IMUNOLOGIA - Aula de sistema complemento

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IMUNOLOGIA
Aula do sistema complemento
Experimento de Bordet:
Bordet tinha uma cultura de bactérias gram positivas. Ele matou os embriões da bactéria e imunizou um camungongo.
Ele pegou o soro normal (SN) –antes da imunização – e o soro depois da imunização (SI) – soro imune.
 -Ele misturou o SN com os vibriões coléricos ativos e viu que nada ocorria com as bactérias. 
 -Depois ele misturou o SI com os vibriões ativos e viu que acontecia a lise das bactérias. 
Pra ele era uma coisa mais ou menos normal, pois na época já se sabia que existiam anticorpos, então ele imaginou que os anticorpos presentes no soro imune do animal tinham matado as bactérias, só que anticorpos não matam nada na realidade. 
 -Então ele misturou o SI previamente aquecido a 56 graus com os embriões coléricos e viu que não aconteceu nada. 
Então, ele chegou à conclusão que o que estava no SI que matava as bactérias era sensível ao calor. 
 -Ele também misturou o SN com o SI aquecido com os embriões vivos e viu que a capacidade de lise das bactérias era restaurada. 
A conclusão dele então foi que alguma coisa que estava presente no SN era capaz de complementar a atividade do anticorpo e provocar a lise da bactéria. Como essa coisa complementava, ele chamou essa substancia de complemento. 
 -Ele observou que quando ele juntava o SI com a EDTA (Solução que seqüestra íons bivalentes) e com os vibriões também não ocorria a lise das bactérias. Ou seja, ele também observou que essa reação de lise também era dependente de íons bivalentes: cálcio e magnésio.
Então a partir desse experimento, Bordet formulou a hipótese de que existia uma substancia que complementava a ação do anticorpo. E ele a chamou de complemento.
A surpresa que ocorreu na época é que quando alguém tentava purificar a substancia complemento, a sua atividade sumia. Mas se fossem misturadas algumas frações do plasma normal a estas substâncias purificadas, as atividades voltavam. 
Então eles chegaram à conclusão de que não era uma substancia e sim pelo menos duas. Então por fim eles descobriram que não era uma substancia, eram várias substancias, e por isso eles as chamaram de sistema complemento. 
Sistema complemento: Conjunto de substancias que juntas agiam provocando a lise das bactérias.
Então cada cientista que purificava e separava uma dessas substancias dava um nome pra ela, porém com o tempo algumas substancias recebiam dois nomes diferentes e os imunologistas que trabalhavam com o sistema complemento fizeram uma reunião mundial e compararam os resultados e as moléculas que eles estavam descrevendo e padronizaram o sistema de nomenclatura. 
Regras de nomenclatura das substancias do complemento:
A primeira coisa que eles decidiram foi que as substancias do complemento seriam nomeadas pela letra C, seguida de um número (C1, C2, C3... C9) Componentes. 
Foram separadas 11 moléculas, porém só nomearam até C9, pois a molécula C1 não era formada por uma única proteína, mas sim por três proteínas, que eram sintetizadas independentemente uma da outra. Elas se uniam uma à outra por causa de íons de cálcio. Então essas três moléculas foram chamadas de subcomponentes e foram nomeadas pela letra C + o número 1 + letras do final do alfabeto (C1q, C1r e C1s). Juntas então formavam um complexo C1, unidas pelo íon cálcio. 
A outra coisa que foi concluída que é havia uma clivagem enzimática de vários componentes, quando um componente era clivado, ele geraria fragmentos (nomeados pela letra C + o número correspondente do componente + letra do inicio do alfabeto) O C2 podia ser clivado em C2a e C2b, o C3 em C3a e C3b, que podia ser clivado em C3c E C3d, o C4 era clivado em C4a e C4b e o C5 era clivado em C5a e C5b. Todos estes foram descritos como fragmentos resultantes da clivagem dos componentes. 
Quando algum componente ou algum fragmento ou algum conjunto de fragmentos ganhava a atividade enzimática, ou seja, ficava ativado, ele recebia uma barra encima do nome. Quanto ele está ativado ele é ou faz parte de uma enzima. Portanto, se tiver um traço encima do nome isso significa que esse complemento tem ação enzimática. 
Na nomenclatura não é preciso repetir o C, exemplo: no caso da C4b2a = c4Bc2a. 
Quando o componente está inativado é só colocar um ‘i’ minúsculo no final. Exemplo: C3i = Componente C3 inativado.
Existem algumas moléculas inibidoras, que são chamadas de INH e moléculas inativadoras que são chamadas de INA.
O sistema complemento:
Os componentes serão ativados na ordem. Somente alguns serão na ordem errada, pois a nomenclatura aconteceu antes deles descobrirem a ordem de ativação. Mas basicamente é na ordem imposta pelo nome mesmo.
O processo de ativação, ou seja, a reação sequencial do sistema complemento envolve diferentes etapas. O primeiro caminho descoberto foi o descrito pelo Bordet, ele precisa de anticorpos. Esse processo foi chamado de Via clássica. Foi chamada assim por ter sido o primeiro a ser descoberta, então a via clássica é uma via ativada a partir da participação do antígeno + o anticorpo.
Tempos depois outro imunologista tentou refazer o experimento, mas que ele utilizou uma bactéria gram negativa, diferente do Bordet. Só que quando ele misturou o soro normal, ou seja, soro sem anticorpos, com a bactéria, as bactérias morreram, diferente do que ocorreu com as bactérias gram positivas utilizadas no experimento do Bordet. E ele viu que o experimento estava sendo executado da maneira correta e que então ele tinha descoberto que outro processo de ativação do sistema complemento, uma forma alternativa para quando não tivesse complemento. Ele disse então que existia no plasma uma substancia que poderia ativar o complemento sem os anticorpos e ele a chamou de properdina. Ele chamou esse processo de Via alternativa.
Além disso, outros autores mostraram outras vias de ativação. Umas delas é a via das lectinas ligadoras de manose. Existem dois açucares, a manose e a frutose, que são muito comuns entre bactérias, e eles dão um arranjo de membrana que é muito estável. Nos temos no nosso organismo substancias que se ligam em açucares, estas são chamadas de lectinas. No nosso plasma tem uma lectina específica que se liga a manose. Essa molécula pode desencadear a ativação de uma terceira via do complemento, a via das lectinas.
Então todas essas formas de desencadear o complemento vão terminar em um complexo de ataque a membrana de microrganismos que é chamado de MAC (complexo de ataque à membrana), que faz um poro na membrana e provoca a lise da célula alvo.
Por fim, o sistema complemento é um conjunto de moléculas que fazem lise de membranas através da formação de um poro pelo complexo lítico (MAC). Há três formas de ativar as proteínas que vão formar esse complexo. Uma das formas – a via clássica - interage com a imunidade adaptativa, mas é parte da imunidade inata e as outras duas – as vias alternativa e das lectinas - são exclusivas da imunidade inata. O complemento é um mecanismo de imunidade inata, ele não tem especificidade. Ele até pode interagir com a adaptativa, mas todas as proteínas do complemento não tem especificidade alguma. 
VIA CLÁSSICA:
Na superfície de um antígeno existem proteínas especificas deste. E o sistema complemento ativado pela via clássica vai precisar de anticorpos (IgM (pentâmero) ou IgG (dois anticorpos)) que vão se ligar a estas proteínas de membrana. 
Quando os anticorpos ligam em uma proteína do antígeno, eles vão sofrer uma deformação, de forma que eles vão agora expor um sítio que é capaz de se combinar com o primeiro componente da via clássica, o C1. O C1 é formado pelos sub-componentes C1r, C1s e C1q (tem 6 cadeias) + íons de cálcio. O complexo C1 vai se ligar ao CH2 das imunoglobulinas a partir do C1q. 
Quando ocorre a ligação do complexo C1 com a imunoglobulina, ele também vai sofrer um rearranjo, que vai promover a ativação do C1r, que ativa o C1s, então o C1s vai ganhar a atividade de uma esterase – enzima que vai clivar ligações Ester – ou seja,ela vai virar a C1s esterase. Essa enzima vai agir sobre dois substratos. O primeiro substrato é o C4 = O C1s esterase vai ser capaz de clivar o C4 em dois fragmentos, o C4a e o C4b (fragmento maior). O C4b tem dois sítios de ligação importantes, um deles vai se ligar na membrana da célula, o outro sitio vai se ligar no C2. O segundo substrato do C1s é o C2 = O C1s esterase também é capaz de clivar o C2 em C2a e C2b, processo este dependente do íon magnésio. Então um dos fragmentos vai se ligar no C4b que está na membrana da célula. (OBS: Nesse momento de formação desse complexo, a clivagem do C2 gera fragmentos com meia vida muito curta, se demorar mais de 20 milissegundos para o fragmento do C2 se ligar no C4b que está na membrana, esse fragmento fica inativo. No experimento do Bordet, quando ele aqueceu o SI a 56 graus, foi o C2 que foi clivado e inativado rapidamente, inativando assim o sistema. Isso é uma ação regulatória do sistema complemento, para que, por exemplo, se uma coisa desencadeie o sistema complemento na mão, células do pé não sejam clivadas. Ou seja, para que a ação do sistema complemento só aja no local que ele foi desencadeado. Isso ocorre, pois os componentes do sistema complemento inativam muito rápido.)
A união do C4b com o fragmento do C2 vai formar uma enzima chamada C3 convertase que vai ter o seu sitio de ligação no fragmento do C2. Este sitio ativo é capaz de se combinar com o C3 e clivá-lo em C3a e C3b.
O C3b também tem a habilidade de se ligar em membranas da mesma forma que o C4b. Então o C3b tem duas possibilidades de se ligar na membrana: ou ele se liga longe da C3 convertase, ou ele se liga perto da C3 convertase. Se ele se ligar na C3 convertase, ele vai alterar a forma do sitio ativo dessa enzima, de forma que agora o componente que encaixa nessa enzima é o C5, e então essa enzima passa a se chamar C5 convertase e ela agora passa a clivar o C5 em C5a e C5b. 
O C5b também vai ter a capacidade de se ligar a membrana. Só que o C5 é uma molécula que nunca ‘anda’ sozinha no plasma, ela está sempre acompanhada pelo C6 e pelo C7, eles ficavam unidos ora sim ora não, ou seja, tinham uma ligação reversível. No momento em que o C5 é clivado, o C5b se liga no C6 e no C7 e estabelece uma ligação irreversível, de forma que quando ele liga na membrana ele arrasta o C6 e o C7 junto com ele. 
Então esse complexo tri molecular (C5b, C6 e C7) vai servir de base para a ligação do próximo componente: o C8. Só que o C8 tem uma estrutura química que tem propriedades de detergente, então ele é capaz de fazer um buraco na membrana, pois a membrana é composta de fosfolípides. Quando o C8 faz esse poro, a célula consegue consertar, porém o C9, uma molécula parecida com a perforina, vai formar uma passagem através da membrana pelo poro da C8 de forma que a célula não consiga fechá-lo, e então causando a lise desta. Esse complexo (C5b, C6, C7, C8 e C9) é chamado de complexo de ataque à membrana - MAC). 
Os fragmentos C4a, C3a e C5a, que foram resultado da clivagem dos componentes são desencadeadores de reação inflamatória. Eles são capazes de 
liberar histamina de mastócitos, 
de aumentar a permeabilidade vascular, 
de provocar edema. 
Eles são chamados de anafilotoxinas. Eles têm esse nome, pois o que eles fazem parece com o que ocorre no ataque anafilático, que também há liberação de histamina. Eles também fazer quimiotaxia, ou seja, eles atraem polimordonucleares – neutrófilos e eosinófilos – e facilitam saída destes dos vasos e dos tecidos. 
O C3b e o C4b são moléculas que tem receptores específicos em macrófagos. Então se tem uma bactéria ativando o sistema complemento, esta é capaz de desencadear a secreção de C3b e C4b, essas moléculas vão se ligar na membrana da bactéria e vão facilitar o processo de fagocitose, já que a bactéria vai ficar ligada ao macrófago por essa ligação. Esse processo se chama opsonização. 
A VIA DAS LECTINAS não tem o componente C1, mas ela tem uma molécula (lectina) que se liga direto na superfície do patógeno e ativa o C4 e o C2 formando a mesma c3 convertase da via clássica. 
Se houver manose na membrana do patógeno disposta de maneira que a lectina consiga se ligar, esta molécula vai agir da mesma maneira que o C1 age na via clássica. Então ela começa a clivar C4 e C2 e a partir daí essa via é igual à via clássica.
NA VIA ALTERNATIVA:
Existem componentes nessa via que não participam das outras vias e também não há participação do C1 (logo essa via não precisa de cálcio), C2, nem do C4. 
Essa via já vai direto no C3 (faz a iniciação da vida alternativa). (OBS: O C3 é a terceira proteína em concentração no plasma)
Ela existe o tempo todo funcionando no plasma, então ela é ativada naturalmente, mas ela tem a sua ação potenciada quando lipopolissacarides e moléculas de revestimento de patógenos são identificadas no plasma. 
A via alternativa é formada por três moléculas: C3, fator B e fator D. 
O C3b que se conjunta com o fator B (muito parecido com o C2, tem meia vida muito curta e sua clivagem também precisa de magnésio). 
O fator B é clivado pelo fator D, dando Ba e o Bb que vai ligar fortemente no C3b. Esse complexo formado é a C3 convertase da via alternativa e o seu sitio ativo está no fator B. Esse complexo é capaz de clivar C3. 
Então, quanto mais C3 foi clivado nesse complexo, mais enzimas/complexos como estes podem ser criados, pois o produto da reação da enzima é o C3b, que faz parte da enzima. Esse processo é um feedback positivo (quanto mais enzima, mais C3 é clivado e mais enzima é produzida...) 
Ainda nesse complexo formado pela C3b e pelo fator B, se for ligado a ele mais uma molécula de C3b, o seu sitio de ligação é alterado e passa a ser local de ligação para o C5 que será clivado em C5a e C5b. Existe outra molécula que chama properdina que vai se ligar nesse complexo para estabilizá-lo.
Funções biológicas do sistema complemento:
-lise de bactérias;
-Facilita a fagocitose de bactérias;
-Se liga como mastócitos promovendo a sua desgranulação;
-Facilita a saída de leucócitos do tecido, fazendo resposta inflamatória;
-Remoção de complexos imunes;
 Moléculas reguladoras desse processo:
Inibidor do C1 (C1-INH). É uma molécula que existe no plasma e que é capaz de se ligar ao sítio de clivagem das moléculas C2 e C4 na molécula C1, fazendo uma ligação irreversível. Impossibilitando a continuidade do processo.
Existe uma proteína que se liga ao C4b liberando o C2, parando assim a C3 convertase.
Fator H e Fator I agem C3b. O fator H se liga no C3b, e onde ele liga, ele abre um sitio de clivagem para o fator I, parando a atividade do C3b. Esse processo não impede o processo de opsonização.
Fator acelerador do decaimento (DAF) = São moléculas que desorganizam o complexo de ataque à membrana (MAC). Essas moléculas atrapalham a polimerização do C6, 7, 8 e 9 para formar o complexo de ataque. 
CD59 = Impede a polimerização e a ligação do C9 a membrana.