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IMUNIDADE À NEOPLASIAS Fabíola C. R. Zucchi Universidade de Brasília Departamento de Biologia Celular Disciplina: Imunologia Geral 1/2017 Definições Neoplasma: Literalmente quer dizer “novo crescimento” Tumor: originalmente vem da inflamação aguda (intumescimento= inchaço) Oncologia: do grego oncos = tumor ; estudo de tumores ou neoplasmas Câncer: termo utilizado para neoplasias malignas (Latim- caranguejo) Câncer • O câncer é um grave problema de saúde em todo o mundo e uma das causas mais importantes de morbidade e mortalidade em crianças e adultos. • O fenótipo maligno dos cânceres reflete: • defeitos na regulação da proliferação celular, • resistência das células tumorais à morte apoptótica, • capacidade das células tumorais de invadir os tecidos do hospedeiro e formar metástases para locais distantes • e evasão tumoral dos mecanismos de defesa imune. Câncer • A possibilidade de que os cânceres possam ser erradicados pelas respostas imunológicas específicas tem sido impulso para uma grande quantidade de trabalhos na área da imunologia tumoral. • Atualmente está claro que o sistema imune inato e adaptativo reage contra diversos tumores. Biologia do crescimento tumoral Expansão clonal crescimento, diversificação, angiogênese Subclone metastático Adesão e invasão da membrana basal Passagem pela matriz extracelular e entrada Interação com outras células do hospedeiro Êmbolo tumoral Adesão à membrana basal Extravasamento Depósito metastático Angiogênese Crescimento Visão geral da imunidade tumoral • Tumores estimulam respostas imunes adaptativas específicas. • As respostas imunes frequentemente falham em evitar o crescimento de tumores. • O sistema imune pode ser ativado para eliminar eficazmente as células tumorais e erradicar tumores. Demonstração experimental da imunidade tumoral Antígenos tumorais • Os antígenos expressos em células tumorais, mas não em células normais, são chamados de antígenos específicos do tumor. • Alguns destes antígenos são exclusivos de alguns tumores, enquanto outros são compartilhados entre tumores do mesmo tipo. Antígenos tumorais • Antígenos tumorais que também são expressos em células normais são chamados de antígenos associados ao tumor. • Na maioria dos casos, estes antígenos são constituintes celulares normais cuja expressão é desregulada ou aberrante nos tumores. Produtos de genes mutados • Os oncogenes e genes supressores de tumores mutados produzem proteínas diferentes das proteínas celulares normais e, portanto, podem induzir respostas imunes. Produtos de genes mutados • Os produtos de muitos oncogenes mutados e genes supressores de tumores são proteínas que são degradadas no proteassoma e podem ser apresentadas por moléculas do MHC de classe I nas células tumorais. • Estas proteínas podem entrar na via de apresentação de antígeno do MHC de classe I e classe II nas células dendríticas que fagocitaram células tumorais mortas ou corpos apoptóticos derivados das células tumorais. Cross Priming Produtos de genes mutados • O sequenciamento de genes em cânceres humanos comuns revelou que muitos tumores carregam um grande número de mutações específicas do tumor. • Proteínas mutadas podem servir como antígenos do tumor se puderem ser ligadas a alelos do MHC do indivíduo afetado. Proteínas Celulares não Mutadas mas Anormalmente Expressas • Antígenos tumorais que induzem respostas imunes podem ser proteínas celulares normais, que são anormalmente expressas nas células tumorais. • Antígenos de câncer/testículos são proteínas expressas nos gametas e trofoblastos e em muitos tipos de cânceres, mas não nos tecidos somáticos normais. TSTA- tumor-specific transplantation antigen Antígenos tumorais Antígenos de Vírus Oncogênicos • Os produtos de vírus oncogênicos funcionam como antígenos tumorais e induzem respostas de células T específicas que podem servir para erradicar tumores. • Vírus de DNA estão envolvidos no desenvolvimento de uma variedade de tumores. Antígenos de Vírus Oncogênicos • Na maioria destes tumores induzidos por vírus de DNA, os antígenos proteicos codificados pelos vírus são encontrados no núcleo, citoplasma ou membrana plasmática das células tumorais. • Cânceres associados a vírus de DNA surgem com maior frequência em indivíduos imunossuprimidos, do que em indivíduos saudáveis. Antígenos Oncofetais • Antígenos oncofetais são proteínas expressas em níveis elevados nas células cancerosas e em condições normais de desenvolvimento de tecidos fetais, mas não em adultos. • Acredita-se que os genes que codificam estas proteínas são silenciados durante o desenvolvimento e são reativados na transformação maligna. Antígenos Glicolipídicos e Glicoproteicos Alterados • A maioria dos tumores humanos e experimentais expressam níveis acima do normal ou formas anormais de glicoproteínas e glicolipídios de superfície, que podem ser marcadores de diagnóstico e alvos para terapia. • Os epítopos peptídicos induzem respostas de anticorpos e de células T em pacientes com câncer, e esforços estão sendo realizados para desenvolver vacinas que contenham formas imunogênicas de epítopos. Antígenos de Diferenciação Tecido-Específicos • Os tumores podem expressar moléculas que são normalmente expressas apenas nas células de origem do tumor e não nas células de outros tecidos. • A sua importância é de potenciais alvos para a imunoterapia e para identificação do tecido de origem dos tumores. • Estes antígenos de diferenciação são moléculas próprias normais, e, portanto, normalmente não induzem fortes respostas imunes em hospedeiros portadores de tumor. Respostas imunes aos tumores • Respostas imunes adaptativas, mediadas principalmente por células T, controlam o desenvolvimento e a progressão de tumores malignos. • Ambas as respostas imunes inata e adaptativa podem ser detectadas em pacientes e animais experimentais, e diversos mecanismos imunes podem eliminar células tumorais in vitro. Linfócitos T O principal mecanismo de proteção imune adaptativa contra tumores está na eliminação das células tumorais por CTL CD8+. Anticorpos • Hospedeiros portadores de tumores podem produzir anticorpos contra vários antígenos tumorais. • Os anticorpos podem destruir as células tumorais através da ativação do complemento ou por citotoxicidade dependente de anticorpos, na qual macrófagos portadores do receptor Fc ou células NK medeiam a eliminação. Anticorpos • A capacidade dos anticorpos de eliminar as células tumorais tem sido amplamente demonstrada in vitro. • Há poucas evidências de respostas imunes humorais efetivas contra tumores. Células Natural Killer (NK) • As células NK eliminam muitos tipos de células tumorais, especialmente células que apresentam expressão diminuída do MHC de classe I e expressam ligantes para receptores de ativação da célula NK. Macrófagos • Os macrófagos são capazes tanto de inibir como de promover o crescimento e a propagação de cânceres, dependendo do seu estado de ativação. • Classicamente, os macrófagos M1 ativados, podem destruir muitas células tumorais. Macrófagos • Como os macrófagos são ativados por tumores não foi descoberto ainda. • Possíveis mecanismos incluem o reconhecimento de padrões moleculares associados a danos. Macrófagos • Existem evidências de que alguns macrófagos em tumores contribuem para a progressão tumoral e apresentam um fenótipo M2. • Estas células secretam fator de crescimento endotelial vascular (VEGF),fator transformador do crescimento β (TGF-β), e outros fatores solúveis que promovem a angiogênese tumoral. Evasão tumoral das respostas imunes • Muitos tumores malignos desenvolvem mecanismos que lhes permitem escapar das respostas imunes antitumorais. • Estes mecanismos podem ser divididos entre aqueles que são intrínsecos às células tumorais e aqueles que são mediados por outras células. Mecanismos pelos quais os tumores escapam das defesas imunes Mecanismos pelos quais os tumores escapam das defesas imunes Mecanismos pelos quais os tumores escapam das defesas imunes Imunoedição Tumoral Este experimento demonstra que as células tumorais que crescem sob pressão seletiva do sistema imune normal serão editadas de forma a se obter células tumorais que possam escapar da imunidade. As células sobreviverão após transferência para um hospedeiro secundário. De forma contrária, tumores removidos de um camundongo RAG KO, sem sistema imune adaptativo, não sentirão as mesmas pressões seletivas, permanecerão imunogênicos e serão rejeitadas após transferência para um camundongo normal. Imunoterapia para tumores • O potencial para o tratamento de pacientes com câncer através de abordagens imunológicas é promissor. • A maioria das terapias atuais para o câncer depende de medicamentos que destroem as células em divisão e estes tratamentos têm efeitos nocivos sobre as células normais em proliferação. Imunoterapia para tumores • As respostas imunes contra tumores podem ser específicas para antígenos tumorais e não lesarão a maioria das células normais. • Assim, a imunoterapia apresenta o potencial para ser o tratamento mais específico que pode ser concebido contra os tumores. Imunoterapia • Estimuladores da resposta imune do hospedeiro ü Imunização do indivíduo com células tumorais mortas ou antígenos derivados ü Células dendríticas dos pacientes + antígenos tumorais ü Vacinas de DNA (cDNA) Vacinas terapêuticas Vacinas terapêuticas Imunoterapia passiva • Anticorpos anti-tumor ð Opsonização, fagocitose e ativação do sistema complemento ð Anticorpos “humanizados” –regiões variáveis murinas e porção Fc humana Imunoterapia passiva Bloqueio Inibidor de Células T • O bloqueio de moléculas inibidoras de células T tem emergido como um dos métodos mais promissores para melhorar efetivamente as respostas imunes dos pacientes contra os tumores. Bloqueio Inibidor de Células T • Vários estudos clínicos em humanos têm mostrado que o bloqueio de PD-1 ou PDL1 pode limitar a progressão tumoral e reduzir a carga do tumor em pacientes com cânceres avançados. Terapia Celular Adotiva CARs são compostos por domínios de receptores específicos para antígenos tumorais e domínios de sinalização, como ITAMs e motivos citossólicos de CD28, que promovem uma robusta ativação das células T. O papel da imunidade inata e adaptativa na promoção do crescimento tumoral • Embora grande parte da ênfase em imunologia tumoral seja sobre o papel do sistema imune na erradicação de tumores, é evidente que o sistema imune também pode contribuir para o desenvolvimento de alguns tumores. • A inflamação crônica tem sido reconhecida como um fator de risco para o desenvolvimento de tumores, especialmente em doenças inflamatórias crônicas. O papel da imunidade inata e adaptativa na promoção do crescimento tumoral • As células do sistema imune inato são consideradas as culpadas mais diretas pela promoção de tumores entre as células do sistema imunológico. • Macrófagos do fenótipo alternativamente ativado (M2) estão associados a tumores. • O desafio para os oncologistas é alcançar um equilíbrio benéfico entre as respostas imunes antitumorais protetoras e as reações inflamatórias promotoras tumorais. Pontos principais • Expressão de antígenos tumorais • Reconhecidos por CTLs – mutantes de oncogenes, proteínas com expressão desregulada ou aumentada e produtos de vírus oncogênicos • Antígenos utilizados no diagnóstico e como alvo de imunoterapia: antígenos oncofetais, glicoproteínas e glicolipídios alterados • CTLs, NK e macrófagos - resposta imune • Evasão: ¯MHC classe I, seleção celular, imunossupressores e indução de tolerância • Imunoterapia ativa e passiva Referências Bibliográficas ABBAS, Abul K; LICHTMAN, Andrew H; PILLAI, Shiv. Cellular and Molecular Immunology. 8th ed. Philadelphia: Saunders Elsevier, 2015. MURPHY, K. Imunobiologia de Janeway. 8 ed. Porto Alegre: Artmed, 2014. 888p. OBRIGADA POR SUA ATENÇÃO!
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