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EPM Resumo: Imunologia Lucas Arraes (box) – 84 Índice Introdução ao sistema imune / células e órgãos do sistema imune ……………….....….... 03 Resposta imune inata e inflamação ………...................……..........……………..................... 08 MHC e apresentação de antígenos .................................................................…….......……. 16 Maturação e ativação de linfócitos T ………….…….................…..................................….... 23 Mecanismos efetores de linfócitos T ….…………........…………………………………..……. 31 Maturação e ativação de linfócitos B …………........………………….................…….....….... 37 Mecanismos efetores da imunidade humoral ...…………...............………………….....….... 43 Antígenos e Anticorpos ……………….........................................…………………………...... 49 Regulação da resposta imune ......................................………………..................……..……. 57 Hipersensibilidade …….....………….......................................................…....................….... 64 Autoimunidade …………........…………………......….............….............................….....….... 70 Imunodeficiências e avaliação da competência imunológica …………………….......……. 73 Resposta imune a transplantes …………........…………………......….............…...........….... 82 Resposta imune a tumores ….......………........…………………......….............…...........….... 93 Relação parasita X hospedeiro …….........……….......................…………………….....….... 100 Imunoprofilaxia …………….........................................…………………………………..……. 107 Introdução ao sistema imune / células e órgãos do sistema imune Funções fisiológicas do sistema imunológico: ● a função fisiológica do sistema imune é a defesa contra microorganismos infecciosos. Entretanto, até mesmo substâncias estranhas (não natural ao organismo) não-infecciosas podem desencadear uma resposta imune. ● Antígeno: é toda substância capaz de provocar uma resposta imunológica. ● O sistema imune tem capacidade de reconhecer o que o próprio ao organismo e do que é não próprio; deve eliminar o que não considera um não próprio (antígeno). ○ exemplos: células tumorais e rejeição de tecidos transplantados Subdivisões da resposta imune: ● imunidade inata (natural ou inespecífica): consiste em mecanismos de defesa celulares e bioquímicos que estão em vigor mesmo antes da infecção e são preparados para responder rapidamente a infecções. ○ inespecífica (não há reconhecimento entre cada antígeno específico) ○ diversidade de resposta limitada (específico para estruturas que são comuns a grupos de microorganismos) ○ não possui memória ○ Os principais componentes da imunidade inata são: ■ (1) barreiras físicas e químicas, tais como epitélio e agentes antimicrobianos produzidos nas superfícies epiteliais; ■ (2) células fagocíticas (neutrófilos, macrófagos), células dendríticas e células assassinas naturais (NK) e outras células linfóides. ■ (3) proteínas sanguíneas, incluindo membros do sistema complemento e outros mediadores da inflamação. ● imunidade adaptativa (adquirida ou específica): desenvolve-se como uma adaptação à infecção, pode reconhece e reage a um grande número de substâncias microbianas e não microbianas ○ muito específica ○ diversidade de resposta ampla ○ tem memória imunológica (responder mais vigorosamente a exposições repetidas ao mesmo microrganismo. Resposta imune: ● reconhecimento imunológico - detectar a presença da infecção, iniciar a resposta ● funções efetoras - conter/eliminar a infecção ● regulação da resposta - limitar a resposta e evitar danos teciduais ● memória imunológica - melhora capacidade de resposta e evitar uma nova infecção pelo mesmo agente. 3 Células do sistema imune: ● Células da imunidade inata ○ origem mielóide ■ monócitos (circulante) / macrófagos (tecidual) → célula fagocitária que atua no combate a bactérias, vírus e fungos. ■ neutrófilos → célula fagocitária que atua combate de bactérias e fungos. ■ eosinófilos → combate contra infecções parasitárias e produção de diversas citocinas ■ basófilos → incerto ■ mastócitos → responsável pela produção e liberação de histamina e resposta a processos alérgicos (não faz fagocitose) ○ origem linfóide ■ células NK → células infectadas (patógenos intracelulares) e tumores (citotoxicidade) ○ células dendríticas (células de langerhans) (possuem prolongamentos na forma de dendritos) → são as células apresentadoras de antígenos mais importantes para a ativação das células T imaturas e têm papel principal nas respostas inatas às infecções e na ligação das respostas imunes. ○ a infecção é detectada através do reconhecimento de padrões moleculares associados a patógenos. ○ todas as células daquele tipo apresentam os mesmos conjuntos de receptores ○ a resposta inata ocorre antes da resposta adaptativa 4 ● Células da imunidade adaptativa ○ origem mielóide ■ linfócitos B → são responsáveis pela produção de anticorpos (precursor é gerado e maturado na medula óssea e vai para circulação) ■ linfócitos T → reconhecem antígenos específicos e atuam na resposta contra agentes extra e intracelulares (precursor é gerado na medula óssea e maturado no timo e vai para circulação) ○ produzem anticorpos que fazem o reconhecimento antigênico específico entre diferentes antígenos, assim possuem mais especificidade e diversidade que células da imunidade inata. ○ do ponto de vista da especificidade e diversidade, o reconhecimento antigênico dos anticorpos produzidos por linfócitos B e T são bastante parecidas. ○ cada célula reconhece um único receptor antigênico. ○ a resposta inata propicia a apresentação antigênica para que a resposta adaptativa possa ocorrer. ○ a ativação do linfócito T propicia a ativação do linfócito B ○ é necessário recrutamento e proliferação de linfócitos específicos (que no início da infecção estavam em baixa quantidade) para que a reação imune a determinada infecção seja satisfatória. ○ os linfócitos podem levar ao recrutamento de células da resposta inata novamente, se isso for apropriado. ○ Essas células têm capacidade de adquirir memória imunológica, que torna melhor a resposta imune a uma mesma infecção novamente. 5 Órgãos do sistema imune: ● Primários ou gerados → onde são geradas as células do sistema imune ○ A medula óssea (presente em ossos longos) contém as células-tronco para todas as células sanguíneas, incluindo linfócitos, e é o local de amadurecimento de todos esses tipos celulares, exceto as células T, que amadurecem no timo. ● secundários ou periféricos → são populados pelas células do sistema imune e responsáveis pelo desencadeamento da resposta imune adquirida. ○ a linfa é constantemente drenada dos tecidos, através dosvasos linfáticos, para os linfonodos e, eventualmente, para o sangue. Os antígenos microbianos são carreados dentro das células dendríticas para os linfonodos, onde eles são reconhecidos pelos linfócitos. ○ função dos linfonodos ■ conter disseminação do agente patogênico ■ promover o encontro entre imunidade inata e adquirida ■ fornecer ambiente favorável para ativação e proliferação de linfócitos para que a célula B e T efetoras sejam ativadas. ○ O baço é um órgão encapsulado onde células sanguíneas senescentes ou opsonizadas são removidas da circulação, e no qual os linfócitos respondem aos antígenos oriundos do sangue. ○ O linfonodo e a polpa branca do baço são organizados em zonas de célula B (os folículos) e zonas de célula T. ■ As áreas de célula T também são locais de residência das células dendríticas maduras, que são APCs especializadas para a ativação das células T imaturas. ■ As FDCs residem nas áreas de células B e servem para ativar as células B durante as respostas imunes humorais aos antígenos protéicos. 6 7 Resposta imune inata e inflamação Conceitos fundamentais: ● a imunidade inata é a primeira linha de defesa contra infecções. ● as células e moléculas da imunidade inata já são funcionais antes do encontro com microorganismos ou são ativadas pelos patógenos. ● o sistema imune inato existe há muito tempo na escala evolutiva, enquanto a imunidade adaptativa é reconhecível apenas em vertebrados. ● a imunidade inata desempenha três funções importantes: ○ é a primeira resposta aos microorganismos que previne, controla ou elimina a infecção por muitos patógenos ○ os mecanismos reconhecem os produtos de células danificadas e mortas do hospedeiro e servem para eliminar tais células, iniciando o reparo tecidual. ○ estimula respostas imunológicas adaptativas e pode influenciar a natureza das respostas específicas, tornando-as mais eficazes contra diferentes tipos de patógenos. ● Os dois tipos de respostas do sistema imune inato que nos protegem contra microorganismos são a inflamação e a defesa antiviral. ○ inflamação é o processo pelo qual leucócitos e proteínas plasmáticas circulantes são enviados aos sítios de infecção e ativados para destruir e eliminar os agentes ofensores. ○ a defesa antiviral é composta por alterações nas células que impedem a replicação viral e aumentam a suscetibilidade à morte por linfócitos. ○ além disso, outros mecanismos, como a defesa física e química das barreiras epiteliais e ativação de células e proteínas circulantes, podem eliminar microorganismos presentes no sangue, sem a inflamação. Reconhecimento de microorganismos e estruturas danificadas: ● o sistema imune inato reconhece estruturas moleculares que são características de patógenos microbianos, mas não de células mamíferas. ● substâncias microbianas que estimulam a imunidade inata são chamadas de padrões moleculares associados a patógenos (PAMP), são estruturas compartilhadas por classes de microorganismos. ○ a imunidade inata reconhece produtos microbianos que são frequentemente essenciais para sobrevivências desses microorganismos ○ exemplos de PAMPs: RNA de fita dupla, LPS, ácido lipoteicóico, manose, pilina, flagelina, etc. ● também reconhece moléculas endógenas que são liberadas por células danificadas ou mortas, as denominadas padrões moleculares associados a danos (DAMP). ○ DAMPs podem ser produzidos como resultados de danos por infecções, queimaduras, traumas, morte celular, redução do suprimento sanguíneo, etc. ○ exemplos: HSP, urato monossódico e HMGB1. 8 ● os sistema inato usa vários tipos de receptores celulares e moléculas solúveis para reconhecer PAMP e DAMP. ○ receptores de reconhecimento padrões → expressas por macrófagos, neutrófilos, células dendríticas e células epiteliais. ○ pode estar na membrana plasmática, citoplasma ou endossomo. ○ diversas moléculas de reconhecimento de padrões se ligam a PAMP e DAMP e ativam eventos que promovem funções antimicrobianas e pró-inflamatórias. ○ proteínas presentes no sangue e fluídos também reconhecem PAMP e facilitam a eliminação de microorganismos por aumentar ingestão por células ou ativar mecanismos de morte. ● Os receptores do sistema imune inato são codificados por genes em sua sequência germinativa, enquanto receptores da imunidade adaptativa são gerados por mecanismos de recombinação somática a partir de genes receptores em precursores de linfócitos maduros. ○ isso faz com que o repertório de especificidades dos receptores dos sistema imune inato seja pequeno comparado ao adaptativo. ● enquanto o sistema imune adaptativo diferencia antígenos de diferentes microrganismos da mesma classe, a imunidade inata apenas diferencia classes de microorganismos ou produtos de células danificadas, mas não espécies particulares ou tipos celulares. ● o sistema imune inato não reage contra células e tecidos saudáveis. Receptores celulares de reconhecimento de padrões: ● esses receptores são expressos em maior quantidade em fagócitos (macrófagos e neutrófilos) e células dendríticas. ● estão associados às vias intracelulares de transdução de sinal que ativam respostas celulares, incluindo a produção de moléculas pró-inflamação e defesa contra microorganismos. ● Receptores semelhantes a Toll (TLR) → presentes na membrana plasmática e endossomos de vários tipos celulares, reconhecem produtos de uma ampla variedade de microorganismos, como LPS e peptideoglicanos e ácidos nucleicos virais. Também participam da resposta a moléculas endógenas cuja expressão ou localização indica dano celular. ● Receptores semelhante a NOD (NLR) → compõem uma família de mais de 20 proteínas citosólicas que se ligam a PAMP e DAMP e formam complexos que promovem inflamação. Podem formar inflamassomos, que geram formas ativas de citocina inflamatória IL-1. ● Receptores semelhantes a RIG (RLR) → são receptores citosólicos de RNA viral que respondem a ácidos nucleicos de vírus através da indução da produção de interferons antivirais do tipo I. ● receptores de lectina de tipo C → receptores que reconhecem carboidratos na superfície de microorganismos facilitam a fagocitose desses patógenos e estimulam o desenvolvimento das respostas imunes adaptativas subsequentes. ○ principais tipos: 1) receptor de manose → reconhece carboidratos da superfície microbiana com terminal manose e frutose; 2) dectinas → glucanas presentes nas paredes celulares fúngicas 9 Componentes celulares do Sistema Imune Inato (SII): ● Barreiras epiteliais ○ superfícies epiteliais intactas formam barreiras físicas entre microorganismos do ambiente externo e os tecidos do hospedeiro. ○ barreirasfísicas: epitélio contínuo (pele e mucosas), cílios, muco, fluxo de ar, fluxo de urina, saliva e lágrimas. ○ além disso, as células epiteliais produzem substâncias químicas antimicrobianas que impedem a entrada de microorganismos. ○ barreiras químicas: pH ácido (fluido estomacal), peptídeos antimicrobianos produzidos por células epiteliais (defensinas e catelicidinas) ○ contêm certos tipos de linfócitos, como linfócitos T intraepiteliais, que reconhecem e respondem aos microorganismos comumente encontrados. 10 ● Fagócitos ○ sua principal função é identificar, fagocitar e eliminar microorganismos patogênicos. ○ podem ser divididos em dois grupos: polimorfonucleares (neutrófilos) e mononucleares (monócitos/macrófagos e células dendríticas) ○ neutrófilos ■ maior população de leucócitos circulante ■ produzidos na medula óssea ■ vida curta (6h na circulação) ■ grânulos com enzimas e substâncias microbicidas ○ monócitos/macrófagos ■ origem na medula óssea ■ monócitos (circulação) → macrófagos (tecido) ■ tem função de fagocitose e coordenar células e tecidos → mediadores inflamatórios ■ obs.: podem se dividir no sítio inflamatório formando granulomas ○ células dendríticas ■ origem na medula óssea ■ têm função de fagocitose, resposta contra vírus (secreção de interferons), apresentação de antígenos nos linfonodos (ativação de linfócitos T e direcionamento da resposta adquirida) e produção de citocinas. ● Resposta efetora dos fagócitos (eliminação dos microorganismos patogênicos) ○ 1- recrutamento dos fagócitos para o sítio de infecção ■ processo dependente de moléculas de adesão e quimiocinas ■ a) rolamento → molécula de adesão fraca (selectina no endotélio ativado, início do processo de adesão) ■ b) ativação e adesão firme → integrinas em estado de alta atividade; quimiocinas (ativação de neutrófilos) ■ c) migração transendotelial (diapedese) → interação entre integrinas PECAM-1 presentes em leucócitos e endotélio ativado. 11 ○ 2- reconhecimento e ingestão dos microorganismos ■ micróbios se ligam aos receptores dos fagócitos ■ membrana do fagócito se fecha em torno do micróbio ■ micróbio ingerido no lisossomo ○ 3- destruição dos microorganismos ■ destruição dos micróbios por enzimas lisossômicas nos fagolisossomos ■ destruição de micróbios fagocitados por ROS e NO ○ coordenação de tecidos e células é realizado por citocinas e quimiocinas ■ citocinas induzem ativação do endotélio, migração celular e ativação de linfócitos; efeito sistêmico → febre, proteínas de fase aguda e choque ■ quimiocinas induzem quimiotaxia para células inflamatórias ● mastócitos → estão presentes na pele e no epitélio de mucosas e rapidamente secretam citocinas pró-inflamatórias e mediadores lipídicos em respostas a infecções e outros estímulos. ● células natural killer (NK) ○ são linfócitos que desempenham importantes funções nas respostas imunes inatas, principalmente contra vírus, bactérias intracelulares e células tumorais. ○ NK diferenciam céls infectadas e sob estresse de céls saudáveis e sua ativação é regulada pelo equilíbrio entre sinais gerados por receptores de ativação e inibição. ○ a maioria das dos receptores de ativação das céls NK possui o ITAM, que participa de eventos de sinalização que promovem morte da célula-alvo e produção de citocinas. ○ receptores inibidores possuem o chamado ITIM, que se liga às moléculas que bloqueiam as vias de sinalização do receptores de ativação. ○ muitas céls. NK expressam receptores inibidores que reconhecem moléculas do MHC de classe I (proteínas de superfície celular expressas em quase todas céls saudáveis do corpo) Moléculas solúveis de reconhecimento e moléculas efetoras efetoras do SII: ● essas moléculas são responsáveis pela primeira defesa contra patógenos presentes fora das células do hospedeiro. ● são também chamados de mediadores humorais do SII principais componentes são: anticorpos naturais, sistema complemento, colectinas, pentraxinas e ficolactinas. 12 ● as moléculas efetoras solúveis atuam de duas formas principais: ○ atuam como opsoninas → ligam-se aos microorganismos e aumentam a capacidade de fagocitose (fagócitos expressam receptores para opsoninas) ○ depois da ligação com microorganismos, promovem respostas inflamatórias que induzem recrutamento adicional de fagócitos, podendo também matá-los diretamente. ● anticorpos naturais ○ imunoglobulinas produzidas por subtipos de linfócitos B que produzem anticorpos com número limitado de especificidades, sem precisar de exposição excessiva a antígenos. ○ já estão presentes antes da infecção e reconhecem padrões moleculares comuns em microorganismos ou células estressadas. ● sistema complemento ○ é composto por várias proteínas plasmáticas que trabalham juntas na opsonização de microorganismos, na promoção do recrutamento de fagócitos para o sítio de infecção e, em alguns caso, na morte direta de patógenos. ○ a ativação é baseada em cascatas proteolíticas, em que uma enzima precursora inativa é transformada em protease ativa que cliva a próxima proteína da cascata. Os produtos gerados realizam as funções efetoras do sistema complemento. ○ a ativação do sistema complemento pode ocorrer através de três vias: ■ 1) via clássica → usa proteína plasmática C1q para detectar anticorpos ligados à superfície de um microorganismo ou outra estrutura. ■ 2) via alternativa → proteína do sistema complemento chamada C3 reconhece diretamente certas estruturas da superfície microbiana. ■ 3) via das lectinas → desencadeada por proteína plasmática chamada lectina ligante de manose (MBL), que reconhece resíduos de manose presentes na parede celular de bactérias. 13 ○ o reconhecimento de microorganismos por qualquer via resulta no recrutamento e na montagem de outras proteínas desses sistema em complexos de proteases. ■ C3 convertase → cliva C3, produzindo C3a (estimula inflamação) e C3b (promove opsonização, fagocitose e continua na cascata) ■ C5 convertase → cliva C5, produzindo C5a (estimula inflamação) e C5b (opsonização e continua na cascata) ■ complexo protéico associado a vários C9 → formam complexo de ataque à membrana, que provoca lise da célula em que o complemento é ativado Resposta inflamatória: ● a principal forma pela qual SII lida com infecções e lesões teciduais é através da indução da inflamação aguda, que é o acúmulo de leucócitos, proteínas plasmáticas e fluidos derivados do sangue em um sítio de infecção ou lesão no tecido extravascular. ● ocorre em tecidos vascularizados (microcirculação), depende de diferentes mediadores inflamatórios eenvolve o recrutamento e ativação de células. ● a sua principal função é o reparo tecidual, que pode ser dividido em 3 etapas: ○ etapa I - hemostasia (controle da hemorragia) ■ contração arteriolar ■ coagulação → mecanismos intrínsecos (colágeno) e extrínsecos (fatores celulares) ■ migração celular (trombina) ■ influxo de macrófagos ■ proliferação de fibroblastos ○ etapa II - inflamação ■ exudato celular ■ eliminação de restos cel e cels desnecessárias (neutrófilos em apoptose) ■ migração de células (fibroblastos, células epidérmicas e endoteliais) ■ proliferação celular ○ etapa III - regeneração ■ monócitos > neutrófilos ■ angiogênese ■ células epidérmicas em migração substituem a crosta ■ fibroblastos totalmente ativados (depósito de matriz extracelular) 14 ● mediadores inflamatórios: moléculas capazes de modular o processo inflamatório. ○ exemplos: aminas vasoativas (histamina), peptídeos vasoativos (bradicinina), prostaglandinas, leucotrienos, sistema complemento, citocinas e quimiocinas. ○ principais funções: alteração na permeabilidade vascular, contração de vasos de grande calibre e musculatura lisa, vasodilatação de arteríolas, quimiotaxia e ativação de leucócitos e ativação do endotélio. ● Principais citocinas pró-inflamatórias: TNF, IL-1 e IL-6 ○ fator de necrose tumoral (TNF) ■ ativação de células endoteliais na inflamação e coagulação ■ ativação de neutrófilos ■ age no hipotálamo, induzindo a febre ■ síntese de proteínas de fase aguda no fígado (promovem opsonização) ■ catabolismo aumentado no músculo e tecido adiposo ■ apoptose de muito tipos celulares ○ interleucina 1 (IL-1) ■ funções similares ao TNF ○ interleucina 6 (IL-6) ■ síntese de proteínas de fase aguda no fígado ■ proliferação de células produtoras de anticorpos (linfócito B) ● características da inflamação ○ calor/rubor → induz vasodilatação, o que acarreta no aumento do volume de sangue local (mediadores: histamina, prostaglandinas e bradicinina) ○ inchaço/edema → aumento da permeabilidade vascular faz com que haja acúmulo de líquido de células no tecido (mediadores: histamina, bradicinina, citocinas, quimiocinas, sistema complemento) ○ dor → estimulação de terminações nervosas por causa da pressão causada pelo edema (mediadores: bradicinina, prostaglandinas) ○ pode haver perda temporária de função de tecido ou órgão. ● tipo de inflamação ○ aguda → resposta à estágios recentes da infecção e lesão tecidual ○ crônica → resposta persistente com consequências patogênicas. ● a inflamação pode provocar lesão tecidual, uma vez que os mecanismos efetores que os fagócitos usam para matar microorganismos são também altamente tóxicos aos tecidos do hospedeiro. 15 MHC e apresentação de antígenos Conceitos fundamentais: ● A resposta adaptativa é ativada pela resposta inata, através da apresentação antigênica. ● No encontro da célula T (TCR) com o antígeno, não há reconhecimento; ● A célula de apresentação antigênica (APC) precisa processar o antígeno, colocando apenas parte do agente não-próprio no contexto de uma molécula de MHC, em sua superfície, permitindo o reconhecimento pela célula T. ● O TCR interage com a molécula e com o antígeno. No caso de reconhecimento e ativação, dá-se início à expansão clonal. ● Complexo Principal de Histocompatibilidade (MHC): ○ Determina a compatibilidade entre tecidos de dois indivíduos; ○ Ex.: retirando-se pele de 2 ratos isogênicos (para determinadas regiões do genoma), podem-se conseguir amostras de pele MHCa e MHCb. Em caso de não haver variação de genoma em determinada região do DNA, as amostras são compatíveis, e não há rejeição do transplante de pele. Em caso de variação, o transplantado era rejeitado. ○ Através de pesquisas, determinou-se que o complexo relacionado à aceitação de tecidos, nos humanos, está presentes nos leucócitos, e é chamado de HLA. Ele é muito similar ao MHC. ● Nota: ○ Congênito: geneticamente similares, variando em poucos/apenas um loci/locus gênico. ○ Isogênico: indivíduos geneticamente iguais. ● Iniciou-se um estudo para determinar por que alguns indivíduos conseguiam formar uma resposta com anticorpos ao antígeno X, e outros não. Sob muito estudo, descobriu-se que os genes que estão relacionados com isso são os mesmos que codificam o MHC → Portanto, parte dos genes do MHC são responsáveis pela apresentação antigênica. MHC: ● Sobre o MHC nos humanos, em seu locus gênico, são codificadas: ○ a) Moléculas de Classe I: são codificadas por um locus gênico; A, B e C → HLAa, HLAb e HLAc; ○ b) Moléculas de Classe II: são codificados por mais de um loci gênico; DR, DQ e DP → HLADR, HLADP, HLADQ; ○ No mesmo locus que são codificadas essas proteínas, são codificadas diversas outras proteínas, como o TNF-α, LTβ e fatores do complemento. 16 ● Nestes genes, ressaltam-se as características da poligenia, do polimorfismo e da expressão codominante. ○ Os genes em questão possuem o maior grau de polimorfismo do genoma humano, ou seja, possuem grande variabilidade de alelos/sequências diferentes naquele locus gênico (lembrando que se carrega sempre 2 alelos: 1 herdado do pai e 1 da mãe). As diferentes proteínas codificadas por diferentes alelos exercem a mesma função, mas não são idênticas. ○ A poligenia refere-se apenas as moléculas de classe II, já que são compostas por duas cadeias α e β → possuem no mínimo dois loci gênicos que codificam sua formação. ○ A poligenia potencializa o polimorfismo, já que, como existem mais de um gene polimórfico codificando uma mesma proteína, existe muito mais variabilidade. Por exemplo, para o HLAa já se descobriram mais de 728 alelos diferentes. ○ Outra característica é a da expressão codominante. → ambos os alelos diferentes se expressam simultaneamente, sem haver dominância entre eles. ● Um indivíduo heterozigoto para TODAS as moléculas de classe I expressa 6 diferentes moléculas (máximo). Um indivíduo homozigoto para todas elas expressa 3 diferentes moléculas (mínimo). Isso mostra que a diversidade de alelos está difundida na população, e não em cada indivíduo. ● As moléculas do MHC de classe I são formadas por 3 polos (α1, α2 e α3), além de uma região transmembrana e uma microglobulina-β2. Na junção de α1 e α2 existe um vale, onde se liga o antígeno. ● Nas moléculas do MHC de classe II, tem-se duas cadeias codificadas por 2 genes diferentes. Os polos são α1, α2, β1 e β2. Entre α1 e β1 existe a fenda onde o peptídeo será apresentado. ● A molécula de classeI apresenta para o linfócito TCD8, e a de classe II para o linf TCD4 17 Interações peptídeo-MHC: ● Cada molécula possui uma única fenda, que é capaz de ligar apenas um peptídeo por vez. No entanto, ela pode acomodar diversos peptídeos diferentes; ● Os peptídeos que se ligam às moléculas do MHC apresentam características estruturais em comum, que promovem essa interação; ● A interação peptídeo-MHC é saturável e com uma taxa de degradação lenta. Ou seja, tem grande estabilidade, fazendo com que o antígeno seja apresentado por muito tempo, facilitando o encontro com o clone certo do linfócito T; ● A molécula do MHC não consegue distinguir o que é próprio do que é não-próprio; ● Pela molécula do MHC, só são reconhecidos e apresentados antígenos protéicos, já que apenas peptídeos conseguem se ligar à fenda de apresentação; ● Existe uma competição dos peptídeos pelo sítio de ligação: influem nisso a quantidade do Ag (antígeno em maior quantidade é melhor apresentado) e a afinidade dele pelo alelo do HLA em questão (antígeno com mais afinidade é melhor apresentado). ● Da ligação: os resíduos/AAC do peptídeo interagem diferentemente com diferentes alelos de moléculas. Os resíduos âncora se ligam à fenda da molécula de MHC. Outros resíduos/AAC apontam para fora da fenda e interagem diretamente com a célula T. Existem ainda os resíduos do MHC, polimórficos, que se ligam diretamente com a célula T. ● Por exemplo, para o HLA-A2, a leucina/isoleucina na posição 2 possui grande afinidade e é um forte resíduo âncora. 18 ● Células que expressam moléculas do MHC: ○ a) Moléculas de classe I: todas as células nucleares (especialmente células B, T, macrófagos, células dendríticas e neutrófilos). ○ b) Moléculas de classe 2: alguns os tipos nucleares (células dendríticas, fagócitos mononucleares, células B e células epiteliais do timo) ● O linfócito TCD8+: exerce citotoxicidade, especialmente sobre células infectadas ou tumorais. A ação de citotoxicidade depende da ativação do linfócito, e portanto da apresentação de antígenos. É interessante notar que toda célula infectada pode ativar o TCD8, já que toda célula pode produzir moléculas de classe I. ● O linfócito TCD4+/auxiliar: ele auxilia células como macrófagos e monócitos, ou até linfócitos B, ativando-os ainda mais. Para isso, deve ser feito o reconhecimento da infecção, as células T efetoras devem sair do timo e ir para o local. ○ Normalmente as células dendríticas apresentam o antígeno para a célula T naive; ○ Ocorre a expansão clonal e a diferenciação dos linfócitos T; ○ Os linfócitos T efetores, uma vez ativados, são apresentados ao antígeno num segundo momento; ○ Eles ativam célula que lhes apresenta o antígeno de novo ○ Esse linfócito TCD4 ativará (mais) macrófagos apenas do tipo que tiverem apresentado o antígeno para o linfócito T. Vias de processamento e apresentação antigênica - moléculas de classe II: ● a) Ordem: Célula dendrítica ativa célula T naive → expansão clonal → diferenciação → células T efetoras (CD4 - auxiliares) → reconhecerá o antígeno apresentado pelo macrófago (fagocitar) / linfócito B (produzir anticorpos) → ativa ainda mais a célula que apresentou. ● b) Processamento: ○ A fonte de Ag normalmente está no meio extracelular, e tem que ser fagocitado/endocitado (linfócito B); ○ Quando entram no citoplasma, estão em vesículas (fagossomas e endossomas). Essas vesículas se fundirão ao lisossomos, formando fagolisossomos; ○ Dentro dos fagolisossomos, o antígeno se encontrará com enzimas proteolíticas ativadas em pH ácido do lisossomo; ○ A proteína sofrerá proteólise, gerando pequenos peptídeos do Ag; ○ Simultaneamente a isso, ocorre a síntese protéica da molécula de classe II, segundo o seguinte processo: tradução, estabilização da proteína na membrana por proteínas chaperonas e pela cadeia invariante (que se liga à fenda e à vesícula), exportação via vesícula produzida no Golgi; ○ A vesícula que vem do Golgi se funde à que possui os peptídeos vindos da proteólise; ○ Enzimas que fazem proteólise quebram a cadeia invariante, deixando apenas a parte que ocupa a fenda → o clip (peptídeo derivado da cadeia invariante); ○ O clip é retirado pelo HLADM e libera a fenda, permitindo que nela se liguem os peptídeos; ○ Após a fenda ser ocupada, a vesícula é dirigida para membrana, se expondo já com o peptídeo. 19 Vias de processamento e apresentação antigênica - moléculas de classe I: ● A fonte de Ag normalmente é intracelular (ex.: proteínas virais produzidas na síntese protéica célula infectada); ● As proteínas virais produzidas são marcadas (ubiquitina); ● A ubiquitinação das proteínas é um sinal químico para que sejam espacialmente desarranjadas (alongadas) e dirigidas ao proteassoma. O proteassoma é formado por anéis empilhados em forma cilíndrica, dentre os quais os anéis mais internos possuem atividade proteolíticas ● Vão dar origens a peptídeos, que serão liberados no citoplasma; ● No caso de um Ag que venha do meio externo, são processados no fagossoma, liberando a proteína viral no citoplasma para ser ubiquitinada; ● Os peptídeos soltos no citoplasma são transportados para dentro de vesículas pelas moléculas chamadas TAP1 e TAP2, codificadas no mesmo gene da MHC; ● A molécula de classe I é sintetizada igual à de classe II, sendo ligada à uma cadeia invariante, que é posteriormente quebrada; ● A molécula da Tapacina une/aproxima a molécula de classe I recém sintetizada ao peptídeo, facilitando o encontro deles; ● O peptídeo pode ainda ser reprocessado por uma molécula para que possa se ligar à fenda de classe I; ● A molécula com a fenda ocupada é encaminhada para a superfície celular; 20 Apresentação cruzada: ● No caso de uma infecção onde não haja contato inicial com uma célula dendrítica, outras células são infectadas, e a infecção não vai chegar imediatamente ao linfonodo. nesse caso, faz-se a apresentação cruzada ● Célula dendrítica fagocita célula morta pelo vírus e processa Ag; ● Como os antígenos estão em vesículas, será usada a via de classe II, já que o antígeno não está solto. Nesse caso, num mecanismo ainda desconhecido, alguns Ag escapam/são transportados para o citoplasma; ● Com isso, consegue-se fazer a apresentação via classe I para o linfócito TCD8 naive, gerando célula efetora e permitindo matar células infectadas. 21 Mecanismos de Escape de Patógenos por Inibição da Apresentação: ● a) O ICP47, uma proteína do Herpes, e a US6,do citomegalovírus, bloqueiam a passagem do Ag pelo TAP. ● b) A E19 compete com a tapacina e se interpõe entre a molécula classe I e TAP, reduzindo a eficiência da apresentação. ● c) A US11 ubiquitina a molécula de classe I, fazendo com que seja deslocada para o proteossoma e seja proteolisada. Propriedades de reconhecimento por linfócitos T: ● Os linfócitos T reconhecem apenas peptídeos, pois apenas eles se ligam à fenda da molécula de MHC; ● No linfócito B, o receptor é uma molécula de anticorpo presa à membrana. Logo, não é necessário que o antígeno seja apresentado e processado, podendo interagir diretamente com o linfócito. Por isso, ele não precisa ser uma proteína, podendo ser um açúcar, ácido nucleico, etc. Nesse caso, o reconhecimento do Ag em sua forma natural ou desnaturada/processada depende apenas do anticorpo. ● A resposta do linfócito T é restrita pelo MHC, visto que, além da resposta depender da apresentação pelo MHC, devido ao fato de o linfócito T reagir com o resíduo polimórfico da molécula, o TCR depende não apenas do MHC, mas de um tipo específico de MHC em que haja compatibilidade entre a molécula e o TCR específico do linfócito em questão. se não houver essa ligação, não há reconhecimento. ● Mecanismo de auxílio do linfócito TCD4+ para o linfócito B, mesmo quando este reconhece antígenos não-protéicos: ○ É importante notar que o linfócito B não apresenta aquilo que ele reconhece; ○ O linfócito B reconhece um determinante antigênico (que pode ser um açúcar de uma glicoproteína), endocita e processa o Ag. Então, ele apresenta para o linfócito T um peptídeo desse Ag, provocando sua ativação. O linfócito T efetor ativa a célula B, que vai produzir anticorpo contra aquilo que seus anticorpos de membrana reconheceram. ○ O Lúpus se dá por um defeito nesse mecanismo. Imunodominância: ● Durante o processamento de antígenos, são gerados diferentes peptídeos; os antígenos imunodominantes é ou são aqueles que são melhor apresentados. E é o que vai gerar resposta imune adaptativa, por ativar linfócito TCD4 e TCD8. ● A imunodominância varia de indivíduo para indivíduo, dada variação das moléculas de MHC. ● Casos Notáveis: ○ No caso de Epstein-Barr → existe um epítopo dominante de um vírus apresentado via HLA-A11 (alelo presente em 60% de populações isoladas e endogâmicas). Neles, existem isolados mutantes do vírus sem esse epítopo, fazendo com que fossem selecionados e não pudessem ser apresentados; ○ HLA-B57 → em populações imunes ao HIV, existe grande repertório de células T CD8+ naive, que apresenta uma maior fração de células que reconhecem o vírus. 22 Maturação e ativação de células T Introdução - maturação de linfócitos: ● células progenitoras são auto renováveis (IL-7 ajuda na proliferação) e têm capacidade de formar qualquer célula do sangue. ● ao receberem determinada sinalização de maturação, elas podem se diferenciar em células leucocitárias maduras. ● os linfócitos são gerados e maturados em órgãos linfóides. Os linfócitos T são gerados na medula óssea e maturados no timo, enquanto os linfócitos B são gerados e maturados na medula. ● os linfócitos T e B possuem grande semelhança no processo de maturação inicial e isso se dá através de sinalização e recombinação de sequências de DNA específicas para transformar os linfócitos T e B em células maduras. ● Processo de maturação ocorre em cinco etapas principais: células tronco → pró-linfócito (passa a ter CD45) → pré-linfócito (passa a ter receptor de pré-linfócito e receptor de antígeno incompleto) → linfócito imaturo (receptor de antígeno completo) → linfócito maduro (sem ocorrer ligação forte ou nula ao MHC e/ou antígeno próprio) ’ ● Eventos comuns na maturação de linfócitos: ○ comprometimento de células progenitoras com a linhagem linfoide B ou T. ○ proliferação de progenitoras e células imaturas comprometidas em estágios iniciais específicos do desenvolvimento, proporcionando um grande reservatório de células capazes de gerar linfócitos úteis. ○ rearranjo sequencial e ordenado dos genes dos receptores de antígenos e a expressão de proteínas dos receptores de antígenos → permite criação de um vasto repertório contra antígenos. ○ eventos de seleção (checkpoints) preservam as células que produzem proteínas receptoras de antígeno funcionais e eliminam células potencialmente perigosas que reconhecem fortemente antígenos próprios. ○ diferenciação das células B e T em subpopulações funcionalmente e fenotipicamente distintas. As células B se desenvolvem em células foliculares, da zona marginal e B-1, já as células T se desenvolvem em linfócitos T αβ CD4+ e CD8+, células NKT e céls γδ. 23 Maturação dos linfócitos T: ● Processo que ocorre em 5 fases: ● a) Comprometimento das células progenitoras com uma linhagem celular; ● b) Proliferação celular; ● c) Rearranjo dos genes dos receptores; ● d) Seleção; ● e) Diferenciação funcional e fenotípica = ATIVAÇÃO; A) Comprometimento com uma linhagem: ● Processo ocorre nos órgãos linfóides geradores ou centrais (medula óssea e fígado fetal); ● Processo de seleção por que passam as células pluripotentes, ou células-tronco hematopoiéticas, que acabam por amadurecer e optar por uma dentre duas linhagens. Essas células geram um progenitor linfóide comum (CLP), que pode então dar origem a células B, T ou NK. ● Os precursores dos linfócitos T deixam o fígado fetal (antes do nascimento) e a medula óssea (após), e se dirigem para o timo, onde completarão sua maturação. Lá, são chamadas timócitos. ● No timo, entram em ação diversas moléculas (muitas produzidas no próprio timo), que atuarão na maturação desses linfócitos: ○ IL-7 → citocina necessária para a proliferação linfopoiética dos progenitores das céls T, mas não de células B. É produzida na medula óssea e no estroma do timo; ○ Moléculas de MHC (classe I e II); ○ CCL25 e CCR9 → se unem para permitir entrada dos progenitores de linfócitos no timo; ○ CCL21 e CCL19 → atuam na migração córtex → medula do linfócito, ao serem reconhecidos pelo receptor de quimiocina CCR7; ○ Notch-1 → o receptor Notch-1, quando ativada juntamente com a GATA-3 e outros fatores, impede que as células progenitoras no timo se diferenciem em linhagens não-T; ● Estágios da maturação: ○ Célula-tronco hematopoiéticas (HSC) → migração para o timo ○ Progenitor linfóide comum (CLP) → IL-7 e proliferação ○ Célula pró-T → recombinação dos genes de cadeia β do TCR ○ Célula pré-T → recombinação de genes de cadeia α e β 24○ Célula T duplo-positivo (CD4+ e CD8+) ou Tαβ ○ Célula T único positivo (CD4+ e CD8- ou CD4- e CD8+) → migração para periferia ○ Célula T madura ○ Obs.: Síndrome de Di George: deleção do cromossomo 22 → ausência do timo → linfócitos T maduros em pequena quantidade. ○ Obs.: Nude mice → mutação do gene Foxn1 → falha no desenvolvimento do epitélio do timo → idem. B) Proliferação celular: ● Processo de proliferação de células progenitoras imaturas e células comprometidas em estádios iniciais. Isso permite a formação de um reservatório de células que podem gerar linfócitos T. C) Rearranjo dos genes de receptores: ● Evento importante: responsável pela geração de grande diversidade de receptores (>107 diferentes) em linfócitos T, e não depende de contato com Ag. ● Ocorre primeiro na cadeia β do TCR, pois seu locus é o primeiro a se tornar disponível. Ocorre depois, também, com o locus da cadeia α. ● Os locus das cadeias do TCR possuem diversos genes: aqueles de região variável (V) e aqueles de região constante (C). Entre eles, existem pequenas porções de nucleotídeos chamados segmentos gênicos de junção (J) e diversidade (D). ● A recombinação V(D)J, que ocorre entre esses genes, é mediada por enzimas recombinases. A principal recombinases tem dois principais domínios Rag-1 e Rag-2. ● A diversidade de receptores surge da variação das regiões V, e da alteração dos segmentos D e J. ● Mecanismo de Recombinação: clivagem do DNA pelo complexo recombinase (Rag-1 e Rag-2), que formam alças em forma de grampo → abertura do grampo e remoção ou adição de bases (enzima TdT nessa última) → junção das extremidades da fita clivada D) Seleção: ● Eventos que selecionam células que produziram TCRs funcionais, que possui diversos checkpoints para eliminação de células defeituosas/possivelmente nocivas. ● Ocorre com base na capacidade celular de reconhecer o complexo antígeno-MHC no timo. 25 ● A célula pró-T, após ser proliferada e ter seus genes recombinados, deve expressar um receptor pré-TCR, que atua na sinalização para sobrevivência da célula e para continuação do desenvolvimento. ● A expressão do pré-TCR é o primeiro ponto de controle, podendo culminar em morte celular ● Então, é necessária a expressão dos genes que codificam a segunda cadeia do TCR, formando o TCR completo. A expressão dessa segunda cadeia é o segundo ponto de controle, podendo ocasionar morte celular se não obedecida. ● Segue-se então uma avaliação da capacidade de reconhecimento do MHC com o Ag pelo TCR formado. Se houver um reconhecimento fraco do complexo, a célula é preservada. Se o reconhecimento for muito intenso, a célula é submetida à morte celular. ● Seleção Positiva: processo que garante a preservação de células T que reconheçam o MHC próprio. Essas células conseguem reconhecer Ag não-próprios, desde que apresentados pelo MHC. Determina também a restrição do subtipo de células T pelo MHC de classe I (CD8+) ou pelo MHC de classe II (CD4+). ● Seleção Negativa: processo de eliminação de células cujo TCR se liga fortemente ao MHC. Pode se dar de duas formas: a deleção clonal (apoptose de células T) ou por uma edição de reparos (ocorre apenas em células B). ● AIRE: proteína nuclear que atua na regulação autoimune. Expressa por células epiteliais do timo. Induz a expressão de determinados genes, que acaba por tornar disponíveis no timo peptídeos específicos de diversos tecidos, permitindo a seleção das células. ● Obs.: Vale lembrar que o processo ocorre à medida que as células vão entrando no timo. Logo, quanto mais próximo da medula, mais amadurecida estará a célula. 26 E) Ativação dos linfócitos T: ● A resposta mediada por linfócitos T depende de alguns processo que resultam na expansão clonal de um tipo específico da célula T e na conversão de células T virgens (ou naive) em células T efetoras. ● Alguma dessas células sofrem ainda uma diferenciação que as converte em células T de memória. Essas, diferentemente das demais, possuem vida longa e estão na circulação para responder rapidamente a futuras respostas. ● Ocorre, em geral, nos órgãos linfóides secundários, onde essas células circulam e vão encontrar os antígenos. - Conforme o antígeno é eliminado, os linfócitos são privados do seu estímulo de sobrevivência, causando sua morte por apoptose → controle da resposta. ● O reconhecimento de antígenos: ○ É o primeiro sinal para a ativação dos linfócitos; ○ Por ser mediado pelos complexos MHC-peptídeo da célula apresentadora (APC - antigen presenting cell), os linfócitos T reconhecem apenas Ag protéicos. ○ Para que o processo ocorra, um número de receptores deve se ligar: ■ o TCR reconhece os antígenos peptídicos apresentados; ■ o correceptor CD4/CD8 reconhece a molécula de MHC; ■ as moléculas de adesão reforçam a ligação da célula T com as APCs; ■ receptores para coestimuladores reconhecem os sinais secundários produzidos pelas APCs; 27 ○ As APCs (em geral células dendríticas) apresentam: ■ derivados de Ag de proteínas endoidadas pelo MHC-II para células TCD4+; ■ derivados de proteínas citosólicas e nucleares pelo MHC-I para células TCD8+; ■ na resposta humoral, células B apresentam para células T auxiliares; ○ O TCR não consegue mandar sinais bioquímicos para dentro da célula, e para isso dispõe do complexo TCR. ○ O TCR propriamente dito está ligado ao CD3, um complexo de 3 proteínas, e ao homodímero zeta, também protéico. Essas proteínas fazem a sinalização interna. ○ O reconhecimento do antígeno e os demais estímulos de ativação induzem várias respostas nas células T: secreção de citocinas, proliferação (expansão clonal) e a diferenciação de células naive em células efetores ou de memória. ○ Obs.: lembrando que o TCR e o complexo peptídeo-MHC devem se ligar fracamente, as moléculas de adesão tem função muito importante. Em geral, são integrinas, tal como a LFA-1 (que se liga ao ICAM-1 das APCs). ● A co-estimulação e a ativação: ○ A proliferação e diferenciação de células T imaturas depende de fatores liberados pelas APCs, chamados de coestimuladores. ○ Ex.: B7 (que se liga ao CD28); B7-1 (que se liga ao CD30); B7-2 (que se liga ao CD36) ○ Compostos adjuvantes são aqueles que são produzidos por microorganismos (ou que mimetizam eles). Eles estimulam a expressão de coestimuladores na superfície das APCs, e estimulam a secreção de citocinas por essas células. Convertem Ag protéicos inertes (como os de vacinas)em imitadores de microorganismos patogênicos. ○ A interação do CD40L das células T com o CD40 das APCs, ativando e aumentando a expressão de B7 e citocinas (como a IL-2), que promovem a diferenciação de céls T. ○ Em resposta ao estímulo do antígeno e dos coestimuladores, os linfócitos T liberam diferentes citocinas. Como exemplo, podem-se citar a IL-2 (interleucina 2), que promove a expansão clonal, e o IFN-γ, que promove a ação de macrófagos. ○ A IL-2 é produzida principalmente nos LT CD4+, e promove a sobrevivência da célula que a produziu e de células adjacentes. Ela o faz através da indução de uma proteína anti-apoptótica. Ela também estimula a expansão clonal e a diferenciação das células T. Ela também aumenta a capacidade citotóxica do LT CD8+. 28 29 ● A diferenciação dos linfócitos T - células efetoras: ○ As células T efetoras podem ser divididas em células T auxiliares (Th ou T helper), cuja molécula co-receptora é o CD4+, e células T citotóxicas, cuja molécula co-receptora é o CD8+. ○ Célula T auxiliar (Th): ■ São diferenciadas pelo padrão de citocinas que produzem. Durante o estímulo das APCs, um linfócito recursos Th0 pode se tornar um LT CD4+ Th1 ou Th2. ■ Th1: produz IL-2 e IFN-γ. Logo, atua na proliferação de células T e promove ativação de macrófagos. Ela atua na defesa contra patógenos fagocitados. ■ Th2: produz outras interleucinas, como a IL-4, IL-5 e IL-13. Ela atua na defesa contra helmintos, e na ativação de mastócitos e eosinófilos (processos alérgicos). ■ Th17: produz IL-17 e IL-22, que atuam na inflamação e na produção de citocinas pró-inflamatórias. ○ Célula T citotóxica: ■ Reconhecem antígenos intracitoplasmáticos apresentados pelo MHC-I, que é expresso por todas as células nucleares. ■ Atua criando citotoxicidade contra células infectadas por virus ou tumorais. ■ Contém grânulos citoplasmáticos que armazenam perforinas e granzimas. 30 Mecanismos efetores de linfócitos T Conceitos importantes: ● a imunidade mediada pelas células é o tipo de defesa dos hospedeiros que é mediada pelos linfócitos T. ● serve como defesa contra microrganismos que se replicam dentro de fagócitos e das células não fagocíticas. ● a fase efetora é iniciada pelo reconhecimento dos antígenos pelas células T. ● os linfócitos T reconhecem os antígenos protéicos dos microrganismos que são exibidos nas superfícies das células infectadas como peptídeos ligados às moléculas do MHC. ● a imunidade mediada por linfócitos T é específica para microrganismos associados a células. ● defeitos na imunidade mediada por células resultam em maior suscetibilidade a infecções por microorganismos intracelulares e fungos e bactérias extracelulares que são ingeridas por fagócitos. Tipos de reações imunes mediada células: ● diferentes populações de linfócitos T evoluíram para combater diferentes tipos de patógenos infecciosos. ● a linhagem das células T efetoras CD4+ liga o reconhecimento específico dos microrganismos com o recrutamento e ativação de outros leucócitos que os destroem. ○ a resposta aos microrganismos que são fagocitados e vivem dentro dos fagossomos dos macrófagos é mediada pelas células TH1, que reconhecem antígenos microbianos e ativam fagócitos (principalmente macrófagos) para destruir os microorganismos ingeridos. ○ a resposta aos microrganismo extracelulares (como bactérias e fungos) é mediada pelas células TH17. ○ a resposta aos parasitas helmintos é mediada pelas células TH2. ● a resposta imune adaptativa aos microrganismos que infectam o citoplasma e se replicam nele é mediada pelos linfócitos T CD8+ (CTL), que matam as células infectadas e eliminam reservatórios de infecção. ● a inflamação dependente de linfócito T pode danificar tecidos normais → hipersensibilidade do tipo tardia (DTH) Migração de linfócitos T efetores para sítios de infecção: ● algumas células T efetoras saem dos órgãos linfóides, onde foram geradas, e se abrigam em sítios de infecção nos tecidos periféricos, onde elas são necessárias para eliminar microrganismos durante a resposta imune adaptativa. ● os subgrupos TH1, TH2 TH17 das células T CD4+ têm diferentes fenótipos que as direcionam para migrar para sítios diferentes das infecções. 31 ● depois que as células T efetoras entram no sítio da infecção e são ativadas mais uma vez pelo antígeno, elas produzem mais citocinas e quimiocinas, estimulando a inflamação e migração de leucócitos → Inflamação imune ● a migração das células T efetoras para os sítios de infecção é independente do antígeno, mas as células que reconhecem o antígeno nos tecidos infectados podem ser retidas lá. Mecanismos efetores dos linfócitos T CD4+ auxiliares: ● funcionam secretando citocinas para ativar outras células fagocíticas a fim de eliminar microrganismos. ● participam indiretamente na defesa do hospedeiro, ajudando os linfócitos B a produzirem anticorpos de alta afinidade. ● ajudam no desenvolvimento de linfócitos CD8+ (CTL) funcionais. ● Principais funções: ○ recrutamento de outros leucócitos → diferentes quimiocinas e citocinas podem recrutar neutrófilos, monócitos e/ou eosinófilos. ○ ativação dos leucócitos recrutados → expressão de CD40L na superfície da célula T e secreção de citocinas. ○ amplificação da resposta → feedback positivo na produção de citocinas ○ regulação negativa da resposta → células T morrem depois de realizar sua função; depois da eliminação do antígeno, os estímulos para propagação da resposta são perdidos. 32 ● Linfócitos TH1 ○ a principal função das células TH1 é ativar os macrófagos para ingerir e destruir os microrganismos intracelulares. ○ a principal citocina produzida por células TH1 é o Interferon-gama (IFN-gama) ■ IFN-gama ativa macrófagos a matarem os microrganismo fagocitados ■ atua nas células B para promover a mudança a certas subclasses de IgG, principalmente IgG2a, e para inibir mudança para isótopos dependentes de IL-4, como a IgE. ■ promove diferenciação de células T CD4+ para o subgrupo TH1 ■ estimula expressão de proteínas relacionadas a apresentação antigênica associadas à MHC. ○ também produz citocinas como o TNF (aumento da inflamação) e a IL-10 (feedback negativo). ○ as células T reconhecem especificamente os antígenos, mas os fagócitos na verdade destroem os patógenos. ○ células TH1 ativam os macrófagos com sinais mediados por contato entregues pelas interações CD40L-CD40 e pelo IFN-gama. ○ macrófagos ativados matam os microrg fagocitados, principalmente pelas ações do ROS, NO eenzimas lisossômicas. → pode levar a lesão tecidual. ● Linfócitos TH2 ○ estimulam as reações mediadas por IgE e eosinófilos que servem para erradicar infecções helmínticas. ○ secretam IL-4, IL-5 e IL-13, que trabalham em conjunto para erradicar as infecções por helmintos. ■ IL-4 estimula mudança da classe da cadeia pesada Ig da célula B para o isótopo IgE. ■ IL-4 estimula o desenvolvimento de células TH2 e funciona como fator de crescimento para células diferenciadas. 33 ■ IL-4 e IL-13 contribuem para forma alternativa da ativação de macrófagos (aumenta fibrose / cicatrização do tecido) ■ Il-4 e IL-13 estimulam peristaltismo do TGI e a IL-13 aumenta secreção de muco intestinal. ■ IL-4 e IL-13 estimulam agrupamento de leucócitos (principalmente eosinófilos) ■ IL-5 ativa eosinófilos maduros e estimula o crescimento e a diferenciação de eosinófilos. ○ funções das células TH2 an defesa do hospedeiro ■ reações mediadas por IgE e por eosinófilos → IgE opsonizam helmintos e eosinófilos liberam o conteúdo de seus grânulos, capazes de destruir os tegumentos duros de helmintos. ■ ativação de mastócitos → desgranulação (liberação de histamina), isso aumenta inflamação que ajuda a destruir os parasitas ■ imunidade à barreira → peristaltismo e produção de muco ■ ativação alternativa de macrófagos → síntese de colágeno e fibrose (remodelamento constante do tecido) ● Linfócitos TH17 ○ as células TH17 secretam citocinas que recrutam leucócitos, principalmente neutrófilos, para os sítios de infecção → defesa contra bactérias e fungos extracelulares. ○ produzem várias citocinas, sendo a principais IL-17, IL-22 e IL-21 ■ IL-17 estimula produção de citocinas (como TNF) que induzem às reações inflamatórias ricas em neutrófilos ■ IL-17 induz produção de substâncias antimicrobianas, como defensinas ■ IL-22 contribui para inflamação e ajuda a manter integridade epitelial 34 Mecanismos efetores dos linfócitos T CD8+ citotóxicos: ● o CTL CD8+ eliminam os microrganismos intracelulares, principalmente com a morte das células infectadas. ● além de direcionar a morte celular, as células T CD8+ secretam IFN-gama e contribuem, assim, com a ativação de macrófagos na defesa do hospedeiro. ● A morte medida por CTL envolve o reconhecimento específico das células-alvo e a entrega de proteínas que induzem à morte celular ○ CTL matam os alvos que expressam os antígenos associados à mesma classe I que desencadearam a proliferação e diferenciação das células T CD8+ virgens das quais são derivados. ○ não matam células não infectadas adjacentes que não expressam o antígeno. ○ a morte é altamente específica porque uma “sinapse imunológica” é formada entre o CTL e o alvo expresso pelo antígeno ● Reconhecimento do antígeno e ativação dos CTL ○ o CTL se liga à célula-alvo usando receptor antigênico (se liga ao antígeno específico), correceptor CD8 (se liga à molécula de MHC I) e moléculas de adesão como LFA-1 (que se liga a ICAM-1). → provocam ativação da CTL ○ uma vez que as células T CD8+ específicas para um antígeno tenham se diferenciado em CTL completamente funcionais, elas podem matar qualquer célula nucleada que exibir aquele antígeno. ● destruição das células-alvo por CTL ○ após o reconhecimento do antígeno pelo receptor antigênico da CTL, a célula-alvo passa por mudanças que a induzem a morrer por apoptose. 35 ○ o mecanismo principal de morte é a entrega das proteínas citotóxicas armazenadas dentro dos grânulos citoplasmáticos da CLT para célula-alvo, desencadeando a morte da célula. → “golpe letal” ○ as proteínas citotóxicas nos grânulos dos CTL incluem as granzimas (clivam proteínas), perforinas (danifica a membrana) e serglicina (agrupa enzimas) ○ Além disso, quando ativados, os CTL expressam FasL, que se liga ao receptor de morte Fas da célula-alvo, o que resulta na ativação de caspases e apoptose de alvos. ○ depois do golpe letal, o CTL é liberado (mesmo antes da morte do alvo) e pode agir contra outras células infectadas. ● papéis dos CTL na defesa do hospedeiro ○ em infecções por microrganismos intracelulares, a atividade de morte dos CTL é importante para a erradicação do reservatório de infecção. ○ 1) alguns vírus vivem e se replicam no citoplasma, mas as células são incapazes de destruí-los (vírus da hepatite). 2) mesmo nos fagócitos, alguns microrganismos escapam e conseguem viver no citoplasma. → os CTL CD8+ são o mecanismo principal para matar células infectadas. ○ a destruição das células infectadas por CTL é uma causa da lesão tecidual em algumas doenças (hepatite B e C é provocada pela reação imune) Funções efetoras de outros subgrupos de células T: ● células Tγδ e células NKT são pequenas populações de linfócitos que expressam receptores de antígenos de diversidade limitada e reconhecem uma ampla variedade de antígenos. ● células Tγδ reconhecem peptídeos e pequenas moléculas ● células NKT apresentam lipídios ● algumas dessas células estão localizadas nos epitélios e acredita-se que respondam contra antígenos microbianos conservados. ● as funções dessas células não são bem estabelecidas. 36 Maturação e ativação de linfócitos B Conceitos básicos - linfócitos B: ● função: produção de anticorpos contra antígenos e apresentação antigênica ● essencial na imunidade humoral ● são gerados e maturados na medula óssea ● receptor do linfócito é uma imunoglobulina da membrana (IgD ou IgM) ● possui diversas especificidades para todos os tipos de moléculas (proteínas, carboidratos, lipídios) ● seleção do repertório de linfócitos B é feita com seleção positiva e seleção negativa a partir do receptor que ele está expressando. ● o linfócito B não precisa de apresentação antigênica, pois há ligação direta do epítopo do antígeno ao receptor de membrana do linfócitos B (BCR) Conceitos - Maturação dos linfócitos B: ● a maior parte do processo de maturação do linfócito B ocorre na medula óssea. Somente a maturação final ocorre fora da medula (principalmente no baço). ● as células podem se desenvolver em linfócitos B foliculares, adquirir capacidade de recircular e ocupar órgãos linfoides periféricos. ● essas células B foliculares dirigem-se para os folículos linfóides, onde são capazes de reconhecer antígenos estranhos e responder a eles. ● durante a maturação, as células passam por estágios específicos, cada um caracterizado por marcadores distintos de superfície celular e por um padrão específico de expressão dos genes das Ig. 37 Estágios dedesenvolvimento dos linfócitos B: ● 1) células tronco recebem sinais (CD9, CD10, RAG e TdT) para proliferar e se diferenciar em células pró-B. → nesse estágio ocorre recombinação VDJ da cadeia pesada (ocorre recombinação, mas a mesma ainda não é expressa nessa fase) ● 2) no estágio de células pró-B, ocorre síntese da cadeia pesada → segmento VDJ é transcrito com Cµ → pré-linfócito-B já expressa receptor de células B (pré-BCR). ○ nessa fase, moléculas Igα e Igβ se associam às pré-BCR para induzir proliferação celular. Além disso, ocorre o evento de exclusão alélica da cadeia pesada. ● 3) No estágio de célula pré-B para células B imaturas, há produção das cadeias leves (produção de IgM completa) e proliferação das células. ○ é nesta onde ocorre a recombinação somática das cadeias k ou λ (utiliza RAG), bem como a verificação das IgM com auto-antígenos. 38 ● 4) célula B imatura sai da medula e ocorre produção de IgM e IgD (BCRs) → linfócito B maduro. ○ nessa fase ocorre a co-expressão das cadeias pesadas com as cadeias leves e as seleções positivas e negativas dos linfócitos B. 39 Ativação de linfócitos B: ● a ativação de células B resulta em sua proliferação, levando à expansão clonal, culminando na geração de células B de memória e plasmócitos secretores de acs ○ o antígeno se liga à IgM e IgD de membrana em células B virgens maduras, possibilitando que elas sejam ativadas. ○ algumas células B começam a produzir outros anticorpos diferentes de IgM e IgD, esse processo é conhecido como mudança de isótipo da cadeia pesada. ○ as células B produzem anticorpos que se ligam aos antígenos com afinidade cada vez maior → maturação de afinidade ○ o tipo e a quantidade de anticorpos produzidos variam de acordo com o tipo de antígeno, envolvimento ou não de células T, histórico de exposição, etc. ● ativação de linfócitos B contra antígenos protéicos: ○ as respostas de anticorpos contra antígenos protéicos necessitam que o antígeno seja reconhecido e internalizado pelas células B e que um fragmento peptídico da proteína internalizada seja apresentado aos linfócitos T auxiliar que, por sua vez, ativam as células B. ○ assim, as proteínas são classificadas como antígenos timo-dependentes, já que necessitam de linfócitos T para serem combatidas. ○ primeiro sinal para ativação → ligação direta do antígeno a um anticorpo de membrana do linfócito. ○ segundo sinal para ativação → ligação CD40-CD40L (entre o linfócito B e o linfócito T CD4+. 40 ● ativação de linfócitos B contra antígeno não proteicos ○ as respostas a antígenos não protéicos multivalentes com determinantes (epítopo) que se repetem, como polissacarídeos e lipídeos, não necessitam de linfócitos T auxiliares específicos para o antígeno. ○ essas respostas são induzidas pelos epítopos repetidos, e intensa aglomeração do BCR pelos epítopos repetidos, e podem ser reforçados pela ativação de receptores de reconhecimento de padrões em células B. ○ 1º sinal para ativação → ligação cruzada (diversos BCRs ligados aos epítopos do antígeno) ○ 2º sinal para ativação → ligação do antígeno a receptor celulares de reconhecimento de padrões (receptor do tipo toll ou de complemento, por ex) ● algumas das progênies das células B ativadas são plasmócitos secretores de anticorpos de vida longa que continuam a produzir anticorpos por meses ou anos, e outras são células de memória de vida longa. → só existem células de memória contra antígenos protéicos. ● a mudança de isótopos de cadeia pesada e a maturação da afinidade são tipicamente vistos nas respostas imunes humorais antígenos protéicos dependentes de células T. (processo é regulado principalmente por citocinas secretadas pelos linfócitos T e ligação CD40-CD40L) ● subgrupos de células B respondem preferencialmente a diferentes antígenos ○ células B foliculares → principalmente antígenos protéicos ○ células B da zona marginal → principalmente antígenos multivalentes ○ células B-1 → principalmente antígenos multivalentes nas mucosas ● respostas de anticorpos primários e secundários aos antígenos proteicos diferem quantitativamente e qualitativamente. ○ a mudança de isótopo da cadeia pesada e a maturação da afinidade também aumentam com exposições repetidas a antígenos proteicos. 41 ● autorregulação (feedback) de anticorpos é um mecanismo pelo qual as respostas imunes humorais são reguladas negativamente quando uma quantidade suficiente de anticorpos foi produzida e complexos antígeno-anticorpo solúveis já estão presentes. ○ A Ig de membrana e o receptor para porções Fc de IgG na célula B são reunidos por complexos antígeno-anticorpo. ○ Isso ativa uma cascata de sinalização inibidora ao longo da cauda citoplasmática do receptor de Fc, que leva a inibição da ativação da célula B. Vacinação conjugada: ● muitas vezes, o organismo produz anticorpos contra antígenos não proteicos com função efetora melhor do que anticorpos contra antígenos proteicos de um mesmo microrganismo. ● contudo, antígenos não proteicos não induzem a produção de células de memória → problema: é possível criar uma vacina contra um antígeno não proteico? → sim!!! ● Pode-se utilizar a porção do microrganismo (p ex, carboidrato) que induza a formação dos melhores anticorpos conjugado a uma proteína carreadora. → a parte proteica só serve para ser apresentada ao linfócito T auxiliar e, assim, ativar o linfócito B posteriormente. ● o linfócito B de memória formado reage contra o carboidrato e não contra a proteína. 42 Mecanismos efetores da imunidade humoral Visão geral de imunidade humoral: ● a imunidade humoral é mediada por anticorpos secretados e tem a função de defender o organismo contra microrganismos extracelulares e toxinas microbianas. ● as principais funções dos anticorpos são de neutralizar e eliminar microrganismos infecciosos e toxinas microbianas ● anticorpos são produzidos por plasmócitos em órgãos linfóides e na medula óssea, mas tem diversos destinos → circulação, luz de órgãos mucosos, feto, etc. ● os anticorpos que medeiam a imunidade protetora podem ser derivados de plasmócitos produtores de anticorpos de vida curta ou longa que são gerados pela ativação de células B virgens ou de memória. ● apesar de várias funções dos anticorpos serem mediadas por regiões constantes da cadeia pesada de Ig (cadeia pesada define função), todas essas funções são iniciadas pela ligação de antígenos às regiões variáveis do anticorpo. Neutralização de microrganismos e toxinas: ● anticorpos
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