04 sistema do complemento

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Universidade de São Paulo
Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto
Programa de Pós-Graduação em Imunologia Básica e Aplicada
Autores: Elyara Maria Soares e Milena Sobral Espíndola
O sistema do complemento
O sistema do complemento consiste em proteínas séricas (inativas na circulação) e de superfície celular. Quando ativadas, interagem entre si, formando complexos com atividade proteolítica que amplificam a fagocitose e a resposta inflamatória, visando à eliminação de agentes infecciosos. As proteínas do sistema do complemento correspondem a aproximadamente 5% das globulinas do soro, sendo sintetizadas prioritariamente por células do fígado e macrófagos teciduais.
Existem 3 vias de ativação: (1) Clássica, dependente de anticorpo; (2) Lectinas e (3) Alternativa, ambas independentes de anticorpo. De modo geral, os componentes clivados originam dois fragmentos, um maior (b) que permanece no local de ativação e um menor (a) que segue para a fase fluida. 
1. Via clássica
Os domínios CH2 (IgG1, 2 e 3) ou CH3 (IgM) dessas imunoglobulinas interagem com C1q, um hexâmero no qual estão ligadas as proteases C1r e C1s. Após a ligação do anticorpo a um antígeno multivalente, o complexo antígeno-anticorpo-C1q promove a ativação enzimática dos dímeros C1r e C1s. A protease C1s cliva as moléculas subsequentes da cascata, C4 e C2, em C4a e C4b e C2a e C2b respectivamente. O fragmento C4b liga-se à parede de patógenos ou à membrana celular e, em seguida, o C2b, formando uma nova enzima, a C3 convertase (C4b2b). Esse complexo proteolítico cliva a molécula C3 (C3a e C3b). O C3b formado pode ligar-se ao complexo C4bC2b, formando a C5 convertase (C4bC2bC3b), clivando C5 (C5a e C5b) que atua na fase tardia do sistema (C5b-C9).
2. Via das Lectinas
A proteína ligadora de manose (MBL- Mannose binding lectin) inicia a ativação do complemento por meio da ligação à manose presente na parede de algumas bactérias (ex. Escherichia coli, Candida albicans). Essa proteína é estruturalmente semelhante ao C1q da via clássica e tem as proteases MASP1 e MASP2 acopladas à MBL, análogas ao C1r e C1s, respectivamente. Assim, a MASP2 cliva C4 (C4a e C4b) e C2 (C2a e C2b) e o restante da cascata é semelhante ao da via clássica.
3. Via alternativa
Fisiologicamente, ocorre clivagem espontânea em baixas taxas de C3 em C3a e C3b. O C3b é instável em fase fluida e pode ser hidrolisado se permanecer solúvel. Por outro lado, o C3b pode ligar-se à parede de patógenos e iniciar a ativação da via, com subsequente incorporação e clivagem do fator B (Ba e Bb) pelo fator D. O complexo formado é a C3 convertase (C3bBb) da via alternativa, o qual é estabilizado pela properdina. Esse complexo cliva C3 (C3a e C3b) promovendo elevada produção de C3b, que pode ligar-se à parede de patógenos ou ainda formar a C5 convertase (C3bBbC3b) da via alternativa, que cliva C5 (C5a e C5b).
Mesmo sendo ativadas por diferentes maneiras, as 3 vias levam a ativação do C3 e geração da C5 convertase, moléculas indispensáveis para a formação do complexo de ataque à membrana (MAC – “Membrane Attack Complex”).
Complexo de ataque à membrana 
A formação do MAC é iniciada com o fragmento C5b ligando-se às moléculas subsequentes C6, C7 e C8. Em seguida, há o recrutamento das proteínas C9, que se polimerizam e formam o MAC, promovendo a formação de poros na membrana celular, influxo de água e íons e, finalmente, lise celular.
Funções do Sistema do Complemento
Para que o sistema do complemento exerça suas funções efetoras no sistema imunológico, é necessário que haja a interação das proteínas do complemento com seus respectivos receptores presentes em diversas células da resposta imune inata e adaptativa. 
Opsonização e fagocitose: O C3b, C4b e o iC3b são opsoninas, ou seja, recobrem a superfície de microrganismos para que os mesmos sejam mais facilmente fagocitados. A fagocitose ocorre quando há interação do fragmento opsonizante com seu respectivo receptor nos fagócitos mononucleares e neutrófilos. Desse modo, C3b e C4b ligam-se ao receptor CR1, enquanto iC3b liga-se a CR3 e CR4.
Estimulação inflamatória: Os produtos de clivagem C3a e C5a atuam como anafilatoxinas, promovendo a desgranulação de mastócitos, que liberam aminas vasoativas e leucotrienos no sítio infeccioso. A interação desses produtos com seus respectivos receptores C3aR e C5aR, presentes em células endoteliais e granulócitos, estimula a quimiotaxia de leucócitos. Em conjunto, esses eventos contribuem para o processo inflamatório com aumento da permeabilidade capilar e influxo de células. (Inflamação – Resposta Imune Inata)
Remoção de imunocomplexos: Nas respostas humorais, a interação antígeno-anticorpo pode levar à formação de imunocomplexos, que precisam ser eliminados. A ligação de C3b a esses imunocomplexos facilita a remoção dos mesmos pela ligação de C3b ao CR1 expresso em hemácias. Essas migram para o fígado ou baço carregando os imunocomplexos que são eliminados pelo sistema fagocitário mononuclear. 
Citólise: A lise de organismos estranhos ou de células-alvo é mediada pelo MAC.
Após a ativação do complemento e realização de suas funções efetoras, com consequente eliminação do patógeno ou célula alvo, é necessário que haja a regulação da ativação desses componentes. Para isso, existe nas superfícies celulares ou no plasma de mamíferos uma série de proteínas reguladoras que desempenham essa função:
	Regulador
	Localização
	Função
	Doença relacionada
	Inibidor de C1 (C1 INH)
	Plasma
	Inibe a atividade proteolítica de C1r e C1s
	Angiodema hereditário
	DAF, MCP e CR1
	Membrana
	Inibem a formação da C3 convertase da via clássica deslocando C2b de C4b; e da via alternativa deslocando Bb de C3b.
	Hemoglubinúria Paroxistica Noturna
	Fator I
	Plasma
	Induz a clivagem de C3b em iC3b tendo como cofatores MCP/CR1
	-
	Fator H
	Plasma
	Inibe a formação da C3 convertase da via alternativa através de sua ligação a C3b, impedindo o acoplamento do fator B.
	Evasão do sistema imune por Schistosoma, Neisseria gonorrheae e Haemophilus
	Proteína S
	Plasma
	Liga-se ao C7 impedindo que ele se insira na porção hidrofóbica da membrana, impossibilitando a formação do MAC
	Infecções por Neisserias
	CD59
	Membrana
	Liga-se ao complexo C5b-C8 impedindo a ligação de C9 e consequente formação do MAC
	Infecções por Neisserias
Sistema do Complemento e Implicações Clínicas
	Existem microrganismos capazes de desenvolver mecanismos de escape da ativação do sistema do complemento. Estes podem ser por:
Recrutamento de proteínas reguladoras: helmintos do gênero Schistosoma produzem ácido siálico, o que facilita o recrutamento da proteína reguladora H; enquanto bactérias como a Neisseria gonorrheae e o Haemophilus sequestram ácido siálico do hospedeiro, facilitando também o recrutamento da proteína H.
Mimetismo molecular: a Escherichia coli produz uma proteína semelhante à C1 INH, que inibe a ativação do complexo C1. Já o Staphylococcus aureus e o Trypanosoma cruzi produzem proteínas que inibem a formação da C3 convertase.
Produtos de genes bacterianos: o Staphylococcus aureus produz uma proteína antagonista de C5a.
Existem ainda indivíduos que possuem deficiência das proteínas do sistema do complemento. Tal fato leva ao desenvolvimento de doenças como:
Angioedema hereditário: causada pela deficiência do inibidor de C1 chamado C1 INH. A deficiência do inibidor irá provocar uma desregulação da ativação de C1, que vai levar a clivagem exacerbada de C4 e C2. Um fragmento proteolítico de C2 denominado C2-cinina, com a ajuda da bradicinina, promovem aumento da permeabilidade vascular, levando à formação de edema em diversos locais do corpo caracterizando a doença;
Doenças de imunocomplexos: ocorre quando há deficiência das moléculas de C1, C4 ou C2, por diversos mecanismos que ainda não foram muito bem elucidados. 
Infecções bacterianas piogênicas: causadas por uma deficiência de C3, com consequente deficiência na opsonização e fagocitose de patógenos.
Deficiênciada Adesão Leucocitária (LAD – “Leukocyte adhesion deficiency”): causada por mutação na cadeia β dos receptores CR3 e CR4, levando a deficiência de sua ação, com consequente diminuição da fagocitose por leucócitos e adesão celular ao endotélio.
Infecção de repetição: a deficiência na MBL leva a infecções de repetição em 5% dos indivíduos que a possui, enquanto 95% dos indivíduos são assintomáticos.
Hemoglobinúria paroxística noturna: a deficiência do regulador DAF nas hemácias leva a um aumento das C3 e C5 convertases na superfície das mesmas e isso desencadeia a ativação das fases finais do sistema do complemento e formação do MAC, causando hemólise intravascular.
Septicemias por Neisserias: deficiências de C5, C6, C7, C8 e C9 levam a infecções por Neisserias, pois a formação do MAC é um dos principais mecanismos efetores contra essas bactérias.
Desafios e Perspectivas
“Crosstalk” entre TLRs e Sistema do Complemento
	Recentemente foi descoberto um “crosstalk” entre TLR e o sistema do complemento que leva à alteração na resposta de linfócitos T. Neste contexto, as anafilatoxinas C3a e C5a podem promover ou inibir o desenvolvimento de células do padrão TH1 ou TH17 in vivo, permitindo um papel do complemento na homeostase e defesa do hospedeiro. O sistema do complemento e os TLRs, rapidamente desencadeiam resposta à infecção ou agentes microbianos comuns como o LPS ou CpG. Há uma cooperação entre estes dois sistemas justamente através dessa interação. Pelo menos 3 tipos de TLRs estão envolvidos nesse “crosstalk” (TLR2, 4 e 9). Esse mecanismo por um lado pode ser importante no combate à infecção, ou em alguns casos pode facilitar a evasão de patógenos da ativação pelo complemento. Muitos estudos estão em andamento para elucidar formas de tratamento de algumas doenças utilizando-se desse mecanismo. 
Papel do CR2
	CR2 tem papel importante na resposta imune adaptativa, participando da co-estimulação do linfócito B, mas ainda não se sabe ao certo sua função na ativação do sistema do complemento . São necessários mais estudos com o objetivo de descobrir outras funções desse receptor.
Figura 1. Vias de Ativação do Sistema do Complemento. As vias de ativação do sistema do complemento compreendem a via Clássica, dependente de anticorpo; Lectinas e Alternativa, ambas independentes de anticorpo.
Figura 2. Formação do Complexo de Ataque à Membrana (MAC).
Sugestões de Leitura
Abbas, A.K; Lichtman, A. H.; Pillai, S; Imunologia Celular e Molecular. 6ª Edição, São Paulo;
Imunobiologia: O sistema imune na saúde e na doença; Janeway, Travers, Walport e Shlomchik; 7ª Edição;
Daniel Ricklin, George Hajishengallis, Kun Yang&Jhn D Lambris; Complement: a key system for immune surveillance and homeostasis. Nature Immunology, September 2010, Review.