IMUNOPATOLOGIA RESPOSTA BACTERIA

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Resposta imune a bactérias – 19/11
A resposta não é única, genericamente contra bactérias. Ela varia dependendo do grau de agressão que a bactéria está causando. 
Para causar doença, uma bactéria precisa ser capaz de invadir o organismo, se fixar, evadir a resposta imune e causar agressão. São muitas coisas, por isso, pouquíssimas bactérias são patogênicas em condições normais. A maioria é eliminada já pelas barreiras físicas e químicas, como a pele, o sistema mucociliar, as enzimas na saliva...
Mas vamos imaginar que temos uma bactéria, houve um corte na pele, por exemplo, e ela conseguiu entrar. O que acontece no seu corpo?
A primeira coisa para uma resposta é reconhecer que precisa haver uma resposta. Não há resposta imune sem reconhecimento do patógeno. E isso ocorre por receptores que reconhecem PAMPs (padrões moleculares associados a patógenos). Esses receptores se chamam PRRs (receptores que reconhecem PAMPs).
Quem expressa esses receptores são, principalmente, macrófagos e células dendríticas, as sentinelas. Por enquanto estamos na imunidade inata, então ainda não tem linfócito. 
O que diferencia a inata da adaptativa é que tem menor especificidade, não forma memória, menor tempo de resposta, e uma maior diversidade de células participando.
Uma ressalva importante: esses receptores para PAMPs estão presentes não só em células imunes, mas em todas as nossas células. Assim, qualquer célula pode dar início a uma resposta, sinalizar para o organismo que tem algo estranho ali. Ela faz isso expressando moléculas na sua superfície, ou produzindo moléculas sinalizadoras, como citocinas.
Isso é muito importante porque o sistema imune é nômade, suas células ficam circulando. Elas têm capacidade de migrar para onde está a infecção, mas não podem estar em todos os lugares ao mesmo tempo, então é crucial que qualquer célula possa perceber que está ocorrendo uma agressão e dar o sinal.
Então a célula epitelial, que também tem receptores de imunidade inata, vai perceber a bactéria que acabou de entrar e começar a produzir citocinas e outros mediadores químicos, estimulando outras células. Chamam os macrófagos. 
Eles também têm esses PRRs, além de uma série de outros receptores. Também produzem citocinas.
Só um parêntesis: não é só PAMPs que eles reconhecem. Também pode ser DAMPs, moléculas do nosso próprio corpo que sinalizam dano. Por exemplo, ATP extracelular, que indica que células se romperam, liberando-o no meio.
Outro problema com essa definição de PAMPs é que essas moléculas não são exclusivas de patógenos, como LPS, que é bem genérico. Por isso, não é só reconhecer PAMPs, a célula também tem que sentir se o microrganismo está causando mal. Não faz sentido ativar a mesma resposta para uma bactéria que entrou ali por acaso e já vai ser eliminada e uma super patogênica. A célula sente isso, por exemplo, se a bactéria invadiu para o citoplasma, manipula citoesqueleto, forma poros na membrana. Só o LPS já faz ela reagir, mas se há todos esses danos, a resposta não só é mais intensa como também diferente, vai expressar outras citocinas. É uma diferença quantitativa e qualitativa.
A célula epitelial foi ativada, está produzindo citocinas, agora o macrófago veio e reconheceu a bactéria. Além de PRR, ele tem outros receptores: para citocinas, para ele ser continuamente estimulado; para Fc de imunoglobulina, já vamos explicar por que; e um muito importante, para fagocitose, que é a função do macrófago. Agora é que a resposta começa de fato a matar. 
Os receptores fagocíticos vão reconhecer a bactéria e englobá-la. Isso forma o fagossomo, que se funde com o lisossomo, com a presença de enzimas para degradar a bactéria. Também são liberadas espécies reativas de oxigênio e óxido nítrico. A fagocitose é importante para bactérias extracelulares, que são as que estão no meio extracelular podendo ser fagocitadas.
Uma coisa muito importante na fagocitose é a opsonização. São moléculas que vão se ligar a uma bactéria, fazendo com que um macrófago, por exemplo, possa fagocitá-la, quando antes não conseguia. Algumas bactérias o macrófago não consegue fagocitar. Seja porque ele não tem receptor para ela, ou ela pode ter uma cápsula cheia de açúcar que dificulta. Mas se ela estiver cheia de moléculas do sistema complemento, ou anticorpos, aí ele consegue. Para isso que serve aquele receptor de Fc que foi falado, para reconhecer esses anticorpos.
Agora sobre a célula dendrítica: ela é a ponte entre a imunidade inata e a adaptativa. Também tem aqueles receptores todos, também fagocita, mas a diferença é que o macrófago fagocita, mas não sai do tecido onde está. Já a célula dendrítica sai do tecido, para levar essas informações, que têm que chegar à imunidade adaptativa.
Na verdade, poucas bactérias causam uma infecção que chega até aí. A resposta inata é muito eficiente, tanto que só uma fração muito pequena de seres vivos tem a adaptativa e o resto sobrevive muito bem. 95% só têm a inata. E entre os que têm a adaptativa, só 15% chegam lá.
A célula dendrítica reconheceu PAMP, fagocitou, produziu citocinas, e agora ela precisa ir para o linfonodo, levar a informação para os linfócitos. Lá ela vai apresentar o antígeno para eles e ativá-los com aqueles três sinais. Mas, do jeito que ela está, ela não consegue migrar; ainda está imatura. Ela não sabe migrar – era residente naquele tecido, não foi recrutada como os macrófagos. Nesse estado, ela também não expressa significativamente MHC, nem molécula coestimulatória, e nem produz as citocinas do terceiro sinal, ou seja, não ativa linfócito. Então, quando é ativada ela precisa passar por maturação.
Depois desse processo, ela se torna uma eficiente célula apresentadora de antígeno (APC), pois aumenta a expressão de MHC, de coestímulo e começa a produzir citocinas. Ela também muda de forma, ficando com a conformação cheia de “dendritos” que a gente conhece, e ganha capacidade migratória, pois passa a expressar receptores para quimiocina. Assim ela migra para onde estão essas quimiocinas para os quais ela tem receptor, que é no linfonodo. O que faz uma célula migrar são quimiocinas, e essas no caso vão atraí-la pelos vasos linfáticos até o linfonodo mais próximo.
Células dendríticas estão sempre fagocitando coisas; processam, expressam na membrana, e nada acontece, não são ativadas. Qual a diferença? É que para haver a ativação, precisa da ativação dos PRRs, tanto da membrana quanto intracelulares. Ou seja, não é só fagocitar, precisa reconhecer que aquilo representa perigo.
Isso é importante para evitar ativação excessiva do sistema imune, pois qualquer resposta sempre causa dano tecidual, logo só deve ser feita se for mesmo necessário. Por isso as células imunes costumam precisar de mais de um sinal para serem ativadas, como o linfócito que precisa de três.
Então a célula dendrítica sofreu maturação, saiu do tecido, migrou para o linfonodo onde tem as quimiocinas para o receptor que ela passou a expressar. Agora vamos deixar ela lá e ver o que está acontecendo no tecido enquanto isso.
Aquele monte de citocinas produzidas pelas células epiteliais, macrófagos, células dendríticas, estão inundando o tecido, e gerando uma resposta inflamatória. O que isso quer dizer? O que é visível são aqueles sinais cardinais, dor, calor, etc. Mas basicamente inflamação = recrutamento de células. Porque o que essas citocinas fazem é sinalizar chamando outras células. (Estamos falando citocinas, mas na verdade são vários mediadores.)
As primeiras células a chegar são os neutrófilos. Eles são muito eficientes na fagocitose, sua função é matar. 
Por que eles são os primeiros a chegar? O que faz com que uma célula migre são os receptores que ela tem, que vão reconhecer uma citocina que está em tal lugar. E essas primeiras citocinas que são produzidas no tecido atuam nos vasos sanguíneos, fazendo com que o endotélio passe a expressar receptores que reconhecem neutrófilos. Ao longo da infecção, essas citocinas vão mudar, chamando outras células, que vão ser necessárias em outrasfases.
É importante entender que esses receptores não chamam os neutrófilos por alguma atração mística. Essas células estão sempre circulando no sangue, em abundância. Então, de repente, uma região do vaso passa a expressar algo que as segura.
Isso acontece por interação de moléculas de adesão, entre o endotélio e o neutrófilo (integrinas que o endotélio passa a expressar, e selectinas que o neutrófilo tem). Mas essa interação a princípio é fraca. Então o neutrófilo liga e solta, liga e solta. Como o fluxo sanguíneo é forte, isso faz com que ele vá rolando.
O que faz com que a interação se torne forte? Aquelas citocinas liberadas estão banhando o endotélio. O rolamento vai permitir o contato delas com o neutrófilo, e algumas delas são capazes de ativá-lo. Essa ativação causa uma mudança conformacional, que é o que faz com que a interação passe a ser forte, e assim ele adere de vez. 
E então ele entra no tecido; entre outras razões, porque há um aumento da permeabilidade vascular.
Esses mediadores causam essas duas coisas: a expressão desses receptores no endotélio, e o aumento da permeabilidade vascular. Assim, permitem que os neutrófilos parem e entrem no tecido.
A inflamação acaba por uma mudança no padrão dessas citocinas: os macrófagos pró-inflamatórios (M1) vão morrendo e há o recrutamento de macrófagos, que no novo ambiente, vão ser estimulados a produzir citocinas de resolução (M2). Por exemplo, citocinas que aumentam a produção de colágeno, fibroblastos para cicatriz... A resolução também é parte da inflamação.
Com esse aumento de permeabilidade vascular, além dessas células saindo, também vai haver extravasamento de fluido para o tecido. Isso causa edema. E nesse fluido vêm moléculas do sistema complemento e anticorpos. Esse complemento são proteínas do plasma, é ativado pela resposta inflamatória, e vai amplificar essa resposta. Por exemplo, ele pode atuar de forma direta, lisando uma bactéria, com o complexo de ataque a membrana. Mas os fragmentos que são liberados pelo caminho têm outras funções, como já foi falado da opsonização, vão ajudar o macrófago. Outra função é que eles são extremamente pró-inflamatórios.
Os neutrófilos então estão chegando, para fagocitar essa bactéria. À medida que a resposta vai avançando, as moléculas expressas pelo endotélio vão mudar. E assim, vão passar a chamar, por exemplo, linfócitos. Eu não dou prova para vocês, mas uma das minhas perguntas é sempre: quais as bases moleculares que explicam a migração das diferentes células ao longo da inflamação? São essas moléculas expressas no endotélio, que vão reconhecer ou não essas células.
Voltando para a célula dendrítica, que foi recrutar esses linfócitos. Ela saiu do tecido, migrou pelo vaso linfático, linfonodo. Aqui, ela vai para uma região rica em linfócitos T, e vai começar a procurar o linfócito com especificidade para o que ela está expressando. Porque diferente das células da imunidade inata, como a própria dendrítica, que reconhecem patógenos de forma mais genérica, os linfócitos expressam receptores antigênicos, bem mais específicos. Então ela vai esbarrando em todos aqueles linfócitos até encontrar um que se ligue. Primeiro tem uma interação entre moléculas de adesão que vai permitir que a dendrítica se aproxime. Então há uma interação MHC com TCR. Aí se não ligou, ela solta e vai em outro.
Parece absurdo, mas: são muitas células dendríticas fazendo isso; elas expressam muitos antígenos diferentes daquela mesma bactéria; e elas interagem com vários linfócitos ao mesmo tempo. A célula dendrítica é bem maior que o linfócito, então dá para interagir com uns dez. (Algo um pouco fora de contexto, mas que a profª quis ressaltar: linfócito T só tem uma especificidade, então todos os seus TCR são iguais.)
Finalmente ela encontra seu linfócito, dá os três sinais de ativação, e aí esse linfócito vai sofrer expansão clonal. Porque tem poucos de cada clone, como amostras grátis para a dendrítica reconhecer. Se ela reconhece um, é porque ele é o importante naquele caso, então ele prolifera.
Vão cair na corrente sanguínea e ficar circulando, até encontrar um receptor no endotélio que os pare, e sofrer diapedese assim como os neutrófilos; a diferença são só os receptores do endotélio. E chegam no tecido.
Mas sabemos que há vários subtipos de linfócito T. Ele pode ser ativado no linfonodo como Th1, Th2, Th17. E isso gera respostas diferentes, que vão ser importantes para patógenos diferentes. O que determina isso são as citocinas que a célula dendrítica produz na hora de ativá-lo, que por sua vez vem dos estímulos que ela recebeu no tecido, como citocinas, e PAMPs ativando determinados PRRs. Normalmente o mesmo patógeno gera o mesmo efeito sobre a célula dendrítica, exceto aqueles que fazem variação antigênica. A diferença que se tem na resposta às vezes vem da diferença entre os próprios linfócitos. Porque eles não são como as células da imunidade inata que são todos macrófagos parecidos, por exemplo. A diferenciação mais refinada, de se ter diferentes respostas para bactérias com diferenças muito sutis, é mais por causa dessa imunidade adaptativa.
O linfócito T interage com o B, produtor de anticorpos. E dependendo das citocinas que o T recebeu da célula dendrítica, ele vai ser de um tipo e vai produzir determinadas citocinas, que vão estimular o B a expressar determinadas Ig. Então a informação percorreu bactéria – célula dendrítica – linfócito T – linfócito B.
Anticorpos podem: opsonizar, neutralizar o patógeno e ativar o complemento. A produção de anticorpos é muito importante para vários tipos de bactéria.
Um exemplo: bactérias que produzem toxinas. Botulismo, tétano. A gente sabe que nessas doenças o problema é causado não pela bactéria, mas pela toxina. Tanto que as vacinas são para a toxina. Isso causa a produção de anticorpos para essa toxina. E por que isso é importante? A toxina, para causar seu efeito, precisa se ligar a um receptor na membrana da célula, que vai deixá-la entrar. Se a célula não tiver esse receptor, nada acontece, tanto que a doença só acomete certos tecidos. Então se a toxina estiver com um anticorpo grudado nela, o receptor não vai reconhecê-la e a doença não acontece. É um exemplo de função neutralizante.
Outra função neutralizante é na adesão da bactéria. Porque se a bactéria está coberta de anticorpos, 1. O macrófago pode reconhecer Fc e fagocitar; e 2. Mesmo que isso não aconteça, ela pode ser impedida de se ligar a seu receptor alvo na membrana da célula.
Sobre os subtipos de T: a gente tem bactérias com diferentes estratégias, então precisa de diferentes estratégias de resposta. Primeiramente, as CD4 de forma geral são chamadas de auxiliadoras, porque sua função é produzir citocinas que vão atuar em outras células. Então cada subtipo de CD4 vai produzir citocinas para atuar em uma determinada célula.
Th1 ativa o macrófago, para potencializar sua fagocitose. Ele consegue fagocitar sozinho, mas nem sempre de forma muito eficiente. Mas na presença de interferon gama, que é o que Th1 produz, fica cem vezes mais capaz. 
E Th1 também ajuda os linfócitos B a produzirem anticorpos, mas de classes específicas. Se a função de Th1 é ajudar o macrófago, esses anticorpos vão ser de que tipo, lembrando aquelas funções dos anticorpos? Opsonizantes, que também ajudam a fagocitose.
Th2 ajuda os linfócitos B a produzirem determinados anticorpos, principalmente IgE, que faz resposta contra protozoários (patógenos grandes demais para serem fagocitados).
E Th17 recruta e ativa neutrófilos; ajuda na fagocitose.
As respostas Th1 e Th2 geralmente são excludentes, ou seja, uma impede a outra. Então uma resposta que é basicamente produção de anticorpos, a Th2, contra um patógeno intracelular adianta? Não, os anticorpos nunca vão chegar a ele. Então não é que não esteja tendo resposta, mas ela não é eficiente.
Um exemplo clássico: Mycobacterium leprae. Causa hanseníase, de um tipo brando e um mais grave. Ele infecta macrófagos, pois tem uma série de mecanismos para não ser digeridodepois da fagocitose. Então ele fica protegido dentro da célula que deveria matá-lo, se multiplicando.
Tem indivíduos que fazem resposta Th1 e outros que fazem Th2, isso é determinado geneticamente. Se fizer Th1, vai ativar o macrófago. Assim ele não consegue matar o patógeno, mas fica sendo continuamente ativado; vai minimamente contê-lo. Há a formação do granuloma, em que fica um aglomerado de macrófagos, e células T em volta ativando. Isso na verdade é uma lesão, mas pelo menos ela fica contida ali. A pessoa tem a doença, mas é um tipo brando, pequenas lesões na pele.
Já se fizer Th2, vai produzir anticorpos, o que não vai adiantar nada, pois a bactéria está dentro do macrófago. E Th2 desativa Th1, então ainda desativa macrófago; logo, além de não ajudar ainda atrapalha. Então a bactéria se multiplica e se espalha, e causa a lepra clássica, a pessoa toda deformada. E a diferença é só no tipo de resposta.
Muitas doenças são causadas não por nada que a bactéria faça, mas porque a simples presença dela gera uma resposta que causa dano. Um exemplo é o M. tuberculosis. Ela fica dentro dos macrófagos, e o sistema imune fica continuamente estimulado tentando matar; isso causa as lesões no pulmão da tuberculose. Isso se chama imunopatologia, o nome da disciplina. Por isso é tão importante a regulação da resposta.
Eu preferi dar uma aula mais genérica, do que ficar falando como é a resposta para cada tipo de bactéria, porque entendendo o básico vocês podem associar. Por exemplo, se a bactéria produz toxina, é importante anticorpos, etc.
leticiac@micro.ufrj.br, sala D-36.