumas agem ligadas à membrana). • A concentração sérica total das proteínas do complemento é de 3-‐4 g/L (10% das proteínas séricas). • A;vidades em decorrência da a;vação do complemento: – Lise; – Produção de mediadores inflamatórios; – Solubilização dos complexos Ag/Ac. Estado do Componente Nomenclatura Moléculas pecursoras C maiúsculo seguido por um númeropara as vias clássicase comum, ex.: C1 e C2. Letra maiúscula seguida por um número para a via alternatva: ex.: B1. Fragmentos Sufixo em letra minúscula: ex.: C4a, C2b (os fragmentos “a” são menores que os fragmentos “b”. Componentes ina;vados Letra “I” como prefixo: ex.: iC3b. Estados de a;vação Barra sobre os símbolos: ex.: C4b2b. A via final comum pode ser a;vada pela via clássica ou pela via alterna;va, que são iniciadas por complexos anageno-‐an;corpo e bactérias, respec;vamente, ou pela via da lec;na. Os 3 principais resultados da a;vação são a depuração dos complexos, a liberação de mediadores biologicamente a;vos e a lise celular direta. Provavelmente mais primi;va, e cons;tui uma parte do sistema imune inato. É provavel que esteja evolu;vamente no “meio do caminho”, interagindo diretamente com os patógenos, sendo então parte do sistema imune inato, mas estruturamente semelhante a parte dos componentes da via clássica. Rela;vamente recente, depende dos an;corpos para ser a;vada e atua no sistema imune adapta;vo. A;vada pela interação Ag + Ac (complexo imune). A formação do complexo altera a estrutura do Ac que passa a expor um local de ligação do sistema complemento: C1. C1 é composto por: uma C1q, duas C1s e duas C1r. Os complexos Ag-‐Ac se ligam ao C1q. O complexo C1qrs cliva C4 e C2 para formar a C3 convertase da via clássica, C4b2b. Após a clivagem de C3, a C5 convertase é formada. Os fragmentos biologicamente a;vos C4a e C3a são gerados. O C3b, sozinho, exerce outras ações e pode também con;nuar a a;vação da via alterna;va. • A via da Lec;na ligante de Manose (MBL) é similar estruturalmente ao C1q, sendo a;vada pela ligação a microorganismos. • Assim como o C1q, forma uma estrutura em forma de tulipa, permi;ndo a ligação de duas serinas proteases às hastes. – Serinas proteases associadas à MBL 1 e 2 ou MASP 1 e 2). • Assim a;vam as MASPs que a;vam C4. • O restante da via é igual à via clássica. Reação conanua e lenta. A disponibilidade de C3 é o requisito essencial para a a;vação da via. • C3 gera C3b, C3bB e C3bBb, que por sua vez, cliva C3. • O processo é acelerado pela estabilização de enzimas a;vas nas paredes das bactérias ou pela produção de C3b pela via clássica. As C5 convertases geram C5b e a molécula pró-‐inflamatória C5a. O C5b67 se liga à membrana da célula-‐alvo e, com a adição de C8 e C9, há a formação do complexo de ataque à membrana. Esta via comum gera a C5a, e forma a “molécula assassina” (complexo de ataque à membrana – MAC) que danifica as membranas. Mecanismos de controle do sistema complemento • Via clássica – Inibidor de C1 (C1 esterase) – Na circulação, há o fator 1 (que degrada C3b) – E o fator H que acelera a reação do fator 1 ligando-‐se a C3b. – Fator 1 também pode degradar C4b – Proteína S, SP 40,40 e a carboxipep;dase N tambématuam como reguladoras. • Via comum – CD59 (ou protec;na) • Evita danos ocasionais à membrana. Receptor Ligante Distribuição celular Função Número CR-‐1 C3b e C4b Eritrócitos, Granulócitos, monócitos Depurador de complexos imunes. Aumento da fagocitose. CD35 CR-‐2 C3d e iC3b Linfócitos B A;vação de LB. Receptor para o EBV. CD21 CR-‐3 iC3b e C3b Monócitos, granulócitos Adesão celular. CD11b/CD18 CR-‐4 iC3b e C3b Neutrófilos, monócitos, células dendrí;cas Aumento da fagocitose. CD11c/CD18 Receptor de C3a/C4a C3a e C4a Mastócitos, Basófilos Desgranulação Desconhecido Receptor de C5a C5a, C5a-‐desarg Mastócitos, Basófilos, Neutrófilos e Células Endoteiais Desgranulação, Quimiotaxia, Aumento da permeabilidade vascular. CD88 Os complexos imunes podem ser transportados ao baço e ao jgado a t r avés dos eritrócitos que apresentam receptores para C3b (CR-‐1) para depuração. Outros fatores de Imunidade Humoral • Proteína C-‐rea;va (C-‐polissacarídeo de Pneumococcus); – Produzida no jgado e se liga diretamente às paredes das bactérias, a;vando o sistema complemento pela via clássica. – Seus níveis aumentam de 10 a 100 vezes nas primeiras horas após o início do processo infeccioso/ inflamatório. – Meia vida rela;vamente curta – ú;l no monitoramento de processos infecciosos/ inflamatórios. Outros fatores de Imunidade Humoral • Fibronec;na é uma proteína circulante capaz de se ligar a bactérias, principalmente estafilococos e estreptococos. – Por se ligar também a macrófagos, ela favorece a remoção desses microorganismos. – Sua concentração reduz durante a infecção, assim como ocorre com a PCR. – Usada no monitoramento de infecções, principalmente em bebês prematuros. Outros fatores de Imunidade Humoral • A Lisozima é uma enzima bactericida secretada na saliva, lágrimas, e outros fluidos. – Encontrada também nos neutrófilos. – Ela cliva os proteoglicanos das paredes celulares de bactérias em um ponto preciso, clivando as ligações entre a N-‐ace;lglicosamina e o ácido N-‐ ace;lmuramínico. RECRUTAMENTO DE LEUCÓCITOS PARA OS SÍTIOS DE INFECÇÃO • TNF e IL1 induzem as células endoteliais das vênulas pós-‐capilares a expressar tanto a E-‐ selec;na quanto a aumentar a expressão de ICAM-‐I e VCAM-‐I, ligantes de integrinas de leucócitos; • TNF e IL1 também es;mulam a secreção de quimiocinas como CXCL1 e CCL2 por diversas células, que se liga a receptores em neutrófilos e monócitos respec;vamente, elevando a afinidade das integrinas; FAGOCITOSE E MORTE DOS MICROORGANISMOS POR FAGÓCITOS Espécies rea;vas de oxigênio • Macrófagos e neutrófilos a;vados convertem o oxigênio molecular em espécies rea;vas de oxigênio (ROS). – Agentes oxida;vos altamente rea;vos que destroem microorganismos (e outras células); Óxido Nítrico • Além de ROS, os macrófagos produzem, espécies rea;vas de nitrogênio, principalmente o óxido nítrico; • Destrói microorganismos; • Trabalha juntamente com ROS. Enzimas proteolí;cas • Macrófagos e neutrófilos produzem enzimas proteolí;cas nos fagolisossomos para destruir os patógenos fagocitados; • Entre elas temos a elastase e a catepsina G. Ação biológica dos Interferons do Tipo I Es;mulação da imunidade adapta;va por respostas imunes inatas Células Dendrí;cas Marcador Imatura Madura Imatura Madura 1-‐Marcadores de subgrupos de células dendrí;cas CD1c + ++ -‐ -‐ CD123 (IL-‐3R) -‐ -‐ + ++ 2-‐Moléculas das DCs importantes para função Moléculas envolvidas na coes;mulação de LT (CD80, CD86) + +++ + +++ Moléculas do MHC de classe I para apresentação de AG para CD8+. + +++ + +++ Moléculas do MHC de classe II para apresentação de AG para CD4+. + +++ + +++ Percepção de patógenos pelas DCs • Principal função das DCs. • Receptores de reconhecimento de padrões (PRRs). • Padrões moleculares associados a patógenos (PAMPs). • Toll-‐like (TLR). • Com o sistema PRR-‐PAMPs a DC não consegue diferenciar o estafilococos e o estreptococos, mas reconhece seu perigo. Receptor de Reconhecimento de Padrões (PRR) Padrão molecular associado a patógenos (PAMPs) PAMP presente em: PRR presente em: TLR2 Pep;deoglicano Bactérias Gram-‐ posi;vas mDC TLR3 RNA de dupla fita Vírus mDC TLR4 Lipopolissacarídeo Bactérias Gram-‐ nega;vas mDC TLR5 Flagelina Bactérias mDC TLR7 RNA de fita única Vírus pDC TLR9 DNA de fita única Vírus pDC Consequência da a;vação das DCs • Ligação PAMP + PRR a;va a DC. • Função da DC imatura: – Obter amostras do microambiente buscando patógenos (dendritos). – Alta capacidade endocí;ca. mDC imatura mDC madura Alta capacidade de pinocitose A pinocitose cessa Baixo nível de expressão de moléculas de a;vação de LT Aumenta expressão de CD80, CD86e moléculas de MHC. Baixo nível de expressão da maquinaria necessária para apresentação de Ag Começa a processar Ag microbianos, apresentando MHC. Geralmente localizada e sedentária Começa a migração a;va para algum linfonodo próximo Secreção mínima de citocinas Secreção a;va de citocinas disponíveis para a es;mulação de LT, em par;cular, IL-‐12. Mastócitos • Estão presentes na pele e no epitélio da mucosa; • Rapidamente secretam citocinas inflamatórias e outros lipídios em resposta a infecções e outros esamulos; • Contém grânulos ciplasmá;cos contendo diversos mediadores inflamatórios; – Grânulos possuem aminas vasoa;vas (histamina) que provocam vasodilatação e aumento da permeabilidade capilar e enzimas proteolí;cas que podem matar bactérias ou ina;var toxinas microbianas. • Induz inflamação aguda e pode ser a;vado por TLR também.
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