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Resumo de Imunologia Médica Danilo Fernando – Medicina UFRGS Resumo baseado em anotações em aula e nos livros Imunologia Celular e Molecular 8ªEd – Abbas, Imunobiologia de Janeway 8ªEd – Murphy, Imunologia de Kuby 6ªEd, Fundamentos de Imunologia 12ªEd – Roitt e O Sistema Imune 3ªEd – Peter Parham Danilo Fernando IMUNOLOGIA MÉDICA MED-UFRGS 1 1 Danilo Fernando IMUNOLOGIA MÉDICA MED-UFRGS 2 2 Sumário Introdução à Imunologia ..................................................................................................................................................................................................... 4 Conceitos de Imunologia ............................................................................................................................................................................................... 4 Resposta Imune ............................................................................................................................................................................................................. 4 Células e Órgãos do Sistema Imune .................................................................................................................................................................................... 6 Células do Sistema Imune .............................................................................................................................................................................................. 6 Células Apresentadoras de Antígenos (APCs) .............................................................................................................................................................. 11 Órgãos e Tecidos Linfoides .......................................................................................................................................................................................... 14 Migração Leucocitária ....................................................................................................................................................................................................... 18 Visão Geral ................................................................................................................................................................................................................... 18 Moléculas de Adesão ou Adesinas ............................................................................................................................................................................... 18 Quimiocinas e Receptores de Quimiocinas .................................................................................................................................................................. 20 Recrutamento de Leucócitos Para os Tecidos .............................................................................................................................................................. 21 Migração de Neutrófilos e Monócitos ......................................................................................................................................................................... 23 Migração e Recirculação de Linfócitos T ...................................................................................................................................................................... 23 Resposta Imune Inata........................................................................................................................................................................................................ 25 Barreiras Anatômicas ................................................................................................................................................................................................... 25 A Resposta Inata .......................................................................................................................................................................................................... 26 Regulação da Resposta Imune Adaptativa Pelo Sistema Imune Inato ......................................................................................................................... 40 Conclusões ................................................................................................................................................................................................................... 40 Apresentação de Antígenos Para o Linfócito T .................................................................................................................................................................. 41 Antígenos ..................................................................................................................................................................................................................... 41 Reconhecimento de Antígenos .................................................................................................................................................................................... 41 Células Apresentadoras de Antígenos (APCs) .............................................................................................................................................................. 42 Tipos de Complexo Principal de Histocompatibilidade (MHC) ..................................................................................................................................... 43 Genética das Moléculas de MHC ................................................................................................................................................................................. 45 Processamento de Proteínas Antigênicas .................................................................................................................................................................... 47 Apresentação Cruzada ................................................................................................................................................................................................. 52 Superantígenos ............................................................................................................................................................................................................ 52 Anticorpos ......................................................................................................................................................................................................................... 53 Estrutura do Anticorpo ................................................................................................................................................................................................ 53 Domínio das Imunoglobulinas ..................................................................................................................................................................................... 53 Interações Antígeno-Anticorpo.................................................................................................................................................................................... 56 Região Constante da Cadeia Pesada ............................................................................................................................................................................ 58 Anticorpos Monoclonais ..............................................................................................................................................................................................60 Receptor do Linfócito T – TCR ........................................................................................................................................................................................... 61 Desenvolvimento dos Linfócitos T ............................................................................................................................................................................... 62 Recombinação V(D)J .................................................................................................................................................................................................... 63 Seleção Negativa e Positiva (Tolerância Central) ......................................................................................................................................................... 66 Conclusões ................................................................................................................................................................................................................... 67 Ativação dos Linfócitos T ................................................................................................................................................................................................... 68 Visão Geral ................................................................................................................................................................................................................... 68 Sinais Para Ativação dos Linfócitos T ........................................................................................................................................................................... 70 Diferenciação das Células T CD4 .................................................................................................................................................................................. 75 Diferenciação das Células T CD8 .................................................................................................................................................................................. 79 Danilo Fernando IMUNOLOGIA MÉDICA MED-UFRGS 3 3 Células T de Memória .................................................................................................................................................................................................. 82 Declínio das Respostas da Célula T .............................................................................................................................................................................. 83 Resposta Humoral ............................................................................................................................................................................................................. 84 Geração, Ativação e Diferenciação das Células B ......................................................................................................................................................... 84 A Resposta Humoral .................................................................................................................................................................................................... 88 Resposta Imune às Doenças Infecciosas ......................................................................................................................................................................... 102 Resposta Imune a Bactérias ....................................................................................................................................................................................... 102 Resposta Imune aos Vírus .......................................................................................................................................................................................... 108 Resposta Imune aos Parasitos (Protozoários e Helmintos) ........................................................................................................................................ 111 Resposta Imune aos Fungos ...................................................................................................................................................................................... 113 Reações de Hipersensibilidade ........................................................................................................................................................................................ 114 Hipersensibilidade do Tipo 1 ou Imediata (Mediada por IgE) .................................................................................................................................... 116 Hipersensibilidade do Tipo 2 (Citotóxica Mediada por Anticorpo) ............................................................................................................................ 120 Hipersensibilidade do Tipo 3 (Mediada por Imunocomplexos).................................................................................................................................. 121 Hipersensibilidade do Tipo 4 ou Tardia (DTH – “delayed-type hypersensitivity”) ...................................................................................................... 122 Imunização Passiva e Ativa .............................................................................................................................................................................................. 123 Imunidade Passiva ..................................................................................................................................................................................................... 123 Imunidade Ativa......................................................................................................................................................................................................... 123 Tolerância Imunológica e Autoimunidade ....................................................................................................................................................................... 130 Tolerância .................................................................................................................................................................................................................. 130 Autoimunidade .......................................................................................................................................................................................................... 135 Doenças Autoimunes ................................................................................................................................................................................................. 137 Imunodeficiências ........................................................................................................................................................................................................... 140 Imunodeficiências Primárias ...................................................................................................................................................................................... 141 Imunodeficiências Secundárias .................................................................................................................................................................................. 145 Imunologia dos Transplantes .......................................................................................................................................................................................... 152 Transplante ................................................................................................................................................................................................................152 Rejeição ..................................................................................................................................................................................................................... 153 Respostas Imunológicas Adaptativas aos Aloenxertos............................................................................................................................................... 155 Funções Ativadoras e Efetoras dos Linfócitos T Alorreativos ..................................................................................................................................... 157 Ativação de Células B Alorreativas e Produção e Funções de Aloanticorpos ............................................................................................................. 158 Padrões e Mecanismos de Rejeição de Enxertos ....................................................................................................................................................... 159 Prevenção e Tratamento de Rejeição de Aloenxertos ............................................................................................................................................... 161 Fármacos Imunossupressores .................................................................................................................................................................................... 162 Métodos para Induzir Tolerância Doador-Específica ................................................................................................................................................. 164 Transplante Hematopoiético de Células Tronco ........................................................................................................................................................ 165 Câncer e Sistema Imune .................................................................................................................................................................................................. 166 Câncer: Origem e Terminologia ................................................................................................................................................................................. 166 Antígenos Tumorais ................................................................................................................................................................................................... 169 Resposta Imunológica no Câncer ............................................................................................................................................................................... 173 Imunoterapia Antitumoral .............................................................................................................................................................................................. 177 Imunoterapia Passiva ................................................................................................................................................................................................. 177 Imunoterapia Ativa .................................................................................................................................................................................................... 179 Conclusões ................................................................................................................................................................................................................. 182 Danilo Fernando IMUNOLOGIA MÉDICA MED-UFRGS 4 4 Introdução à Imunologia Conceitos de Imunologia • Imunidade: condição que permite uma resistência inata e adquirida às doenças. • Sistema imune: células e moléculas responsáveis pela imunidade; Presente em todo o organismo (pele, trato respiratório, trato gastrointestinal etc.); Início do sistema imunológico ocorre na 12ª semana após a concepção; Importância do sistema imune: - Defesa contra infecções; - Impede o crescimento de alguns tumores; - Eliminação de células mortas; - Inicialização do reparo tecidual; Outros papeis do sistema imunológico (observe a tabela ao lado) Células-chave do sistema imune - Células “sentinelas” nos tecidos – p.e. macrófagos, células dendríticas, mastócitos - Células circulantes – neutrófilos, monócitos, eosinófilos, linfócitos - Células teciduais – p.e. células epiteliais • Resposta imune: reação aos componentes de microrganismos, bem como a macromoléculas, tais como proteínas e polissacarídeos, e pequenos agentes químicos que são reconhecidos como estra- nhos, independentemente da consequência fisiológica ou patológica de tal reação; • Vacinação: inoculação de amostras enfraquecidas ou atenuadas de agentes patológicos em indiví- duos sadios, a fim de obter proteção contra doenças; • Anticorpos: proteínas capazes de detectar uma ampla variedade de moléculas na circulação e em células e tecidos. • Antígenos: substâncias que se ligam a receptores específicos em linfócitos – podem ou não esti- mular respostas imunes. • Patógenos: microrganismos causadores de doença; Vírus, bactérias, fungos patogênicos e outros organismos eucarióticos unicelulares e multicelula- res, relativamente grandes e complexos, coletivamente chamados de parasitos. *Curiosidade: os microrganismos que nos habitam correspondem a 10x das células do nosso corpo. Resposta Imune • É dividida em resposta imune inata e resposta imune adaptativa (observe a imagem abaixo). Danilo Fernando IMUNOLOGIA MÉDICA MED-UFRGS 5 5 • Resposta imune inata (ou natural/nativa): primeira linha de defesa contra microrganismos. Ação rápida – 1ª linha de defesa! Mecanismos de defesa celulares e bioquímicos presentes antes da infecção; Respondem: - Da mesma forma à infecções (futuras) pelo mesmo patógeno; - À grupos de microrganismos com estruturas comuns – não há especificidade; - À produtos de células lesionadas. Principais componentes da resposta inata: a) Barreiras físicas e químicas; - Pele, epitélio mucoso, moléculas antimicrobianas b) Células fagocíticas (neutrófilos, macrófagos), células dendríticas e células NK (“natural killer”) e outras células linfoides inatas; c) Proteínas sanguíneas. • Resposta imune adaptativa (ou adquirida/específica): desenvolve mais lentamente e proporci- ona uma defesa mais especializada e mais eficaz contra as infecções. Reconhece e reage a um grande número de substâncias microbianas e não microbianas específi- cas – possui especificidade (detectam os determinantes ou epítopos); - Sistema imune consegue distinguir entre 107 a 109 determinantes antigênicos distintos! Possui memória – habilidade de responder mais vigorosamente a exposições repetidas ao mesmo microrganismo; - Pode garantir proteção por toda a vida contra reinfecções pelo mesmo patógeno. - Resposta imune secundária. Linfócitos – componente exclusivo da resposta adaptativa - Secretam anticorpos (linfócitos B). Vacinação: aplicação prática da indu- ção da resposta imune adaptativa - Imunidade ativa (imagem ao lado). *Importante¹: não reatividade ao próprio organismo – habilidade do sistema imune em reconhe- cer, responder e eliminar muitos antígenos estranhos (não próprios) enquanto não reagem negati- vamente às suas próprias substâncias antigênicas – irresponsividade imunológica também é cha- mada de tolerância – anormalidades na tolerância levam a respostas imunes contra os próprios an- tígenos (autólogos), o que pode resultarem distúrbios denominados doenças autoimunes. ∟Autoimunidade: respostas imunes equivocadas contra proteínas ou tecidos próprios do corpo, levando a doenças autoimunes; *Importante²: hipersensibilidades: “excesso de zelo” do sistema imune ao atacar substâncias ino- fensivas, causando reações alérgicas; *Importante³: imunodeficiências: insuficiências inatas ou adquiridas de elementos da resposta imune, levando a infecções recorrentes. Danilo Fernando IMUNOLOGIA MÉDICA MED-UFRGS 6 6 Células e Órgãos do Sistema Imune Células do Sistema Imune • Respostas imunes inatas e adaptativas dependem das atividades dos leucócitos (células brancas). • São originárias da medula óssea e são formadas pela célula tronco hematopoiética (HSC) Célula troco hematopoiética origina as células mieloides e linfoides - Linhagem mieloide inclui a maioria das células do sistema imune inato; - Os linfócitos do sistema imune adaptativo e as células natural killers (NK) da imunidade inata pertencem à linhagem linfoide. Danilo Fernando IMUNOLOGIA MÉDICA MED-UFRGS 7 7 Fagócitos • Consistem em neutrófilos e macrófagos – são as células cuja função primária é ingerir e destruir microrganismos e se livrar dos tecidos danificados. • Respostas na defesa do hospedeiro: a) Recrutamento das células para locais de infecção; b) Reconhecimento e ativação pelos microrganismos; c) Ingestão dos microrganismos por processo de fagocitose; d) Destruição dos microrganismos ingeridos. • Secretam citocinas (mediadores inflamatórios químicos) e estão em contato direto com elas. Se comunicam com outras células de modo a promover ou regular as respostas imunes. Neutrófilo • Leucócito polimorfonuclear – núcleo segmen- tado em três a cinco lóbulos conectados. • Contém grânulos com espécies reativas de oxi- gênio (ROS), enzimas (lisozima, colagnase, elas- tase), defensinas e catelicidinas. • População mais abundante de células brancas sanguíneas circulantes. • Medeia as fases iniciais das reações inflamató- rias – são os primeiros a chegar no sangue. • Formam redes extracelulares de defesa – NETs (neu- trophil extracellular traps). - Barreira física formada por cromatina que evita a disse- minação dos microrganismos (observe a imagem ao lado) - Resulta numa forma única de morte (“suicídio”) celular programada – NETose ∟Há liberação de enzimas (grânulos) que danificam o tecido saudável, i.e., o próprio organismo! • Principal componente do pus • Produção aumenta em infecções – leucocitose (aumento do número de neutrófilos no sangue). • Possuem vida curta → circulam pelo sangue por horas ou poucos dias. Macrófago • Monócito: forma circulante (no sangue) Corresponde a 5-10% das células sanguíneas. Monócitos inflamatórios – entram rapida- mente nos tecidos em resposta à infecção; Monócitos patrulhadores – arrastam-se lenta- mente pelas paredes dos vasos; Medeia as fases iniciais das reações inflamató- rias – são os segundos a chegar no sangue (±12h). Quando entram no tecido se diferenciam em macrófagos – forma tecidual. Danilo Fernando IMUNOLOGIA MÉDICA MED-UFRGS 8 8 • Macrófago: é um fagócito profissional, i.e., ele é especializado em fagocitose. Macrófagos são amplamente distribuídos nos órgãos e tecido conectivo, têm papel central na imunidade inata e adaptativa. • Assumem fenótipos especializados dependendo do tipo de órgão: micróglia (SNC), Kuppfer (fígado), macrófago alveolar (pulmões), macrófagos sinusoidais (baço), osteoclasto (osso), célula de Langerhans (epiderme), célula mesangial do glomérulo (rim) e histócito (derme). • Células da linhagem de macrófago surgem a partir de células precursoras na medula óssea. Precursores evoluem para monócitos, que entram e circulam no sangue e, então, migram para os tecidos, especialmente durante as reações inflamatórias, onde eles então amadurecem em ma- crófagos (observe a imagem abaixo). • Promovem ingestão e morte de microrganismos. Também participam do processo de limpeza após a infecção ou lesão tecidual. - Células mortas do hospedeiro, tecidos mortos e neutrófilos acumulados na infecção; - Evitam reações inflamatórias resultante da morte dessas células e tecidos. • Secretam citocinas com o objetivo de: a) Aumentar o recrutamento de mais monócitos (macrófagos) – aumento da resposta protetora contra os microrganismos; b) Promover o reparo de tecidos danificados pela estimulação do crescimento de novos vasos san- guíneos (angiogênese) e síntese de matriz extracelular rica em colágeno (fibrose). Danilo Fernando IMUNOLOGIA MÉDICA MED-UFRGS 9 9 • Macrófagos possuem receptores que detectam vá- rios tipos de microrganismos e que podem ativá-lo para a fagocitose e/ou para secretar citocinas infla- matórias (conforme as imagens ao lado e abaixo). - Detectam PAMPs (padrões moleculares associa- dos a patógenos) e DAMPs (damage associated molecular pattern, ou dano associado a padrões moleculares – lesão tecidual). *Observação: quimiocinas são citocinas associadas com quimiotaxia (movimento). *Importante: a comunicação dos macrófagos é feita através de citocinas. - Citocinas são proteínas envolvidas na sinalização do sistema imune que atuam a nível local e sistêmico → podem ter ativi- dade autócrina, parácrina e endócrina (imagem ao lado). ∟Envolvidas na sinalização celular como agentes imunomodu- ladores; ∟Produzidas por muitos tipos de células; ∟Cada citocina costuma ter diversas células-alvo; ∟Citocinas diferentes induzem efeitos biológicos diferentes; ∟Para agirem, as citocinas precisam interagir com o receptor correspondente na célula-alvo. Danilo Fernando IMUNOLOGIA MÉDICA MED-UFRGS 10 10 Mastócitos • Célula tecidual – presente na pele, mucosa epitelial e tecido conjuntivo, contendo abun- dantes grânulos citoplasmáticos cheios de his- tamina e outros mediadores. • Expressam receptores de alta afinidade na membrana plasmática para um tipo de anti- corpo denominado IgE e, geralmente, são re- cobertos com esses anticorpos. Relacionam-se com as reações alérgicas mediadas por IgE. Também desempenham um papel importante em respostas a helmintos. • Mastócitos funcionam como sentinelas nos tecidos → reconhecem produtos microbianos e res- pondem produzindo citocinas, quimiocinas, mediadores lipídicos, fatores de crescimento e antimi- crobianos. • Reconhecem vários sinais de infecção por patógenos (PAMPs) e de dano celular (DAMPs); Basófilos • Célula circulante – tem muitas similaridades estruturais e funcionais com os mastócitos – também produzem histamina. São capazes de sintetizar muitos dos mes- mos mediadores dos mastócitos - Também expressam receptores para IgE. ∟Envolvidos em reações alérgicas mediadas por IgE. • Secretam citocinas, quimiocinas, mediadores lipídicos, fatores de crescimento e produtos antimicrobianos. • Envolvidos no combate a infecções parasitárias (principalmente helmintos). Eosinófilo • Célula circulante – contém grânulos citoplas- máticos que contem enzimas danosas as pare- des de parasitos, mas também podem danifi- car os tecidos do hospedeiro. Grânulos acidófiloscontendo proteínas ci- totóxicas, mediadores lipídicos, citocinas infla- matórias/hematopoiéticas e quimiocinas. • Sua principal função é a destruição de orga- nismos patogênicos que são muito grandes para serem fagocitados por outras células, como é o caso dos helmintos. • Também envolvidos na fase crônica das doenças alérgicas. • Eosinofilia = número maior ou igual a 600 células/mm3 → infecções (helmintos), alergias, neo- plasmas, desordens do tecido conjuntivo, respostas a medicamento. Danilo Fernando IMUNOLOGIA MÉDICA MED-UFRGS 11 11 Células Apresentadoras de Antígenos (APCs) • APCs referem-se às células que apresentam antígenos aos linfócitos T. Capturam microrganismos e outros antígenos, apresentam-nos aos linfócitos e fornecem sinais que estimulam a proliferação e diferenciação dos linfócitos. • Principal tipo de APC envolvido na iniciação das respostas da célula T é a célula dendrítica. • Células B e macrófagos também apresentam antígenos às células T auxiliares CD4. Células B: em respostas imunes humorais; Macrófagos: em respostas imunes mediadas por células (no local da infecção). • Células dendríticas e macrófagos podem reconhecer e responder aos microrganismos durante as reações imunes inatas e, assim, ligam as reações imunes inatas às respostas do sistema imune adaptativo. Células Dendríticas • Células dendríticas: são as células apresentadoras de antígenos (APCs) mais importantes para a ativa- ção das células T imaturas e têm papel principal nas respostas inatas às infecções e na ligação das res- postas imunes inata e adaptativa; • Presentes em órgãos linfoides, epitélio mucoso e parênquima de órgãos; • Possuem projeções membranosas; • Capturam e apresentam antígenos aos linfócitos T através de: Fagocitose; Endocitose mediada por receptor; Pinocitose. • Possui vários subtipos: de linhagem mieloide ou linfoide; • Críticas para o início da resposta imune adaptativa (maior importância!). São as células especializadas em iniciar as respostas imunes adaptativas; Possuem muitos receptores de PAMPs. • Apresentação de antígenos: As moléculas de MHC (complexo principal de histocompatibilidade, do inglês major histocom- patibility complex) têm a função de apresentar antígenos proteicos (pedaços de proteínas presen- tes na membrana) para os linfócitos T. - Existem, em média, mais de 100.000 moléculas de MHC em cada célula. (na imagem abaixo temos o exemplo de uma parte da membrana com moléculas MHC e antígenos) Transportam os patógenos para os linfonodos regionais – locais onde ocorrem a apresentação dos antígenos para os linfócitos T Danilo Fernando IMUNOLOGIA MÉDICA MED-UFRGS 12 12 A célula dendrítica migra para os linfonodos para apresentar os antígenos para os linfócitos T; Ela formará uma sinapse imunológica com o linfócito T que for capaz de reconhecer o antígeno apresentado, induzindo-o a se dividir e a se diferenciar; Esse processo de divisão e diferenciação é chamada de ativação. • Resposta mediada pela célula dendrítica depende de qual tipo de patógeno ela detectou. Linfócitos • Células-chave da imunidade adaptativa; • 20-40% das células sanguíneas – 2ª mais abundante no sangue; • Muito difíceis de distinguir morfologicamente São distinguidos imunologicamente pela expressão de marcadores de superfície; Os marcadores de superfície seguem uma nomenclatura chamada Cluster of Differentiation (CD, “agrupamento de diferenciação”). • São as células exclusivas no corpo que expres- sam receptores de antígenos clonalmente expres- sos cada um específico para um determinante an- tigênico diferente. Cada (clone de) linfócito é um especialista, i.e., produz apenas um tipo de receptor de antígenos, que é diferente dos demais clones; O linfócito só será ativado se reconhecer o “seu” antígeno em uma célula dendrítica; Os linfócitos ativados se multiplicarão, sofrendo diferenciação e participarão da resposta imune adaptativa. • Os linfócitos podem ser: Virgens/naïves: são aqueles que completaram a maturação, mas não encontraram o seu antí- geno ainda – estão em “modo de espera”, i.e., ainda não foram ativados; Efetores: estão ativados, diferenciados e participam da resposta adaptativa – a maioria morrerá por apoptose no final da resposta imune adaptativa; De memória: gerados durante a ativação e/ou durante a resposta imune – estão em “modo de espera” e são rapidamente ativados no reencontro com o (mesmo) antígeno. *Importante: mesmo sem o contato prévio com uma determinada doença, possuímos linfócitos para “n” doenças, ou seja, nosso corpo os produzem mesmo na ausência de antígenos. Subgrupos de Linfócitos • Linfócitos B: células responsáveis pela produção de anticorpos. Derivam da medula óssea (maturação); Seu receptor de antígenos é o receptor de célula B (BCR), uma molécula de anticorpo ligada à membrana, capaz de se ligar a antígenos; Antes da ativação, o linfócito B não secreta anticorpos, apenas expressa o BCR na membrana ce- lular – a geração do BCR é aleatória e independente de antígeno; Danilo Fernando IMUNOLOGIA MÉDICA MED-UFRGS 13 13 Uma vez ativado pelo antígeno, o linfócito B se diferencia em um plasmócito, especializado em secretar anticorpos; *Curiosidade: são chamadas de “B” porque, em pássaros, elas foram encontradas maduras em um órgão denominado bursa de Fabricius. • Linfócitos T: são os mediadores da imunidade celular Maturação ocorre no timo com produção do TCR funcional; Cada linfócito T produz um receptor de antígenos com espe- cificidade única, o receptor de célula T (TCR); TCR reconhece antígenos de uma forma diferente da célula B - Peptídeos pequenos ligados a uma molécula apresentadora de antígeno, o MHC, nas células apresentadoras de antígeno. - O esquema abaixo demostra a ativação e a diferenciação dos linfócitos T Duas populações principais: - Linfócito T citotóxico (TC): especializado em re- conhecer e matar células infectadas por vírus e outros microrganismos intracelulares. ∟Grânulos com perforina e granzima levam a indução de morte por apoptose; ∟Também é uma fonte importante da citocina interferon-gama e outras; ∟Expressa o marcador CD8. - Linfócito T auxiliar (T helper ou TH): exerce di- versas funções moduladoras na resposta imune adaptativa. ∟Várias subpopulações; ∟Expressa o marcador CD4. * Linfócitos T CD4 ativados podem se diferenciar em vários tipos de células T auxiliares. Danilo Fernando IMUNOLOGIA MÉDICA MED-UFRGS 14 14 Células NK (Natural Killer) • Célula de linhagem linfoide, mas que não expressa TCR; • Matam células infectadas por vírus e células cancerosas → desencadeia apoptose; • Também mata células opsonizadas com anticorpos; • É uma fonte importante de interferon-gama, citocina importante no combate às infecções virais; • Importante na gravidez – remodelamento tecidual. Outras Células Linfoides • Células γδ: expressam cadeias de TCR do tipo γ e δ, ao invés das cadeias α e β dos linfócitos T convencionais – constituem <5% dos linfócitos do corpo – reconhecem uma gama limitada de antí- genos peptídicos e não peptídicos. • Células NKT: são células T com TCR do tipo αβ e que possuem marcadores de células NK – reco- nhecem antígenos glicolipídicos • Células linfoides inatas: de origem linfoide, mas sem a expressãode TCR – incluem as células NK e estão envolvidas na resposta imune inata. Órgãos e Tecidos Linfoides • Órgãos linfoides primários: locais de produção e amadurecimento dos linfócitos Medula óssea: local de produção e amadurecimento do linfócito B e da produção do linfócito T; Timo: local de amadurecimento do linfócito T; • Órgãos e tecidos linfoides secundários: são os tecidos onde ocorre a apresentação de antígenos aos linfócitos e consequente ativação destas células (para o ataque ou para a tolerância). Linfonodos; Baço; Tecidos linfoides associados a mucosas; Tecidos linfoides associados a pele. Danilo Fernando IMUNOLOGIA MÉDICA MED-UFRGS 15 15 Medula Óssea • Local de geração da maioria das células sanguíneas maduras circulantes (hematopoiese), e o local dos eventos iniciais na maturação da célula B. • Na puberdade, a hematopoiese se dá principalmente em ossos chatos (esterno, vértebras, ilíaco e nas costelas); Fígado e baço podem se tornar locais de hematopoese extramedular em alguns casos. • Proliferação e maturação das células precursoras na medula óssea são estimuladas por citocinas Células estromais e macrófagos (normalmente); Células T ativadas e macrófagos ativados (em resposta à infecção). * na tabela abaixo temos a maioria das citocinas hematopoiéticas Timo • Local da maturação da célula T • Órgão bilobado, cada lobo com múltiplos lóbulos • Cada lóbulo é dividido em um córtex externo e uma medula interna Córtex: denso em linfócitos (“timócitos”) Medula: rica em macrófagos e células dendríticas, menos densa em linfócitos Células epiteliais tímicas: papel fundamental na maturação e seleção dos linfócitos - Células epiteliais do córtex: importantes nas fases iniciais de maturação – produzem IL-7; - Células epiteliais da medula: importantes na seleção dos linfócitos. ∟Possuem células epiteliais tímicas medulares (MTEC) – tem um papel especial na apresentação dos próprios antígenos às células T em desenvolvimento e causando sua deleção – este é um meca- nismo para garantir que o sistema imune permaneça tolerante a ele mesmo. • Os timócitos passam por vários estágios de maturação, migrando do córtex para a medula. Somente células T virgens maduras existem no timo; No processo, vários timócitos falharão em maturar e morrerão. *Importante: timócitos são linfócitos T em vários estágios de maturação. Danilo Fernando IMUNOLOGIA MÉDICA MED-UFRGS 16 16 Sistema Linfático • O sistema linfático consiste em vasos especializados que drenam fluido dos tecidos para dentro e para fora dos linfo- nodos e, então, para o sangue. • Envolvido na hemostasia do fluido tecidual e nas respos- tas imunes. • O fluido capturado – a linfa – é levada pelos linfáticos de volta à corrente sanguínea, passando por um ou mais linfo- nodos, que têm a função de filtrar o líquido e de iniciar as respostas imunes adaptativas. A linfa é bombeada pela contração de músculo liso e da pressão exercida pelos músculos esqueléticos • Os vasos drenam para os linfonodos por vasos aferentes, saindo deles por vasos eferentes • Quase todos os linfáticos convergem para o ducto torá- cico, que esvazia para dentro da veia cava superior. • Relação entre capilares sanguíneos e linfáticos no tecido: os capilares linfáticos capturam fluido, partículas solúveis e proteínas intersticiais, assim como células do sistema imune do tecido circun- dando os capilares sanguíneos. Linfonodos (Gânglios Linfáticos) • Órgãos linfoides secundários, encapsulados, vasculariza- dos e com características anatômicas que favorecem a ini- ciação das respostas imunes adaptativas aos antígenos carreados dos tecidos pelos vasos linfáticos. • Existem cerca de 500 linfonodos no corpo humano. • Um linfonodo é (observe a imagem ao lado): Dividido em córtex e medula Córtex externo: agregados de células denominados folí- culos (zonas de células B) Cada folículo pode ou não conter centros germinativos - Folículos primários: sem centro germinativo - Folículos secundários: com centro germinativo Em volta dos folículos, encontra-se o paracórtex (zona de células T), rico em linfócitos T, células dendríticas e fagó- citos. • São nos linfonodos que ocorre a montagem da resposta imune adaptativa. Danilo Fernando IMUNOLOGIA MÉDICA MED-UFRGS 17 17 Baço • O baço é um órgão altamente vascularizado, cujas principais funções são remover células sanguí- neas velhas e partículas (como imunocomplexos e micror- ganismos) da circulação e iniciar respostas imunes adapta- tivas aos antígenos encontrados no sangue. • Os macrófagos da polpa vermelha servem como um im- portante filtro para o sangue, removendo microrganismos, células danificadas, células recobertas de anticorpo (opso- nizadas) e microrganismos. • A polpa branca contém as células que medeiam as res- postas imunes adaptativas aos antígenos originados no sangue. Estão situadas em muitas populações de linfócitos densamente empacotados. • Pessoas que removeram o baço têm maior propensão a infecções por bactérias encapsuladas como Neisseria e Pneumococcus. Tecidos Linfoides Associados Às Mucosas • São os tecidos ao longo das mucosas onde ocorre a apresentação de antígenos aos linfócitos e consequente ativação destas células. • Componentes do sistema imune da mucosa intestinal Placas de Peyer (conforme a imagem ao lado) - Agregados de células linfoides com folículos e zonas de células T. Folículos linfoides isolados - Menores – muitas células B; - Também encontrados no epitélio nasal e respiratório. Apêndice (tonsilas, adenoides); Linfonodos mesentéricos. *Importante: Os componentes dos sistemas imunes relacionados com as mucosas gastrintestinal e brônquica são denominados tecido linfoide associado à mucosa (MALT) e estão envolvidos nas res- postas imunes aos antígenos e microrganismos ingeridos e inalados. Tecido Linfoide Associado Ao Tecido Cutâneo • As células de Langerhans são células dendríticas que residem na epiderme – elas viajam para os lin- fonodos através dos vasos linfáticos na derme. • As células dendríticas também residem na derme e também podem migrar para os linfonodos quando ativadas. • Os leucócitos, incluindo monócitos e linfócitos vi- ajam para ambas as camadas da pele via vasos san- guíneos, extravasando na derme. Danilo Fernando IMUNOLOGIA MÉDICA MED-UFRGS 18 18 Migração Leucocitária Visão Geral • O sistema imune possui a propriedade única do movimento constante e altamente regulado de seus componentes através do sangue, para os tecidos, e muitas vezes de volta ao sangue. • Migração ou recrutamento: processo geral de movimento do leucócito para os tecidos. Recrutamento de leucócitos e proteínas do sangue para locais de infecção e lesão tecidual é a parte principal do processo chamado de inflamação; A migração de leucócitos do sangue para os tecidos ocorre através das vênulas pós-capilares e depende de moléculas de adesão expressas nos leucócitos e células endoteliais vasculares, bem como quimiocinas. • Principais padrões de migração leucocitária: Leucócitos do sistema imune inato são recrutados para os locais de infecção ou lesão, onde eles eliminam os organismos patogênicos, limpam os tecidos mortos e reparam o dano; Linfócitos virgens são recrutadospara os órgãos linfoides secundários, onde poderão ser ativa- dos e diferenciados em linfócitos efetores; - Podem recircular: sistema linfático → sangue → sistema linfático; Linfócitos efetores que se desenvolveram nos órgãos linfoides secundários migram para os lo- cais de infecção, onde participam da defesa contra os microrganismos. Moléculas de Adesão ou Adesinas • Moléculas da superfície celular, presentes tanto nos leucócitos quanto no endotélio vascular; • “CAM” = molécula de adesão celular (cell adhesion molecule). Ex. ICAM = molécula de adesão celular tipo imunoglobulina • A adesão de leucócitos circulantes às células endoteliais vasculares é mediada por selectinas e integrinas, e seus ligantes. • Variam entre os diferentes tipos de leucócitos e nos vasos sanguíneos de diferentes locais. Direcionam quais tipos celulares que migrarão para um determinado tecido. Danilo Fernando IMUNOLOGIA MÉDICA MED-UFRGS 19 19 Selectinas • Selectinas: são moléculas de adesão ligadas a carboidratos e glicoproteínas de membrana plas- mática que medeiam um passo inicial de adesão de baixa afinidade dos leucócitos circulantes nas células endoteliais que recobrem as vênulas. Domínios extracelulares das selectinas = lectinas → liga carboidratos em várias glicoproteínas de membrana; As selectinas e seus ligantes são expressos nos leucócitos e células endoteliais. - No endotélio: ∟P-selectina: ativação rápida (1ª a ser expressa); ∟E-selectina: mediada por citocinas (IL-1) e fator de necrose tumoral (TNF) – produzidas por ma- crófagos teciduais em resposta a infecção – ativação mais lenta (1 – 2 horas); lipopolissacarídeo (LPS) também estimulam a expressão da E-selectina nas células endoteliais. - Em leucócitos: ∟L-selectina: predominante em leucócitos naïve/virgens (T e B) – expressão é aumentada pela ati- vação das células por citocinas. • Rolamento do leucócito ao longo do endotélio é mediado pelas selectinas Citocinas estimulam a expressão endotelial de E-selectina, e outros mediadores induzem a ex- pressão na superfície de P-selectina. Marginalização: processo que ocorre nos locais de inflamação, no qual os vasos sanguíneos se dilatam e o fluxo diminui, fazendo com que os leucócitos fiquem à margem do vaso, ou seja, pró- ximo ao endotélio – permite que os ligantes de E- e P-selectinas expressos nos microvilos dos leucó- citos se liguem às selectinas nas células endoteliais. - Interações selectina-ligante de selectina são fracas (são rompidas facilmente pelo estresse de cisa- lhamento promovido pelo sangue sobre o endotélio) e os leucócitos repetitivamente desligam e se ligam novamente e, assim, rolam ao longo da superfície endotelial. Integrinas • Integrinas: proteínas heterodiméricas da superfície celular compostas de duas ca- deias (α e β) polipeptídicas ligadas não covalentemente que medeiam a adesão de células a outras células ou à matriz extracelular, por meio de interações específicas de ligação com vários ligantes. Cadeias α e β são capazes de formar mais de 30 tipos (combinações) de integrinas • Ligantes: moléculas da superfamília das imunoglobulinas (Ig) • Envolvidas na adesão estável dos leucócitos ao endotélio e na transmigração (diapedese) • Interagem com componentes do citoesqueleto celular Motilidade, mudança morfológica e fagocitose • São capazes aumentar a afinidade rapidamente aos seus ligantes – ativação de integrina Receptores ICAM, VCAM; Ocorre em todos os leucócitos em resposta à ligação da quimiocina ao receptor de quimiocina e em células T quando há reconhecimento de antígenos; Estado normal das integrinas é de baixa afinidade, porém quando o leucócito se aproxima das células endoteliais, como quando ocorre o rolamento de leucócitos dependentes de selectina, as quimiocinas apresentadas na superfície endotelial podem se ligar aos receptores de quimiocinas no Danilo Fernando IMUNOLOGIA MÉDICA MED-UFRGS 20 20 leucócito – ocorre a sinalização do receptor de quimiocina quando as integrinas do leucócito são ativadas → aumenta a afinidade pelos ligantes nas células endoteliais. (a imagem abaixo ilustra o que foi descrito anteriormente) *Importante: quimiocinas também induzem agrupamento das integrinas na membrana – resulta em aumento da concentração local de integrinas na superfície celular, o que leva ao aumento da avidez das interações da integrina com os ligantes nas células endoteliais e, assim, a ligação mais firme dos leucócitos ao endotélio. Quimiocinas e Receptores de Quimiocinas • Citocinas quimiotáticas: estimulam o movimento dos leucócitos e regulam a sua migração do sangue para os tecidos. • Produzidas por leucócitos e vários outros tipos celulares, como células endoteliais, células epiteli- ais e fibroblastos • Cerca de 50 membros, quatro famílias, classificadas quanto às cisteínas na porção N-terminal: CC, CXC, C e CX3C *C = cisteína, X = ’qualquer coisa’ • Os receptores para quimiocinas pertencem à superfamília de receptores de membrana acoplados a proteína G, que sinaliza para alterações no citoesqueleto → motilidade celular e a conformação das integrinas. • Diferentes combinações de receptores de quimiocinas são expressas em diferentes tipos de leu- cócitos, o que resulta em padrões distintos de migração dos leucócitos. Receptores de quimiocinas são expressos em todos os leucócitos, com o maior número e diversi- dade vistos nas células T. Certos receptores de quimiocinas, notavelmente CCR5 e CXCR4, agem como correceptores para o vírus da imunodeficiência humana (HIV). Ações Biológicas das Quimiocinas • Principais ações estão relacionadas a adesão aumentada dos leucócitos circulantes ao endotélio através da ativação da integrina e estimulação direta do movimento dos leucócitos nos tecidos, pela quimio-atração. • Respostas a estímulos externos (envolvidas em respostas inflamatórias) e produção tecidual (or- ganização tecidual) também fazem parte das ações. Danilo Fernando IMUNOLOGIA MÉDICA MED-UFRGS 21 21 • As quimiocinas são essenciais para o recrutamento de leucócitos circulantes dos vasos sanguíneos para os locais extravasculares. Adesão aumentada dos leucócitos ao endotélio; Migração dos leucócitos para locais de infecção ou tecido danificado. • As quimiocinas estão envolvidas no desenvolvimento dos órgãos linfoides e regulam o tráfego dos linfócitos e outros leucócitos através das diferentes regiões dos tecidos linfoides periféricos. • As quimiocinas são necessárias para a migração das células dendríticas dos locais de infecção para a drenagem dos linfonodos. Recrutamento de Leucócitos Para os Tecidos • Selectinas, integrinas e quimiocinas trabalham em conjunto para regular a migração dos leucóci- tos para os tecidos. • Sequência de eventos comuns para a migração da maioria dos leucócitos na maioria dos tecidos (compare a imagem abaixo com a descrição a seguir) Rolamento de leucócitos no endotélio mediado por selectina: ativação em resposta à microrganismos com produção de citocinas (TNF, IL-1) produzidas por macrófagos e ou- tras células teciduais, além de mediadores como histamina (reação inflamatória). - Citocinas estimulam a expressão de E- e P- selectina; Danilo Fernando IMUNOLOGIA MÉDICA MED-UFRGS 2222 - Processo de marginalização: resultante da vasodilatação e consequente redução do fluxo; - Ligações fracas entre selectinas e seus receptores → leucócito “liga e desliga” ao longo do vaso, caracterizando o processo de rolamento; Aumento na afinidade das integrinas mediada pelas quimiocina: quimiocinas apresentadas nas células endoteliais das vênulas pós-capilares no local de uma infecção se ligam a seus receptores nos leucócitos em rolamento – resulta em ligação mais forte das integrinas dos leucócitos a seus ligantes na superfície endotelial; Adesão estável de leucócitos ao endotélio mediada pela integrina: em paralelo à ativação das integrinas, a expressão de seus ligantes nas células endoteliais (VCAM, ICAM) é regulada positiva- mente pelas citocinas inflamatórias e produtos microbianos nos locais de infecção. - As integrinas ativadas se ligam às suas superfamílias de Ig ligantes nas células endoteliais, o que medeia a firme adesão dos leucócitos. Transmigração (diapedese) de leucócitos através do endotélio: migração através das vênulas, passando pelas células endoteliais – as quimiocinas agem nos leucócitos aderentes e estimulam as células a migrarem através dos espaços interendoteliais em direção ao gradiente de concentração químico, que é em direção ao local da injúria ou infecção onde as quimiocinas estão sendo produzi- das – permite que os fagócitos entrem nos tecidos subendoteliais (conforme a imagem abaixo). • Os processos básicos descritos acima são vistos na migração de todos os leucócitos através do en- dotélio. Entretanto, neutrófilos, monócitos e diferentes subgrupos de linfócitos diferem para quais tecidos eles migram e quando eles o fazem em reações inflamatórias e o estado de equilíbrio. *Importante: deficiências de adesão leucocitária (LAD) - Doenças genéticas raras; - Periodontite grave, infecções bacterianas recorrentes e defeitos na cicatrização de feridas; - Incapacidade de formar pus; - LAD-1: é a forma de doença mais comum, causada por mutação no gene que codifica CD18 (subu- nidade β2 das integrinas); ∟Subunidade de integrinas importantes, como LFA-1; ∟Deficiência na adesão ao endotélio, agregação de neutrófilos, quimiotaxia, fagocitose, ligação dos linfócitos T às APCs. Danilo Fernando IMUNOLOGIA MÉDICA MED-UFRGS 23 23 Migração de Neutrófilos e Monócitos • Neutrófilos e monócitos sanguíneos são recrutados para os locais teciduais de infecção ou lesão por processos de múltiplos passos dependentes de selectina, integrina e quimiocinas. Neutrófilos: são os primeiros tipos de leucócitos a serem recrutados do sangue para o local de infecção ou lesão tecidual – respondem à IL-8 produzida pelos macrófagos teciduais (principal qui- miocina → migração dos neutrófilos para os tecidos); Monócitos: recrutamento mais lento – horas depois – e continua, talvez por dias, após a parada no recrutamento dos neutrófilos – respondem ao CCL2 produzido pelos tecidos infectados/lesados. Migração e Recirculação de Linfócitos T • Os linfócitos estão continuamente se movendo através do sangue, vasos linfáticos, órgãos linfoi- des secundários e tecidos não linfoides periféricos. • Células T naïve/virgens: saem do timo e entram na circulação Chegam aos linfonodos, baço ou aos tecidos linfoides mucosos e migram para as zonas de célu- las T desses locais com o objetivo de reconhecer o antígeno. - Célula T virgem reconheceu o antígeno? Não??? E agora, José? → elas permanecem virgens e deixam o local através dos linfáticos e retornam para a corrente sanguínea. - Uma vez de volta ao sangue, a célula T virgem repete seu ciclo de chegada nos tecidos linfoides secundários. ∟Processo denominado recirculação de linfócito – maximiza a chance da célula virgem/naïve se encontrar com o antígeno que ela reconhece e é crítico para o início das respostas imunes. - Célula T virgem reconheceu o antígeno? EBA!!!! → linfócitos T virgens são ativados dentro dos tecidos linfoides secundários, proliferam e se diferenciam para produzir milhares de células efeto- ras e de memória. ∟Linfócitos efetores e de memória retornam à corrente sanguínea e migram para os locais de in- fecção ou inflamação nos tecidos periféricos. *Importante: a adesão das células T virgens nos linfonodos e tecidos linfoides associados à mucosa ocorre através de vênulas pós-capilares especializadas chamadas de vênulas endoteliais altas (HEVs) localizadas nas zonas da célula T. - Estão presentes nos órgãos linfoides secundários e em tecidos linfoides mucosos, mas não no baço; - Células endoteliais das HEVs são especializadas em apresentar certas moléculas de adesão e quimiocinas em suas superfícies, o que suporta a chegada seletiva de somente determinadas populações de linfócitos. Danilo Fernando IMUNOLOGIA MÉDICA MED-UFRGS 24 24 • A migração da célula T virgem para fora do sangue através das HEVs para o parênquima dos linfo- nodos é um processo com vários passos, consistindo em rolamento das células mediado por selec- tina, ativação de integrina induzida por quimiocina, firme adesão mediada pela integrina e transmi- gração através da parede do vaso – parecido com a migração leucocitária (esquema abaixo) Algumas moléculas são específicas para a chegada das células T virgem aos linfonodos • As células T efetoras que foram geradas por ativação induzida por antígeno de células T virgens saem dos tecidos linfoides secundários através da drenagem linfática e retornam para a circulação. • As células T efetoras chegam preferencialmente aos locais de infecção no tecido periférico em vez de tecidos linfoides, por causa de uma alteração na molécula de adesão e na expressão do receptor de quimiocinas – também dependem de selectina e integrina. Têm expressão reduzida de L-selectina e CCR7, mas expressão aumentada de integrinas e ligan- tes de E-selectina e P-selectina, e estas moléculas medeiam a ligação ao endotélio nos locais infla- matórios periféricos; Células T efetoras incluem: células T CD8 (citotóxicas) e as células T CD4 (auxiliares); Algumas células efetoras possuem especificidade em relação ao local de ação – migração especí- fica é adquirida durante a diferenciação das células T efetoras a partir dos precursores virgens nos tecidos linfoides secundários. Danilo Fernando IMUNOLOGIA MÉDICA MED-UFRGS 25 25 Resposta Imune Inata Barreiras Anatômicas • São as primeiras linhas de defesa contra infecções Pele: - Epiderme: camadas de células mortas preenchidas com queratina (a prova d’água); - Derme: tecido conjuntivo com vasos sanguíneos, folículos pilosos, glândulas sebáceas e sudorípa- ras, e células mieloides dispersas (macrófagos, células dendríticas e mastócitos). Epitélios dos tratos gastrointestinal, respiratório, gê- nito-urinário, ductos das glândulas mamárias, lacrimais e salivares – produzem substâncias químicas que são mi- crobicidas ou que inibem o crescimento microbiano. - Células epiteliais unidas por junções oclusivas – evitam que os microrganismos passem entre as células – haverá infecção somente quando o patógeno coloniza ou atra- vessa essas barreiras. *Importante: barreiras químicas e físicas especializadas do epitélio que proporcionam as defesas inatas em dife- rentes regiões do organismo (conforme as imagens ao lado e acima) possuem mecanismos específicos (quími- cos, físicos, biológicos) de defesa. Danilo FernandoIMUNOLOGIA MÉDICA MED-UFRGS 26 26 Peptídeos e Proteínas Antimicrobianas • Lisozima: clivagem de peptideoglicano da parede celular bacteriana; • Lactoferrina e calprotectina: sequestramento de íons metálicos – li- mitação do crescimento microbiano; • Psoriazina: produzida na pele – altamente eficiente contra E. coli • Peptídeos antimicrobianos: <100 aa, presentes em vertebrados, in- vertebrados, plantas e alguns fungos; • Defensinas e catelicidinas: peptídeos catiônicos e anfipáticos – de- sestabilizam a membrana de bactérias, fungos, parasitos e vírus; Rompem a membrana celular dos microrganismos. • Proteínas surfactantes SP-A e SP-D: previnem a infecção por blo- queio e modificação de componentes da membrana e atuando como opsoninas. Evasão dos Mecanismos de Defesa nos Epitélios • Ligação a proteínas das células epiteliais Vírus Influenza: hemaglutinina viral se liga à glicolipídeos e glicanas na árvore respiratória • Neisseria gonorrhoeae e outras bactérias: fímbrias ou pili se ligam a glicolipídeos e glicoproteínas do trato gênito-urinário • Vetores Vários vírus, bactérias e parasitos utilizam vetores, como insetos, para passarem as barreiras epiteliais • Lesões epiteliais: expõe as camadas internas do tecido. A Resposta Inata Inflamação • Resposta protetora envolvendo células do hospedeiro, vasos sanguíneos e proteínas. É inespecífica – reage sempre da mesma maneira; Mecanismo efetor da imunidade inata; Resposta inflamatória é estimulada por lesão tecidual física (p.e. perfuração com prego), Danilo Fernando IMUNOLOGIA MÉDICA MED-UFRGS 27 27 Restauração da homeostase mecânica (ex. pancada), química (p.e. substâncias liberadas por invasores), temperatura (p.e. quei- maduras, geladuras), radiação (p.e. ultravioleta), autoimune (depende de algum estímulo para ini- ciar), agente infeccioso (bactérias, fungos, protozoários, vírus), isquemia, necrose (nível máximo de lesão tecidual – sinalizado por células vizinhas) → objetivo: remoção do agente causal. *Importante: mesmo no caso de uma lesão interna haverá inflamação, pois houve dano celular. *Curiosidade: raios UV tem capacidade de retardar a resposta inflamatória – é por isso que você fica na praia todo feliz debaixo do sol e, só durante a noite, se arrependerá amargamente disso • Objetivos: Eliminar a causa inicial de dano celular – no contexto infeccioso; - Prevenir o estabelecimento inicial da infecção; - Prevenir o espalhamento da infecção a partir do sítio inicial; - Recrutar a assistência de células efetoras; - Alertar e mobilizar o sistema imune adaptativo. Remover células e tecido necrótico; Iniciar o processo de cicatrização. *Importante: inflamação é um processo potencialmente prejudicial quando crônico - Circulação de ‘substâncias tóxicas’ (a longo prazo) no organismo → dano tecidual! • Características da inflamação: calor, rubor (vermelhidão), tumor (edema – inchaço), dor e perda de função. Calor e rubor: aumento do fluxo sanguíneo; Edema: exudação de fluídos e proteínas plasmáticas; Dor: compressão dos tecidos. • Mecanismo inflamatório: *respostas vascular e celular ocorrem simultaneamente! * Mediadores envolvidos na inflamação: realizam, em geral, quimiotaxia e vasodilatação - Derivados do plasma: bradicinina, proteínas do complemento, proteínas de fase aguda (proteína C-reativa, amiloide A, proteína ligadora de manose, fibrinogênio) - Derivados de células: histamina, óxido nítrico (NO), citocinas, quimiocinas, eicosanoides, prosta- glandinas, tromboxanos, leucotrienos, PAF Danilo Fernando IMUNOLOGIA MÉDICA MED-UFRGS 28 28 Resposta vascular: - Vasoconstrição reflexa: ocorre muito rápido devido a descarga adre- nérgica (NAdr) ∟Importante para conter o extravasamento de sangue. - Processo inflamatório inicia-se com reconhecimento do agente agres- sor – detecção de PAMPs ou DAMPs - Prostaglandinas: produzidas início processo inflamatório → vasodilata- ção (aumento do fluxo sanguíneo) → permite influxo de mediadores in- flamatórios e potencializa os efeitos vasculares histamina e bradicinina - Mastócitos liberam histamina → vasodilatação → aumento do aporte sanguíneo ∟Permite chegada de maior aporte de O2 e nutrientes (importantes para a recuperação celular), também permite diluição de toxinas (redu- ção de danos) e aumenta a quantidade de fibrinogênio (fibrina; compar- timentalização da infecção – importante para evitar que a infecção se torne sistêmica) e, por fim, também promove maior aporte de células do sistema imune (neutrófilos – são os primeiros a che- gar à inflamação). - Histamina e bradicinina: resposta inflamatória – promovem vasodilatação (aumento do fluxo san- guíneo) e extravasamento de líquidos dos capilares para o interstício – edema - Saída de plasma dos vasos é acompanhado de proteínas (exsudato) → edema ∟Edema: contribui para a dor → aumento da pressão sobre os tecidos (compressão). - Saída de plasma e proteínas do vaso contribuem para a redução do fluxo sanguíneo, que resulta na estase circulatória. ∟Permite que os neutrófilos sofram processo de marginação vaso sanguíneo para que inicie a fase celular da resposta inflamatória. *Curiosidade: a bradicinina também é responsável por reduzir o limiar dos nociceptores (aumenta a sensibilidade a dor) – importante para preservar a região lesada. Danilo Fernando IMUNOLOGIA MÉDICA MED-UFRGS 29 29 *Importante: glicocorticoides reduzem a resposta imunológica Fase celular da inflamação: envolve a migração leucocitária (imagem abaixo à esquerda) - Mediada principalmente por selectinas e integrinas *Importante: a vasodilatação resultante do processo inflamatório favorece a diapedese (transmi- gração) – entrada do leucócito para dentro do tecido (invasão inicial). ∟O segundo elemento a migrar são os monócitos (no sangue) que, ao entrarem no tecido, são di- ferenciados em macrófagos e atuarão na fagocitose e na limpeza do local da infecção. - Diferentes tipos de receptores de quimiocinas são expressos em diferentes tipos de leucócitos ∟Padrões de migração distintos – note na imagem acima, à direita, que existe uma “temporali- dade” que faz com que eles migrem em diferentes estágios do processo inflamatório. Lesão da camada celular faz com que os fosfolipídeos que compõe a membrana fiquem disper- sos pelo tecido → conversão dos fosfolipídeos em ácido aracdônico – observe o esquema abaixo: - Lipogenase (LOX): converte o ácido aracdônico em leucotrienos - Cicloxigenase (COX): converte o ácido aracdônico em prostaglandinas e tromboxano Danilo Fernando IMUNOLOGIA MÉDICA MED-UFRGS 30 30 DAMPs Receptores de Reconhecimento de Padrão e Fagocitose • Fagocitose: é um dos principais mecanismos de eliminação de patógenos; Mediada pelos fagócitos residentes e recrutados durante a inflamação (neutrófilos e monócitos); Os microrganismos fagocitados são destruídos por substân- cias nos fagolisossomos (fagossomas + lisossomas); A fagocitose é importante também para a ativação de célu- las dendríticas na iniciação da resposta imune adaptativa; Defeitos na fagocitose causam severas imunodeficiências. * Importante: a fagocitose também contribui parao clearance de células mortas. Macrófagos ingerem células mortas (ou células velhas) por necrose, apoptose. - Coletivamente, os componentes dessas células reconhecidos pelos macrófagos são chamados de DAMPs (damage – ou danger – associated molecular patterns) ∟Fosfolipídios (fosfatidil serina) ∟Proteínas (Anexina I) ∟Carboidratos alterados Fazem reconhecimento direto por receptores de PAMPs, ou indireto por opsoninas - Principal mecanismo de remoção de células apoptóticas ∟Por remodelamento tecidual; ∟Turnover celular normal; ∟Morte de células infectadas com vírus ou células, tumorais pela resposta imune inata ou adaptativa. • Reconhecimento de patógenos para a fagocitose Reconhecimento direto de PAMPs – receptores PRRs - Receptores de lectina tipo C; - Receptores scavenger (“limpador”); Reconhecimento de opsoninas ligadas aos patógenos - Receptores do domínio de colágeno; - Receptores do complemento (CR1, CR3...); - Receptores Fc (anticorpos). *Importante: opsoninas são moléculas que agem como facilitadoras de ligação no processo de fagocitose. Elas revestem os microrganismos e aumentam a capacidade de englobamento por parte dos fagócitos - Anticorpos são as melhores opsoninas. Danilo Fernando IMUNOLOGIA MÉDICA MED-UFRGS 31 31 Sistema imune inato Três efeitos comuns: 1) Liberação de mediadores inflamatórios; 2) Opsonização; 3) Complexo de ataque à membrana – cria um poro na membrana celular que leva à lise. • Opsoninas do sistema imune inato: Colectinas; Proteínas surfactantes SP-A e SP-D, sangue e pulmões; Lectina ligadora de manose: opsonina e indutora do sistema complemento; Ficolinas: ligam-se a açúcares acetilados em bactérias; - C1q (complemento): liga-se a LPS e algumas proteínas virais. Pentraxinas; - Proteína C-reativa: reconhece fosforilcolina e carboidratos em bactérias, fungos e parasitos. ∟Importante marcador de inflamação. - Componente amiloide P sérico. Proteínas do complemento: C3b e C4b. • Sistema complemento É um sistema de proteínas plasmáticas que marca os patógenos para a destruição. - Na ausência de infecção as proteínas circulam na forma inativa; - Na presença de patógeno o sistema torna-se “ativado”, onde as proteínas do complemento inte- ragem uma com as outras para formar vias diferentes de ativação do complemento; ∟Todas essas vias terão o mesmo final: a morte do patógeno, seja de maneira direta ou facili- tando a fagocitose e induzindo respostas inflamatórias que auxiliam no combate à infecção. A cascata do complemento libera mediadores inflamatórios, opsoninas e forma um complexo de ataque a membrana, que provoca um desequilíbrio eletrolítico no microrganismo. Sistema complemento possui 3 vias: - Via alternativa - Via da lectina - Via clássica – mais eficiente, mediada por anticorpos *Informações importantes: - O sistema complemento atua em procariotos, fungos, vírus e até mesmo em células mortas; - A membrana das células humanas saudáveis são imunes ao sistema complemento – atuação de proteínas reguladoras como a DAF e MCP (associada à enzima fator I) presentes nas células. Danilo Fernando IMUNOLOGIA MÉDICA MED-UFRGS 32 32 • Micróbios fagocitados são mortos por vários mecanismos – reconhecimento direto de PAMPs e de opsoninas ligadas aos patógenos. Três importantes moléculas microbicidas: 1) Espécies reativas de oxigênio: macrófagos e neutrófilos ativados convertem oxigênio molecular em espécies reativas de oxigênio (ROS) – são agentes oxidantes altamente reativos e que destroem microrganismos. - Explosão/surto respiratório: processo metabólico pelo qual ROS são produzidas – ocorre durante o consumo de oxigênio (respiração celular); - Geradas pelo complexo enzimático da NADPH oxidase, ativado pelos receptores fagocíticos; - Produtos: superóxido, H2O2 e ácido hipocloroso. 2) Espécies reativas de nitrogênio: - Requer a ativação do gene da óxido nítrico sintase induzível (iNOS); - Geração de óxido nítrico, potente agente antimicrobiano. *Coletivamente, as ROS e NOS são tóxicas pela alteração de moléculas dos microrganismos fagoci- tados por oxidação, hidroxilação, cloração, nitração, e S-nitrosilação, juntamente com a formação de ácidos sulfônicos e destruição de complexos de ferro-enxofre. 3) Proteínas antimicrobianas: defensinas, catelicidinas, enzimas hidrolíticas. Danilo Fernando IMUNOLOGIA MÉDICA MED-UFRGS 33 33 Defeitos na atividade de fagócitos • Doença granulomatosa crônica (DGC) Defeitos na atividade microbicida dos fagócitos; Epidemiologia: 1/1.000.000 de pessoas; Mais comum: ligada ao X (proteína phox91 mutada - produção defeituosa do ânion superóxido) Falha na destruição de microrganismos fagocitados, principalmente pelos neutrófilos; Infecções recorrentes por fungos e bactérias intracelulares; - Geralmente a partir da primeira infância; Estímulo crônico da resposta imune → ativação de macrófagos e formação de granulomas; Infecção por Aspergillus (fungo) é a principal causa de morte; Tratamentos: - Transplante de medula óssea; - Interferon- (IFN-): ajuda nos casos em que a porção codificadora de phox-91 está intacta. ∟Aumenta em 10% da atividade enzimática e melhora a resistência a infecções. Locais dos Receptores de Reconhecimento de Padrão no Sistema Imune Inato • Os receptores de reconhecimento de padrão (PRRs) podem ser locali- zados na membrana celular, endossomos ou no citoplasma. Localização e tipo de PAMP ou DAMP que o PRR reconhece influirá na resposta celular gerada; - Patógeno localizado na(o): ∟Membrana celular ou endossomo: organismo capturou o patógeno; ∟Citoplasma: ocorre infecção – patógeno infectou o organismo. Receptor toll-like (TLR) • Receptor Toll: molécula imune importante em moscas (Drosophila) Quando o gene foi ‘nocauteado’, as moscas sucumbiram a uma infecção fúngica generalizada; - Indicação que a Toll codificava uma molécula imune importante. Proteínas do tipo Toll são amplamente conservadas ao longo da evolução, com vários membros na espécie humana – denominados de receptores toll-like (TLRs). • Receptor toll-like (TLR): correspondem a 9 receptores (TLR1 a TLR9) com função de detecção (PAMPs e DAMPs) Estão presentes em vários tipos celulares; São encontrados na membrana celular e no endossomo – capaci- dade de reconhecer microrganismos em diferentes localizações. - Membrana celular – detecta principalmente bactérias; - Endossomo – detecta principalmente vírus. Estão envolvidos em respostas a uma grande variedade de moléculas que são expressas pelos microrganismos, mas não por células saudáveis de mamíferos. O reconhecimento dos ligantes microbianos pelo TLR resulta na ati- vação de várias vias de sinalização e, por fim, nos fatores de transcri- ção, que induzem a expressão de genes cujos produtos são importan- tes para respostas inflamatórias e antivirais. Danilo Fernando IMUNOLOGIA MÉDICA MED-UFRGS 34 34 • Sinalização pelos TLRs (observe a imagem ao lado) Alguns fatores de transcrição são ativados por quase todos os TLRs, como o fator de transcrição NF-κB (fator nuclear κB) e AP-1 → Resposta inflamatória - Citocinas; - Quimiocinas; - Moléculas de adesão;
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