Receptores de Antígenos e Imunogenicidade

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Aula 1 - Receptores de antígenos 
Antígenos → Substância reconhecida pelos receptores de antígenos presentes nas células imunes.
Imunógenos → Substância capaz de estimular uma resposta imune
Haptenos→ Substâncias de baixo peso molecular capazes de se ligarem a anticorpos (a receptores T) mas que apenas induzem resposta se estiverem acoplados a uma molécula carreadora
O estudo de antígenos e imunógenos é importante para a fabricação de vacinas 
Existem três propriedades que influenciam a imunogenicidade: contribuição do imunógeno, contribuição do sistema biológico e o modo de administração;
Contribuição do imunógeno 
Deve ser não próprio - a molécula não foi exposta a linfócitos imaturos durante o período crítico de maturação. Com exceção das moléculas de MHC I (são bons imunógenos, que ativam de maneira eficiente a resposta imunológica); colágeno e citocromo C (moléculas altamente conservadas, são imunógenos); córnea e esperma (Altamente imunogênicas para o próprio indivíduo.
Tamanho- compostos abaixo de PM= 1000 não são imunogênicos
Natureza química - Substâncias inorgânicas não são reativas
 - Orgânicas
 Proteínas - a maioria dos imunógenos
 Polissacarídeos - são bons imunógenos 
 ácidos nucléicos - pobremente imunogênicos 
 Lipídeos- raramente imunogênicos
 4. Complexidade química- Quanto mais complexa uma molécula, melhor ela funcionará como antígeno. Bons antígenos são compostos por diferentes subunidades 
 5.Capacidade de degradação - moléculas que são facilmente fagocitadas são mais imunogênicas que moléculas grande e insolúveis 
A resposta imune, para a maioria das moléculas, requer que elas sejam fagocitadas, processadas e apresentadas aos linfócitos Th pelas APC’s
Tipos de antígeno: T-Dependentes, T- independentes
T- Dependentes : incapazes de estimular a produção de anticorpos sem a participação de células T, EX: Proteínas 
T- Independentes: Estimula células B diretamente .EX: LPS,polissacarídeos,DNA e RNA.
Epítopos ou determinantes→ Regiões imunológicas ativas de antígeno que se ligam aos receptores de Ags na membrana dos linfócitos ou em anticorpos secretados.
Tipos→ Conformacional, linear e o neoantigênico
Receptores de antígeno das células imunes 
Células da imunidade inata - reconhecimento de padrões moleculares variados encontrados em diversos patógenos (PAMPS)
Células apresentadoras de antígenos (APC’s)- MHC de classe I e MHC de classe II
Receptor de antígeno da célula T- CD3, TCR
Epítopos reconhecidos por células T- Epítopos lineares derivados de antígeno processados pelas APC’s→ em uma molécula com múltiplos epítopos, o qual é internalizado pela APC, onde o antígeno vai ser processado e gerar vários peptídeos onde cada um vai ser apresentado a TCD4 resultando em células responsivas a este epítopo.
Epítopos reconhecidos por células B- Epítopos lineares e conformacionais
cascata de reações 
Epítopos reconhecidos por anticorpos- Epítopos lineares e conformacionais
Super antígenos- antígenos T- dependentes convencionais → resposta oligoclonal
Superantígeno: ativação de até 25% das células T → resposta policlonal
Haptenos : moléculas orgânicas pequenas que não são imunogênicas, mas apresentam antigenicidade
Cooperação T\B na resposta: a célula B processa o peptídeo e o expressa em forma de MHC II para que ocorra a apresentação a célula T, através do TCR e CD40L.
Contribuição do sistema biológico
Genótipo→ algumas moléculas são imunogênicas em um indivíduo e em outros não: indivíduos respondedores e não respondedores.
Idade - Geralmente indivíduos muito jovens ou muito velhos tem a habilidade de montar uma resposta imune contra um imonógeno diminuída
Modo de administração
dose: Muito baixa não induz resposta e muito alta induz e tolerância
Adjuvantes: substâncias que aumentam a resposta
Provável ação: prolongam a persistência do Ag, aumentam sinais co-estimulatórios(citocinas) aumentam a inflamação local e a formação de granulomas, estimulam proliferação não específica de linfócitos.
Reatividade cruzada entre antígenos - de ocorrência natural ou de desenvolvimento proposital para fins de vacinação 
Substâncias que agem como antígenos : 
estruturas microbianas: Parede celular, flagelo, fímbrias ou pili de bactérias gram negativas, capsídeos virais, glicoproteínas de envelope viral
produtos solúveis: Toxinas bacterianas e nucleoproteínas solúveis de vírus 
Materiais não infecciosos: Alérgenos( pó, pólen, drogas e venenos), células e tecidos estranhos (transplantes e transfusões sanguíneas) e células próprias que o organismo falha em reconhecer como próprias.
Aula 2 - Organização e expressão de genes de imunoglobulinas, receptores de antígenos das células B e de receptores de antígenos das células T
Imunidade Adaptativa - composta por linfócitos T e B
Desenvolvimento dos linfócitos B
Comprometimento das linhagens progenitoras
Proliferação dos progenitores
Rearranjo dos genes de receptores de linfócitos
Eventos de seleção
Etapas na maturação dos linfócitos B
Pro B→ Pre B→ Célula B imatura → Célula B madura
Estrutura das imunoglobulinas - Possui uma região variável, 2 cadeias leve (k e lambda) e 2 cadeias pesadas (IgM,IgG,IgA,IgD e IgE)
Genes de imunoglobulina: três loci separados codificam a cadeia pesada, cadeia K e cadeia lambda
 
Rearranjo dos genes de imunoglobulinas e sua expressão → Principal evento no desenvolvimento dos linfócitos para gerar repertório diverso , marcadores de superfícies - CD43,CD19,CD10.
Expressão de CD19 e CD10 → distinção de outras células imaturas 
Expressão de proteínas RAG-1 e RAG-2 → Produtos dos “recobination activating genes”
Recombinação dos genes D e J da cadeia pesada
Células pré B→ Principais eventos 
Recombinação do gene V com DJ da cadeia pesada
Células B imaturas → principais eventos
Rearranjo de genes de cadeia leve :k ou Lambda
Expressão da molécula de Ig pronta na superfície da células 
Seleção negativa com possibilidade de edição do receptor de antígeno 
Saída para a periferia para o término do processo de amadurecimento
Sequência sinal de recombinação (RSSs)
Regra 12\23→ Espaçadores de 12 e 23 pares de base interagem apenas entre si
Diversidade combinatória → Múltiplos genes V, recombinação gênica ocorre ao acaso, justaposição de duas regiões V diferentes(cadeia leve e pesada)
Diversidade juncional→ Variabilidade na junção de V,D e J,deleção de nucleotídeos na junção de éxons e adição de nucleotídeos (P e N) nas junções 
Rearranjo entre genes paternos e maternos com eventual exclusão alélica
Hipermutação somática: modificações estruturais após estimulação, aumentando afinidade com o antígeno e a função da molécula (Aumento da afinidade na região variável, mudança para a forma secretada, troca de isótipo)
IgG e IgA monomérica→ Sangue e fluídos extracelulares
IgM→ sangue
IgA dimérica→secreções
IgE→ Ligada a mastócito, ficando nas submucosas
IgG→ Atravessa a barreira placentária 
IgD- associada a tecidos
Etapas na maturação dos linfócitos T
ProT → Pre T → Duplo positivo → Positivo único → Célula T madura
Estrutura do TCR -Região variável de ligação com o complexo MHC-Peptídeo
Seleção positiva e negativa
Positiva: Células duplo positivas se diferenciam em simples positiva(CD4 ou CD8)
Negativa: Células simple positivas que se não se ligam ou se ligam fracamente à peptídeos próprios amadurecem e saem para a periferia → Sem adição de receptor
TCR é o receptor dos linfócitos T.Em sua região variável, se ligam os complexos MHC-peptídeo.Essa região é composta por subunidades alfa e beta. O processo de organização germinativa dos loci é bem parecido com o das células B
Aula 3 - Migração dos leucócitos para os tecidos/inflamação
Durante a maturação : migração nos órgãos linfóides primários,Ex: Migração intra tímica de timócitos;
a migração ocorre durante o povoamento de órgãos linfóides secundários
Recirculação de linfócitos
linfócitos T naive→ vigilância imunológica
linfócitos T efetores→ saída para os tecidos
Na filtração de órgãos e tecidos→ quando ocorre uma lesão em algum tecido, linfócito migram para o local.
A migração específica de linfócitos e leucócitos é chamada “homing”
Homing: quimiocinas→ citocinas que estimulam o movimento dos leucócitos e regulam sua migração
Quimiocinas e seus receptores
Proteínas solúveis envolvidas com controle da adesão,quimiotaxia e ativação de leucócitos.
Quatro sub famílias: De acordo com o número e espaçamento dos aminoácidos existentes nos dois primeiros resíduos de cisteína da extremidade N-terminal.
Tais receptores pertencem a superfamília de receptores acoplados à proteína G
Diferentes combinações de receptores são expressos em diferentes tipos celulares
As quimiocinas são essenciais para o recrutamento dos leucócitos circulantes dos vasos sanguíneos
Moléculas de Adesão - Selectinas e Integrinas
Selectinas → moléculas de adesão que se ligam a carboidratos presentes na superfície de células endoteliais que revestem as vênulas de endotélio alto(HEV)
HEV - Locais importantes porque são sítios de passagem de linfócitos do sangue para os tecidos (linfonodos e tecidos inflamados)
Integrinas → Proteínas heterodiméricas com capacidade de responder a sinais intracelulares por meio de aumento de afinidade (ativação de integrina).
Interação leucócito-endotélio: Extravasamento para os tecidos 
 
Migração fisiológica → para órgãos primários, secundários e recirculação de linfócitos T naive 
Migração não - fisiológica → Inflamação
Vasodilatação: aumento do fluxo sanguíneo,aumentando o fornecimento de células e fatores
Ativação de células endoteliais: aumento da aderência de células ao endotélio
Aumento da permeabilidade vascular: facilita a passagem de células e proteínas do sangue para os tecidos
Fatores quimiotáticos : atrair células para o tecido
Sintomas: Calor, Rubor, Inchaço, Dor e perda da função
cinética: Neutrófilo → Monócito → Célula T
Abaixo, observamos o processo de extravasamento para o tecido durante uma inflamação. Citocinas pró-inflamatórias (TNF, IL1) estimulam a ligação mediada por selectinas, iniciando o rolamento. As integrinas são ativadas por quimiocinas (IL-8), causando a subsequente adesão estável e migração pelo endotélio
A migração de células dendríticas para o linfonodo é um passo muito importante.Os antígenos são capturados pelas células presentes na célula, que são transportadas pelo sistema linfático até o linfonodo. Uma vez no linfonodo, as células dendríticas expressam B7, estimulando então células T naive. Uma vez maduras, as células T podem migrar para o endotélio no local de infecção. 
A inflamação local é aquela que promove uma resposta aguda e curta, confinada à área de dano tecidual. Causada por TNF-alfa no tecido. O aumento da liberação de proteínas e células no sangue desencadeia a resposta imune, que fagocitarão a bactéria que poderá ser drenada para os linfonodos. A infecção é eliminada pela resposta adaptativa.
A inflamação sistêmica (sepse) ocorre se o patógeno persiste. O recrutamento e estimulação contínua de macrófagos levam a um excesso na produção de citocina, que chegam a outros órgãos, como o fígado. Uma vez na corrente sanguínea, podem desencadear colapso dos vasos e coagulação intravascular, resultando em uma futura falência múltipla dos órgãos e morte. IL-1 promove efeitos como febre, sonolência e perda de apetite. IL-6 aumenta a produção de proteínas de fase aguda. O edema leva a redução do volume sanguíneo, hipoproteinemia e neutropenia.
Aula 4 - Imunidade mediada por células: APC’s e ativação de células T
Imunidade celular → fases
Indução e fase efetora da resposta celular (T-CD4)
Células dendríticas localizadas na epiderme capturam os antígenos. Elas emitem citocinas inflamatórias, perdem sua adesão e então migram pelos vasos linfáticos.
No linfonodo, ocorre a apresentação do antígeno para as células T naive (TCD4). Nesse ponto, as células dendríticas são maduras. Não apenas apresentam para células T específicas, como também expressam moléculas co-estimulatórias (como B7). Para que a célula T seja ativada, as células dendríticas maturas emitem 3 sinais diferentes: 
(i) MHC, que se comunica com os receptores TCR e CD4; 
(ii) CD80, que se comunica com CD28; 
(iii) citocinas IL-12, IL-4 ou IL-6. Apenas na presença dessas 3 sinalizações haverá a resposta. Quando essas sinalizações são reconhecidas, desencadeiam a transcrição de moléculas de RNA responsáveis pela expressão de receptores IL-2. Curiosamente, a célula T também começa a secretar a própria citocina. A ligação de IL-2 desencadeiam sinais que estimulam o ciclo celular, induzindo portanto a proliferação das células T.
 2. Diferenciação das células TCD4
As células T naive, após terem sido ativadas, passam por um processo de diferenciação que define qual é a função que devem exercer para uma resposta apropriada. Isso depende de qual foi a citocina utilizada no terceiro sinal de sua ativação. IL-12 diferencia células para a linhagem Th1 (produção de IFN-gama;apresentação de antígeno e imunidade celular); IL-4 diferencia células para a linhagem Th2 (produção de IL-4, IL-5 e IL-13; imunidade humoral e alergia); IL-6 e TGF-beta diferenciam células para a linhagem Th17 (produção de IL-17, IL-17F, IL-21 e IL-22;inflamação tecidual).
 OBS: IL-4 e IFN-gama inibem a atuação de TGF-beta, diminuindo a diferenciação para a linhagem Th1
 3. Migração dos linfócitos T para o sítio de infecção
Uma vez diferenciadas, as células T estão prontas para entrarem na circulação.Portanto, ter em mente o mecanismo de recrutamento dos linfócitos. Tudo se inicia com a migração de células dendríticas para os linfonodos (sejam da epiderme, do interstício ou de lâmina própria). Depois de ativados e diferenciados, as células T vão para a corrente sanguínea e se dirigem ao local de onde as células dendríticas procederam.
 4. Ações efetoras de TCD4
 a) Células Th1
A função de Th1 é a defesa contra microrganismos intracelulares. IFN-gama promove a ativação de macrófagos (presença de ligante CD40; aumento da atividade microbicida) e também atua em células B para promover opsonização e fagocitose pelo sistema complemento.
 b) Células Th2
Th2 secreta diferentes citocinas. IL-4 atua em células B para estimular a produção de IgE, levando à morte dos microrganismos por degranulação de mastócitos. Além disso, IL-4 suprime a ativação de macrófagos (inibe imunidade celular). IL-5 promove a ativação de eosinófilos, fundamental para a morte de helminto.
 c) Células Th17
A função efetora de Th17 consiste na inflamação e imunidade contra tumores. IL- 17 induz inflamação que promove a produção de outras citocinas que tem como alvo células tumorais. CCL20 recrutam mais células (ex: dendríticas) para o local do tumor.
Ativação de células TCD8→ dois mecanismos
Ativação direta por APC professional:A célula dendrítica expressa níveis elevados de B7, ativando as células naive TCD8. Agora, os linfócitos são capazes de produzir receptores e IL-2, levando a sua própria proliferação e diferenciação.
Necessidades de células TCD4:interação com células TCD4. APC estimula células TCD4 efetoras, que em troca ativam a APC. Naforma ativa, a APC expressa CD40 e 4- IBBL, moléculas que co-estimulam as células TCD8 naive.
 a) Mediada por perforina: Na ligação entre CTL e célula-alvo, é formado um canal de perforina polimerizada. Isso permite a entrada de água é cálcio para o meio intracelular, desencadeando alterações osmóticas e uma consequente lise
 b)Entrada de granzinas: Granzinas entram no meio intracelular pelos canais formados pela perforina. Uma vez dentro, elas estimulam a ação de caspases. Ao final, a lise celular terá sido induzida por fatores osmóticos e por apoptose.
 c) Mediada por FasL-Fas: A CTL expressa em sua superfície a molécula FasL (ligante de Fas) que interage com a Fas presente na superfície da célula-alvo. Essa ligação provoca a lise celular.
 Cooperação entre células Th e Tc na morte de microrganismos intracelulares
•Microorganismos são fagocitados nas vesículas e citoplasma dos macrófagos
•Os macrófagos interagem com células T CD4, que vão secretar IFN-gama.
•IFN-gama auxilia na morte dos microrganismos nos fagolisossomos. Porém, ainda
restam algumas microrganismos viáveis no citoplasma, que não foram mortos.
•Nesse momento, células T CD8 CTL se ligam aos macrófagos, provocando a morte
celular dessa célula infectada.
Aula 5: Resposta imune Humoral: Ativação de células B e produção de anticorpos
Desenvolvimento do linfócito B 
Geração de diversos clones que expressam receptores 
Alteração , eliminação ou inativação por reagir com componentes do próprio corpo(Seleção negativa)
migração de células b imaturas para tecidos linfóides secundários para se tornarem células B maduras (Seleção positiva)
Recirculação da célula B 
Ativação e expansão clonal
Diferenciação em anticorpos 
Subpopulações de células B 
Células B foliculares: presentes no baço e em outros órgãos linfóides, no centro germinativo.São T-dependentes, caracterizados pela sua afinidade e potencial para mudar de isótopo.
Células B marginais: Presentes no baço e em outros órgãos linfóides. são T- independentes, geralmente com IgM.
Células B B-1: presentes nas mucosas e na cavidade peritoneal. São T - independentes, geralmente com IgM 
Fases da resposta imune humoral
Células B com IgM e IgD em repouso encontra um antígeno e se torna uma célula B ativa iniciando a expansão clonal
A expansão clonal inicia a fase de ativação da célula B, onde ocorre a proliferação e diferenciação
a célula B vai secretar anticorpos, trocar isótipos e gerar células de memória
Entrada do antígeno e reconhecimento por células B - O antígeno chega a tecidos linfóides secundários caindo na circulação linfática, alcançando a célula B
Consequências da ligação Ag-BCR - em células t-independentes ocorre proliferação, em células T-dependentes ocorre expressão de B7, expressão de receptores para citocinas e expressão de CCR7 além de migração para áreas de células 
Sequência de eventos na resposta imune humoral à antígenos T-dependentes - As células dendríticas ativam Th que se transformam em células T efetoras fazendo interação com células B
O antígeno se liga ao receptor BCR da célula B, ele é internalizado e exposto na forma de MCH II e é apresentada para célula T- recém - chegada
CD40 (cel B) se liga a CD40L(cel T), promovendo a secreção de citocinas, tais citocinas se ligam a receptores da cél B , assim ativando-as.
Mecanismos da ativação de células B por células T helper
Apresentação de antígenos para células T ativadas e ativação B(foco extra folicular)
Formação de centros germinativos
Formação dos centros germinativos
grupo de células T naive ativadas pelo antígeno que migram para a região folicular e se diferenciam em células TFH
Função: Interagir com células B foliculares para que ocorra a troca de isótipo de Ig, hipermutação somática(aumento da afinidade dos anticorpos) e rápida divisão celular para formação dos centros germinativos. Nestes centros, essas células ajudam as células B na produção de plasmócitos secretores de anticorpos de alta afinidade para o antígeno e também na geração de células B de memória
Eventos nos centros germinativos
Resposta T- dependente
Maturação da afinidade
Troca de isótipo
Geração de cél B de memória
Plasmócito de vida longa