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Apostila de Imunologia.pdf

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RESPOSTA IMUNE: UM SUMÁRIO
(Marcela F. Lopes)
índice l
Abreviaturas... ...2
Mini-capítulos:
1- Fisiologia do sistema imune: órgãos e células, padrões de circulação, homeostase 3
2- Detecção e reconhecimento do exógeno: imunidade inata x adquirida... 6
3- Desenvolvimento de linfócitos B 7
4- Estrutura e função das moléculas do MHC 8
5- Desenvolvimento de linfócitos T 11
6- Ativação de linfócitos T 13
7- Ativação de linfócitos B 15
8- Mecanismos efetores da resposta imune 17
9- Sistema Complemento (anexo I) 19
* l O-Inflamação (anexo E) 21
11-Resposta imune à infecção 23
12- Imunodeficiência 28
13-Regulação da resposta imune 30
, 14 - Mecanismos imunopatológicos 32
•
15- Leitura complementar (deve ser lido antes da apostila)
Cap.l Propriedades gerais da resposta imune do Imunologia Celular e Molecular (A. Abbas)
ou
Cap.l Conceitos básicos em Imunologia do Imunobiologia (Janeway-Travers)
16- Leitura suplementar (regulação neuro-imuno-endócrina)
Revisão naNature Immunology 2004, v.5, p. 575-581
"Molecules of Emotion" 1999 (livro de Candace B. Pert)
l- Fisiologia do sistema imune: órgãos e células, padrões de circulação, homeostase
O sistema imune é formado por órgãos, células e moléculas, cuja função é monitorar o
organismo, reagindo, através da resposta imune, quando este é invadido por agentes infecciosos, ou
quando ocorrem modificações das condições internas (p.e., surgimento de tumores). A resposta
imune pode ser considerada como um conjunto de interações celulares e moleculares complexas
entre componentes do sistema imune, outros componentes do organismo e agentes externos a estes,
como os microrganismos e seus produtos (antígenos). A resposta imune pode resultar em defesa
contra o agente invasor e proteção do hospedeiro ou em alguns casos, em agressão ao próprio
organismo (imunopatologias e doenças auto-imunes). O sistema imune dos mamíferos é o mais
estudado, principalmente nos homens e camundongos, sendo dotado de células, os linfócitos, que
apresentam moléculas capazes de interagir com antígenos (Ags) de natureza química diversa. Os
linfócitos, através de estratégias genéticas únicas,, expressam receptores de antígeno que apresentam
diversidade na sua estrutura e capacidade de interagir com o Ag. Devido à recombinação somática
aleatória de genes e a outros mecanismos de geração de diversidade, cada clone de linfócito
expressa um receptor de Ag único, diferente dos receptores de outros linfócitos. Ao serem
estimulados pelos Ags, os linfócitos são ativados, se dividem, proliferam e se diferenciam em
células efetoras da resposta imune. Além da propriedade de expansão, o sistema imune dispõe de
mecanismos de regulação de suas atividades que proporcionam a diminuição do número de células
e retomo a homeostase, ao final da resposta imune. Finalmente, para monitorar o organismo, o
sistema imune dispõe de padrões organizados de circulação de células e promoção das interações
celulares em ambiente propício, resultando na resposta imune.
Órgãos e células - Nos órgãos linfóides primários ou centrais, ocorre a geração e
diferenciação dos componentes celulares do sistema imune Nos órgãos linfóides secundários ou
periféricos ocorrem interações celulares que geram a resposta imune. A fase efetora da resposta
imune pode ocorrer nos tecidos do organismo, nos sítios de contato com o Ag. Durante a resposta
imune, estes tecidos podem ser considerados como órgãos linfóides terciários, que em geral se
formam transitoriamente com o afluxo de células do sistema imune. Os precursores celulares que
dão origem aos diversos componentes do sitema imune se originam de uma célula-tronco na medula
óssea. Linfócitos B e células Natural Killer (NK) se diferenciam ao interagirem com células do
estroma na medula óssea. Linfócitos T também se originam a partir de um precursor linfóide, que,
no entanto completa sua diferenciação no timo, outro órgão linfóide central. Neutrófilos e
monócitos derivam de um precursor mieloide comum e se diferenciam na medula óssea, junto com
outros precursores da linhagem mieloide que dão origem aos eosinófilos, mastócitos e basófilos.
Todas estas células apresentam moléculas de superfície que as diferenciam (CDs) e dão
características funcionais, tais como receptores de antígenos, moléculas do complexo principal de
histocompatibilidade (MHC), e moléculas de adesão. Algumas destas células secretam fatores
solúveis como as citocinas e mediadores de inflamação, que por sua vez agem sobre receptores nas
células-alvo.
Os mecanismos da resposta imune são classicamente divididos em imunidade inata ou
adquirida. A imunidade adquirida é representada pelos linfócitos T e B, cuja ação efetora depende
da expansão clonal de linfócitos Ag-específicos, provocada pela interação de seus receptores TCR
(receptor da célula T) e BCR (receptor da célula B) com o Ag. Ao serem ativados, os linfócitos B
produzem rmunoglobulinas (Igs), ou seja secretam o seu receptor de Ag e os linfócitos T secretam
citocinas e ciíotoxinas. Por causa da necessidade de expansão clonal, este processo é mais lento que
a resposta mediada por células e moléculas da imunidade inata, como os fagócitos (neutrófílos e
macrófagos), células NK e o sistema complemento.
A imunidade adquirida pode ser subdividida em imunidade humoral e celular em relação à
fase efetora da resposta imune. As Igs estão presentes no sangue e são funcionais nestas condições.
r
São portanto, mecanismos de imunidade humoral, que podem ser transferidos através do soro de um
indivíduo imune para outro não imune, gerando proteção em determinados casos. Citocinas,
citotoxinas e moléculas de superfície de linfócitos T dependem de contato celular para agir na
célula-alvo, pois, em geral, não são ativas a distância. Estes agentes podem induzir morte celular
diretamente (citotoxinas) ou ativarem células efetoras, como os macrófagos, p.e. Quando os
mecanismos de proteção de um indivíduo imune só podem ser transferidos através de células, estes
são considerados como mecanismos de imunidade celular.
Uma das propriedades básicas do sistema imune é gerar resposta imune aos antígenos
externos, ignorando os componentes do próprio organismo. Mecanismos de indução de tolerância
ao próprio promovem a eliminação ou inativação de linfócitos B e T autorreativos durante o
processo de diferenciação de linfócitos imaturos nos órgãos linfóides primários. Ao interagir com
células do estroma na medula óssea, o precursor linfóide obtém fatores e faz contatos necessários
para sua maturação. Ao se diferenciar, o linfócito B adquire a expressão do receptor de Ag (BCR)
ou Ig de membrana que o diferencia de outros tipos celulares. Linfócitos B imaturos com receptores
capazes de interagir com um auto-antígeno podem ser deletados por apoptose ou tornarem-se
anérgicos (inativados), dependendo das características do Ag e da intensidade da sinalização
intracelular gerada por este. Já os linfócitos T, ao se diferenciarem no timo, são testados quanto a
sua capacidade de interagir através do seu receptor (TCR) com estruturas moleculares (produtos do
MHC) presentes na superfície de células epiteliais do timo. Este processo denominado seleção
positiva promove a sobrevivência dos linfócitos T e restringe o repertório de linfócitos T capazes de
participar da resposta imune. A deleção de linfócitos T autorreativos ou seleção negativa também
ocorre no timo, quando peptídeos antigênicos associados a moléculas de MHC interagem com o
TCR do linfócito T imaturo, gerando sinais intracelulares de maior intensidade que levam à
apoptose.
Durante sua diferenciação no timo, os linfócitos T adquirem as moléculas CD4 e CD8 que
caracterizam duas subpopulações distintas, quanto às características funcionais. Em geral, células T
CD4 secretam citocinas, enquanto células T CD8 são citotóxicas. Quanto ao receptor de Ag, estas
duas subpopulações expressam TCRccp, enquanto uma subpopulaçãominoritária expressa TCRyõ e
pode secretar citocinas ou exercer funções citotóxicas, mas não expressam CD4 ou CD8. As células
T CD4 ou auxiliadoras podem expressar diferentes padrões de citocinas: células THLexpressam
citocinas do,tipp_l, como EFN-y e IL-2, enquanto células TH2 secretam citocinas do tipo 2, como
IL-4 e IL-10. A IL-2 e a IL-4 são citocinas que induzem proliferação e diferenciação de linfócitos T
e B, enquanto IFN-y e IL-10 agem sobre macrófagos e possuem ações antagónicas. O IFN ativa a
ação microbicida dos macrófagos, enquanto a IL-10 é desativadora. Células TH l promovem a
imunidade celular, enquanto as células TH2 participam na ativação de linfócitos B, na sua
diferenciação em plamócitos secretores de Ig, promovendo a imunidade humoral. Estas
subpopulações regulam suas atividades reciprocamente, pois citocinas tipo 2 inibem a ação efetora
de macrófagos e o IFN inibe a proliferação de células TH2. A diferenciação em células TH1 e TH2
é influenciada por citocinas, respectivamente, a IL-12 (produzida por macrófagos e células
dendríticas) e a IL-4.
Quando a célula T deixa o timo, ela é considerada como um linfócito virgem que ainda não
foi estimulado pelo Ag. A ativação do linfócito T e sua diferenciação em célula efetora pode ocorrer
no órgão linfóide secundário. Células especializadas em captação e apresentação de Ag, como as
células dendríticas, podem levar o Ag captado nos tecidos ao órgão linfóide secundário, através da
circulação linfática. Células dendríticas, assim como os macrófagos, são derivadas dos monócitos
do sangue, e ao se diferenciarem em células dendríticas maduras, adquirem a capacidade de
processar proteínas em peptídeos, que se associam a moléculas de MHC classe II e estimulam
células T CD4. Além disso, elas apresentam moléculas co-estimuladoras (como B7) e, em contato
com produtos microbianos, podem produzir IL-12.
Nos órgãos linfóides secundários, células T e B estão segregadas nas regiões T e B
(folículos) respectivamente. Células T interagem com células apresentadoras de Ag (APCs, como a
célula dendrítica), na região T e iniciam o processo de proliferação dependente de IL-2. A
diferenciação em células TH2 ou TH l depende de re-estimulação pelo Ag, além da presença de
citocinas, como a IL-4 e a IL-12, respectivamente. Células T ativadas produzem citocinas e
expressam em sua superfície o CD40-L, outra molécula importante na ativação de linfócitos B e
macro fagos, estes por sua vez, também apresentam características de APCs profissionais (expressão
de MHC classe II e de moléculas co-estimuladoras).
Células B captam o Ag pela Ig de superfície, processando-o e apresentando os peptídeos
derivados do Ag em moléculas de MHC-II para células T CD4. Células TH2 produzem IL-4 e
CD40-L que promovem a ativação e diferenciação de linfócitos B. Estas interações se dão nas áreas
limítrofes do folículo primário com a área T e gera um foco inicial de proliferação de células B, que
migram para o folículo e ao proliferarem intensamente, formam o centro germinativo. Células
foliculares dendríticas presentes no folículo (a,gora folículo secundário, pois contem o centro
germinativo) podem apresentar Ag para as células B e promoverem sua ativação e diferenciação em
plasmócitos. Alguns plamócitos podem retomar à medula óssea, de onde secretam grandes
quantidades de Ig na circulação sanguínea. Algumas células B e T se diferenciam em células de
memória nos órgãos linfóides secundários. Órgãos linfóides secundários podem estar associados às
mucosas (MALT) do trato digestivo e respiratório. Esta localização é estratégica para a secreção de
IgA nas mucosas. O baço também é um órgão linfóide secundário, que concentra Ags derivados do
sangue. Durante o estágio fetal, baço e fígado são órgãos hematopoieticos suportando a
diferenciação de células B e outros leucócitos.
Padrões de circulação - Células T efetoras também deixam os órgãos linfóides secundários
e através do sistema circulatório atingem os tecidos. Células T CD4 TH l podem ativar macrofagos,
células T CD8 podem agir diretamente sobre células infectadas expressando o Ag associado a
moléculas de MHC classe I. Uma das consequências da ativação de células T é o aumento da
expressão de moléculas de adesão, como IÇAM-1 e LFA-1, que facilitam as interações
intercelulares . Estas moléculas que interagem entre si, pertencem respectivamente à superfamília
das Igs e à família das integrinas, como a maior parte das moléculas que participam destas
interações. Estas moléculas também influenciam no processo de migração e circulação de linfócitos
T, junto com as selectinas, moléculas que apresentam afinidade pelos açúcares presentes em outras
moléculas.
Ao se diferenciarem em células efetoras ou de memória, os linfócitos T sofrem modificações
nas suas moléculas de superfície. Deixam de expressar CD45RA e adquirem CD45RO, outra
isoforma do CD45. Enquanto células virgens, elas expressam CD62-L ou L-selectina, que promove
a entrada destes linfócitos nos órgãos linfóides através de interação com as células endoteliais altas
dos capilares sanguíneos. Os linfócitos que não encontram o Ag no órgão linfóide podem recircular
e entrar em outros órgãos linfóides. Os ligantes do CD62-L no endotélio são o CD34, a adressina
dos linfonodos periféricos e o MadCAJVI ou adressina dos MALT. A interação do LFA-1 com o
IÇAM-1 no endotélio também é importante para a diapedese, ou passagem através da parede do
endotélio.
Quando a célula T se diferencia em célula T efetora ou de memória, ela aumenta a expressão
de LFA-1, mas diminui a expressão de CD62-L. Por outro lado, outros "homing receptors" estão
aumentados, como CD44 que se liga ao hialuronato de adressinas de mucosas e tecidos. O VLA-4
promove a entrada nos sítios inflamados através da interação com VCAM-1. Finalmente, células
jTtll, mas não TH2, apresentam capacidade aumentada de migrar para o epitélio, graças à expressão
do Ag linfocitário cutâneo ou CLÃ, que se liga às selectinas E e P do endotélio em capilares que
irrigam a pele. Citocinas inflamatórias produzidas por macrófagos, como TNF-a e IL-1 são capazes
de aumentar a expressão de IÇAM-1 e VCAM-1 e selectinas no endotélio durante o processo
inflamatório, aumentando o recrutamento de linfócitos, rnonócitos e neutrófilos ao sítio inflamado.
6
Outras citocinas, as quimiocinas ativam e atraem os leucócitos para os tecidos. A IL-8 é
particularmente importante para a migração de neutrófllos, aumentando a afinidade do LFA-1 pelo
ICAM-1. Nos animais deficientes de IL-8 e pacientes deficientes de LFA-1, os neutrófllos não
chegam ao tecido inflamado.
Homeostase - A geração de memória imunológica é uma das propriedades inerentes à
resposta imune adquirida e garante a proteção em caso de re-exposição a um determinado agente
infeccioso. Esta proteção é específica para este agente infeccioso e é gerada durante a resposta
imune primária. A memória pode ser atribuída ao aumento de moléculas protetoras como as Igs
durante a resposta primária. A presença de focos de Ags (p.e. nas células foliculares dendríticas)
deve ser importante para a manuntenção dos níveis de anticorpos. O aumento do número de
precursores de linfócitos Ag-específicos ou células de memória pode também contribuir para a
rapidez da expansão clonal durante a resposta secundária e maior eficiência da resposta imune. No
caso das células B, ocorre ainda a maturação da afinidade, ou seja, seleção das células B que
produzem Ig de maior afinidade pelo Ag, graças ao processo de hipermutação somática. No caso
das células T, os linfócitos de memória apresentam mais moléculas de adesão e menos requisitos
para sua ativação, sendo assim, mais eficientes.
Quando o Ag é eliminado, ao final da resposta imune, ocorre, no entanto, um excesso de
células efetoras e de memória. Parte destas células é eliminada para que o organismo retorne à
homeostase. Este processo ocorre como consequência da diferenciaçãoterminal dos linfócitos, que
aumenta sua suscetibilidade a morte por apoptose. Células T ativadas expressam Fas, um receptor
da família do receptor de TNF e seu ligante, o Fas-L e podem se matar por apoptose, num processo
de fratricídio. Linfócitos B ativados expressam Fas e podem ser eliminados por linfócitos T.
Camundongos deficientes de Fas e Fas-L apresentam hipertrofia dos órgãos linfóides e fenómenos
de autorreatividade, mostrando que este mecanismo também é importante para a manuntenção da
tolerância periférica aos antígenos próprios. Outros órgãos imunoprivilegiados como olhos e
testículos têm células que expressam Fas-L e eliminam linfócitos T ativados que poderiam induzir
inflamação e lesão nestes tecidos. Melanomas também são capazes de escapar à resposta imune
através da expressão de Fas-L. Em conclusão, mecanismos de indução de apoptose em linfócitos
são importantes para controlar sua expansão e sua potencial ação destrutiva sobre o próprio
organismo.
2- Detecção e reconhecimento do exógeno: imunidade inata x adquirida.
O sistema imune reconhece a presença de substancias exógenas ao organismo através de
receptores presentes nas células que participam da resposta imune. Células da imunidade inata,
responsáveis pela defesa imediata do organismo aos patógenos invasores, expressam receptores
capazes de se ligar (PRRs, receptores para o reconhecimento de padrões) a padrões moleculares
associados a patógenos (PAMPs). Alguns desses receptores (lectinas) se ligam a açúcares
característicos de fungos, outros (TLRs, receptores tipo Toll) reconhecem estruturas presentes em
parasitas, na parede de bactérias gram-positivas, gram-negativas, no DNA de bactérias, no PJ^TA
virai. Cada TLR (10 já descritos) é codificado por um gene diferente e reconhece estrutura
característica de um grupo de patógenos: fungo, bactéria, parasita ou vírus. Tal sistema de
reconhecimento garante que os patógenos serão notados pelo sistema imune e vão provocar uma
reação imediata que leva a sua destruição ou alerta as células da imunidade adquirida. Alguns
desses receptores partilham um via de sinalização intracelular em comum que resulta na ativação de
macrófagos, neutrófilos e maturação de células dendríticas. Outras vias de sinalização podem ser
detonadas por receptores diferentes, levando a respostas celulares apropriadas ao combate de cada
tipo de patógeno. Células dendríticas podem reagir diferentemente (qualitativa e/ou
quantitativamente) quando interagem com fungos, vírus ou bactérias. Células dendríticas maduras
participam da ativação de linfócitos T, transmitindo informações sobre a presença e o tipo de
patógeno, através de fatores solúveis (citocinas) e ligantes na membrana (antígeno e moléculas co-
estimulatórias).
As células da imunidade adquirida, linfócitos B e T expressam na membrana receptores
(BCR e TCR, respectivamente), que fazem o reconhecimento fino de partes do material exógeno
(antígeno). Estes receptores são produtos de múltiplos genes, que se recombinam entre si, de
maneira que cada linfócito expressa um tipo de receptor único, capaz de interagir com um
determinado antígeno e não outro (específico: p.e. são capazes de distinguir um vírus de outro).
Quando interage com o antígeno, o linfócito entra em divisão celular e prolifera, produzindo um
exército de clones, todos com o mesmo receptor (expansão clonal). O linfócito B expressa na
superfície, o BCR (receptor da célula B) constituído por uma molécula de anticorpo (ou
Imunoglobulina, Ig) capaz de interagir com um determinado Ag e de moléculas acessórias que
transmitem informação à célula por sinalização intracelular. Este processo pode levar à ativação do
linfócito B e, em condições apropriadas (interação com linfócitos T), induzir a diferenciação em
plasmócitos, células que secretam anticorpos capazes de interagir com o mesmo Ag. A interação
entre anticopos e Ags depende de características próprias do Ag e do anticorpo que vão determinar
a especificidade e a afinidade (química) pelo Ag.
Os anticorpos são compostos de 4 cadeias proteicas: 2 leves (L) idênticas e 2 pesadas (H)
também idênticas: l 1 1 1 associadas por pontes dissulfetos entre as duas cadeias pesadas e entre cada
cadeia pesada e uma das cadeias leves. A parte do anticorpo que interage com o Ag é formada por
parte da cadeia pesada e parte da cadeia leve e é denominada de sítio de ligação ao Ag. Cada
molécula de anticorpo possui 2 sítios de ligação ao Ag: é bivalente. As cadeias pesadas podem ser
parcialmente processadas por enzimas proteolíticas, gerando 2 fragmentos que contêm parte da
cadeia pesada e a cadeia leve ainda unidas (Fab, de fragmento que liga o Ag) e um fragmento que
contêm parte das 2 cadeias pesadas unidas (Fe, de fragmento cristalizável). A parte Fe das Igs
íntegras pode se fixar a receptores de Fe na superfície de células, esta propriedade (opsonização)
direciona o Ag, reconhecido pela Ig, para células capazes de processa-lo e destruí-lo, como os
macrófagos. Existem vários tipos de Igs com propriedades diferentes. A IgG se fixa a receptores de
Fe em macrófagos e células NK, atravessa a placenta e fixa complemento. A IgM secretada é
formada por 5 moléculas de Igs unidas, formando um pentâmero decavalente, com alta avidez pelo
Ag e capacidade de fixar complemento. IgM e IgD formam o BCR de células B maduras. A IgE se
fixa a receptores de Fe de mastócitos na defesa a parasitas e respostas alérgicas. A IgA é dimérica e
importante na resposta imune de mucosas. A parte Fab das Igs interage com o Ag. Nesta interação,
o formato do Ag e do sitio de ligação ao Ag das Igs influencia no encaixe, mas a afinidade também
depende in interações químicas entre grupamentos hidrofóbicos, polares, etc. Um anticorpo pode se
ligar a Ags diferentes, desde que apresente características apropriadas para estabelecer tais
interações (a especificidade não é absoluta). Os anticorpos podem se ligar a açúcares, proteínas,
ácidos nucléicos, pequenos grupamentos químicos (haptenos) etc.... Interessante, pequenas
diferenças na estrutura química de Ags, por exemplo em isômeros com grupamentos químicos em
posição orto e para, podem ser suficientes para determinar a ligação ou não a determinado
anticorpo.
Os receptores de células T (TCR) têm um padrão mais restrito de reconhecimento
antigênico, interagindo apenas com antígenos proteicos processados em pequenos peptídeos (< 20
aã) por razões que serão discutidas em outro capítulo.
3- Desenvolvimento de linfócitos B
O linfócito B é gerado na medula óssea (órgão linfóide primário) a partir de um precursor
linfóide comum aos linfócitos T e células NK. Outros leucócitos gerados na medula óssea
(monócitos, neutrófilos, eosinófilos) e mesmo as hemácias e plaquetas derivam de um precursor
8
mielóide. No entanto, os precursores linfóide e mielóide vêm de uma célula tronco hematopoiética,
com potencial de auto-renovação. A escolha para a diferenciação em diferentes linhagens depende
de fatores de membrana ou solúveis de células do estroma dos órgãos linfóides primários (medula
óssea e timo). A IL-7 é necessária para a proliferação e sobrevivência dos linfócitos durante o
desenvolvimento, possivelmente por induzir MCL-1, proteína anti-apoptótica da família do BCL-2.
Células do estroma tímico expressam na membrana ligantes de Notch (receptor presente em
linfócitos) e instruem o precursor linfóide a se diferenciar em linfócitos T. Na medula óssea, o
precursor linfóide é instruído a se diferenciar em linfócitos B, na ausência de sinalização via Notch.
Células pró-B podem expressar marcadores como B220 e CD 19 que caracterizam os linfócitos
B, mas não expressam BCR. Células pré-B expressam as enzimas recombinases RAG (l e 2) e
fazem a recombinação do gene da cadeia pesada da IgM (u) e a expressam junto com uma pseudo-
cadeia leve, formanto o pré-BCR. A seguir, ocorre recombinação dos genes da cadeia leve (K ou À)
e expressão da IgM de membrana (BCR),mas a célula B ainda é considerada imatura. O linfócito B
só está maduro quando expressa IgM e IgD na sua membrana.
A característica mais especial dos linfócitos é a expressão das enzimas recombinases que
permite a recombinação dos genes dando origem ao receptor de Ag, sem o receptor (BCR ou TCR)
os linfócitos não prosseguem seu desenvolvimento. As cadeias leves e pesadas das Igs possuem
domínios constantes e domínios variáveis (cada domínio consiste de urna sequência pouco maior
que 100 aminoácidos com uma ponte dissulfeto intracadeia). O sítio de combinação com o Ag é
formado pelos domínios variáveis das cadeias leves e pesadas. Enquanto as partes constantes das
Igs estão condificadas em genes sequenciais no genoma, os domínios variáveis são codificados por
genes recombinados, produtos de múltiplos genes que aleatoriamente combinaram entre si. O gene
que codifica o domínio variável da cadeia leve da Ig (K ou A,) é formado pela recombinação de um
entre aproximadamente 50 genes V e alguns poucos genes J. Para cada cadeia pesada, genes V, D e
J são recombinados para formar o gene que codifica o domínio variável. As RAGs reconhecem
sequências de recombinação (sequências palindrômicas de ácidos nucleicos) que flanqueiam os
genes V, D e J, unindo-as. Todo material genético entre essas sequências é eliminado como DNA
circular (o cromossoma dos linfócitos fica menor que o de outras células!) e mecanismos de reparo
garantem a sequência do gene. No entanto, ácidos nucleicos podem ser perdidos nesse processo e há
uma enzima capaz de adicionar outros, aumentando o potencial de diversidade dos mecanismos de
recombinação. Juntos, esses processos geram uma grande diversidade, produzindo uma população
de linfócitos B, cada um com um gene recombinado diferente para cada cadeia (leve e pesada).
Portanto, cada linfócito B gerado possui um receptor de Ag (IgM/BCR) único, diferente dos outros.
A população de linfócitos gerados pode virtualmente reconhecer qualquer Ag introduzido no
organismo. Alguns podem reconhecer antígenos próprios (auto-antígenos), tornando-se
potencialmente perigosos para o organismo. Durante o desenvolvimento, ocorre seleção negativa de
linfócitos B autorreativos, ou seja, aqueles que interagem com auto-antigenos são eliminados.
4- Estrutura e função das moléculas do MHC
O MHC (de Major Histocompatibility complex) ou Complexo Principal de
Histocompatibilidade é um conjunto de genes localizados no mesmo cromossoma, que codificam
moléculas diretamente ou indiretamente envolvidas na apresentação de antígenos para células T.
Como será discutido mais adiante, o tipo de molécula de MHC envolvida na apresentação de Ag,
depende da compartimentalização do Ag na célula apresentadora (vesicular, de origem exógena, ou
citoplasmático, de origem endógena) e influencia na ativação de diferentes subpopulações de
linfócitos T.
O complexo gênico MHC é composto de várias regiões de classe I, classe II e classe III. Na
região de classe III são codificados produtos não relacionados à apresentação de Ags, como
componentes do sistema complemento e citocinas, como TNF, que no entanto, também contribuem
9
para a resposta imune. Nas regiões de classe I e II, o MHC humano ou HLA (de Human Leucocyte
Antigen) codifica 3 moléculas de classe I: A, B e C e 3 tipos de moléculas de classe II: DP, DQ e
DR. O MHC murino (H-2) codifica 2 tipos de moléculas de classe II: I-A e I-E e duas ou três de
classe I: K, D e (L). As cadeias a e (3 das moléculas de classe II são associadas por pontes
dissulfeto, e codificadas pelos genes a e b dentro do MHC. As moléculas de classe I são compostas
de uma cadeia pesada a, codificada dentro do MHC, associada não covalentemente à molécula de
p2 microglobulina, que não é codificada dentro do MHC, mas em outro cromossoma. As cadeias
que compõem as moléculas de MHC apresentam estrutura terciária, representada por domínios. As
cadeias a e p da molécula de classe II são compostas, cada uma de 2 domínios, respectivamente ai
e a2, pi e P2. A cadeia a das moléculas de classe I é composta de 3 domínios: ai, a2 e a3, sendo a
molécula P2 microglobulina correspondente ao quarto domínio da molécula de classe II. Os
domínios a2 e P2, ancorados à membrana e a3 da molécula de classe I, assim como a p2
microglobulina, apresentam estrutura similar aos domínios das imunoglobulinas, apresentando uma
ponte dissulfeto interna. Por causa disso, as moléculas de MHC são consideradas membros da
superfamília das imunoglobulinas. No entanto, os domínios ai e P l da molécula de classe II e os
domínios ai e a2 da molécula de classe I apresentam estruturas diversas, que em certos aspectos
se assemelham a outras moléculas, como as proteínas de choque térmico (algumas codificadas na
região de classe III) e o FcRn, molécula especializada em transportar IgG através da placenta. Esses
domínios localizados na porção da molécula mais distai à membrana, formam a fenda ligante de
antígeno, composta de um assoalho de fitas p-pregueadas e paredes em forma de a-hélice.
Entretanto, na molécula de classe I as paredes de a-hélice estão mais próximas em suas
extremidades, limitando o tamanho do Ag (peptídeo) a ela associado, enquanto na molécula de
classe 2, o peptideo pode protuberar para fora da fenda. Peptídeos de 8 a 9 aminoácidos se associam
a moléculas de classe I, enquanto moléculas de classe II comportam peptídeos de 12 a 20
aminoácidos.
Estudos clássicos demonstraram que a eficiência da resposta imune a determinado Ag
estava associada a componentes genéticos que mapeavam no MHC. Outros estudos realizados em
diferentes modelos ajudaram a esclarecer o papel das moléculas do MHC na resposta imune,
principalmente na ativação de células T. Células T reconhecem e são ativadas por peptídeos gerados
por processamento do Ag por células apresentadoras de Ag (APCs) que apresentam o peptídeo
associado a moléculas de MHC. Doerty e Zinkernagel ganharam o prémio Nobel de Medicina em
1996, por uma descoberta feita a mais de 20 anos antes e que desde então é um paradigma da
Imunologia. Células T citotóxicas derivadas de camundongos infectados com o LCMV eram
ativadas e exerciam atividade efetora apenas sobre APCs derivadas de camundongos que
partilhavam as mesmas moléculas de MHC classe I e estavam infectadas pelo mesmo vírus. APCs
com MHC diferente ou infectadas por outros vírus não eram mortas pelas células T citotóxicas. Na
mesma época, Shevach e Rosenthal demonstraram que a proliferação de células T dependia da
expressão do Ag e de moléculas de MHC, neste caso classe E em APCs. Katz e Benacerraf
mostraram que a colaboração T-B na produção de anticorpos dependia do Ag e de moléculas de
MHC classe II nas células B. Hoje se sabe, que o receptor da célula T (TCR) interage tanto com o
peptídeo na fenda ligante do MHC, como com as a-hélices que compõem a fenda ligante da
molécula de MHC. O TCR formado pelas cadeia a e p (em alguns casos y e Ô) é um produto de 2
genes recombinados que apresentam variabilidade genética, devido aos diversos mecanismos de
geração de diversidade e que se concentra mais na região hipervariável (CDR) do domínio variável,
enquanto o outro domínio proximal à membrana é constante. Alguns modelos sustentam que a
interação do TCR com aminoácidos do peptídeo (ou epítopo do Ag) ocorre através do CDR3 das
cadeias a e p, ao passo que as regiões CDR1 e 2 interagem com as a-helices das moléculas de
MHC (histotopo). Modelos experimentais recentes sugerem, no entanto, que o TCR pode apresentar
outros padrões de interação com o complexo MHC-Ag.
10
As moléculas de MHC, por outro lado, também apresentam certo grau de especificidade ao
interagir com os peptídeos. A variabilidade das moléculas de MHC ocorre devido à poligenia
(vários genes que codificam moléculas do mesmo tipo, classe I ou classe II) e ao polimorfismo
dentro do MHC, ou seja, indivíduos dentro da mesma espécie expressam diferentes alelos que
codificam diferentesmoléculas do mesmo tipo, p.e. Kd e Kb para classe I murina. Os aminoácidos
polimórficos das moléculas de MHC classe II se concentram na fenda ligante; assoalho, onde se liga
o peptídeo e paredes de a-hélice reconhecidos pelo TCR. Para se associarem a um determinado tipo
de molécula de MHC, o peptídeo deve apresentar determinados tipos de aminoácidos em
determinadas posições, por exemplo, o segundo e o nono aminoácidos se associam a cavidades na
molécula de MHC. No entanto, existem algumas características gerais no peptídeo, além do
tamanho, como a presença de aminoácido hidrofóbico na porção carboxiterminal que favorece a
ligação à molécula de classe I. Considerações semelhantes podem ser discutidas para as moléculas
de classe II.
Origem do Ag e compartimentalização - Moléculas de classe I e classe II apresentam Ags
derivados de diferentes compartimentos celulares. Os Ags exógenos, endocitados pela APC, são
processados em vesículas ácidas por proteases e os peptídeos derivados se associam a moléculas de
classe II no compartimento de classe II, uma vesícula especializada (MIIC). Moléculas de classe II
são montadas no retículo endoplasmático com a ajuda de chaperonas e se associam à cadeia
invariante li, que dirige sua passagem para o compartimento vesicular MIIC. Além disso, a li
bloqueia sua fenda de ligação ao Ag, impedindo a associação com peptídeos endógenos no retículo
endoplasmático. Nas vesículas, a cadeia li é clivada por proteases, deixando o peptídeo CLIP
associado à fenda ligante de peptídeo da molécula de classe II. Também neste compartimento, a
molécula HLA-DM (codificada na região de classe II) parece catalisar o desbloqueio da molécula
de classe II (feito pelo peptídeo CLIP da cadeia li) e favorecer a ligação de determinados peptídeos
à moléculas de classe E. As moléculas de HLA-DM podem influenciar o repertório de peptídeos
apresentados.
Ags derivados de moléculas endógenas são processados no citoplasma da célula pela ação
do complexo proteolítico proteassoma e são transportados para a luz do retículo endoplasmático,
onde se associam a moléculas de classe I. Outros produtos derivados do MHC contribuem para este
processo, como as subunidades catalíticas do proteassoma LMP-2 e 7, que são induzidas pelo IFN-y
e modificam as características do proteassoma, favorecendo a formação de peptídeos com
aminoácidos hidrofóbicos na região carboxi-terminal, e que se associam preferencialmente às
moléculas de classe I. Proteínas de classe III, como HSA, podem funcionar como transportadoras de
peptídeos dentro do citoplasma. No entanto, o transporte de peptídeos do citoplasma para o retículo
endoplasmático depende das moléculas TAP-1 e TAP-2 (codificadas na região de classe II), que
fazem o transporte ativo, dependente de ATP. TAP-1 se associa a moléculas de MHC classe I
montadas com a ajuda da chaperona calnexina. As moléculas de classe I só se estabilizam quando
associadas à P2 microglobulina e ao peptídeo. Moléculas montadas são então exportadas via Golgi
para a superfície da APC.
Apresentação de Ag - Diferentes subpopulações de linfócitos T reconhecem o peptídeo
associado a moléculas de MHC classe I e II. Células T CD4 são ativadas por peptídeos exógenos
associados a moléculas de MHC classe II e auxiliam mecanismos efetores especializados no
combate a antígenos extracelulares, (p.e., anticorpos produzidos por linfócitos B) ou a
microrganismos resistentes em vesículas de macrófagos. Ao ser expressa na superfície da APC, a
molécula de classe II em associação com o Ag ativa as células T CD4 induzindo produção de
citocinas que ativam as APCs, que podem ser células efeíoras, corno macrófagos e células B. A
molécula CD4 é capaz de interagir com o domínio P2 da molécula de classe II e facilita a interação
T-APC, além de promover, como co-receptor, a ativação de células T CD4.
Células T CD8 reconhecem peptídeos endógenos (gerados no citoplasma) associados a
moléculas de MHC classe I e exercem atividade citotóxica, eliminando células infectadas com
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patogenos intracitoplasmáticos, como vírus e protozoários. A molécula CD8 se associa ao domínio
a.3 da molécula de MHC classe I. As moléculas de classe I e II são expressas em células do timo
envolvidas na seleção positiva e negativa de células T CD8 e CD4, respectivamente. Camundongos
deficientes de $2 microglobulina e TAP não possuem células T CD8 e os deficientes de MHC
classe II não desenvolvem células T CD4. Moléculas de MHC classe I estão presentes em todas as
células nucleadas, para garantir a eliminação de células infectadas com vírus. Entretanto, moléculas
de MHC classe II ocorrem apenas no timo, em APCs profissionais (macrófagos, células B e células
dendríticas) e em células T humanas ativadas. Citocinas como IFN-y e IL-4 regulam a expressão de
moléculas de MHC.
Existem ainda dentro do MHC algumas moléculas menos polimórfícas e menos distribuídas,
que são as moléculas de MHC não clássicas ou MHC classe Ib, p.e., HLA-G e H2-Q. Nos
camundongos, há evidencias de apresentação de Ags e ativação de células T através do
reconhecimento destes complexos. Peptídeos formilados derivados da L. monocytogenes podem se
associar a estas moléculas e ativarem células T. Células T yô reconhecem moléculas de MHC não
clássicas. Por outro lado, células NK são inibidas quando seus receptores inibitórios reconhecem
moléculas de MHC classe I e classe Ib. Outras moléculas apresentadoras, como CD l ativam células
T ao se associarem a produtos de micobactérias, como lipídeos e glicolipideos, mas não são
codificadas no MHC. Moléculas CD l associadas ao Ag são também reconhecidas por células T
CD4 NK, uma subpopulação de células T CD4 presentes, principalmente no fígado, e que
expressam marcadores de células NK.
5- Desenvolvimento de linfócitos T
O precursor de células T se origina na medula óssea, a partir de um precursor linfóide
comum a linfócitos B e células NK. O precursor linfóide pode ser atraído ao timo por fatores
quimiotáticos . A importância do timo na maturação de células T é evidente nos camundongos nude
e nos pacientes com síndrome de DiGeorge que não têm timo, nem células T. O transplante de timo
para o camundongo nude é suficiente para permitir o aparecimento de células T. É no timo que o
linfócito adquire a expressão do receptor de Ag (TCR, cadeias a e P), as cadeias que compõem o
CD3 (parte do complexo TCR:CD3 responsável por iniciar a sinalização intracelular) e os co-
receptores CD4 e CD8, que definem as duas maiores subpopulacões de linfócitos T, os auxiliares e
citotóxicos, respectivamente. No caso dos camundongos, os linfócitos formados no período
embrionário, só conseguem deixar o timo depois do nascimento. O timo continua muito ativo até a
puberdade e involui depois, sendo substituído por tecido adiposo.
As principais subpopulacões de timócitos são os duplo negativos (DN, CD4"CD8") que
adquirem o TCR:CD3, CD4 e CD8, se transformando nos duplo positivos (DP, CD4+CD8+). Os DP
perdem um dos co-receptores e se transformam nos linfócitos T maduros CD4 ou CD8. Entre os
DN estão as células T yô, que rearranjam os genes que codificam para as cadeias y e õ e não
expressam nem CD4, nem CD8. A outra subpopulação de células T é majoritária e rearranja os
genes que codificam as cadeias a e p, e é submetida aos processos de seleção de repertório ainda no
timo. A maturação se inicia na parte mais externa, ou córtex, enquanto os timócitos mais maduros
deixam o timo pela medula. O córtex contem células epiteliais, macrófagos e é densamente povoado
de timócitos. Na medula se encontram células epiteliais, células dendríticas e macrófagos derivados
da medula óssea e poucos linfócitos. Apesar de existirem muitos timócitos imaturos, poucos
conseguem completar o processo de maturação, mais de 98% morrem por apoptose. As células
apoptóticas são rapidamente removidas pelos macrófagos.
As células DN expressam as enzimas RAG1 e 2 que permitem os rearranjos, inicialmentedo
gene que codifica a cadeia P, que é expressa com uma cadeia a substituta, formando o pré-TCR
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com as cadeias do CD3. Esse receptor de membrana permite a geração de sinalização intracelular
que leva a proliferação intensa desses timócitos. A seguir ocorre rearranjo do gene da cadeia a e
expressão do TCR:CD3. Neste estágio, as células expressam CD4 e CD8 (DP). As células DP que
expressam TCR capaz de interagir com moléculas de MHC do epitélio tímico são selecionadas
positivamente, recebendo sinais que levam a um aumento na expressão do TCR e promovem a
sobrevivência destas células. As células que não conseguem interagir morrem de apoptose por
negligência. A seleção positiva permite a maturação da célula T e ocorrem novas modificações nas
moléculas de superfície. A expressão de CD69 ,p.e., indica que o processo provoca pelo menos uma
ativação parcial. No entanto, a alteração mais notável é a perda de um dos co-receptores CD4 ou
CD8, que caracteriza o linfócito T maduro.
Seleção Positiva - Entre os diversos modelos de seleção positiva, um particularmente
interessante é o modelo de camundongo transgênico, cujas células T expressam um TCR que
reconhece um antígeno em associação com uma determinada molécula MHC x. Estas células T só
são capazes de amadurecer se o animal expressa esta molécula de MHC, mas estão completamente
ausentes em animais que expressam um outro MHC. Uma sofisticação deste procedimento genético
permitiu a expressão da molécula de MHC x sob controle de promotores tecido-especifícos, apenas
nas células epiteliais do córtex ou em células derivadas da medula óssea, macrófagos e células
dendríticas. Os linfócitos T só amadureceram quando reconheceram o MHC x nas células epiteliais
do córtex, mostrando que este é o principal sítio de seleção positiva.
O papel dos co-receptores: os co-receptores CD4 e CD8 têm capacidade diferencial de se
ligar a moléculas de MHC. O CD4 se liga ao domínio £2 de MHC classe II, enquanto o CD8 se liga
ao domínio, o,3 de MHC classe I. A presença do co-receptor apropriado parece ser importante para
a seleção positiva dos linfócitos T. Células T CD4 não amadurecem em camundongos deficientes
de MHC classe II e células T CD8 não amadurecem em camundongos deficientes de MHC classe I.
Há bastante controvérsia, mas dois modelos tentam explicar o papel dos co-receptores. No modelo
de instrução, o TCR reconhece a molécula de MHC-I, p.e. durante o estágio DP. Nesse caso, a
molécula CD8 se liga também e sinaliza o desaparecimento do CD4 e vice-versa no caso do MHC
classe H. O outro modelo prediz a perda randômica de um dos co-receptores e a seleção das células
que retiveram o co-receptor correio. Primeiro ocorre a diminuição da expressão de um dos
receptores, a célula que ainda possui o co-receptor em concerto com o reconhecimento do TCR, usa
este para interagir e é selecionado positivamente.
Seleção negativa. Um outro processo de seleção ocorre no timo e garante a tolerância
imunológica a alguns antígenos próprios. O processo de seleção negativa consiste na eliminação ou
inativação de clones de Linfócitos T capazes de reagir intensamente com o Ag apresentado em
moléculas de MHC no timo.
Existem muitos modelos convincentes de seleção negativa, como a deleção de células T com
determinadas cadeias Vf3 capazes de reconhecer superantígenos expressos no timo. Os
superantígenos se associam à porção não polimórfíca do MHC classe II e às cadeias P de
determinados TCRs, induzindo aíivação policlonal. Um modelo mais simples é o animal
transgênico que expressa um TCR capaz de reconhecer uma molécula de MHC x associada a um
peptídeo antigênico, que normalmente não é expresso no timo. Nesse caso, as células T reconhecem
o MHC contendo peptídeos endógenos e são selecionadas positivamente. No entanto, se o peptídeo
antigênico for injetado no timo, os linfócitos são eliminados por apoptose. Outro modelo
interessante demonstra a seleção negativa a um antígeno próprio (HY) expresso no timo de
camundongos machos. Células T transgênicas capazes de reconhecer este Ag desenvolvem
normalmente nas fêmeas, mas são prontamente eliminadas do timo do macho. A seleção negativa
ocorre durante o estágio DP através da interação com células dendríticas e epiteliais na região
córtico-medular.
Estas descobertas levaram a uma questão importante, que é, por quê o reconhecimento do
MHC-peptídeo próprio na seleção positiva não causa a morte das células T? Um dos modelos que
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tenta explicar é o modelo da avidez. A avidez de uma interação é influenciada pela afinidade e pela
quantidade dos ligantes, no caso, MHC-peptídeo e TCR. Quando o TCR reconhece o seu ligante, o
auío-antígeno, com alta afinidade, o sinal gerado é forte o suficiente para induzir morte celular.
Quanto à quantidade, em alguns modelos, ficou demonstrado que pequenas quantidades do peptídeo
induziram seleção positiva, enquanto maiores quantidades levaram à seleção negativa.
Recentemente, foi descoberto que a proteína AIRE (reguladora auto-imune) controla a
expressão de antígenos tecido-específícos nas células epíteliais medulares e a tolerância central aos
antígenos próprios particulares dos tecidos. Pacientes e camundongos deficientes de AIRE
apresentam a síndrome auto-imune poíiendócrina que afeta tecidos de vários órgãos, inclusive
glândulas.
6 - Ativação de linfócitos T
A principal molécula de superfície que controla a ativação do linfócito T é o seu receptor de
antígeno: TCR. O TCR é formado pelas cadeias a e (3 ou y e ô, produtos de genes rearranjados. O
rearranjo de genes que codificam a porção variável das cadeias a e P é aleatório, por issso, cada
clone de linfócito T apresenta um receptor de Ag diferente. O TCR é capaz de interagir com
peptídeos (Ag) associados a moléculas de MHC. Outros componentes do receptor, como as cadeias
do complexo CD3 y, ô e L, são capazes de veicular sinais intracelulares que culminam com a
ativação de linfócitos T. O processo de ativação ocorre nas zonas T dos órgãos linfóides
secundários, quando células apresentadoras de Ag provenientes dos tecidos, chegam ao órgão
linfóide através da circulação linfática. Quando ativados, os linfócitos T proliferam, e ocorre a
expansão dos clones Ag-específicos. Ainda nos órgãos linfóides, os linfócitos T participam da
ativação de Linfócitos B. Outros linfócitos T se diferenciam em células efetoras e através do
sistema circulatório se dirigem aos tecidos onde vão exercer suas funções efetoras. Existem duas
subpopulações maiores de linfócitos T, os linfócitos T CD8, citotóxicos e os linfócitos T CD4,
produtores de citocinas. Os JirJÍQcilas-T, CQ4. auxiliadQres se suhdjyjdem em céjulas^ T help_er _1
(TH1) e T helper 2 (TH2) de acordo com as citocinas que produzem. Citocinas da tipo l
citocinas do,tipo_2, aíiy_am célulasJB.
Os linfócitos T CD8 reconhecem o Ag associado a moléculas de MHC-I, enquanto os
linfócitos T CD4 reconhecem o Ag em moléculas de MHC-II. Linfócitos que apresentam TCR yõ
reconhecem moléculas de MHC clássicas, em geral classe I, e não clássicas (classe Ib), associadas
ou não a peptídeos, e até mesmo Ags não associados ao MHC. Eles podem apresentar função
citotóxica ou produzir citocinas. Linfócitos T ap reconhecem peptídeos gerados em diferentes
compartimentos celulares. Proteínas endocitadas são processadas nas vesículas da APC e se
associam ao MHC-11, sendo reconhecidas por células T CD4. Proteínas de localização
intracitoplasmática são processadas por proteassomas e se associam ao MHC-I no retículo
endoplasmático. Na superfície das APCs elas ativam linfócitos T CD8. Conhecidas como co-
receptores, as moléculas CD4 e CD8 também são capazes de interagir com o MHC, só que através
da porção não polimórfica. Já o TCR, estabelece ligação tanto com o peptídeo presente na fenda do
MHC como com as moléculas de MHC. Alguns Ag especiais, os superantígenos, não se associam à
fenda ligante de Ag do MHC. Ao contrário, eles se ligam àsporções não polimórficas do MHC-II e
a determinadas cadeias Vp do TCR, ativando as células T. Lectinas, anticorpos anti-TCR e anti-
CD3 também são capazes de iniciar o processo de ativação do linfócito T.
Eventos intracelulares - A fosforilação de resíduos de tirosina nas cadeias Ç e CD3 é um
dos primeiros eventos na ativação do linfócito T. Proteína tirosina quinases (PTKs) da família src,
como p56lck, estão envolvidas nestes eventos. A p561ck está presa às porções citoplasmáticas do
CD4 e CD8 e devido à isso, esses co-receptores apresentam dupla função: adesão e sinalização.
Quando o TCR é engajado pelo complexo MHC-Ag, o CD4 também se liga e as porções
intracitop Iam áticas da p56lck e as cadeias CD3 e Ç se aproximam. Ocorre fosforilação dos ITAMs
14
(motivos de ativação baseados em tirosinas dos imunorreceptores) e recrutamento de enzimas que
apresentam o domínio SH2 capaz de interagir com tirosinas fosforiladas. PTKs comofyn e ZAP-70
(associada à cadeia C ) são recrutadas do citoplasma. A ZAP-70 é então fosforilada (sítio regulatório
positivo) e se torna ativa, agindo sobre uma série de substratos, entre eles a fosfolipase Cyl (PLCyl
). A ativídade da PLCyl em fosfolipídeos de membrana gera mensageiros secundários, ativação de
enzimas e de fatores de transcrição. Estes eventos, no entanto, são insuficientes para a ativação da
célula T, e isolados podem induzir anergia.
A ativação da célula T depende da transcrição do gene da IL-2, sua secreção e ação sobre o
receptor de IL-2 de alta afinidade. Uma das cadeias do receptor de IL-2 (a) também é induzida pela
ativação. A ação da IL-2 sobre seu receptor leva à síntese de DNA, divisão celular e proliferação da
célula T. A IL-2, no entanto, só é induzida quando, além do l ° sinal, veiculado via TCR, o linfócito
recebe o 2° sinal, veiculado pelo CD28. Para isso, o CD28 deve interagir com o B7 na APC. Só
então, são ativados todos os fatores de transcrição da IL-2: NFAT, AP-1, NFicB, etc... Da membrana
para o citoplasma, ocorre uma sequência de eventos que ativam estes fatores. A PLCyl ativada pelas
PTKs age sobre o PIP2, clivando-o em IP3 e DAG (mensageiros secundários). O IP3 mobiliza Ca^
de estoques intracelulares, o DAG ativa a PKC na presença de Ca""". O Ca""' ativa ainda a
calmodulina, que ativa a calcineurina, uma fosfatase. A calcineurina desfosforila o NFAT e permite
sua translocação para o núcleo, onde vai se ligar ao elemento regulador da IL-2. A calcineurina é o
alvo de drogas como a ciclosporina e FK506 que inativando-a impedem a síntese de IL-2 e a
ativação da célula T. A PKC ativada pelo DAG, transloca-se para a membrana e fosforila várias
proteínas, inclusive outras quinases nos resíduos serina e treonina. Quinases ativadas podem
fosforilar e desativar o IicB, inibidor do NFidB. O NFicB, quando livre do seu inibidor, transloca
para o núcleo e ajuda a induzir a síntese de IL-2. PMA que mimetiza o DAG e ionomicina que
promove o aumento de Ca""" são capazes de induzir vários eventos bioquímicos, de maneira análoga
à ativação via TCR. Outros fatores de transcrição como ofos ejun, no entanto, dependem de vias
bioquímicas derivadas do TCR e do CD28 para serem transcritos e ativados por fosforilação. Uma
destas vias é a ativação da GTPase p21 rãs, provavelmente iniciada pela ação das PTKs. O p21 rãs
ativa uma série de quinases, algumas conhecidas como MAPquinases ou quinases ativadas por
mitógenos. As MAPquinases induzem transcrição e fosforilação de/os ejun que se combinam para
formar o AP-1. Células anérgicas podem apresentar defeitos desde a fosforilação deficiente da
cadeia Ç, diminuição da atividade de p21 rãs e de MAPquinases. O resultado é a formação
deficiente de AP-1. Além da importância do CD28 na indução da IL-2, ele exerce outras funções
como a estabilização de mRNA para IL-2 e outras citocinas e indução de moléculas que protegem
da apoptose como Bcl-xL e Bcl-2.
Regulação - A expressão e função do ligante do CD28, o B7 é bastante regulada. Células T
só são ativadas por APCs profissionais que expressam B7: a célula dendrítica madura, o macrófago
ativado e o linfócito B ativado. A interação das APCs com o Ag, citocinas e moléculas de superfície
podem induzir B7 e ativarem estas células. Uma das principais vias de indução do B7 é resultado da
interação entre a molécula CD40 da APC e o CD40-L de linfócitos T ativados. Os linfócitos T são
ativados por APCs como as células dendríticas, que expressam B7 ao amadurecerem. Em poucas
horas o linfócito T expressa o CD4O-L. O CD40-L em conjunto com citocinas também derivadas
da célula T ativa vários tipos celulares. Linfócitos B se diferenciam e produzem Igs. Macrófagos
produzem NO. Células endoteliais expressam moléculas de adesão que promovem inflamação. Nas
células dendríticas, o CD40-L aumenta os níveis de B7, enquanto esta molécula é induzida em
macrófagos e células B. Camundongos deficientes de CD4O-L não respondem à inoculação de
proteína básica da mielina (MBP) e não desenvolvem encefalomielite auto-imune experimental
(EAE) , mesmo sendo transgênicos para o TCR anti-mielina. À parte dos efeitos efetores do CD40-
L sobre macrófagos, células em geral responsáveis pela demielinização dos nervos, os autores
argumentam que o principal defeito é na ativação da célula T, que não ocorre se não houver indução
do B 7 pelo CD4O-L. De fato, APCs contendo B7-1 levam o camundongo deficiente de CD40-L a
15
desenvolver EAE. Em outro modelo, de rejeição de transplantes de pele, a ativação do macrófago e
da célula T só era bloqueada, no entanto, quando os animais eram tratados simultaneamente com
reagentes que bloqueavam a via do CD40-L e a via do CD28.
Duas moléculas B7, B7-1 e B7-2, diferem na cinética de indução. B7-2 é mais precoce, B7-1
aparece nas APCs estimuladas por 48 horas. Por outro lado, elas se ligam também no CTLA-4 de
células T, até com mais afinidade que ao CD28. Ao contrário do CD28 que é constitutivo, o CTLA-
4 é máximo com 48 horas de ativação da célula T e depois diminui. Surpreendentemente., no
entanto, o CTLA-4 não induz, mas sim bloqueia a proliferação e a síntese de IL-2.
Um modelo de ativação - A APC expressa B7-2 que interage com o CD28 na célula T. 1° e
2° sinais ativam célula T, induzem proliferação, ação efetora e expressão de CTLA-4. A APC passa
a expressar B7-1 que interage com CTLA-4 e gera um sinal negativo que controla a ação efetora da
célula T. De acordo com este modelo, camundongos deficientes de CTLA-4 apresentam
linfoproliferação espontânea, morrem de cardite e pancreatite, por destruição tissular mediada por
infiltrados inflamatórios de linfócitos. As PTKs dos linfócitos T estão hiper-ativados nestes animais.
Foi descoberto que o CTLA-4 está associado a uma proteína-tirosina-fosfatase capaz de
desfosforilar PTKs associadas ao TCR, diminuindo sua ação. Curiosamente, a própria associação do
CTLA-4 com a fosfatase depende de fosforilação de resíduos tirosina do CTLA-4 por PTKs. E
portanto, só ocorre durante o processo de ativação. Aproveitando-se deste conceito, foram feitos
experimentos com tumores em animais. Quando os animais eram inoculados com anti-CTLA-4 e
tumores, ocorria a rejeição destes tumores. Acredita-se que o CTLA-4 ao ser bloqueado deixa de
exercer suas funções regulatórias negativas, aumentando a resposta imune ao tumor, em geral fraca.
Outra atividade fosfatase, que está associada ao CD45, também exerce atividade regulatória sobre a
ativação de linfócitos T, mas, neste caso, a regulação é positiva. A fosfatase desfosforila o sítio
regulatório negativo das PTKs src, aumentando sua atividade quinase nos primeiros eventos de
ativação.
7 - Ativação de linfócitos B
O processo de ativação de células B consiste em uma série de eventos moleculares e
bioquímicos que induzem expressão de moléculas, proliferação, diferenciação (em células de
memória ou em plasmócitos) e secreção de imunoglobulinas. Moléculas na superfície do linfócito
B, como oreceptor de Ag (BCR), receptores de citocinas, CD40 e CD 19, ao interagirem com seus
ligantes desencadeiam mecanismos de sinalização intracelular que levam à ativação da célula B. O
processo de ativação do linfócito B se inicia com a captação do Ag através do BCR, que é uma
molécula de Ig ancorada à membrana e associado com 2 cadeias denominadas Igoc e Igp. Estas
cadeias associadas são capazes de gerar sinalização intracelular, pois apresentam o motivo ITAM,
que contem tirosinas e interagem com proteína-tirosina quinases. Existem basicamente 3 tipos de
antígenos que ativam as células B. Antígenos T dependentes são proteicos, incapazes de causar a
agregação suficiente dos receptores de Ag para ativar per se a célula B. No entanto, estes antígenos
são internalizados, processados e apresentados em moléculas de MHC classe II para as células T.
Células T ativadas expressam CD40L e citocinas que promovem a ativação da célula B. Outros
antígenos, entretanto, ativam diretamente a célula B.
Antígenos T independentes - Alguns antígenos, no entanto, são capazes de ativar as células
B e são considerados como T independentes. Os Ag T independentes do tipo l, como o LPS
apresentam uma atividade mitogênica intrínseca para linfócitos B murinos, agindo em receptores de
LPS. O LPS é portanto, um ativador policlonal, e induz a produção de IgM. Os antígenos T
independentes do tipo 2 são poliméricos e apresentam epítopos repetidos, como a cápsula
polissacarídica do pneumococo. Este tipo de Ag é capaz de induzir a agregação das Igs de
superfície e ativarem os linfócitos B. Nas respostas aos Ags tipo 2, predominam células BI ou
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CD5+, cujos receptores reconhecem carboidratos. Estas células B predominam na cavidade
peritoneal, produzem IL-10 e secretam IgM preferencialmente. Camundongos deficientes de células
BI não respondem a antígenos do tipo 2. Os antígenos T independentes induzem um tipo de
resposta intermediária entre a imunidade inata e a adquirida, sendo importante na defesa contra
patógenos que apresentam estes Ags, antes que se estabeleça a imunidade adquirida. No entanto,
não deixam memória imunológica.
No laboratório, este modelo pode ser mimetizado por anticorpos anti-IgM presos a uma
superfície plástica. Nestas condições, anticorpos anti-IgM são capazes de induzir uma serie de
eventos intracelulares através do receptor de Ag das células B. PTKs da família src: Ick, fyn, lyn,
blk são ativadas e fosforilam várias proteínas, inclusive Iga e Igp. Há dois modelos que explicam a
ativação das tirosina-quinases:
1 - A agregação de receptores na membrana aproxima as PTKs presas a eles e elas se ativam
através da fosforilação de uma tirosina que funciona como um regulador positivo, aumentando sua
atividade enzimática.
2 - Fosfolipases associadas ao CD45 agem sobre as PTKs desfosforilando a tirosina de um sítio
regulatório negativo e portanto, ativando as PTKs. Quando as moléculas Iga e p estão fosforiladas
elas recrutam do citoplasma a PTK72, capaz de agir sobre outros substratos. Fosfolipases Cyl e 2
são fosforiladas e agem sobre fosfolipídeos de membrana gerando mensageiros secundários como
inositol trifosfato (IP3) e diacilglicerol (DAG). O IP3 aumenta os níveis de cálcio agindo nos
estoques intracelulares e o DAG ativa a proteína-quinase C (PKC), uma serino-treonina quinase que
inicia uma cascata de fosforilações intracelulares. O cálcio ativa a calmodulina e fosfatases
dependentes de calmodulina. A ação de fosfatases e quinases regula a ativação de fatores de
transcrição e portanto a síntese de proteínas. Estas e outras vias de sinalização induzem proliferação
celular. Outras moléculas na superfície do linfócito B podem regular os sinais derivados do BCR. O
co-receptor da célula B é composto das moléculas CD19, CD21 e CD81. Em alguns casos o Ag
pode estar associado a moléculas de complemento e Igs. A célula B pode estabelecer ligação com o
Ag através do BCR e com derivados do C3 através do receptor CR2 ou CD21, gerando um estímulo
positivo. Ao contrário, a ligação simultânea do BCR com o Ag e de Igs associadas ao Ag com o
receptor de Fe na célula B pode gerar um sinal negativo, sendo um mecanismo de controle da
produção de anticorpos. O receptor de Fe da célula B esta associado a tirosina-fosfatases que
antagonizam as fosforilações iniciadas pelo BCR.
Antígenos T dependentes - No caso dos Ags proteicos, sua capacidade de induzir
sinalização através do BCR é limitada. No entanto, ao apresentar peptídeos derivados do
processamento da proteína às células T, fatores de membrana e citocinas destas contribuem para a
ativação das células B. Membranas de linfócitos T ativados, na presença de citocinas induzem
proliferação, diferenciação e secreção de anticorpos. O fator presente nas membranas é o CD40-L, o
ligante do CD40. Na célula B, a interação do CD40 com seu ligante induz sinalização intracelular.
Ocorre fosforilação de substratos por tirosina-quinases, como Lyn, atividade de fosfolipase C e
inositois fosfato e atividade de fatores de transcrição, como NF-KB e c-fos. O CD40 é importante na
indução da expressão de B7, molécula co-estimuladora que se liga ao CD28 de células T, A
interação com o CD28, além de potencializar a ativação da célula T, evita a indução de anergia e
apoptose destas células. De maneira semelhante, o CD40 também induz moléculas como Bcl-xL e
Bcl-2 que protegem a própria célula B da morte por apoptose. Além disso, os sinais derivados do
CD40 são necessários para a mudança de isotipo de Igs (switch). Pacientes deficientes na expressão
de CD40-L apresentam a Síndrome de Hiper-IgM, pois não fazem outros isotipos de Ig, como IgG e
IgA. A anatomia dos órgãos linfóides também esta alterada, pois não há formação de centros
germinativos. Entretanto, as linfocinas também participam na ativação do linfócito B, como fatores
de crescimento e diferenciação, enquanto algumas delas promovem o switch preferencial para
determinados isotipos. IL-2, IL-4, IL-5 e IL-6 são fatores de crescimento e diferenciação de
linfócitos B. A IL-10 aumenta a secreção de IgM. Com exceção da IL-2, estas citocinas são
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produzidas por linfócitos T CD4 TH2, que controlam a imunidade humoral. A IL-4 é importante
para a produção de IgE e IgGl (camundongos) ou IgG4 (humanos). Células T CD4 TH1, além de
IL-2, produzem também o IFN-y, que induz a produção de IgG2a e IgG3. Células CD4 TH3 ou
regulatórias produzem TGF-P, com atividade inibitória na proliferação celular, mas que induz a
produção de IgA. As citocinas atuam induzindo fatores de transcrição que se ligam aos segmentos
gênicos que codificam as cadeias pesadas das Igs, induzindo sua transcrição e facilitando a ação de
recombinases que atuam na recombinação e deleção de peças de DNA, promovendo a mudança de
isotipo.
Ativação da célula B in situ. Os gângiios linfáticos são órgãos que filtram Ags derivados
dos tecidos que circulam na linfa através dos vasos linfáticos. As células B são ativadas na
proximidade das áreas T dos gângiios linfáticos onde elas interagem com os linfócitos T antígeno-
especificos já ativados por outras células apresentadoras de antígeno, e.g., células dendriticas. Sob a
influência do Ag, dos contatos celulares e dos fatores solúveis da célula T, as células B iniciam o
processo de expansão clonal e algumas se diferenciam em células produtoras de anticorpos,
inicialmente produzindo IgM. As células B migram para os folículos primários (região B) e
proliferam extensivamente formando os centros germinativos. Durante o processo de proliferação,
ocorrem os fenómenos de mudança de isotipo e de hipermutação somática que geram linfócitos B
expressando Igs com afinidades diferentes pelo Ag. Aqueles que pn0011?^ Igs às rnaior. ^ afinidade
irão interagir preferencia1mentLe cpjri o Ag pregp na suj>erf]cje d^e çéjjj[⣠foJjcuiare|! dendríl^nas ^jue
fjxflregfiflrn receptores dje Ec,e, capturam gpmplexjps Ag-antir.nrpns Estas interações com as células
folicularesdendriticas e com células T são importantes para a indução de Bcl-2, que protege os
linfócitos B da apoptose. Algumas destas células B vão se transformar em células de memória,
outras se diferenciam em plasmócitos. Os plasmócitos podem permanecer no órgão linfóide
secundário ou migrar para a medula óssea onde secretam grandes quantidades de anticorpos.
Diferente das células B de memória, eles deixam de expressar Ig em sua superfície. Células B de
memória são rapidamente reativadas durante a resposta secundária (re-exposição ao Ag), pois os
precursores Ag-específicos de células B e T estão aumentados. O processo se repete de forma
semelhante, mas os anticorpos de maior afinidade produzidos durante a resposta primaria competem
pelos depósitos de Ag nas células foliculares dendriticas, com células B que recém sofreram
mutações. Sendo assim, apenas células B que expressarem Ig com afinidade pelo Ag ainda mais
aumentada serão selecionadas. Em consequência, os anticorpos apresentam uma maior afinidade
pelo Ag e este fenómeno é denominado de maturação de afinidade da resposta imune.
8 -Mecanismos efetores da resposta imune
Os mecanismos que participam da resposta imune são classificados em imunidade humoral e
imunidade celular. Imunoglobulinas presentes no plasma conferem imunidade humoral, pois o soro
de um indivíduo imunizado pode transferir proteção contra um determinado patógeno para um
indivíduo não imunizado. Por outro lado, muitas vezes a imunidade só pode ser transferida com as
células do sistema imune, daí o termo imunidade celular. Os mecanismos de defesa podem também
ser classificados em imunidade inata e imunidade adquirida.^ imunidade adquirida é aquela
relacionada com os linfócitos T e B que apresentam receptores Ag-específicos, e ao serem ativados
pelos Ags, sofrem expansão clonal e se diferenciarem em células efetoras da resposta imune. Este
processo é relativamente lento comparado a ação efetora de moléculas e células da imunidade inata,
como o sistema complemento, fagócitos (neutrófilos e macrófagos) e células NK. Os linfócitos T
orquestram os mecanismos de imunidade celular e humoral. Linfócitos T CD8 têm ação citotóxica
direta sobre células-alvo, enquanto os linfócitos T CD4 produzem citocinas que ativam outras
células efetoras, como os linfócitos B e os macrófagos, dependendo do padrão de citocinas
produzidas. Linfócitos TH l produzem IL-2 e IFN-y. O IFN induz a atividade microbicida em
. \8
macrófagos, como a produção de óxido nítrico (NO) necessário a destruição de microganismos
intracelulares. A IL-2 promove proliferação de linfócitos e diferenciação de linfócitos T citotóxicos.
Linfócitos TH2 produzem IL-4, IL-5, IL-6, IL-10 e fatores de membrana que induzem a ativação,
proliferação e diferenciação de linfócitos B, promovendo a síntese de Igs. As ígs podem neutralizar
produtos tóxicos microbianos, impedindo sua ação nas células, ou impedir a interação de vírus com
receptores em células, bloqueando o processo de invasão (neutralização).
A imunidade adquirida potencializa os mecanismos de defesa da imunidade inata, pois as Igs
ativam o sistema complemento (via clássica) e ativam a fagocitose ao se ligarem ao Ag e aos
receptores de Fe nos fagócitos (opsonização). Podem ainda mediar citotoxicidade celular
dependente de anticorpo por células NK (ADCC). Quanto aos linfócitos T, as citocinas do tipo l
induzem atividade efetora do macrofago, enquanto IL-10 e IL-4 (tipo 2) inibem a imunidade
mediada pelos macrófagos. A imunidade inata também influencia no desenvolvimento da
imunidade adquirida, pois os macrófagos e células dendríticas produzem IL-12 que induz a
produção de IFN por células TH l e NK. O IFN produzido por células NK também influencia na
diferenciação de células TH1 e inibe a proliferação de células TH2, influenciando negativamente a
imunidade humoral. Por sua vez, o próprio microrganismo induzindo ou inibindo a produção de IL-
12 pode influenciar no padrão da resposta imune.
Fagócitos: destruição de microrganismos e dano tecidual. Macrófagos são células com
atividade fagocítica, que também produzem várias citocinas inflamatórias corno IL-12, TNF e EL-1.
Ao interagirem com produtos bacterianos, como LPS, através de receptores de membrana, os
macrófagos são ativados e produzem TNF-oc e substâncias microbicidas como o óxido nítrico (NO).
A presença de IFN e TNF potencializa a produção de oxido nítrico devido à indução de NOsintase
induzida, uma enzima capaz de produzir NO a partir de L-arginina. O TNF também apresenta
atividade citotóxica sobre algumas linhagens tumorais, daí a designação de fator de necrose
tumoral. O IFN aumenta a capacidade de produzir intermediários reativos de oxigénio (ROIs),
como o superóxido, pela atividade da NADPH oxidase. Estes agentes causam dano em
macromoléculas dos microrganismos. O óxido nítrico é particularmente importante para a
destruição de microrganismos que se localizam em vesículas nos macrófagos, como Mycobacterium
tuberculosis e leprae e protozoários como Leishmania e Toxoplasma. Algumas vezes, no entanto,
este mecanismo induz lesão tissular, como na infecção pelo Mycobacterium leprae e em doenças
auto-imunes como a encefalomielite experimental auto-imune, onde células TH l ativam
macrófagos que promovem demielinizacao de neurônios, resultando em paralisia.
O receptor de Fe, ao interagir com complexos Ag-anticorpos induz fagocitose e produção de
NO e ROIs. A fagocitose mediada por receptores de Fe é particularmente importante para
microganismos encapsulados que dependem de IgG para serem fagocitados, como os pneumococos.
Os neutrófilos também apresentam mecanismos microbicidas similares aos dos macrófagos e
produzem ainda o ácido hipocloroso.
Citotoxicidade celular dependente de anticorpos (ADCC). Além de mediar a fagocitose,
os receptores de Fe podem promover a exocitose de grânulos citotóxicos. É o caso da ADCC, que
pode ser mediada por células NK através do receptor de Fe de IgG ao se ligar a anticorpos que se
ligam a células recobertas com antígenos. Os grânulos de células NK contêm perforina, uma
molécula que se polimeriza na membrana da célula-alvo, na presença de cálcio, formando um poro
e alterando as propriedades da membrana. Macrófagos e eosinófilós também podem mediar ADCC.
No caso dos eosinofilos, receptores de Fe de alta afinidade para IgE também podem causar
exocitose de grânulos contendo proteína básica, capaz de induzir lesões nas membranas de larvas de
helmintos.
Células citotóxicas. A citotoxicidade de células NK pode também ser induzida pelo
receptor das células NK: NKR.P1 e é ativada por citocinas como IL-12 e IL-15 de macrófagos e IL-
2 de células T. No entanto, células NK apresentam receptores inibidores (KIR) que são ligantes de
moléculas de MHC classe L Este mecanismo protege células normais do organismo da ação de
-
19
células NK. Nas infecções virais e em alguns casos de tumores ocorre diminuição da expressão de
MHC-I e estas células escapam da ação de células T CD8 citotóxicas que reconhecem o Ag
associado ao MHC-I. Neste caso, no entanto, elas se tornam suscetíveis à ação citotóxicas de células
NK. Células NK também produzem citocinas como o IFN-y que ativa macrófagos.
Linfócitos T CD8 citotóxicos também são importantes em infecções virais e por outros
microrganismos que têm acesso ao citoplasma das células, como Listeria monocytogenes e
Trypanosoma cruzi. Antígenos endógenos se associam a moléculas de classe I e ativam células T
CD8. Células T CD4 podem exercer citotoxicidade em alguns casos, mas reconhecem Ags
exógenos associados a moléculas de MHC classe II. A importância das células T CD8 como
mecanismos de imunidade foi demonstrado nos modelos de infecção pelo T. cruzi, LCMV e L.
monocytogenes em animais deficientes de P2 microglobulina e que em consequência não
apresentam células T CD 8. Estes animais não são capazes de controlar as infecções provocadas por
estes agentes infecciosose sucumbem a infecção. No caso do LCMV, a perforina contida nos
grânulos citotóxicos é fundamental para a imunidade, tendo sido demonstrada a maior
suscetibilidade de camundongos deficientes em perforina a esta infecção virai. A citotoxicidade de
células T CD8 pode participar de processos auto-imunes, como no diabetes dependente de insulina
causado pela destruição de células p do pâncreas.
Os linfócitos T dependem de 2 sinais para serem ativados: o reconhecimento do Ag pelo
TCR e a presença de moléculas co-estimuladoras, como B7 na APC, que interage com o receptor do
segundo sinal (CD28) na célula T. Nestas condições, os linfócitos T CD8 são capazes de produzir a
IL-2 necessária a sua proliferação e diferenciação. Em certos casos, a IL-2 derivada de células T
CD4 pode compensar pelo segundo sinal necessário à ativação. Entretanto, uma vez diferenciadas,
as CTLs dependem apenas do primeiro sinal para degranular no espaço intercelular entre a CTL e a
célula-alvo. Trabalhos clássicos de Doerty & Zinkernagel, que lhes renderam o prémio Nobel em
1996, mostraram que células T CD8 exercem citotoxicidade apenas na presença de antígeno
apropriado e de moléculas de MHC classe L A adesão intercelular também é importante para a
atividade citotóxica, LFA-1 e IÇAM-1 ao se ligarem promovem e estabilizam a interação celular. A
afinidade destes ligantes é controlada por sinais ativadores veiculados pelo reconhecimento do Ag.
A presença de magnésio é importante para a adesão que ocorre mesmo à temperatura ambiente. A
atividade de perforina, entretanto, depende de cálcio e ocorre a 37°C. A molécula CD8 também
interage com o MHC classe I, promove adesão e sinalização intracelular, pela tirosina-quinase
p56/cfc, associada à porção intracitoplasmática do CD8. O CD8 é considerado como co-receptor. A
ativação da CTL leva à reorganização do citoesqueleto e polarização das vesículas e do centro
organizador de microtúbulos em relação ao sítio de interação intercelular. Desta forma, células
inocentes (que não expressam o Ag) são poupadas da ação das CTLs. As próprias CTLs são
resistentes à ação dos grânulos. Nestes grânulos, estão presentes perforina e granzimas, serino-
proteases indutoras de apoptose. Células que morrem de apoptose apresentam a cromatina
condensada, fragmentação de DNA e alterações de membrana que promovem sua fagocitose por
macrófagos. CTLs apresentam outro mecanismo indutor de apoptose. Quando ativadas elas
expressam Fas-L que interage com um receptor de morte, o Fas em determinadas células-alvo,
como os hepatócitos. Linfócitos B e T ativados expressam Fas e podem ser alvos deste mecanismo,
que participa da regulação da resposta imune. Células T CD4 ativadas também expressam Fas-L e
podem matar células-alvo que expressem Fas. O TNF produzido por linfócitos T apresenta
atividade citotóxica para determinadas células-alvo.
9 - O Sistema Complemento (anexo I)
O sistema complemento é um conjunto de proteínas sintetizadas principalmente no fígado,
cujas funções biológicas são importantes na imunidade inata e que também "complementam" a
imunidade adquirida, daí o nome complemento. Na imunidade adquirida, o sistema complemento é
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ativado por complexos Ag-anticorpos (IgM ou IgG), que é a via clássica de ativação do
complemento. O sistema complemento pode ser ativado na ausência de anticorpos, na via
alternativa, ou ainda auxiliado por lectinas, ambos processos estão associados à imunidade inata.
Em qualquer caso, são ativadas importantes funções biológicas, como a indução de inflamação,
opsonização de microrganismos, eliminação de patógenos através de fagocitose ou pela ação dos
complexos líticos do complemento.
Via clássica - A via clássica se inicia com a ativação de moléculas do complemento por
complexos Ag-Ac e se completa com a formação de complexos líticos na superfície de um
patógeno. Seus componentes são designados pela letra C e números, sendo o primeiro denominado
Cl e o último C9. O componente Cl é na verdade um complexo de 3 proteínas: C l q, que se liga ao
complexo Ag-Ac através de estruturas que se associam à porção Fe das Igs, C Ir e Cls que
apresentam funções enzimáticas. Ao se associar a Ags na superfície de patógenos, as moléculas de
IgM sofrem uma mudança de conformação que propicia a ligação do Clq aos domínios CHS da
IgM pentamérica. Duas ou mais moléculas de de IgG devem se ligar a Ags próximos para
propiciarem a ligação do Clq aos domínios CH2 destas moléculas. Nesses casos, ocorre ativação do
Clr (autocatálise), que cliva Cls, ativando sua função enzimática de serino-protease.... Cls cliva o
componente C4 em um componente maior, que se associa à superfície do patógeno, o C4b e um
componente menor C4a, que apresenta alguma atividade inflamatória. Em seguida, o componente
C2 é também clivado por Cls, liberando C2a, enquanto C2b (associado ao C4b) apresenta atividade
de serino-protease, sendo denominado C3 convertase. A C3 convertase cliva C3 em C3a, que inicia
uma resposta inflamatória local, e C3b, que se liga à superfície celular. Muitas moléculas de C3b
são produzidas e favorecem a opsonização por fagócitos (neutrófilos, macrófagos que apresentam
receptores CRI e CR3 para complemento), que são capazes de destruir os microrganismos
fagocitados. Algumas moléculas de C3b se associam ao complexo C4bC2b, formando C4b,2b,3b,
uma C5 convertase. Moléculas de C5 se ligam ao C3b e são clivados por C2b, liberando C5a, o
mais potente dos componentes inflamatórios e C5b, que inicia a polimerização dos componentes
líticos.
Complexo de ataque à membrana - C6 se liga ao C5b, formando um aceptor para C7, que
se insere na membrana, através de sua porção hidrofóbica. C8 se liga ao complexo e também se
insere na membrana e permite a polimerização de 10 a 15 moléculas de C9, formando um poro na
membrana, com um interior hidrofílico (similar a perforina). Estes poros destroem o equilíbrio no
transporte de íons na membrana, causando a entrada de água e enzimas (lisozima), levando à
destruição do microrganismo.
Este mecanismo é particularmente importante na imunidade às bactérias do género
Neisseria, e pessoas deficientes dos componentes C5-C8 (que independente de C9 apresentam
atividade lítica) são mais suscetíveis a estes microrganismos. Já os primeiros componentes são
importantes na imunidade a uma série de bactérias, particularmente porque favorecem fagocitose e
inflamação. C3a e C5a são anafilotoxinas, que agem diretamente sobre os vasos sanguíneos,
aumentando sua permeabilidade e o extravasamento de líquidos nos tecidos, aumentando o afluxo
de anticorpos, complemento e fagócitos (atividade quimiotática). C5a também induz a degranulação
de mastócitos, que por sua vez libera substâncias vasoativas como a histamina e inflamatórias,
como TNF-a.
Via alternativa - A via alternativa de fixação do complemento apresenta duas funções
básicas: uma resposta inata imediata na ausência de anticorpos, e a amplificação da via clássica, na
presença de anticorpos. O componente C3 pode iniciar a cascata da via alternativa, pois é instável e
apresenta clivagem espontânea em C3a e C3b. Esta clivagem expõe uma ponte tio-éster interna,
permitindo sua ligação covalente a superfície de microrganismos ou células. Na superfície da célula
o C3b, gerado espontaneamente ou pela via clássica, se liga ao fator B e é clivado pela protease
fator D, gerando C3bBb, a C3 convertase da via alternativa. O Fator P estabiliza a C3 convertase,
que produz muitas moléculas de C3b e leva às mesmas consequências da via clássica: opsonização,
21
liberação de C3a (inflamação), associação ao C3b, formando a C5 convertase (C3b2Bb). A partir
deste ponto, as duas vias convergem com a formação de C5a, C5b e polimerização dos
componentes C6-C9.
Via da lectina - Proteínas de fase aguda são produzidas pelos hepatóciíos sob a ação de IL-
1, TNF-a e IL-6 e fazem parte da imunidade inata. Duas destas substâncias, embora invariáveis,
imitam

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