AULA 05 - MHC

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LORRANE BRAGA RANGEL LXIX - UFG 
• HLA – antígeno leucocitário humano 
• O sistema imune não é exclusivo de para nos 
proteger contra agentes infecciosos 
Histórico 
• Cruzamentos endogâmicos 
• Cruzamentos de camundongos com um gene 
diferente → enxertos rejeitados 
• Os enxertos entre camundongos iguais não 
foram rejeitados 
• Descoberta de que existiam estruturas na 
superfície celular que regulavam a resposta 
imune 
1974 → identificação de que os linfócitos TCD8 só 
respondiam a antígenos representados por células do 
mesmo indivíduo 
• A rejeição de tecidos é mediada por células 
T 
• Apenas células próprias são capazes de 
apresentar os antígenos para os linfócitos T 
1987 → identificação da estrutura terciária do MHC 
Foi demonstrado que uma única região genética no 
cromossomo 17 é primariamente responsável pela 
rápida rejeição de enxertos teciduais, e essa região 
foi chamada de locus de histocompatibilidade principal 
Aspectos importantes do reconhecimento de 
antígenos da imunidade adaptativa 
• BCR, TCR e MHC → pertencem a superfamília 
das imunoglobulinas 
• Todos possuem de uma calda citoplasmática 
curta → precisam de moléculas sinalizadoras 
para que a informação seja repassada 
As células T para serem ativadas dependem 
obrigatoriamente do processamento e 
apresentação de antígenos 
• Não reconhecem antígenos solúveis 
• A principal função dos linfócitos T é de erradicar 
infecções por microrganismos intracelulares 
e ativar outras células, como macrófagos e 
linfócitos B 
• Fazem a detecção de antígenos que estejam 
sendo exibidos por moléculas da superfície 
celular 
• Essa tarefa de exibir antígenos associados ao 
hospedeiro é realizada por proteínas 
especializadas chamadas moléculas do 
complexo de histocompatibilidade (MHC) 
Os linfócitos B reconhecem antígenos em estado 
conformacional in natura → ele internaliza, processa e 
apresenta antígeno 
As moléculas de MHC exercem papel decisivo na 
segregação dos antígenos internalizados oriundos 
do meio externo versus antígenos produzidos dentro 
das células 
• O MHC é uma região 
Propriedades do MHC 
• Herança codominante 
• Polimorfismo 
• Dificuldade para transplante de órgãos 
• Gene mais variável que nós temos 
• As formas físico-químicas de antígenos 
reconhecidos por células T diferem dos 
reconhecidos pelas células B 
• A maioria dos linfócitos T reconhecem apenas 
peptídeos curtos 
• A função das moléculas de MHC é de se ligar 
e exibir peptídeos para o reconhecimento pelas 
células T CD4+ e CD8+ 
• Esse reconhecimento também é requerido para 
a maturação das células T 
• Restrição do MHC: uma única célula T só 
pode reconhecer um antígeno especifico 
exibido por uma molécula específica de MHC 
 
Captura do antígeno 
• Células T sozinhas não respondem a antígenos 
• Macrófagos, DCs, linfócitos B 
• As células apresentadoras de antígenos 
apresentam para células TCD4+ 
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• Todas as células nucleadas podem apresentar 
antígeno para os TCD8+, mas nem todas são 
chamadas de APC 
Propriedades das APCs 
• DCs, macrófagos e células B expressam 
moléculas de MHC de classe II 
• DCs – células naive 
• Essas células, além de apresentarem 
antígenos, também liberam outros sinais 
necessários para a ativação das células T 
• Apresentação do antígeno – primeiro sinal 
• As moléculas ligadas à membrana das APCs 
que atuam junto com os antígenos para 
estimular as células T são chamados de 
coestimuladores 
• Respondem melhor na presença de agentes 
microbianos 
• Adjuvantes são produtos microbianos, que 
elicitam respostas imunes inatas, como fazem 
os microrganismos 
 
As células T também respondem com sinais que 
intensificam a ação das APCs: 
• Ligante de CD40 
• Secreção de IFN-gama 
Papel das células dendríticas: 
• Epitélios → linfonodos 
• Sangue → baço 
• As DCs estão presentes nos epitélios 
• As DCs ativadas perdem sua adesividade 
pelos epitélios e começam a expressar o 
receptor para quimiocinas CCR7 → 
quimiocinas CCL19 e CCL21 
• As células T naive também expressam CCR7 
Outras células: 
• Nas respostas imunes celulares, os 
macrófagos apresentam os antígenos de 
microrganismos fagocitados para as células 
T efetoras que respondem ativando os 
macrófagos para que eles destruam os 
microrganismos ingeridos 
• Nas respostas imunes humorais, os 
linfócitos B internalizam antígenos proteicos e 
apresentam peptídeos derivados destas 
proteínas às células T auxiliares 
• Todas as células nucleadas podem apresentar 
peptídeos aos CD8+ 
o Infecções virais 
o Câncer 
Propriedades do MHC 
• Estruturalmente o MHC I e II são diferentes 
• Antígenos leucocitários humanos (HLA) → 
são antígenos de outros indivíduos que são 
capazes de iniciar uma produção de anticorpos 
quando introduzidos dentro de outro indivíduo, 
como em transfusões e transplantes; É o 
complexo de histocompatibilidade principal 
• Genes H-2 
Fenômeno de restrição do MHC 
• Quando um camundongo é infectado por um 
vírus, células CD8+ específicas são ativadas e 
se diferenciam em CTLs no animal 
• Essas células reconhecem e matam as células 
infectas pelos vírus somente se essas células 
expressarem moléculas MHC que são 
expressas no animal do qual os CTLs foram 
extraídas 
 
Genes do MHC 
• Polimórficos → variações em um gene entre 
indivíduos de uma população não 
consanguínea 
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• As moléculas não polimórficas codificadas no 
MHC não apresentam peptídeos para o 
reconhecimento pela célula T 
• Os genes do MHC são os mais polimórficos 
que temos 
• As variações nas moléculas de MHC resultam 
da herança de sequências de DNA distintas 
e não são induzidas por recombinação 
• Os genes do MHC estão expressos 
codominantemente, o que significa que alelos 
herdados de ambos os pais são expressos de 
forma igual 
 
Loci dos genes 
Há 3 loci polimóficos do gene de classe I → HLA-A, 
HLA-B e HLA-C 
• Cada pessoa herda um conjunto desses genes 
de cada um dos pais, de modo que as células 
podem expressar seis diferentes moléculas de 
classe I 
• MHC I → uma cadeia alfa (interação antígeno 
– alfa 1 e alfa 2) a cadeia transmembrana é a 
alfa 3 
No locus de classe II (HLA – DP, DQ e DR): 
• 1 DPA e um DPB 
• Dois HLA - DQalfa e um HLA - DQbeta 
• E dois para DRbeta e um para DRalfa 
• O polimorfismo reside na cadeia beta 
• O MHC II possui 2 porções uma alfa e outra 
beta 
• As regiões alfa 1 e beta 1 são responsáveis por 
apresentares os antígenos 
• A região DM não tem relação com a 
apresentação de antígeno 
Região de classe III → síntese das proteínas do sistema 
complemento 
 
Expressão de moléculas do MHC 
• As moléculas de classe I são expressas em 
praticamente todas as células nucleadas 
• As moléculas de classe II são expressas 
apenas em DCs, linfócitos B, macrófagos, 
células epiteliais tímicas 
• A expressão do MHC é aumentada por 
citocinas 
• O interferon gama fornece um mecanismo 
pelo qual a imunidade inata promove a 
imunidade adaptativa, aumentando a 
expressão do MHC II 
 
Estrutura do MHC 
• Cada molécula de MHC consiste em uma 
fenda de ligação ao peptídeo extracelular, 
seguida de um domínio tipo imunoglobulina 
e de domínios transmembrana e 
citoplasmático 
o MHC I – uma cadeia codificada por 
MHC e uma não MHC – codificada 
o MHC II – 2 cadeias MHC – codificadas 
• Os resíduos de aminoácidos polimórficos das 
moléculas do MHC estão localizados na e 
adjacentes à fenda de ligação ao peptídeo 
o Esta porção da molécula se liga aos 
peptídeos 
• Os domínios tipo Ig não polimórficos contêm 
sítios de ligação para os linfócitos 
o CD4 – classe II 
o CD8 – classe I 
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MHC I 
• Consiste em duas cadeias polipeptídicas 
unidas por ligação não covalente 
• Cadeia alfa (pesada) MHC– codificada 
• Subunidade não codificada – B2 microglobulina 
/ cadeia leve 
o É uma cadeia invariável 
o Interage de forma não covalente com 
alfa 3 
• Os resíduos carboxiterminais da cadeia alfa 
estão no citoplasma 
• Os segmentos aminoterminais Alfa 1 e 2 
interagem para formar a fenda de ligação→ 
Apresentação de antígenos → sujeitas a 
polimorfismo 
• As extremidades da fenda de ligação ao 
peptídeo da classe I são fechadas de modo a 
impedir a acomodação de peptídeos maiores 
• Região alfa 3 → extremamente conservada, 
pois não interage com os antígenos 
o Contém a maior parte do sítio de 
ligação CD8 
o Atravessa a bicamada 
o A molécula de CD8 usa a região alfa 3 
para ancoragem → facilitação da 
apresentação e atividade ; (A porção 
B2 microglobulina também pode 
participar) 
• IFNs – Tipo I e II → aumenta a expressão de 
MHC I 
• Apresenta antígenos de tamanho limitado → 8 
a 11 aminoácidos 
• Os antígenos são essenciais para manter a 
estabilidade do MHC, assim, apenas moléculas 
do MHC carregadas com peptídeos são 
expressas nas superfícies celulares 
 
 
 MHC II 
• Presentes em APCs (DCs, macrófagos e 
linfócitos B) 
• Apresenta antígenos maiores – peptídeos 10-
30 aminoácidos 
• Apresentação para TCD4 
• Células linfoides inatas, células epiteliais 
tímicas 
• IFN II 
• São compostos por duas cadeias 
polipeptídicas associadas de modo não 
covalente 
• Ambas as cadeias são codificadas por genes 
polimórficos 
• Os segmentos aminoterminais de alfa 1 e beta 
1 interagem para formar a fenda de ligação 
o A maior parte do pleomorfismo está na 
cadeia beta 
o A extremidade da fenda é aberta – 
peptídeos maiores podem se ligar 
• Os segmentos alfa 2 e beta 2 são dobrados em 
domínios Ig e são não polimórficos 
o O CD4 se liga em alfa 2 ou beta 2 que 
são conservadas 
o Atravessam a membrana 
 
A expressão estável da molécula de MHC requer as 
duas cadeias e um peptídeo ligado 
Interação peptídeo – molécula de MHC 
• As moléculas do MHC apresentam ampla 
especificidade para ligação peptídica → cada 
molécula pode ligar a muitos peptídeos 
diferentes 
• Os peptídeos que se ligam a moléculas do 
MHC compartilham características estruturais 
que permitem esta interação 
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• Se ligam apenas a peptídeos 
• As moléculas de MHC adquirem a sua carga de 
peptídeos durante a sua biossíntese, 
montagem e transporte no interior das células 
o Classe I – proteínas citossólicas 
o Classe II – proteínas em vesículas 
intracelulares 
• Apenas moléculas de MHC carregadas com 
peptídeos são expressas estavelmente na 
superfície das células 
• As moléculas de MHC podem apresentar 
peptídeos derivados de proteínas próprias do 
indivíduo, bem como peptídeos de proteínas 
estranhas 
• Números muito pequenos de MHC conseguem 
ativar os linfócitos 
• A ligação MHC – peptídeo dura por muitos dias 
• As moléculas de MHC não são capazes de 
exibir antígenos intactos, por isso, eles 
precisam ser processados anteriormente 
 
Processamento de antígenos proteicos 
• Conversão de antígenos proteicos em 
peptídeos ligados ao MHC 
• A ligação do peptídeo às moléculas do MHC 
ocorre antes da expressão na superfície 
celular e é um componente integral da 
biossíntese e montagem das moléculas de 
MHC 
• Proteínas no citosol → degradadas por 
proteassomos → MHC I 
• Proteínas ingeridas → lisossomos → MHC II 
• O sítio de proteólise é o principal 
determinante de qual molécula de MHC que o 
peptídeo vai se ligar 
Processamento por MHC - I 
• Antígenos intracelulares 
• As proteínas microbianas presentes no citosol 
derivam de microrganismos que sobrevivem 
no citosol (vírus), bactérias extracelulares 
que injetam proteínas no citosol, organismos 
fagocitados que escapam para o citosol 
• Uma vez no citosol, os antígenos de 
microrganismos fagocitados são processados 
da mesma forma como os citosólicos 
• Proteínas inadequadamente dobradas 
também podem ser degradadas em 
proteassomos 
o Nas células tumorais, várias 
proteínas mutantes podem ser 
apresentadas para CLTs via MHC I 
Apresentação cruzada = células podem interagir ou 
fagocitar uma outra célula já infectada ou tumoral e 
formar um fagossomo → os antígenos não são 
degradados, mas liberados no citoplasma → ubiquitina 
→ proteassoma → degradado 
Digestão de proteínas nos proteassomos 
• Geração de proteínas que são capazes de se 
ligar ao MHC I 
• Os proteassomos realizam uma função de 
manutenção básica nas células, degradando 
muitas proteínas danificadas ou incorretamente 
dobradas 
• Destruição de proteínas em proteassomos → 
precisam ser marcados pela ubiquitina para 
serem degradadas 
• Os proteassomos tem ampla especificidade de 
substrato e pode gerar uma grande variedade 
de peptídeos 
• O IFN gama aumenta a transcrição de 
subunidades específicas dos proteassomos, 
que faz com que peptídeos contenham 
aminoácidos que facilitam a ligação ao MHC I 
Transporte dos peptídeos 
• Os peptídeos gerados pelos proteassomos no 
citosol são translocados por um transportador 
para dentro do RE, onde as moléculas de MHC 
I recém-sintetizadas estão disponíveis para a 
ligação 
• Transportador associado ao processamento 
antigênico (TAP) 
 
 
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Montagem do complexo peptídeo – MHC 
• Na face luminal da membrana do RE, a 
proteína TAP se associa a uma proteína 
chamada de tapasina, que tem afinidade por 
moléculas de MHC I recém-sintetizadas 
• A tapasina aproxima o transportador TAP a um 
complexo contendo moléculas de MHC I 
• Os peptídeos presentes no RE podem ser 
aparados até o tamanho apropriado para se 
ligar ao MHC pela aminopeptidase RE-
residente (ERAP) 
• Uma vez que as moléculas do MHC I estejam 
carregadas com o peptídeos, elas perdem 
afinidade pela tapasina e o complexo sai do RE 
e pode ser transportado para a superfície 
celular 
• O antígeno se liga ao MHC I → é liberado → 
CG → apresentado na parede da célula 
 
Os peptídeos transportados para o interior do RE 
preferencialmente se ligam a moléculas do MHC I e 
não as do MHC II: 
• As moléculas do MHC I ficam perto da TAP, 
capturando rapidamente os peptídeos 
• As fendas de ligação ao peptídeo das 
moléculas de MHC II recém-sintetizadas no RE 
são bloqueadas por uma proteína chamada 
cadeia invariante 
Expressão de superfície dos MHC I 
• Os complexos produzidos no RE se movem 
para o CG e são transportados para a 
superfície celular em vesículas endocíticas 
• Uma vez na membrana, eles podem ser 
reconhecidos por células T CD8+ 
Processamento por MHC – II 
• Apresenta pra TCD4+ 
• Antígenos extracelulares endocitados 
• Envolve a degradação proteolítica de proteínas 
em endossomos tardios e lisossomos 
• Ligação ao MHC II nesse compartimento 
vesicular acídico 
Marcação de antígenos proteicos como alvos para 
lisossomos 
• Proteínas extracelulares capturadas por 
endocitose, fagocitose, pinocitose 
• Proteínas intracelulares – autofagolisossomos 
(autofagia) 
• As APCs internalizam esses antígenos 
• Após a internalização, esses antígenos se 
tornam localizados em vesículas intracelulares 
ligadas à membrana chamadas endossomos 
→ são enviadas para lisossomos 
• Realização da fagocitose → fagossomo → 
fusão com um lisossomo formando o 
fagolisossomo → degradação da estrutura 
• Até os vírus podem produzir moléculas que 
param nas vesículas lisossômicas 
Digestão nos lisossomos 
• Degradação enzimática, gerando peptídeos 
capazes de se ligarem ao MHC II 
• Proteases (catepsinas) 
Biossíntese e transporte do MHC II 
• São sintetizadas no RE e transportados para os 
endossomos com uma proteína associada 
(cadeia invariante) que ocupa as fendas de 
ligação ao peptídeo 
o Enquanto o MHC de classe II está no 
RE seu sítio de ligação fica ocupado, 
evitando que o antígenodo MHC I se 
ligue no de classe II 
• Essa cadeia invariante direciona as moléculas 
de MHC II para os endossomos tardios e 
lisossomos 
• O MHC II cai no citoplasma e se encontra com 
o fagolisossomo, onde irão se associar com os 
peptídeos 
 
Associação aos peptídeos 
• Dentro das vesículas endossômicas a cadeia 
invariante (Ii) se dissocia das moléculas de 
MHC II via ação de enzimas proteolíticas e da 
molécula HLA-DM 
• As enzimas proteolíticas são capazes de 
degradarem a cadeia invariante, deixando 
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apenas um remanescente de 24 aminoácidos 
(CLIP) 
• O deslocamento do CLIP e a sua substituição 
por um peptídeo antigênico de maior afinidade 
ocorre por meio da ação do HLA-DM 
o Ele é codificado no locus do MHC II 
o Não são polimórficas e não são 
expressas na superfície celular 
o Atua como um trocador de peptídeo 
o Facilita a remoção do CLIP e a adição 
do peptídeo 
o Edita o repertório de peptídeos → 
peptídeos de alta afinidade podem se 
ligar 
• O antígeno previamente degradados no 
fagolisossomo se liga ao MHC II → exocitado 
→ superfície celular 
Expressão do complexo peptídeo – MHC II na 
superfície celular 
• As moléculas de MHC II são estabilizadas 
pelos peptídeos ligados e são expressos na 
superfície celular onde podem ser 
reconhecidos pelo T CD4 
 
Apresentação cruzada 
• Algumas células dendríticas têm a capacidade 
de capturar e ingerir células infectadas por 
vírus ou células tumorais e apresentar os 
antígenos aos linfócitos T CD8+ 
• Os antígenos ingeridos são transportados das 
vesículas para o citosol, onde entram na via de 
classe I 
• Um tipo celular (a DC) pode apresentar 
antígenos de outra célula e condicionar células 
T específicas 
 
O processo de apresentação cruzada é importante para 
que as respostas de célula T CD8+ a vírus, outros 
microrganismos citosólicos e tumores → permite que as 
DCs (APCs profissionais) apresentem antígenos 
produzidos em outras células para os CD8+ 
Significância fisiológica: 
• A apresentação via MHC influencia na natureza 
das respostas das células T a diferentes 
antígenos 
• Antígenos sintetizados endogenamente, 
como proteínas virais e tumorais são 
reconhecidos por CD8+ especificas para 
MHC I 
• Antígenos extracelulares que terminam em 
vesículas endossômicas ativam as CD4+ 
específicas para MHCII 
• As células CD4+ ativam células B e 
macrófagos 
• Os receptores dos linfócitos T não conseguem 
reconhecer qual microrganismos é intracelular 
e qual é extra, assim, as moléculas de MHC 
servem como guia 
 
Imunogenicidade de antígenos proteicos 
• Os epítopos de proteínas complexas que 
desencadeiam as respostas mais fortes de 
célula T são os peptídeos gerados por 
proteólise nas APCs e que se ligam mais 
avidamente ao MHC 
• A expressão de alelos de MHC de classe II 
particulares em um indivíduo determina a 
capacidade deste indivíduo de responder a 
antígenos particulares 
o Ex: alguns indivíduos não respondem a 
vacinas, provavelmente porque suas 
moléculas de HLA não podem se ligar 
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e exibir os principais peptídeos do 
antígeno 
MHC x doenças autoimunes 
• + frequentes em mulheres 
• Polimorfismos genéticos múltiplos + fatores 
ambientais 
• Mutações no HLA 
• 1 mutação = mais de uma doença (regulação e 
desenvolvimento da resposta imune) 
MHC x transplantes