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TRANSCRIÇÃO DE IMUNOLOGIA BÁSICA AULA 05 e 06 – (26/03) APRESENTAÇÃO DE ANTÍGENOS A LINFÓCITO T - IMUNIDADE ADAPTATIVA Conceitos Determinante antigênico ou epitopo é aquela porção do antígeno que vai interagir com a imunoglobulina ou com os receptores de linfócito T e B. Então um antígeno pode ter N epitopos, epitopos que podem ser diferentes ou que podem ser repetidos. Imunógeno é aquele antígeno que é capaz de induzir uma resposta imune. Todo imunógeno deve ser um antígeno, mas nem antígeno é um imunógeno. O antígeno só vai ser imunógeno, se ele conseguir induzir uma resposta imune. Haptenos são moléculas de muito baixo peso molecular, normalmente abaixo de cinco quilodaltons (especificando melhor, abaixo de mil daltons) em que eles não são capazes de induzir uma resposta imunológica. Então o hapteno sozinho não é capaz, porém se ele for conjugado com uma molécula que seja complexa, esse hapteno passa a se tornar um imunógeno. Exemplo: Normalmente os fármacos são de baixo peso molecular (exceto alguns, como a insulina). Assim, na maioria das vezes, o fármaco é um hapteno, porque geralmente eles são abaixo de mil daltons. Mas, por que será que nós temos alergia aos fármacos (reação alérgica aos medicamentos)? Se isso ocorre é porque de alguma forma teve indução de resposta imune. Entretanto se ele é um hapteno, então como ele consegue induzir uma resposta imune? Ele consegue porque ele se conjugou com uma molécula do próprio indivíduo, normalmente uma albumina (proteína), tornando-se um imunógeno. Existem outros antígenos que não são haptenos incapazes, mas eles são pobres imunógenos. Um imunógeno pobre é um imunógeno que não consegue induzir uma resposta imune por si só. Um exemplo disso é um polissacarídeo encapsulado. Um polissacarídeo encapsulado é uma molécula grande, só que eles são constituídos por oligossacarídeos que são epitopos que se repetem. Se eles são epitopos que se repetem, o polissacarídeo não é uma molécula complexa, portanto ele não é um bom imunógeno. Normalmente um bom imunógeno precisa ser uma molécula complexa. Um exemplo de molécula complexa é a proteína. Ácidos nucléicos, lipídios são imunógenos pobres. [Dúvida: Um imunógeno pobre não é considerado um hapteno, por conta da definição de um hapteno ser incapaz de induzir uma resposta imune e por conta de haptenos serem moléculas de baixo peso molecular. Mas na pratica o imunógeno pobre acaba se comportando como um hapteno, pois não consegue induzir uma resposta imune.] Quando se necessita então de uma resposta contra um polissacarídeo, conjuga-o com uma molécula carreadora. Células da imunidade adaptativa As células responsáveis pela imunidade adaptativa são os linfócitos T e os linfócitos B. Lembrando que os linfócitos T têm duas populações, os TCD8 e TCD4. E na imunidade adaptativa, no referimos aos de linfócitos B2 (chamado apenas de linfócito B). O linfócito B usa como receptor a própria imunoglobulina que ele vai secretar, ou seja, a imunoglobulina é o próprio receptor da célula B, chamando de BCR (receptor da célula B: a imunoglobulina de membrana). Então só lembrando, uma única célula B tem um reconhecimento específico, ela só reconhece um epitopo. A célula B é específica para aquele epitopo, na qual é resignado. O linfócito T, divide-se em duas populações: TCD4 e TCD8. Nesse caso, a molécula que vai reconhecer o epitopo é o receptor de célula T (TCR). Tanto para o TCD4 quanto para o TCD8, usa-se TCR. Não são as moléculas TCD4 e TCD8 que reconhecem o antígeno. Quem reconhece é o TCR. O TCD4 e o TCD8 são moléculas que vão ajudar na estabilização do reconhecimento do antígeno pelo TCR. O linfócito B é responsável pela imunidade humoral. O TCD8 é responsável pela imunidade celular (também chamada de citotóxica). O TCD4 é chamado de helper ou auxiliador, colaborando com a imunidade celular ou com a imunidade humoral. Reconhecimento de epitopos O linfócito B, a partir da sua imunoglobulina de membrana, pode interagir com epitopos que podem estar ligados nas células, tecidos, ou podem estar solúveis. Isso não se aplica ao linfócito T >>> O TCD8 reconhece um epitopo (por meio do TCR) que está associado a uma molécula, nesse caso, ao MHC classe I. O TCD4 reconhece o peptídeo associado ao MHC classe II. Depois do reconhecimento se tem a ativação, depois a expansão clonal, diferenciação e efetuação de resposta. ATENÇÃO: Linfócito T nunca reconhece peptídeo sozinho, o peptídeo sempre tem que estar associado ao MHC >>> Restrição ao MHC. O TCD 8 é chamado de citotóxico, ou seja, a efetuação da resposta é levando a célula alvo a morte. O TCD4 vai produzir citocinas, então efetuação de sua resposta é através da produção de citocinas. Já o linfócito B vai se diferenciar em plasmócito, produtor de anticorpo. Assim, sua efetuação de resposta é através do anticorpo. Na imunidade adaptativa se tem a memória. Então uma parte dos linfócitos não se diferenciam (TCD4 e TCD8), eles ficam reservados como linfócitos de memória. Depois da vacinação, por exemplo, quando encontramos o patógeno, ocorre exatamente a ativação das célula de memória. O organismo não esgota tudo na efetuação da resposta, dado que quando termina a resposta, a célula entra em apoptose. Portanto essas células (TCD4 e TCD8) são fundamentais para permanecer a memória. Essas células podem ficar no linfonodo ou ficar circulando. [Dúvida: Tanto no TCD4 quanto no TCD8 o TCR vai reconhecer peptídeo que está associado ao MHC. Ele não reconhece peptídeo solto. O TCD4 ora vai colaborar para a imunidade celular, ora vai colaborar para a imunidade humoral, mas independente disso, o seu TCR tem que reconhecer peptídeo associado ao MHC II.] Resposta ao agente infeccioso Para os patógenos intracitoplasmáticos (por exemplo, vírus) que de alguma forma estão presentes no citoplasma, ele vai induzir uma resposta citotóxica, via TCD8. Ou seja, para vírus ou patógenos intracelulares (como Toxoplasma gondi) as células que serão efetivas contra esses tipos de patógenos serão as células TCD8. Por que? Porque o anticorpo não entra na célula. No caso do patógeno intravesicular (de alguma forma o patógeno foi fagocitado/ endocitado) a resposta do TCD4 é a importante, isso ocorre por meio de citocinas. Então é necessário ter alguma citocina que ative esta célula para que ela consiga terminar de eliminar esse patógeno (Exemplo: Mycobacterium leprae ou M. tuberculosis). Ou seja, o Mycobacterium tuberculosis é um patógeno intravesicular que é fagocitado. Com isso, é necessária uma molécula para a ativação do macrófago, ou seja, uma citocina produzida pelo TCD4. A célula B age quando os patógenos extracelulares, ou seja, contra vírus que ainda não entraram na célula, a nível de mucosas... Observem: TCD4 ajudando célula B. Ou seja, às vezes TCD4 ajuda a imunidade humoral e às vezes auxilia a imunidade celular. Lembre-se também que a célula responsável pela imunidade humoral é a célula B, ou seja, ou seja, está relacionada a anticorpo. Macrófago é da imunidade inata, mas a adaptativa vai melhorar/aperfeiçoar essa ação da inata. Temos então, a imunidade celular, ou seja, macrófago ativado pelas citocinas que foram produzidas pelo TCD4. Reconhecimento antigênico por Linfócitos T e B Linfócito TCD8 reconhece, via TCR um peptídeo que está associado ao MHC classe I, de uma célula infectada por vírus ou de uma célula tumoral. Linfócito TCD4 tem um receptorde célula T (TCR) que reconhece um peptídeo que está associado ao MHC classe II de células apresentadoras de antígenos. As células apresentadoras de antígenos (APCs) recebem esse nome porque elas apresentam antígenos a TCD4, possuindo o MHC classe II. Vale lembrar que nem toda célula tem MHC classe II, apenas as células apresentadoras de antígenos, também chamadas de células profissionais. São ditas profissionais porque em situações de inflamação crônica, células que não são apresentadoras de antígenos, ou seja, que não são profissionais, podem passar a expressar MHC classe II. Ou seja, as APCs são as únicas que constitutivamente expressão MHC classe II. No caso, o problema das células que não são profissionais é o fato delas poderem começar uma resposta. Exemplo: A maioria das reações alérgicas acontecem a nível de pele. Um paciente HIV positivo tem quase mil vezes mais chances de ter uma alergia a medicamentos do que um indivíduo que é HIV negativo. Uma das possibilidades para isso é o fato de que os queratinócitos apresentem MHC classe II, porque ele está em constante inflamação, fazendo com que algo façam eles expressarem MHC classe II, aí ele apresenta o que não deveria ao linfócito TCD4. Linfócitos B têm o BCR (uma imunoglobulina de superfície) que vai reconhecer o determinante antigênico, estando o antígeno solúvel ou ligado a células ou tecidos. Órgão Linfóides Temos os órgãos linfoides primários e os órgãos linfoides secundários. A partir do nascimento os linfócitos na linhagem linfoide são originados na medula óssea e caso seja precursor de linfócito T ele vai embora para o timo e termina o seu amadurecimento no timo. Já o linfócito B fica na medula óssea. Os órgãos linfoides primários são a medula óssea e o timo, que servem para amadurecer os linfócitos B e T, respectivamente. Uma vez que estão amadurecidos eles vão embora para os órgãos linfoides secundários, onde eles estão prontos para encontrar o antígeno. Seleção Clonal de Burnet Nós temos quase 109 possibilidades de resposta a anticorpos, resposta por células T, ou seja, nós temos a capacidade/diversidade de reconhecimento de 109 moléculas. Existia a dúvida se essa capacidade do linfócito T (através do TCR) e do B (através do BCR) ter de reconhecimento dessas moléculas tão diversas, ocorria antes ou depois de encontrar um antígeno estranho. Foi lançado então a Teoria da Seleção Clonal de Burnet. Essa teoria fala que durante o amadurecimento dos linfócitos nos órgãos linfoides primários, acontece um rearranjo gênico, na região ligante de antígeno (no BCR e no TCR), de tal forma que quando esses linfócitos chegam a sua fase madura eles já estão específicos ao antígeno. Eles ficam circulando no organismo a procura daquilo que ele é específico. Exemplo: Se eu tivesse só um gene azul ele codificaria só azul. Agora se ele tem um gene azul e um gene preto, ele pode codificar em azul, ele pode codificar em preto e ele pode codificar em azul e preto. Então essa diversidade vai permitir que a proteína que é codificada tenha caras diferentes que são as especificidades. Então quanto mais genes de cores diferentes, digamos assim, maior possibilidade de proteínas com caras diferentes. Portanto maior a possibilidade de especificidades diferentes. Por isso que chega uma hora que você reconhece pseudômonas, estafilos e etc. A vacina vem exatamente para aumentar as células de memória que são especificas para aquele antígeno da vacina. Uma célula guarda uma única especificidade contra um único epitopo. Por exemplo: Uma célula só reconhece o epitopo 2 desse antígeno. As “filhas” dessas também só vão reconhecer o epitopo 2 e assim por diante. Portanto é preciso que os linfócitos circulem. Uma vez que essas células chegam nos órgãos linfoides secundários, elas vão procurar aquilo para o qual elas são específicas. Quando ocorre esse encontro, a célula é ativa, prolifera, diferencia e produz anticorpo, por exemplo. Se for célula TCD4 vai produzir citocinas e assim por diante. Em uma visão geral, na medula óssea, por exemplo, nos linfócitos B (o mesmo ocorre com os linfócitos T, no timo)irá ocorrer o rearranjo gênico a nível daquilo que ele vai ser específico para o antígeno. Então depois que ele vai para os órgãos linfoides secundários e irá atrás do seu epítopo específico. Reconhecimento de antígenos na pele, mucosas e circulação sanguínea Tem-se, por exemplo, a possibilidade de entrarmos em contato com um antígeno através da pele, caso a mesma tenha uma lesão. Nesse caso, o órgão responsável pela resposta será o linfonodo, no caso, serão os linfonodos regionais, aqueles que estiverem mais próximos. Por sua vez, a célula que estará capacitada para levar este antígeno serão as células dendríticas. As células dendríticas são extremamente importantes, como célula apresentadora de antígeno, porque ela tem um prolongamento que dará uma capacidade de migrar rapidamente. Então, quando ela captura o antígeno, ela rapidamente migra para os linfonodos regionais e apresenta para os linfócitos T, no caso CD4. Isso ocorre na pele, nas mucosas intestinais, respiratórias, etc... Resumindo: Existem células dendríticas tanto na derme, quanto na epiderme. Quando a pele é lesionada, o patógeno vai entrar e a partir daí a resposta poderá ser pelo mecanismo inato, como também a célula dendrítica poderá fagocitar o patógeno em questão. Este será encaminhado pela linfa, chegará nos linfonodos regionais onde será apresentado aos os linfócitos TCD4. Com relação ao baço, ele não possui vasos linfáticos aferentes, ele só é drenado por circulação sanguínea. Com isso, os antígenos que são gerados no interior da circulação sanguínea serão apresentados a nível de baço. [Dúvida: O linfócito B pode ser ativado com ajuda de célula T ou sem ajuda de célula T. Se ele tiver contato com antígeno, ele mesmo poderá ser diferenciado em plasmócito e produzir anticorpo, contudo, ele pode fazer isso precisando ou não de célula T.] Relembrando: As APCs são> Células dendríticas, macrófagos e linfócitos B. Outro exemplo: No pé houve a lesão, então a célula dedritica irá fagocitar, levar através da linfa, chegando pelos vasos aferentes nos linfonodos regionais e apresenta para os linfócitos T. ATENÇÃO: A célula dendrítica não circula. Ela sai de onde ela está e vai para onde pode ir, mas não é ela quem fica circulando pelo organismo, são os linfócitos. Recirculação linfocitária Os órgãos linfóides secundários são o baço, placas de Peyer e linfonodos. O baço, por exemplo, só é drenado por circulação sanguínea. A linfa começa nos tecidos, forma os vasos e passam a drenar os nódulos linfáticos. Posteriormente, em algum momento, existe uma união entre os vasos linfáticos e circulação sanguínea, isso acontece a nível de veia subclávia esquerda e direita. Há uma região, chamada de ducto torácico, onde a circulação linfática se encontra com a sanguínea, e isso ocorre a nível de veia subclávia esquerda e direita. Então nesse ponto, finaliza a integração dessa circulação, porque o linfócito B vem “passeando” até esse ponto e cai na circulação sanguínea. Um ponto a ser lembrado é que o baço não tem vasos linfáticos aferentes, mas tem eferentes. A partir daí a célula entende que, como ele não possui vasos linfáticos aferentes, não dará para chegar pela linfa, poisnão terá drenagem linfática. Então ela chega pela circulação sanguínea, porém sai, porque existem os pequenos vasos que vão sair do baço e vão drenar nos linfonodos esplênicos ou pancreáticos. Os linfócitos podem parar na circulação, depois podem ir para o linfonodo, podem voltar, podem ir para o baço, pode ir para outros locais. Isso se chama de Recirculação Linfocitária. Exemplo: Digamos que uma pessoa tenha um Clostridium tetane, então é preciso que tenham linfócitos que vão reconhecer, sendo necessário que esses linfócitos cheguem ao ponto. Se o linfócito “fica parado” “lá em cima” estaríamos relativamente com problemas, pois espera-se que eles estejam circulando. De uma forma resumida: temos os vasos aferentes, os linfócitos chegam pela linfa, e eles podem sair pelos ductos eferentes da linfa. E no ducto torácico estes vasos vão se encontrar com a sanguínea, na veia subclávia esquerda-direita. E também eles podem chegar pelas veias. Um dado interessante referente à recirculação linfocitária é que 25x109 linfócitos atravessam os gânglios linfáticos por dia. Cada linfócito visita todos os gânglios em um dia. E antes da infecção 1x105 células de linfócitos no organismo. Transporte Linfocitário Associado às Mucosas Na figura ao lado tem-se os nódulos linfáticos, a drenagem linfática, a sanguínea, o baço e as mucosas. O linfócito ou fica só na circulação sistêmica, ou ele pode ir para as mucosas, quando ele vai para as mucosas chama-se esse processo de Transporte Linfocitário Associado às Mucosas. Então ele pode fazer o caminho para as mucosas ou pode ser que ele saia delas. Placas de Peyer As placas de Peyer estão dentre os órgãos linfoides secundários. Sua estrutura é organizada, porém ele não possui uma cápsula. Ele é parecido com um nódulo linfático, mas não possui cápsula. É um agregado linfoide, principalmente no intestino, mas possui similaridade em outras localidades, como no trato respiratório. Ele possui uma coroa sobre as placas de Payer e revestindo a placa tem-se o epitélio associado ao folículo. Neste epitélio teremos o enterócitos e entre estes enterócitos tem-se células que são irregulares, que possui bordas irregulares e estas células são chamadas de células M. As células M é como se tivessem uns bolsões, sendo essas células totalmente irregulares. A peculiaridade é que na região onde essas células se encontram há uma intensa interação do microoganismo com as placas de Peyer. Dentro dos bolsões dessas células há macrófago, células B... Explicando melhor, as placas de Peyer possuem uma anatomia no qual existe a área parafolicular, a parte folicular que é de células B, uma coroa que é cheio de linfócitos (principalmente linfócitos B em repouso), macrófagos, células dentríticas. Acima da placa se tem o epitélio associado ao folículo no qual os enterócitos estão presentes formando o epitélio de células com vilosidades - borda em escova. E dentre esses enterócitos, bem em cima das placas Peyer, existe uma espécie de bolsa no qual existem macrófagos, linfócitos B. Quando o patógeno entra nessa zona, que é de fácil acesso, já há uma espera por esse patógeno (devido a presença de macrófagos, linfócitos B) e isto fará com que patógeno seja capturado. [Dúvida: Somente as células M vão conter os macrófagos e linfócitos B. Nesses bolsões é onde ficam essas células. Isso demonstra claramente que este é um local de apresentação de antígeno.] Na epitélio intestinal podemos encontrar ainda os linfócitos intraepiteliais e também células dendríticas, as células dendríticas tem a capacidade de colocar seus prolongamentos para “fora” e realizar a captura. Na figura ao lado observamos as placas de Peyer, a lâmina própria e o antígeno (a bactéria com os seus antígenos). O antígeno passa pela célula M, é capturado por uma APC (como a célula dendrítica, por exemplo), que apresenta para o linfócito T e depois ele se desloca para as mucosas, é uma recirculação que vai para as mucosas. Com isso, temos a resposta imune sistêmica e a resposta imune de mucosa. De alguma forma, a resposta imune de mucosas é integrada entre si. Um exemplo é o aleitamento materno. Quando a mãe amamenta a criança, ela amamenta com um leite que possui anticorpos contra antígenos intestinais. Isso não quer dizer que a bactéria chegou na glândula mamária, esse repasse de antígenos intestinais ocorre por conta do transporte linfocitário direcionado às mucosas. Os antígenos intestinais estão a nível de intestino, de modo que previamente houve um reconhecimento pelo linfócito e esse circulou posteriormente, passando pelos linfonodos regionais, chegando no ducto torácico, atingiu a circulação sanguínea e “foi embora” não só para o tecido linfoide associado ao intestino (GALT), mas também para outras mucosas. Por isso que a mãe amamenta com o leite que possui anticorpos contra antígenos intestinais, porque o linfócito foi “passeando”, chegou na lâmina própria, se diferenciou em plasmócito, produziu anticorpos e foi para o leite. Recapitulando: O microrganismo passa através do epitélio intestinal, é capturado digamos por uma célula dendrítica que apresenta para linfócito T. O linfócito T ativado migra para a lâmina própria. Essa lâmina própria pode ser de várias localidades: pode ser tanto do intestino (GALT – tecido linfoide associado ao intestino), quanto dos brônquios (BALT), quanto da nasofaringe (NALT). O linfócito também pode ir para lâmina própria de glândulas exócrinas, tais como a salivar, mamária e a lacrimal. Vênulas pós-capilares altas Tanto nas placas de Peyer como nos nódulos linfáticos, nós temos uma peculiaridade nas vênulas pós-capilares desses locais: elas são chamadas de vênulas endoteliais altas. Essas vênulas são cuboidais. Normalmente as células das vênulas têm o aspecto achatas. Então tanto no linfonodo quanto nas placas de Peyer, elas têm esse aspecto cuboidal. Qual a importância disso? Sendo encontradas nas placas de Peyer, tonsilas, linfonodos, elas expressam adressinas para as integrinas ou selectinas nos linfócitos. Então esta configuração possivelmente oferece uma resistência muito maior a célula, porque existe uma grande quantidade de linfócitos passando. Na apresentação que ocorre nas placas de Peyer e nos nódulos linfáticos, os linfócitos tem que migrar rapidamente. Com isso, estas regiões são supridas com vênulas que contém essas células endoletiais altas que permitem a saída muito rápida desses linfócitos. Tratando-se de uma grande quantidade de linfócitos saindo ao mesmo tempo. Exemplo: Digamos que houve uma nova lesão na pele, a célula dendrítica captura e leva para o linfonodo regional, no qual chega pelo vaso aferente e apresenta para os linfócitos. Pode acontecer também de linfócitos sair pelas HEV (veia endotelial alta), mostrando que os linfócitos podem chegar tanto pela via aferente (via linfa), como também pela via sanguínea, através da veia endotelial alta e depois ele continua o seu percurso. Recirculação linfocitária Se a apresentação for a nível de tonsilas e adenoides, que constitui o tecido linfoide associado a nasofaringe (NALT), esses linfócitos podem parar nas glândulas lacrimais, nasais, salivares ou então ele pode chegar no trato urogenital. Olhando para isto podemos lembrar da vacinação. Por isso que tenta-se fazer protocolos por via nasal. Isso é interessante porque no caso da administração por via oral tem a ação do suco gástrico, enzimas ena nasal não há esse perigo. Por exemplo, pode-se pensar em vacinas que possa prevenir infecções urinárias via nasal. Ou mesmo pode-se pensar por via oral contra patógenos que invadem a partir do intestino, dado que os linfócitos migram. Por isso que a mãe pode amamentar, uma vez que o leite possui anticorpos que contém especificidade contra antígenos intestinais, por conta da recirculação linfocitária associada às mucosas. Isto é específico. Só vai para as mucosas aqueles linfócitos que tiverem receptores específicos. Então uma vacina que é dada intramuscular, a imunidade é sistêmica. Uma vacina que é dada oral possui imunidade de mucosas, mas às vezes pode ter imunidade sistêmica também. Um exemplo é o Sabin. Sabin é o melhor exemplo, e praticamente o único, de uma vacina que induziu uma resposta de mucosa e sistêmica. Porque com o polivírus não adianta somente ter resposta de mucosa, pois na hora que passa, ele vai para as meninges, não é como o rotavírus. A diferença com a Salk, uma vacina americana que é dada intramuscular, é que esta apresenta como desvantagem a indução apenas da resposta sistêmica, não induz a de mucosa. Isso é por conta da recirculação linfocitária associada às mucosas, para isso é necessário ter receptor nos linfócitos. Sistema Imune Comum das Mucosas GALT (Tecido Linfoide Associado ao Intestino) gera resposta no intestino delgado, glândulas salivares e glândulas mamárias. NALT(Tecido Linfoide Associado a Nasofaringe) gera resposta nas glândulas salivares, na mucosa vaginal e no trato respiratório superior. Migração transendotelial de célula T Para mucosas A célula dendrítica ao encontrar com o patógeno produz quimiocina, no caso ao lado, são as chamadas de CCL25, que atraem, por exemplo, os linfócitos T. O linfócito T tem receptor de quimiocina, então ele atraido para fora. Ele só vai para fora porque ele possui α4β7 que é uma integrina e se liga a MadCam1 (que é uma adressina). Para os nódulos linfáticos Nos nódulos linfáticos também se tem HEV (Vênulas Endoteliais Altas). Vamos supor que houve a chegada da célula dendrítica com o patógeno. Essa célula dendrítica produz uma quimiocina (CCL21) e atrai linfócitos T, que tem uma L-selectina e o CCR7. Proliferação clonal de linfócito T em resposta a infecção Antes de uma infecção há 1x105 linfócitos no sangue. Aproximadamente 6 horas após o início de uma infecção, os linfócitos TCD8 aumentam 10.000 vezes e os linfócitos TCD4 aumentam 1000 vezes. Em uma a duas semanas, 10 a 20 % dos linfócitos nos órgãos linfoides estão específicos para o vírus. Reconhecimento de peptídeo por célula T As células nucleadas possuem MHC I e as APCs, além de MHC I, possuem MHC II. Ou seja, qualquer célula nucleada que for infectada ela pode apresentar para TCD8. O peptídeo é um pouquinho menor no MHC I se comparado com o peptídeo do MHC II. O TCD4 auxilia na estabilização do MHC II com o receptor da célula, TCR, e o TCD8 auxilia na estabilização do MHC I também com o TCR. MHC (Complexo Principal de Histocompatibilidade) A função do MHC é apresentar peptídeos para linfócitos T. O MHC não é tão específico como o TCR, mas ele tem que ter uma capacidade de abrigar várias possibilidades de peptídeos. O MHC não tem aquela restrição como é a célula T, mas não é como se qualquer peptídeo fosse no MHC,e este o abrigasse. A célula T, através do seu TCR, tem que reconhecer que esse MHC é do indivíduo. Então o TCR só vai responder se reconhecer que o MHC é dele mesmo. Isso é importante em casos de transplante. HLA (Antígeno Leucocitário Humano) é o mesmo que MHC. O MHC é o principal responsável de rejeição de transplantes porque é uma molécula altamente polimórfica, mas esta não é a função original/principal. A função original é apresentar peptídeos a linfócitos T. O MHC I é o mesmo que HLA-A, HLA-B, HLA-C, ou seja, são três loci. Locus é um lugar que aquele segmento gênico ocupa no cromossomo. Ou seja, são três segmentos gênicos que codifica MHC I. Todos os locus são expressos na membrana. MHC II é composto por três locus: HLA-DP, HLA-DR e HLA-DQ. Em estudos de doenças autoimunes e outras patologias é associado o MHC. Além do MHC I e do MHC II que são responsáveis pela apresentação de antígenos, nós temos o MHC III, que não tem como função apresentar antígenos, mas sim codificar proteínas, transcrever proteínas que tem a ver com o sistema complemento ou então citocinas. O MHC I tem uma cadeia α e uma cadeia β. Essa cadeia β é a β2-microglobulina, que é codificada no cromossomo 15. Essa microglobulina é monomórfica,isso quer dizer que só existe uma forma na população, não existe uma diversidade antigênica. No MHC I e no MHC II existe uma fenda onde vai ser abrigado o peptídeo. O MHC II é codificado por uma cadeia α e uma cadeia β. Como falando anteriormente, o MHC I vai ocupar três locus: HLA-A, HLA-B, HLA-C e o MHC II vai ocupar o HLA-DP, HLA-DR e HLA-DQ. Quando se é monomórfica só se tem um, sem diversidade gênica. Quando se é oligomórfico, quer dizer que possui poucas variações e polimórfico, que tem muito e altamente polimórfico (diferente,muitas variações). O HLA-A já foi encontrado em 506 alelos, que significa que naquele espaço que se tem o HLA, existem 506 possibilidades de HLA-A. O alelo é a possibilidade que se tem para o mesmo locus. O HLA-B tem 872 alelos. Esses números podem variar de literatura para literatura. O HLA-DR é o mais polimórfico do MHC II, a cadeia β com 466 possibilidades. Além do HLA-A, HLA-B e HLA-C, nós temos o HLA- E, o HLA- F e o HLA- G. O F é monomórfico. O E e o G são oligomórficos. A célula NK interage com o MHC I. Se a célula tiver MHC I, o NK não destrói a célula. Parece que são estas duas moléculas( E e G)que são responsáveis por essa ação. Isso é só para saber porque o MHC é responsável pela rejeição de transplantes. Cada indivíduo tem duas copias do locus gênico: um do pai, outro da mãe. Por isso a molécula de MHC é tão polimórfica. Quando se é avaliado a rejeição de transplantes, nós vamos identificar se os doadores tem haplótipo idêntico ou não. Descobriu-se que o MHC é o locus genético que age como o principal determinante da aceitação ou rejeição de enxertos de tecidos trocados entre indivíduos, ou seja, os indivíduos que possuem loci do MHC idênticos (animais consanguíneos ou gêmeos idênticos) aceitarão enxertos uns dos outros, enquanto indivíduos com loci do MHC diferentes rejeitarão tais enxertos. Relembrando: MHC I está presente nas células nucleares. Ou seja, os eritrócitos não possuem e as demais células, que possuírem núcleo,possuem MHC I. Já o MHC II está presente nas APCs. Reconhecimento dos Antígenos por Linfócitos T O reconhecimento ocorre por duas vias: via endógena ou via exógena; ou antígeno endógeno e antígeno exógeno. O endógeno é quando de alguma forma o patógeno proliferou no citoplasma. O exógeno é quando o patógeno foi fagocitado. Via endógena Supondo que o vírus proliferou no citoplasma: Os antígenos que foram gerados pelo vírus serão degradados pelo proteassoma. O proteossoma é um complexo multiproteolítico que fica no citoplasma e degrada proteínas que não foram bem produzidas ou proteínas senescentes(velhas),isso já faz parte da regulação celular. Então, esses antígenos gerados pelo vírus, serão degradados pelo proteassoma, que é um complexo multiproteoliticocom vários sítios catalíticos. Depois de gerar esses peptídeos, eles serão bombeados para o interior do retículo endoplasmático, a partir das TAP 1 e TAP 2. Essas são moléculas transportadoras e tem essa função de bombear para dentro do retículo endoplasmático. Enquanto isso, está sendo produzido o MHC I. Se alguma molécula peptídica se encaixar, ele vai ficar associado ao MHC I. Posteriomente, ele vai para o complexo de Golgi,é glicosilado e vai embora pra membrana para ser apresentado ao MHC I TCD8. O proteassoma é um complexo multiproteolítico, com mais de vinte sítios catalíticos que degrada proteínas senescentes ou que não foram bem produzidas e então o proteassoma as transforma em peptídeos. Então, a proteína viral também será transformada em peptídeos. Tem alguns que são transformados em aminoácidos que serão bombeados para o interior do retículo. As TAP são essas moléculas transportadoras que bobeiam esses peptídeos para o interior do retículo endoplasmático, onde está sendo produzido MHC I. O número de peptídeos que tem na célula é 8 x 105 . O complexo proteolítico gera 8 x106 peptídeos por segundo. E esses peptídeos, se não forem bombeados para dentro da célula, dentro do retículo endoplasmático, eles degradam. A vida média desses peptídeos é de 5 segundos. Somente 150 moléculas de MHC I são carregadas com peptídeo por segundo. Lembrando que a proteína que é do vírus será marcada com a ubiquitinina e aí ele é introduzida no proteassoma ou é degradada. As moléculas chaperone vão auxiliar na conformação da molécula MHC I. A calreticulina, Erp57, dentre outras, são todas moléculas chaperone,que ajudam na conformação da molécula de MHC. Quando o MHC se forma e está com o peptídeo ele é glicosilado e vai para a membrana onde ele apresentará para TCD8. Via exógena Na via exógena é quando o patógeno foi fagocitado. São dois eventos diferentes. Em um dos eventos, ele é fagocitado e forma o fagossoma que com a junção do lisossoma forma o fagolisossoma. O outro evento é que molécula de MHC II que está sendo produzida. Quando ela é produzida, tem uma proteína que protege a fenda. Ela protege a fenda para não abrigar os peptídeos que foram bombeados para o interior. O MHC II é produzido, vai para o Golgi, onde ele é glicosilado, e na vesícula ocorre a diminuição do pH de tal forma que ativa algumas enzimas, cliva a cadeia invariante que protege a fenda e então só fica o que é chamado de CLIP (pepetídeo da cadeia invariante). A cadeia invariante tem a função de: promover o dobramento das cadeias α e β da molécula MHC II; impedir a associação de molécuas MHC II a peptídeos de ligação de moléculas MHC I; direcionar o transporte das moléculas MHC II para os compartimentos lisossomas, o que se deve, a presença, na cadeia invariante, de sequências constantes de leucinas que são reconhecidas por proteínas membranares específicas. O fagolisossoma vai fundir com o MHC. No interior da vesícula, o CLIP sai e permite que os peptídeos antigênicos se liguem, e posteriormente, o MHC II associado ao peptídeo vai para a superfície apresentar para o TCD4. Os dois eventos estão resumidos abaixo: Obs: O HLA-DM tira o clip para o peptídeo se encaixar no MHC I. Recapitulando: O MHC I é via endógena, sendo a proteína viral digerida no proteossoma. Os produtos dessa quebra são bombeados para o reticulo com a ajuda das TAPS (1 e 2). Após o MHC I já está associado ao peptídeo, ele vai ser glicosilado, e posteriormente ele apresenta para T CD8. O MHC II é via exógena. O MHC II vem protegido, com a cadeia invariante, depois ele é glicosilado, e no interior da vesícula acontece uma clivagem da cadeia invariante, restando apenas o CLIP, e depois ocorre a fusão com o endolisossoma. A HLA-DM retira então o CLIP, o peptídeo se liga, e em seguida pode ser apresentado. A molécula de MHC não pode estar vazia, pois ela seria degradada. Ela sempre tem que estar com o peptídeo, pode ser um peptídeo estranho, mas muitas vezes ela está com um peptídeo próprio. Hipótese dos 2 sinais Para a ativação celular adequada, temos o que chamamos de teoria dos 2 sinais. O primeiro é o reconhecimento especifico, representado por: APC, MHC II, peptídeo, TCR, TCD4. Entretanto só esse primeiro sinal não basta, é preciso um segundo sinal. Abordaremos o segundo sinal relacionado ao TCD4. O segundo sinal é dado por 2 moléculas co-estimulatórias: B71 e B72. Observando a figura, vemos que CD28 é o ligante de B71 e B72. B71 é também chamado de CD80 E B72 de CD86. Uma célula APC em repouso, não está expressando a molécula co-estimulatória, desse modo a presença de B7 significa que a molécula está ativada. Isso é importante porque imagine só: se isso o peptídeo em questão a ser reconhecido fosse do próprio organismo, e já estivesse presente a moleca co-estimulatoria, haveria resposta autoimune não só em algumas pessoas, mas em todas. Por isso o organismo tem essa proteção, mas quando há a doença autoimune é porque houve falha nessa tolerância. Uma das formas de não se ter a ativação é exatamente a célula estando em repouso. São os microorganismos que ativa essa célula, fazendo-a expressar B71 e B72. Por exemplo, o microorganismo interage com Toll-like, e faz com que a célula expresse B71 e B72. Acontecendo isso, tem-se o 1º e o 2º sinal. No caos, a primeira citocina que vai ser produzida pela célula é o IL-2. Como já foi visto, as citocinas podem ter ação autocrina, paracrina e endócrina. Neste caso, o IL-2 está tendo uma ação autocrina, e depois veremos que ela tem uma ação paracrina também. A célula vai produzir IL-2 e o receptor de IL-2 e estando adequadamente ativada, ela pode proliferar e ir pra efetuação de resposta. Essa é a hipótese de 2 sinais. Quando B71 e CD28 estão ligados, nós temos ativação. Terá uma outra situação em que se tem B71 e B72 e tem a não-resposta por CDLA4, isto acontece principalmente a nível de mucosas. O APC pode estar ativado, só que se o linfócito estiver expressando CDLA4, terá um sinal negativo pra ativação. Este é um outro mecanismo de tolerância imunológica. Ou seja, o mecanismo de tolerância imunológica é APC não apresentar B71 e B72 e o outro mecanismo de tolerância imunológica é o linfócito T apresentando CTLA4. Nas mucosas, nós temos linfócitos T apresentando CTLA4, que tem mais afinidade pelo B71 e B72 do que o CD28. Quando ele liga dá um sinal negativo. No caso das síndromes inflamatórias, elas ocorrem pela falha nesses processos. Ou seja, é necessário uma homeostase imunológica, nas mucosas por exemplo. Então caso deseje que o linfócito T “pare”, se deve o fazer expressar CTLA4. Então, tendo os dois sinais, a célula passa a produzir IL-2 e receptor de IL-2, chamado de CD25. Lembrando que a célula está ativada quando ela estiver expressando B71. Um macrófago em repouso pode estar apenas produzindo MHC I, às vezes nem está com o MHC II ou este está apenas em baixa quantidade. Posteriormente, frente a um estimulo, ele começa a expressar B71 e MHC2. O mesmo ocorre com a célula B. Ou seja, B71 não se encontra em célula em repouso. A célula dendrítica está presente nas mucosas, epiderme (também chamada de células de Langerhans)... Não esqueçam que as células dendriticas são bastante importantes como APC, pois migram rapidamente para os linfonodosonde vão apresentar os antígenos para linfócitos T. De um modo geral, os imunologistas chamam a célula dendritica em repouso de fenotipicamente imatura (o mesmo que em repouso), ou seja, que não possuem B71 e B72 (que é o CD80 e CD86), quando ocorre a expressão dos mesmo, ela é considerada fenotipicamente madura, ou seja, madura. [Dúvida: Ativada, a célula dendrítica geralmente expressar B71 e B72, os dois. Mas, expressando apenas um pode ser considerada ativada também] Novamente relembrando: A célula dendritica captura o antígeno, vai para os linfonodos onde apresentam para células T, e ela passa a lembrar que esta ativada, pois está expressando B71 e B72 (ou apenas B7). Então ocorreu o 1º e o 2º reconhecimento, e posteriormente ocorrerá a estimulação do linfócito T naive (em repouso). Neste processo, quem está ativada é a célula dendritica, que posteriormente vai ativar o linfócito T, que por sua vez primeiramente passa a produzir IL-2 e IL-2r. Uma vez que o linfócito T está ativado, ele vai expressar CD40-ligante. Em outras palavras, a célula dendritica está ativada expressando B71 e B72, fez o primeiro sinal do reconhecimento (apresentação), só que ela ainda está em repouso. Quando se liga ou linfócito, ele será ativado, irá produzir IL-2 e IL-2r e expressa CD40- ligante. Esse linfócito ativado por sua vez pode ira para uma APC que tem CD40 e ativa-a. Superantigeno O superantígenos são toxinas produzidas por alguns patógenos (ex: Staphylococcus aureus e Streptococcus pyogene) que se ligam externamente com algumas moléculas, no caso: TCR na célula T e APC com MHC II. Isso promove a ativação dessas células, que passam a produzir citocinas, provocando a patologia. Uma vez ativado, promove proliferação clonal, diferenciação em células efetoras, ou então nas células de memória. Subpopulações de Linfócito TCD4 Vale salientar que a célula TCD4, pode ter 4 subpopulações: Th1, Th2, Th17 e Treg (T regulador). O inicio da estimulação é representado por Th0, que por sua vez vai se diferenciar em algum tipo, e os diferentes tipos produzem citocinas diferentes. Parece que é o microambiente que vai definir o perfil do TCD4. Dependendo do microambiente, vai ser ativado determinados fatores de transcrição. Por exemplo, se o fator T-bet que for ativado, vão ser descritas citocinas que exibem perfil Th1. Se for o GATA-3, vão ser citocinas que define o perfil Th2. Se for esse RORγT, vão ser exibidos Th17. Ou seja, são essas citocinas que vão definir. O perfil Th1 produz, por exemplo, interferon-gama. Lembre-se que para o patogeno intravesicular, é preciso ativar o macrófago para que ele consiga eliminar o patogeno de forma melhor, no caso isso ocorre através da citocina: interferon-gama, produzida por NK. A outra célula no caso que também produz é a Th1. Assim, para um patogeno intravesicular (Micobacterium turbeculosis, hanseníase, leishmaniose) é necessária a citocina Interferon-gama, e o perfil de T CD4 será o Th1. Lembre-se que se eu estou ativando o macrófago, trata-se da imunidade celular. Assim, Interferon- gama contribui com a imunidade celular e portanto Th1 também contribui. Com relação ao Th2. Estão envolvidas IL-4, IL-5, IL-13. Essas citocinas estão relacionadas no favorecimento de M2 e contribui com Th2. Ou seja, quando se tem Th2 que produz IL-4, IL-5, IL- 13, imagina-se que o macrófago esteja em M2. O macrófago estando em M1, diante de um perfil Th2, é ruim para tuberculose, por exemplo. IL-4 e IL-3 favorece a produção de IgE (está vinculado a processos alérgicos, portanto está vinculada a mastócitos). IL-5 ativa eosinófilo e induz síntese de eosinófilo (é bom para combater parasitos). O Th17 produz citocinas IL-17A, IL-17F e IL-22, que está relacionado com o favorecimento da chegada de neutrófilo (é bom para bactérias). Então, para infecções bacterianas é importante o perfil Th17. Esse perfil serve também para fungos. O perfil Th2 colabora com a imunidade humoral. Lembrar que o TCD4 pode colaborar para a imunidade celular ou humoral. Além disso, Th1 e Th2 costumam regular um ao outro. Se há muito IFN- gama, diminui o Th2. Se tem muito IL-4, diminui o perfil Th1. Na hanseníase localizada é perfil M1, portanto Th1. Já, na hanseníase disseminada é perfil M2, portanto Th2. Na condição intermediária, ora predomina Th1 e ora Th2. Dependendo do tipo de infecção, se prefere que favoreça um perfil do que outro. Na alergia a medicamentos, tem perfis também que predominam mais. Na síndrome de Tres por exemplo, se tem uma eosinofilia, predominando mais o perfil Th2. Funções da subpopulação Th1 A célula dendrítica desempenha um papel importante e parece que é ela que direciona a resposta imune, uma vez que tudo começa na imunidade inata. Então, digamos, que de alguma forma, a célula dendrítica produza IL-12, favorecendo o perfil Th1. ATENÇÃO: Estamos falando sempre de diferenciação e não de maturação, pois a célula já está madura. Em algumas patologias, quando isso não acontece, por exemplo no Micobacterium leprae, alguma coisa deve ter ocorrido de errado na produção de IL-12, não favorecendo o perfil Th1, ou mesmo na própria imunidade inata (na interação via Toll-Like com a bactéria). Se continuar a produção de IL-2, típico de Th1, além de produzir IFN-gama, vai continuar a produzir IL-2 e TNF. O IFN-gama vai ativar macrófago, o IL-2, além da ação autócrina ele vai colaborar com TCD8 servir de 2º sinal, ou seja, IL-2 é segundo sinal pra TCD8. Imagine uma célula que não é APC, que não tem B7, o 2º sinal será um IL-2 produzido pelo TCD8, que não é suficiente, sendo necessária a ajuda de TCD4 na produção de IL-2. Por exemplo, se o individuo tiver uma resposta imune celular integra, ele consegue controlar a infecção, por ação de TCD8. Entretanto um o paciente com HIV, quando o HIV ataca TCD4, ele tende a morrer por infecções oportunistas. Nesse caso, mesmo possuindo ainda TCD8, por que esse paciente é acometido por infecções oportunistas? A resposta é porque possivelmente, falta o 2º sinal. O 2º sinal produzido por TCD8 não é suficiente. O 2º sinal vem do TCD4. Observem a ocorrência de um Feedback positivo: Th1 produz IL-2 -> IL-2 ativa NK -> NK produz IFN-gama -> IFN-gama ativa macrófago e também favorece que o ambiente continue Th1. O IFN-gama (seu papel dentro da imunidade humoral) pode induzir células B a produção de IgG (ver figura ao lado). O IL-2 estimula NK. Além dela, IL-12 e IFN-gama também estimula células NK. Com o IFN-gama, o macrófago aumenta sua capacidade metabólítica, aumenta a expressão de MHC classe II, aumenta a expressão das moléculas co-estimulatórias (figura abaixo). Para o TCD8, o IL-2 ou até mesmo o IFN-gama pode servir como 2º sinal (figura ao lado). Imagine um célula infectada por vírus. O 1º sinal é o reconhecimento específico, mas é necessário o 2º sinal. TCD8 produz, mas provavelmente não é suficiente. Agora se a célula infectada for uma APC (figura ao lado), sendo uma APC, ela mesma pode formar o 2º sinal, pois ela vai expressar B7-1 e B7-2 que vai se ligar ao CD28 do TCD4, produzindo IL-2 e IL-R. Mais de 90% de TCD4 tem CD28 e entorno de 50% de TCD8 tem CD28. O linfócito TCD8 é chamado de citotóxico e ele leva a célula alvo a apoptose por dois mecanismos: Fas dependente e Faz independente.No Fas dependente, o linfócito TCD8 ativado, expressa Faz ligante (maioria das células do nosso organismo possui Fas). Quando eles se ligam, ativa a cascata das caspases a partir da caspase 8, levando a apoptose. A célula alvo possui Fas. Associado ao Faz tem a Pró- caspase8. Quando ocorre a interação Fas ligante + Faz, a pró-caspase 8 perde uma parte e fica ativa. Consequentemente ela ativa a caspase 3 e assim por diante culminando na apoptose. Acontece que a célula TCD8, ativada, expressa o Faz ligante e também pode produzir Fas ligante solúvel, liberando-o no meio. O Fas ligante expresso vai levar a célula alvo à apoptose, ativando a pró-caspase 8. Entretanto, esse faz ligante liberado, também pode se ligar na célula vizinha, levando- a a apoptose. Isso pode ser bom, ou ruim. No caso da Sindrome de Steven Jonhson é ruim. A síndrome de Steven Jonhson é uma morte massiva provocada por TCD8. Um dos mecanismos envolvidos nesse processo é exatamente a produção do Fas ligante. No Fas independente, são as perforinas que formam poros e as granzimas que ativa a cascata das caspases que culmina na apoptose. Na figura ao lado, temos o resumo dos dois mecanismos que culminam na ativação da pró-caspase 8 que passa a caspase 8; que ativa pró-caspase 3 em caspase 3, ocorrendo 2 mecanismos -> clivagem do inibidor de DNA-ase, degradando DNA, e degradação de proteínas estruturais; e formação de corpos apoptóticos. Funções da subpopulação Th2 Com relação a imunidade humoral. Se a célula dendrítica tiver produzindo IL-4 ou IL-27, naquele momento ela vai fazer com que a célula Th0 se diferencie em Th2. O IL-4 e IL-13 induz a célula B a produzir IgE. Aumento de IL-4 inibe Th1. IL-5 ativa e induz a produção de eosinófilos (parasitos) > feedback positivo. Lembrando que o M2 (macrófago anérgico ou alternativamente ativado) produz IL-4 ocasionando um feedback positivo, pois IL-4 contribui para que o ambiente continue Th2. O Th2 pode também induzir a produção de IgE, IgG4; induz o macrófago (M2) a produzir IL-4 e IL-13 (isso é bom para o reparo tecidual). Funções da subpopulação Th17 Se a célula dendrítica estive produzindo IL-23, IL-6 e TGF-beta em baixas concentrações, vai favorecer para que a diferenciação do Th0 em Th17. ATENÇÃO: O TGF-beta em altas concentrações está vinculado com Treg. Mas TGF-beta em baixas concentrações está vinculado com o favorecimento de Th17. O Th17 vai produzir as citocinas IL-17A, IL-17F e IL-22. Essas citocinas vão induzir que as células endoteliais, células epiteliais e macrófagos produzam: IL-6, G-CSF, CXCL-8, GM-CSF, IL-1, TNF. TNF, além do CXCL-8, é um potentes quimiotáticos de neutrófilos, sendo importante para combater bactérias extracelulares e fungos. O Th17 fazem também com que as células epiteliais produzam peptídeos antimicrobianos, como as defensivas e catelecidinas. As catelecidinas além de provocarem um desequilíbrio osmótico, podem induzir angiogênese: no inicio agem como antimicrobianas e depois atuar na regeneração tecidual. A catetecidina humana estudada é a LL-37, podendo ser produzida por neutrófilos, macrófagos.... Tem uma vasta ação sobre fungos, vírus.... Podem ainda provocar o rompimento de integridade da membrana celular,, podendo também atuar na angiogênese e regenaração tecidual. Funções da subpopulação Treg T regulador (Treg) é muito importante nas mucosas. Se a célula dendrítica estiver produzindo IL-10 (anti- inflamatória) e TGF-beta em alta concentração (também é anti- inflamatória) vão favorecer a diferenciação em Treg. Essas duas citocinas zelam pela homeostase imunológica. Por vezes, em algumas patologias (como na Leishmaniose disseminada) se tem uma produção excessiva de IL-10, e isso também não é bom. O Treg produz TGF-beta, que induz a produção de IgA e IL-10, que inibe os demais perfis. Alguns pesquisadores dizem que alguns linfócitos TCD4, já “nascem” Treg, sendo Treg naturais. Mas podem ser formados também por indução. Através de uma imuno-modulação é possível passar Th1 e Th17 para o perfil Treg. O Treg possui CD4, dado que são TCD4, possuem CD25. Apresenta o fator de transcrição Foxp3, uma molécula que os caracteriza. Além disso, podem possui CTLA-4, molécula inibitória.
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