Aula Imunogenetica

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IMUNOGENÉTICA 
 
Dr. Ronaldo Celerino 
ronaldocelerino@yahoo.com.br 
 
Laboratório de Imunopatologia Keizo Asami 
CB - UFPE 
 
No universo estamos sozinhos? 
Homem x Meio 
Sozinho? 
Como nos defendemos? 
 
Como se proteger ? 
 
Sistema Imunológico 
Reconhecimento 
Eliminação Comunicação 
Sistema de Defesa Animal 
Sistema de Defesa 
Sistema Inespecífico (Inato) Sistema Específico (Adaptativo) 
Barreiras Físicas Anticorpos 
Imunidade Inata 
 Resposta contra agentes infecciosos em geral; 
 Inespecífica; 
 
Barreiras Físicas Flora Microbiana Agentes locais 
(secreções antimicrobianas) 
Constituintes 
Microrganismos 
Defesas 
Inespecíficas 
Respostas 
Inflamatórias 
Barreiras físicas 
Microrganismos da 
flora normal 
Agentes locais (moléculas 
antibacterianas) 
Células e proteínas 
Mastócitos 
Histamina – inflamação 
de vasos capilares 
Proteínas do 
Complemento 
Atração de macrófagos 
para inflamação 
Englobamento de 
bactérias e céls mortas 
Como ocorre a resposta aos agentes externos? 
Imunidade Adquirida 
 Direcionada a agentes 
que escaparam da 
imunidade inespecífica; 
 
 Atua por meio de 
anticorpos e células; 
 
 Antígenos – molécula ou 
proteína que provoca a 
reação imune 
Características da Resposta 
Imune 
 Especificidade; 
 
Características da Resposta 
Imune 
 Especificidade; 
 
 Habilidade em responder 
a uma grande variedade 
de antígenos; 
 
Características da Resposta 
Imune 
 Especificidade; 
 
 Habilidade em 
responder a uma 
grande variedade de 
antígenos; 
 
 Distinção entre próprio 
e não-próprio; 
 
Características da Resposta 
Imune 
 Especificidade; 
 
 Habilidade em 
responder a uma 
grande variedade de 
antígenos; 
 
 Distinção entre 
próprio e não-
próprio; 
 
 Memória; 
ANATOMIA DO 
SISTEMA IMUNE 
Nos linfonodos, os fluídos 
são filtrados e as células 
brancas maturadas 
Ductos linfáticos 
conduzem a linfa 
Células T maturam-
se no Timo 
Linfócitos 
acumulam-se e 
maturam-se no baço 
Células B maturam-se 
na medula óssea 
Sistema de Defesa 
Órgãos 
Tecidos 
Células Proteínas 
Implementadas 
Corrente 
Sanguínea 
Sistema linfático 
Como são formadas e quem 
são as células envolvidas na 
defesa? 
Fase embrionária: 
2º ou 3º mês 
Linfócitos 
Células B 
Células T 
Células Natural 
Killer 
Plasmócitos 
Anticorpos 
Células de 
memória 
Infecções 
futuras 
10 – 50% dos linfócitos 
Auxiliares – 
CD4+ 
Imunidade 
humoral e celular 
Citotóxicas 
– CD8+ 
Reconhecimento 
e morte de células 
infectadas 
68-75% dos linfócitos 
Citocinas 
5-10% dos linfócitos 
Ataque e lise de 
células infectadas 
Vírus e Céls 
cancerosas 
Circulam na corrente sanguínea e migra para tecidos, diferenciando-se 
em macrófagos (1-6% das células brancas) 
Localiza-se em uma variedade de tecidos, sendo responsáveis pelo 
englobamento e digestão de microrganismos; e ativação de céls T pela 
liberação de citocinas. 
Amplamente distribuídas pelo corpo, atuando como céls apresentadoras 
de antígenos a céls T. 
Respondem rapidamente a inflamação migrando do sangue para tecidos 
inflamados, onde fagocitam céls debilitadas, patógenos e patógenos 
ligados a anticorpos (50-70% da céls brancas) 
Migram do sangue para outros tecidos e matam parasitas ligados a 
anticorpos (1-3% das céls brancas ) 
Liberam histamina, que desempenha o principal papel na inflamação e 
na resposta alérgica, promove o desenvolvimento de céls T (<1% das 
céls brancas) 
Tipos de Imunidade 
Imunidade Humoral 
Imunidade Celular 
Imunidade Humoral 
 Centrada na produção de anticorpos; 
 
 Linfócitos especializados – Células B; 
 
 Anticorpos: 
 - Ligação a antígenos específicos; 
 - Marcação de céls para destruição por 
fagócitos; 
 - Ativação do complemento – lise e 
atração de macrófagos. 
 
 Memória imunológica. 
Teoria da Seleção Clonal 
 Milhares de linfócitos 
diferentes – cada um 
ligando-se 
especificamente a um 
antígeno; 
 
 Seleção a partir do 
contato; 
 
 Garante rapidez, 
especificidade e 
diversidade para 
resposta imune e 
memória imunológica; 
 
Cada cél B produz anticorpos 
diferentes e específicos , e esse 
são dispostos na superfície celular 
Essas cels B fazem com que o 
anticorpo se ligue a seus 
determinante específico 
... Que estimula a célula a 
se dividir... 
... Resultando em um 
clone da célula 
Algumas desenvolvem em plasmócitos 
(céls efetoras) que secreta o mesmo 
anticorpo com o a célula parente. 
Umas poucas desenvolvem em células 
de memória que divide em uma baixa 
taxa, perpetuando o clone. 
Tipos de Resposta Imune 
Milhares de 
Linfócitos B, cada 
um específicos 
para um antígeno 
Quando um 
antígeno se liga a 
uma cél. B, induz a 
divisão 
... E promove a 
formação de clones 
da cél. B, todas 
específicas para o 
mesmo antígeno 
Essa proliferação 
dos linfócitos é a 
resposta imune 
primária 
Algumas céls 
diferenciam-se em 
plasmócitos 
secretores de 
anticorpos 
Anticorpos são 
específicos para o 
antígeno 
Clones de Céls. B 
Plasmócitos 
Anticorpos 
Resposta 
Imune Primária 
Antígenos 
Céls de 
Memória 
Antígenos 
Plasmócitos 
Anticorpos 
Céls de 
Memória 
Resposta 
Imune Secundária 
Céls. de Memória 
permanece na 
circulação 
Se uma segunda 
exposição do mesmo 
antígeno ocorrer... 
... O antígeno se liga 
a céls de memórias... 
... Que rapidamente 
dar início a resposta 
imune secundária 
Memória Imunológica 
• De extrema importância tanto na imunidade 
natural, quanto na artificial; 
• Rapidez e eficiência; 
Anticorpos ou Imunoglobulinas (Ig) 
 Quatro cadeias polipeptídicas; 
 
 Ligação por pontes de 
dissulfídricas; 
 
 Leves: cadeias Kapa e cadeias e 
cadeias Lambda; 
 
 Regiões variáveis – cadeias leves e 
pesadas – sítio ligador entre 
antígeno e anticorpo específico; 
 
 Região constante – determinação 
do destino e função do anticorpo; 
 
 Cada antígeno tem diferentes 
determinantes antigênicos. 
 
Sítio de 
ligação de 
antígenos 
Sítio de 
ligação de 
antígenos 
Cadeia 
pesada 
Cadeia 
leve 
Cadeia 
leve 
Região 
variável 
(V) 
Região 
de junção 
(J) 
Região 
constante 
(C) 
Classes de Imunoglobulinas 
Mais abundante anticorpo na resposta 
primária e secundária; atravessa a placenta 
e promove imunização passiva ao feto 
Receptor de antígenos na membrana de céls 
B; primeira classe de anticorpos liberada por 
células durante resposta primária 
Receptor de superfície de céls B maturas; 
importante na ativação de céls B. 
Protege a superfície da mucosa; previne a 
ligação de patógenos a céls epiteliais 
Encontradas em Mast células e basófilos; 
onde se ligam a antígenos, disparando a 
liberação de histamina que contribui para 
inflamação e algumas respostas alérgicas 
Anticorpos Monoclonais 
consistem em moléculas 
de imunoglobulinas 
idênticas direcionadas 
contra um único 
determinante 
antigênico. 
Imunidade Celular 
 Resposta contra antígenos 
encontrados na superfície celular; 
 
 Executada por receptores de 
células T; 
 
 Antígenos + receptores de céls. T = 
destruição da cél. Infectada; 
 
 Receptoresdevem-se ligar ao 
antígeno e a um autoantígeno 
(antígeno de Complexo Principal de 
Histocompatibilidade - MHC); 
Imunidade Celular 
 O complexo de 
histocompatibilidade 
principal (MHC) codifica 
muitas proteínas de 
membrana. 
 
 Nos macrófagos, células 
B, ou células corporais, 
ligam-se aos antígenos e 
apresentam-nos às 
células T. 
 
 
 
Receptores de Células T 
 Receptores de celulas T – 
análogos as imunoglobulinas 
na resposta imune humoral; 
 
 Formado por duas cadeias: 
alfa e beta; 
 
 Cada cadeia é formada por 
uma região constante e uma 
variável; 
 
 Região variável – ligação de 
antígenos. 
Complexo Principal de 
Histocompatibilidade (MHC ou HLA) 
 MHC desempenha um papel essencial na resposta 
imune: permite os linfócitos T reconhecerem o antígeno; 
 
 Existem diferentes tipos: MHCI, MHCII , MHCIII; 
 
 Células T citotóxicas ligada ao MHC I – ataque de 
células infectadas por vírus ou tumorais – lise celular; 
 
 Células T helper ou auxiliares ligadas ao MHCII – 
ativação de células B e influência no desenvolvimento 
de outras células T e macrófagos; 
 
 Desempenha um papel fundamental na susceptibilidade 
a muitas doenças complexas e auto-imunidade. 
Estrutura MHC I 
 Expressa na superfície celular 
 
 Reconhecida por TCR de linfócitos T CD8 
(citotóxicos) 
 
 CD8 liga o complexo peptídeo - MHC I 
 
 Requisitados para reconhecimento de 
antígenos endógenos (via citosólica) 
 
 Constituído por duas cadeias: a alfa (genes 
MHC) e a microglobulina beta (gene 
externo ao cluster MHC); 
 
 A cadeia alfa possui 3 domínios externos, 1 
transmembrana e uma cauda 
citoplasmática; 
Estrutura MHC II 
 São heterodímeros; 
 
 Constituídos por duas cadeias alfa e duas betas; 
 
 Ambas cadeias são condificadas por genes do 
cluster MCH; 
 
 Ambas as cadeias apresentam dois domínios 
extracelulares e uma cauda citoplasmática. 
 
 Ligam-se a linfócitos T helper – promovendo 
ativação de céls. B e influenciando o 
desenvolvimento de outras céls. T e macrófagos; 
 
 Papel regulatório. 
Estrutura MHC III 
 Não são receptores de membrana; 
 
 Não estão envolvidas na apresentação de antígenos; 
 
 Possui funções e sequencias diferentes: proteínas do complemento, enzimas 
(hidrolase), citocinas inflamatórias, fator de necrose tumoral, proteínas “heat 
hock”, etc; 
 
 Alterações de MHC III estão envolvidas em doenças auto-imunes; 
 
Resposta Imune Celular 
 
 Anticorpo 
 Receptor de célula T 
 MCH 
 
Genética do Sistema Imune 
Célula sinalizando uma 
via envolvida na 
estimulação do 
receptor toll, 
estimulando uma 
resposta de defesa. 
Ativação dos Genes do Sistema 
Imune 
Genética do Sistema 
Imunológico 
 
Diversidade de Anticorpos, TCR e MHC 
 Teoria da linha germinativa → cada anticorpo é 
codificado por um gene herdado, não sendo modificado 
durante o desenvolvimento somático e por isso, precisa 
haver um grande número de genes codificadores de 
anticorpos. 
 
 
 Teoria somática → existem apenas um pequeno 
número de genes codificadores de anticorpos, mas 
apresentando bastante diversidade nas células 
somáticas devido a mutações e/ou recombinações. 
Teoria Somática 
Número limitado de genes Diferentes arranjos Milhares de Anticorpos 
ANTICORPOS 
Geração da Diversidade de Anticorpos 
 Pessoa 
• 1015 moléculas de diferentes anticorpos; 
• 105 genes; 
• 3 x 109 pares de bases; 
 
 Como explicar a diversidade? 
 Genes dos anticorpos – compostos por 
segmentos; 
 Cada segmento com número de cópias 
diferentes; 
 Maturação dos linfócitos – segmentos são 
unidos – criação do gene para 
imunoglobulina; 
 Cópia particular de cada segmento é 
aleatória; 
 Inúmeras combinações. 
Em que cromossomos estão localizados os 
genes que formam os anticorpos? 
O pré-RNA V-J-C é 
processado a mRNA 
maduro contendo 
sequencias de apenas um 
segmento gênico de V, J e C 
Montagem do Anticorpo 
Existe de 30-35 diferentes 
segmentos gênicos V 
5 segmentos gênicos J E 1 segmento gênico C 
Segmentos de regiões 
variáveis 
Segmentos de 
regiões de junção 
Segmentos de 
região constante 
DNA de linhagem 
germinativa 
V2 é movido para próximo 
de J3 através de 
recombinação somática 
produzindo o DNA 
encontrado na célula B 
matura 
Transcrição 
DNA de Célula B 
Tradução Esse mRNA é traduzido em 
uma cadeia leve funcional 
Proteína 
RECOMBINAÇÃO 
SOMÁTICA 
Comum na formação 
das cadeias Kapa e 
Lambda – diferença – 
nº de cópias dos 
segmentos 
Recombinação Somática nas 
Cadeias Pesadas 
Como são geradas as diferentes 
classes de anticorpos? 
• Realizado por 
cortes e rearranjos 
nos genes que 
codificam a região 
constante. 
Existem outros mecanismos responsáveis 
pela diversidade de anticorpos? 
• Primeiro: Diferentes cadeias leves + diferentes 
cadeias pesadas = molécula de imunoglobulina 
funcional → ↑ diversidade; 
 
• Segundo: Processo de recombinação que une 
V, J, D e C é impreciso – perda e ganho de 
nucleotídeos aleatórios; 
 
• Terceiro: Hipermutação somática – alta taxa 
de mutação nos genes de imunoglobulina. 
RECEPTORES DE CÉLULAS T 
Os Loci dos Receptores de Células T (TCR) 
 TCR - 4 tipos de cadeias (a, b, g, d) – existem 
apenas 3 loci; 
 
Lócus humano “a-d”: 
 Complexo; 
 54 segmentos do gene Va (45 funcionais); 
 61 segmentos do gene Ja (maioria funcional). 
 
Lócus humano “b”: 
 Primeiro a ser descoberto ao ser totalmente mapeado 
e sequenciado. 
 Tamanho: ~0.6 Mb; 
 Contendo: 62-65 genes V (39-41 são funcionais). 
 
Lócus humano “g”: 
 Muito mais simples; 
 Tamanho: ~ 0.1 Mb; 
 Contendo: 12-15 genes V (4-6 funcionais). 
Em que cromossomos estão 
localizados os genes que formam os 
receptores de células T? 
MHC 
Complexo de Histocompatibilidade Principal 
O locus MHC 
 Tamanho: 4 Mb; 
 
 Localização: cromossomo 
6 (6p21); 
 
 Dividido em: 
 20 genes de classe I 
(teloméricos); 
 15 genes de classe II 
(centroméricos) 
 30 genes de classe III 
(intermediários entre I e II) 
Genes MHC I e MHC II 
Locus MHC 
 421 loci, 252 deles são classificados como genes expressos 
Principais Características do Lócus do 
MHC 
 MULTIGÊNICO: muitos genes codificadores de diferentes moléculas 
classes I e II, cada uma com diferentes especificidades por vários 
peptídeos; 
 
 POLIMORFISMOS ALÉLICOS: um grande número de alelos estão 
presentes em cada gene; 
 
 CODOMINANTE: produtos de ambos os alelos de cada gene são 
produzidos. 
Característica do Locus MHC 
 Classe I – produtos polimórficos (HLA-A, HLA-B e HLA-C) – 
Apresentação de antígenos para células T citotóxicas; 
 
 Classe I - Existem alguns pseudo-genes, contudo também 
são funcionais; 
 
 A função desses outros genes necessita ser investigada. 
Eles são menos polimórficos que os genes A, B e C, e dois 
são expressos de forma tecido-específica. 
 
 Região classe III - rica em genes (um gene a cada 15 kb) -
incluem genes de fatores do complemento (C2, C4 e fator B), 
a proteína “heat shock” HSP70 e os genes de TNF-alfa e 
beta; 
 
• Existem três produtos polimórficos de genes classe II 
(HLA-DR, HLA-DQ e HLA-DP) e muitos 
pseudogenes classe II (por exemplo os genes DPA2 
e DPB2) 
Base Molecular dos Polimorfismos 
Gênicos de Classes I e II 
 Substituição de aa; 
 
 A maioria dos alelos estão presentesna população em frequências 
significantes; 
 
 Sugerindo ... Uma seleção sobredominante (vantagem do 
heterozigoto) ou seleção dependente da freqüência; 
 
 Os loci são classificados como em desequilíbrio de ligação, ou seja, 
quando a ocorrência de alelos de dois genes juntos em uma 
freqüência maior que a freqüência esperada de um único alelo. 
Polimorfismos alélicos do MHC em cada 
gene: possibilidade de recombinação 
OBRIGADO!!! 
ronaldocelerino@yahoo.com.br