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IMMUNE RESPONSE MECHANISMS TO INFECTIONS Elis Morais Número de indivíduos expostos à infecção é bem superior aos que apresentam doença, indicando que a maioria das pessoas tem condições de destruir esses microrganismos e impedir a progressão da infecção. QUAL A FUNÇÃO FISIOLÓGICA DO SISTEMA IMUNE? Eliminar microrganismos e outros antígenos estranhos. Quais são os mecanismos efetores ativados durante as respostas imunes e como estes mecanismos atuam na defesa do hospedeiro? PRINCIPAIS MECANISMOS Imunidade Inata Imunidade Humoral Imunidade Celular Citocinas Apesar de todos estes mecanismos de defesa muitos microrganismos são capazes de evadir ou resistir aos mecanismos efetores da resposta imune e causar a infecção! CARACTERÍSTICAS PRINCIPAIS DA RESPOSTA CONTRA AGENTES INFECCIOSOS: • Mediada por mecanismos da imunidade inata e adaptativa • Alguns dos mecanismos podem se sobrepor a outros • Muitos agentes infecciosos desenvolveram mecanismos de evasão com o objetivo de burlar os mecanismos imunes • As lesões decorrentes das infecções podem ser consequência direta da ação dos patógenos, mas em grande parte acontecem pela ação da própria resposta imune do hospedeiro. • O tipo de resposta imune protetora pode variar de acordo com a localização do agente no hospedeiro, com os mecanismos de evasão e com as características dos antígenos CÉLULAS QUE PARTICIPAM IMUNIDADE INATA Primeira linha de defesa contra as infecções Resposta rápida: Este mecanismo existe antes do primeiro contato com microrganismos Evolução: Mecanismo presente em praticamente todos os seres vivos (inclusive em plantas e insetos). PRIMEIRA LINHA DE DEFESA (EPITÉLIOS) BARREIRAS CONTRA INFECÇÃO BARREIRAS QUE IMPEDEM QUE OS PATÓGENOS CRUZEM FACILMENTE OS EPITÉLIOS E COLONIZEM OS TECIDOS Lágrima e saliva: Fosfolipases A, Lisozima, estatinas (saliva) Trato instestinal : Criptidinas ou defensinas (Cels de Paneth) Trato respiratório, geniturinário, pele e língua -defensinas SEGUNDA BARREIRA FAGOCITOSE FAGOCITOSE CÉLULAS: - Fagocitose, reparo de tecido, apresentação de antígeno, ativação da resposta imune específica. -Núcleo característico e marcador de membrana CD14. Macrófagos - Fagocitose, lise intracelular, inflamação e dano tecidual - Grânulos com lisosima, colagenase. -Núcleo característico -Vivem cerca de 6 horas -Marcador de membrana CD66. - Principal componente do pus Neutrófilos Video neutrófilos CÉLULAS: -Também conhecidas como “large granular lymphocytes” (LGL) -Lisam células. Infectadas, células malignas ou estressadas -Ativados por IL-2, IL-12 e IFN-y. NK RECONHECIMENTO NA IMUNIDADE INATA Receptores de reconhecimento de padrões (PRR) Reconhecem padrões estruturais que se repetem nos patógenos. -Chamadas de Padrões Moleculares Associados a Patógenos (PAMPS). -Ex: LPS, CpG, RNA de dupla fita, Ácido lipoteicóico, etc. ATIVAÇÃO DOS RECEPTORES E RESPOSTAS FUNCIONAIS DOS FAGÓCITOS RECEPTORES SEMELHANTES AO TOLL (TLR) INFLAMAÇÃO reação do sistema imune inato nos tecidos vascularizados que envolve o recrutamento e ativação de leucócitos e de proteínas plasmáticas no local de infecção INFLAMAÇÃO Fases da reação Inflamatória 1- aumento de fluxo sanguíneo à área afetada 2- aumento da permeabilidade capilar local 3- migração de células da via sanguínea para a área afetada Calor, Vermelhidão, Dor e Edema Extravasamento: Diapedese Video inflamação TERCEIRA LINHA DE DEFESA Imunidade aos microrganismos - a lesão tecidual e/ou a doença podem ser causados principalmente pela resposta imune ao microrganismo e seus produtos. Saúde Doença OS INVASORES(PARASITAS) DO ORGANISMO PODEM SE ABRIGAR DENTRO OU FORA DAS CÉLULAS acessíveis às moléculas solúveis do sistema imune (ex: complemento e anticorpos); São atacados por células T citotóxicas ou ativação dos mecanismos antimicrobianos da célula fagocítica. MECANISMOS DE DEFESA CONTRA OS VÍRUS Vírus -são microrganismos intracelulares obrigatórios -usam ácidos nucléicos e maquinaria celular para replicação -efeitos da infecção viral * citólise * infecções latentes RESPOSTA IMUNE-VÍRUS RESPOSTA IMUNE-VÍRUS MECANISMOS DE EVASÃO DA R.I. •Evidência de co-evolução: SI e vírus - Variação antigênica - Citocinas : Bloqueio intracelular da ativação pela IL-1 impede morte pelo TNF Bloqueio da produção de interferons - MHC I bloqueio da expressão de MHC (homólogo não funcional) bloqueio do processamento (proteossomas) IMUNIDADE AOS PROTOZOÁRIOS • Principais protozoários causadores de doenças: Plasmodium, Trypanossoma, Toxoplasma, Leishmania (humanos e animais). •Intracelulares, podendo estar hospedados no citoplasma da célula ou em vesículas especializadas. •Os homens são geralmente infectados por picadas de hospedeiros intermediários infectados(malária, leishmaniose). •Defesa baseada na ação de macrófagos ativados, células NK e Linfócitos T Citotóxicos. •Resposta Humoral participando apenas em uma curta fase extracelular. PROTOZOÁRIOS E DOENÇAS PROTOZOÁRIOS -Organismos eucariotos unicelulares -Complexos – não há vacinas -Cronicidade -Leismaniose, Doença de Chagas, Amebíase, Doença do Sono, Malária, Toxoplasmose. IMUNIDADE INATA- PROTOZOÁRIOS •Protozoários extracelulares - fagocitose e ativação do complemento. •Reconhecimento dos PAMPs pelos TLRs. •Os TLRs induzem a transcrição dos genes para citocinas e quimiocinas e moléculas co-estimuladoras necessárias para a ativação da resposta imune adaptativa. • Macrófagos ativados produzem reativos intermediários do oxigênio (ROI) após fagocitose. •O NO contribui para resistência do hospedeiro na maioria das infecções parasitárias. IMUNIDADE ADQUIRIDA- PROTOZOÁRIOS RESPOSTA CELULAR •Protozoários intracelulares – Citocinas Th1 ativam macrófagos. •Llinfócitos T citotóxicos em células infectadas. RESPOSTA HUMORAL • Protozoários extracelulares - opsonização, ativação do complemento e Antibody Dependent Cellular Cytotoxicity (ADCC), com cel NK. • Neutralização – ex. Impedimento da entrada de esporozoítos de malária em hepatócitos. PAPEL DOS ANTICORPOS NAS INFECÇÕES PARASITÁRIAS IMPORTÂNCIA DO INTERFERON GAMMA Características gerais - a imunidade adquirida especializa-se para eliminar agentes infecciosos do modo mais eficaz Leishmania Leishmaniose mucocutânea Leishmaniose difusa Imunidade aos agentes infecciosos EVASÃO 1- Reclusão anatômica no hospedeiro •Ex Plasmodium dentro de eritrócitos – quando infectados, não são reconhecidos por células NK e TC. Também a forma intracelular hepática apresenta essa opção. •Leishmania spp e Trypanosoma cruzi dentro de macrófagos – escape para citoplasma evita digestão EVASÃO 2 - variação antigênica •Ex. Em Plasmodium, diferentes estágios do ciclo de vida doparasito expressam diferentes antígenos. •Variação antigênica também no protozoário extracelular EVASÃO HELMINTOS RESPOSTAS IMUNOLÓGICAS - HELMINTOS Schistossoma mansoni - granuloma schistossomótico em fígado, causado pela presença de ovos do parasito (setas). Fase Aguda: • IgE e eosinófilos mediam inflamação sistêmica – expulsão do parasito Exposição crônica: •DTH, Th1 / ativação de macrófagos - granulomas. •Th2 / Aumento da produção de IgE por LB, do número de mastócitos e eosinófilos ativados – inflamação ADCC - CITOTOXICIDADE DEPENDENTE DE AC Reações ADCC características, Células natural killer (NK) agem por intermédio de anticorpos específicos ligados na membrana do helminto Ex: Morte de larvas por células NK ativadas através de IgE específica. Helmintos (microorganismos complexos e grandes) Participação de eosinófilos Grânulos: toxicidade e inflamação Receptores da porção Fc dos anticorpos RESPOSTA TH2 É PROTETORA NAS INFECÇÕES POR HELMINTOS QUE VIVEM NA LUZ INTESTINAL Efeitos farmacológicos Vasodilatação, perda de líquidos e células, aumento da produção de muco em vias aéreas e fluido intestinal Efeitos Clínicos Asma Rinite Anafilaxia Expulsão de vermes da luz intestinal EVASÃO -HELMINTOS 1. Tamanho – Inibição da resposta primária e inflamação - dificuldade de eliminar 2. Cobertura com moléculas do hospedeiro - Cestodas e trematodas adsorvem moléculas do hospedeiro, ex. Moléculas eritrocitárias. ex. Schistosomas – proteínas séricas, (antígenos de grupo sanguíneo e MHC class I e II) 3. Reclusão anatômica - Trichinella spiralis dentro de miócitos. 4. Immunosupressão – Parasitos podem secretar agentes anti-inflamatórios que suprimem o recrutamento e ativação de leucócitos efetores. EVASÃO -HELMINTOS EVASÃO -HELMINTOS 5.Mecanismos anti-imunes – larvas hepáticas de Schistossoma produzem enzimas que clivam anticorpos 6. Produção de enzimas pelos parasitas – Filarias secretam enzimas anti-oxidantes Leishmania Shistosoma-fêmea dentro do canal ginecóforo do macho BACTÉRIAS EXTRACELULARES A IMUNIDADE HUMORAL É A PRINCIPAL RESPOSTA PROTETORA CONTRA BACTÉRIAS EXTRACELULARES OPSONIZAÇÃO E ATIVAÇÃO DO COMPLEMENTO Imunidade às bactérias extracelulares Imunidade adquirida - ativação de células T CD4+ por antígenos protéicos * potencializam inflamação local * ação fagocítica e microbicida de macrófagos e neutrófilos Imunidade às bactérias extracelulares Efeitos adversos - conseqüências da resposta inflamatória - resposta inflamatória sistêmica / choque séptico Coagulação intravascular disseminada ↓ Plaquetas ↓ Fibrinogênio ↑ Produtos de fibrinólise EVASÃO-BACTÉRIAS EXTRACELULARES BACTÉRIAS INTRACELULARES • Capacidade de sobreviver e replicar dentro dos fagócitos onde não podem ser atingidos por anticorpos. • Eliminação requer mecanismos da imunidade mediada por células. • Participação de fagócitos (neutrófilos e, macrófagos) e células NK. • A imunidade inata pode limitar o crescimento bacteriano, mas a erradicação requer a imunidade adaptativa mediada por células. INATA X ADQUIRIDA COOPERAÇÃO DAS CÉLULAS T CD4 E CD8 NA DEFESA CONTRA MICRORGANISMOS INTRACELULARES DIFERENÇAS NA RESPOSTA DAS CÉLULAS T SÃO DETERMINANTES IMPORTANTES DA PROGRESSÃO DA DOENÇA EVASÃO Video listeria IMUNIDADE AOS FUNGOS • Várias localizações diferentes de fungos em processos infecciosos. •A resposta é uma mescla das características de processos intra e extracelulares •Importante resposta mediada por neutrófilos e macrófagos (ROIs, enzimas lisossomais) •Importante mecanismo celular em fungos que habitam dentro de células do hospedeiro – importante participação da interação Th-Tc (CD4-CD8) •Respostas Tipo Th2 geralmente são desfavoráveis – desvio da resposta como mecanismo de evasão em alguns fungos. •Produção de anticorpos opsonizantes – importante para a defesa, ação de complemento , importante, mas este é frequentemente inativado pela ação de alguns fungos em específico FUNGOS E DOENÇAS MICOSES IMUNIDADE AOS FUNGOS RECONHECIMENTO DE ESTRUTURAS DE FUNGOS E ATIVAÇÃO DO SISTEMA IMUNE SISTEMÁTICA DA RESPOSTA IMUNE A FUNGOS
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