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Imunidade Inata e Imunidade Adaptativa: Prof. Paulo Miranda Departamento de Patologia - UFPE Mundo Perfeito Mundo Real Resposta à infecção infecção x doença Im. Inata Im. Adaptativa Sem doença Balanço entre Infecção Imunidade Infecção Imunidade Ag.Etiológico da Infecçãox virulência Imunidade Doença = Classificação: Intrínsecos: •Modificações no genoma, na hereditariedade e na embriogênese; •Erros metabólicos inatos; •Disfunções imunológicas (autoimunidade; hipersensibilidades; imunossupressão); •Distúrbios circulatórios; •Distúrbios nervosos e psíquicos; •Envelhecimento; AGENTES AGRESSORES OU ETIOLÓGICOS Qualquer agente que determine reações anormais na célula, podendo levar à perda da capacidade de compensação e gerar alterações bioquímicas, fisiológicas e morfológicas. A lesão bioquímica precede a lesão fisiológica que precede a lesão morfológica Extrínsecos: •Físicos: Temperatura; eletricidade; radiações; sons e ultrasons; magnetismo, gravidade e pressão. •Químicos: Exógenos Inorgânicos Ácidos, bases, metais pesados Orgânicos Toxinas, venenos, organo- sintéticos Endógenos Hormônios, catabólitos, enzimas, anticorpos, etc... Patógenos : Agentes Infecciosos: Agentes Acelulares Prions(<5 nm); virus (20-200 nm) Agentes Unicelulares Células procarióticas (200-2000 nm): clamídias, micoplasmas, bactérias Células eucarióticas (>2000 nm): fungos, protozoários Agentes Multicelulares Helmintos Artrópodes Caracteristicas do Sistema Imune Sistema Imune Sistema Imune Inato Sistema imune Adaptivo Céluas Mielóides sanguíneas Células Limfóides Linfócitos T Linfócitos B Anticorpos Desenvolvimento do sistema Imune eri pl mie neu mφ lin nk timo CD8+ CD4+ CTL TH2 TH1 eri pl mie neu mφ Onde acontece a resposta Imune? Os Órgãos Linfóides Secundários são as principais unidades funcionais do Sistema Imune Durante a Resposta Imune, Moléculas estranhas são concentradas nas CFDs e Céls. B ativadas MECANISMOS INESPECÍFICOS IMUNIDADE INATA A RESPOSTA IMUNE PRIMEIRA LINHA DE DEFESA DO ORGANISMO POUCA ESPECIFICIDADE • BARREIRAS EPITELIAIS • FAGÓCITOSE (Macrofágos e Neutrófilos) • CÉLULAS NK (“Natrural Killer”) • SISTEMA COMPLEMENTO • MEDIADORES INFLAMATÓRIOS • CITOCINAS INFLAMAÇÃO NÃO INFECCIOSA LESÃO DO TECIDO ÍNTEGRO INFECCIOSA AGRESSÃO I N F L A M A Ç Ã O IMUNIDADE INATA ELIMINAÇÃO DE MICROORGANISMOS REPARO TECIDUAL NÃO INFECCIOSA LESÃO DO TECIDO ÍNTEGRO INFECCIOSA AGRESSÃO I N F L A M A Ç Ã O IMUNIDADE INATA ELIMINAÇÃO DE MICROORGANISMOS INEFICAZ NÃO INFECCIOSA LESÃO DO TECIDO ÍNTEGRO INFECCIOSA AGRESSÃO I N F L A M A Ç Ã O IMUNIDADE INATA IMUNIDADE ADQUIRIDA ou ESPECÍFICA NÃO INFECCIOSA LESÃO DO TECIDO ÍNTEGRO INFECCIOSA AGRESSÃO I N F L A M A Ç Ã O REPARO TECIDUAL IMUNIDADE INATA ELIMINAÇÃO DE MICROORGANISMOS IMUNIDADE ESPECÍFICA Adesão de leucócitos ao endotélio TNF IL-1 Monócito Sitio de inflamação Mediadores quimiotáticos (e.x. selectinas) atraem leucócitos ao local de inflamação Macrofagos Dano endotelial Neutrófilo Endotélio Adesão Trombose microvascular Tissue factor IL-6, IL-8 Tumour necrosis factor (TNF) Citocinas: IL-6, IL-8, IL-10 Radicales livres de oxígeno Platelet activating factor Proteases Prostaglandinas Leucotrienos Bradicinina Inflamação Coagulação fibrinolise IL: interleucina Moléculas de adesão Interação com leucócitos Liberação de citocinas e mediadores inflamatórios Liberação de mediadores de vasodilatação e vasoconstricção Efeito funcional sobre o sistema de coagulação O papel do endotélio Injuria tisular Formação de coágulo de fibrina Leucócito polimorfonuclear VASO SANGUINEO ENDOTÉLIO Membrana basal FOCO DE LESÃO AGENTE QUIMIOTÁTICO P 150 MO-1 ELAM-1ICAM-1 LFA-1 CEL. ENDOT. ATIVADA LEUCÓCITO PMNN DIAPEDESE Dr. J. Velásquez G. Adesão de leucócitos Rolling Selectinas Sinal direto Quimiocinas Ativação de integrina ICAM-1 Receptor TNF, IL-1 Galectinas Galectinas: novos mediadores de Inflamação Classe de lectinas animais que se ligam especificamente aos beta-galactosídeos de maneira independente de cálcio. São diferenciados das outras lectinas pela presença de um domínio conservado de reconhecimento de carboidratos. A maioria das proteínas desta classe se liga as moléculas de açúcar de maneira dependente de sulfidrilas e são freqüentemente referidas como lectinas do tipo S. O Sistema Imune Imunidade Inata • Pepitídeos antimicrobianos • Fagócitos (Macrofagos, PMNs, Monocitos, DCs) • Via Alternativa do complemento • Sistema de ativação da imunidade adaptativa (TLR) Imunidade adaptativa • Linfócitos B e Plasmócitos - Anticorpos • Linfócitos T - Citotoxicidade - Secreção de Citocinas - Ativaçào de Cél. B Por que Adotiva? Amplificação da inflamação Clones de células T se expandem 64,000 x em 4 dias Cada células Th1 ativada atrai 1.000 macrófagos Macrofagos estimulados por Citocinas “brabos” Repertório: Reconhecimento de um número quase ilimitados de Epitopos Memória: Resposta Secundária: mais precoce, íngreme, mais rápido, limite mais forte e mais baixo. SISTEMA IMUNE INATO • Presente todo tempo, independe do tipo de patógeno, e não aumenta após repetidas exposições nem descrimina entre diferentes patógenos. • Pode sofrer alteração em função do meio ambiente • Fluxo longitudinal do ar e fluidos através dos epitélios. • Pele : Ac. graxos, P. acnes • Pêlos : • Cílios : • Muco : • Lágrima,secreções,suor : Lisozima • Saliva: • Suco gástrico : pH ácido. • Biota normal : E. coli , B. de Dordeline. • Peptídeo antibacterianos : Defensinas. • Fagocitose. • Sistema Complemento ( via alternada ). • Receptores Toll-like (TLR) Funções das moléculas salivares Molécula Aglutinação Adesão (+/-) Antimicrobiana Nutrição Amilase - + - + Beta- Microglobulina + ? ? ? Fibronectina - + - ? Lisozima + + + ? Mucina + + + + Aglutinina da parótida + + - ? PRPs - + - ? S-IGA + + + ? Staterina - + - ? Inflamação I.Adquirida especificidade memória minutos horas dias IL-18 IL-15 IL-12, IL-23, IL-27 TNFa IL-1 IFNg IL-17 I.Inata imediata amnésica SISTEMA IMUNE INATO Resistência que não é adquirida através de contato com o antígeno É de natureza inespecífica Inclui Barreiras naturais a agentes infecciosos/patógenos Modelo para atuação da I. Inata Elementos do sistema Inato de defesa Moléculas Secretorias: • Transferrina e lactoferrina priva o organismo de ferro • Interferon inibe replicação viral e ativa outras células para destruir patógenos. • Lisozima, no soro,lágrima e leite materno destroem a parede celular de bacterianas (peptidioglicana) • Fibronectina liga-se (opsoniza) bactéria e promove sua rápida fagocitose. • Complemento, seus produtos causam a destruição de microorganismos diretamente ou com auxíliode fagócitos. • Proteinas de fase aguda (CRP) interagem com as proteinas do sistema complemento no combate a infecções. • TNF-alfa suprime a replicaçào viral e ativa os fagócitos. • Peptídeos antimicrobianos Elementos célulares do sistema Inato (não específico) de defesa Componentes Celulares : Neutrófílos (PMN), Fagócitos mononucleares (incluem monocitos na circulação, histiocitos em tecidos, células da micrógliano cerebro, células de Kupffer no fígado e macrofagos nas cavidades serosas e orgãos linfóides), cél. dendríticas. Células NK são importantes na defesa contra infecções virais e doenças malignas. Células T gamma delta (no epitélio) -no MHC N. B. Todos os componentes não específicos do sistema imune são modulados por produtos do sistema imune específico, tais como as interleucinas, interferon-g, Anticorpos, etc. Características: • Rápida para se desenvolver • Não específica para antígeno Vantagem: Controla o patógeno nas horas iniciais e dias de infecção, dando tempo para que outras linhas de defesas mais especializadas possam se expandir e se desenvolver Sistema que responde virtualmente de pronto ao patógeno e identifica rapidamente seu potencial gerando uma resposta imune inata Resposta Imune Pele & Membranas mucosas rápida regeneração de superfícies, movimentos peristálticos, movimento mucociliar, vômito, fuxo dos fluidos biológicos (urina/lágrima) tosse. Defesa Celular e Humoral lisozima, secreção sebácea/mucosa, Ácido gasttíco, Organismos comensais, proteinas do complemento, fagocitose, Cél. NK Invasão & infecção Barreiras Imunidade inata Imunidade Adaptativa + + Inflamação Defesa Celular e Humoral Anticoros, Citocinas, Cel. Tauxiliares (Th), Cel. T citotóxicas(Tc) Imunidade Inata Imunidade Adaptativa Barreiras naturais(pele) Secreções (lisozimas) Complemento Inflamação Granulócitos Células NK Macrófagos Fagocitose Mol. Adesão Citocinas Células B - Produção de Ac Células T -Imunidade mediada por células Imunoregulação Imunidade Neut Baso Mono Eosin Macrófago/DC APC Plaquetas T B NK Anticorpos CTL Inflamação Lesão Tecidual PG/TX C’ Citocinas Lise espontânea Mediadores inflamatórios Citocinas Fagocitose Fagocitose Toll Metchnikoff 1883 Source: Wikipedia Metchnikoff watched the reaction to a thorn inserted into a mollusk. Hemocytes (amoebocytes) arrived and tried to ingest the foreign body; if they could not, they walled it off, gradually converting into, or recruiting, fibroblasts. We do exactly the same thing to foreign bodies. Infecção Reinfecção Imunidade Inata Imunidade Adaptiva Memória imunológica Específica Doença Recuperação Sem doença Quimiocinas: Características Estruturais Pequenos polipeptídios de 8 a 12 kDa Contêm duas alças dissulfeto internas Compartilham seqüência genética e aminoácidos de seqüência homóloga (20-50% idênticos) Apresenta 4 resíduos de cisteína que interagem uns com os outros em pares para criar um grego-chave Os dois primeiros resíduos de cisteína estão situados perto da extremidade N-terminal O 3º resíduo de cisteína reside no centro da molécula O 4º resíduo de cisteína fica perto da extremidade C-terminal Quimiocinas: Classificação Quimiocinas: Funções • Atuam como um guia para migração de células(quimiotaxia) • Controlam células do sistema imunológico • Promovem angiogênese • Orientam células para tecidos que promovem sinais específicos para a maturação celular Quimiocinas ou quimioquinas (Chemokines) • Recruta as células para os locais de infecção • Orquestra os movimentos dos linfócitos B e T e das células dendriticas durante a resposta imunológica • Atua nas células hematopoéticas promovendo a sua diferenciação Neutrófilos - IL-8, GCP- 2 GRO-a,GRO-b,GRO-g ENA-78, NAP-2, LIX Eosinofilos - MCP-3, MCP-4, Eotaxin-1, Eotaxin-2, Rantes MIP- 1a, HCC-1 Basófilos - MCP-1, MCP- 2, MCP-3, MCP-4, MCP-5 Eotaxin-1, Eotaxin-2, Rantes Quimiocinas: Produção Quimiocinas podem ser separadas em 2 categorias dependendo da forma como são expressas: 1.Constitutivas : Tecido normal linfócitos . tecido sem inflamação 2.Induzidas (inflamatórias): Produzidas por várias células em resposta a estímulos inflamatórios e recruta leucócitos para locais de inflamação SISTEMA IMUNE INATO Estratégias de Reconhecimento Imune Inato Receptores Presentes nas células do Sistema Imune Inato e Adaptativo Não são passados para novas gerações celulares Contém sítios de ligação Especificidade devido à linha de germe Como o Sistema Imune Determina a Origem do Antígeno e Como Decide se Induz uma Resposta Imune? Papel principal do Sistema Imune Inato Limitação Genética e Mutações dos Microorganismos SISTEMA IMUNE INATO Padrões moleculares associados a patógenos (PAMP) • Receptores de reconhecimento padrão (RRP) • Exemplos mais bem conhecidos de PAMPs: Lipopolissacarídeos bacterianos (LPS) Peptidioglicano Ácidos Lipoteicóicos Manoses DNA bacteriano Dupla fita de RNA Glicanos AÇÚCARES – GLICANOS (glicoproteinas) LIPÍDEOS (Lipoproteinas) Ácidos Nucleicos Lectinas Toll-Like Receptor PAMPS patogen-associated molecular patterns (moléculas padrão de reconheicmento) (ausentes em células mamíferos) PRRs patterns recognition receptors (em células de Imunidade Inata) SISTEMA IMUNE INATO Receptores “ Toll-Like “ O receptor “ Toll “ é identificado na drosophila como componente de uma rota de sinalização Codificado por uma proteína transmembranosa com largo domínio extracelular contendo repetições ricas em Leucina Homólogos dos receptores “ Toll “ em drosophilas foram encontrados em mamíferos (TLRs), receptores do Sistema Imune Inato ? A primeira evidência de ligação do TLR4-sistema inato: Camundongos (receptor para lipopolissacarídeo (LPS). TLRs • Família de proteínas transmembrânicas tipo I • Responsáveis do reconhecimento de várias vias de padrões de reconhecimento de patógenos (PAMPs ) • Compostos de domínios de sinalização extra- celulares, intra-celulares e transmembranas TLRs Responsáveis pela distinção entre partículas em apoptose e partículas indicativas de infecção. Macrófagos ou Mastócitos Citocinas Pró-inflamatórias e mediadores lipídicos. Céls. Dendríticas Resp. Imune Adaptativa Descoberto inicialmente em Drosophilas • 13 TLRs identificados em mamíferos. • Reconhecem constituintes da parede celular microbiana ou ácidos nucléicos patogênos- específicos. Lipopolisacáridos (LPS), endotoxinas, lipoproteinas bacterianas, ácidos nucleicos são reconhecidos pelos TLR que estimulam a resposta imunológica. Os Receptores Toll like (TLR- Toll like receptores) são uma família de receptores localizados na superfície dos macrófagos e das células endoteliais que reconhece sobretudo componentes bacterianos e induzem a resposta imunológica. O gene Toll foi descoberto pela primeira vez na Drosophila. As mutações neste gene deram origem a um desenvolvimento anormal da região dorso-ventral do embrião. Este gene era responsável pela resistência a infecções por fungos devidoà formação da drosomicina que é um péptido antimicrobiano. SISTEMA IMUNE INATO Receptores envolvendo a Interação entre o Sistema Imune Inato e o Sistema Imune Adaptativo SISTEMA IMUNE INATO Características comuns aos PAMPs Produzidos apenas por patógenos microbianos Essenciais para a sobrevivência ou patogenicidade dos microorganismos Substâncias invariáveis compartilhadas por todas as classes de patógenos SISTEMA IMUNE INATO Receptores de reconhecimento padrão (PRR) ● São expressos em : Macrófagos Células dendríticas Células B ● Divisão estrutural dos PRRs Domínios repetidos ricos em Leucina Domínios de Lectina cálcio-dependentes Domínios protéicos do receptor scavenger SISTEMA IMUNE INATO : RRPs x PAMPs: Ligantes: PAMPs (padrões moleculares associados a patógenos); Receptores : PRRs (receptores de reconhecimento padrão ) TLRs Expressão Celular dos TLR Resposta da Imunidade Inata Fazendo a Imunidade resistente à infecção • Presente desde o nascimento • Não é Antigeno-específica • Não aumenta após segundo exposição • Não tem memória • Usa componentes humorais e celulares • É menos efetiva sem a imunidade adaptativa Também envolvida na ativação e amplificação da imunidade adaptativa Imunidade adaptativa Estabelecimento da adaptação da imunidade à infecção • Aprende por experiência • Confere imunidade especifica ao patogeno • Aumenta após segunda exposição • possui memória • Usa componente celular e humoral • É pouco efetiva sem a imunidade inata Anticorpos podem refletir infecção para qual o indivíduo foi exposto - Diagnóstico da infecção Tipos de Imunidade Adaptativa Imunidade passiva : Transmitida pela transferência de soro ou fluidos de um animal previamente imunizado para outro não imunizado. Ex: Amamentação, Passagem transplascentária (indução natural), e Soros hiperimunes (indução artificial). Imunidade ativa : Obtida após estimulação antigênica. Pode ser adquirida após a recuperação da Doença (indução natural), ou em conseqüência de Vacinação (indução artificial). Imunidade adotiva : Ocorre quando se transfere células imunocompetentes de um animal para outro. Aquisição de imunidade activa e passiva Imunidade Passiva Activa Modo de Aquisição Anticorpos maternos Globulinas imunes Anticorpos monoclonais humanizados Antitoxinas Infecção natural Vacinas Organismos completos Vivos atenuados Inactivados Macromoléculas purificadas Toxóides Polissacáridos da cápsula Proteínas recombinantes Vacinas com vectores recombinantes Vacinas de DNA Agentes usados na imunidade passiva Doença Agente Conjunto de gamaglobulinas imunes humanas ou antitoxinas de cavalo Conjunto de gamaglobulinas imunes humanas Conjunto de gamaglobulinas imunes humanas Anticorpos monoclonais anti-RSV Antiveneno de cavalo Conjunto de gamaglobulinas imunes humanas Picada de viúva negra Difteria Hepatites A e B Sarampo Doença respiratória Mordidela de cobra Raiva Tétano Antiveneno de cavalo Botulismo Antiveneno de cavalo Antiveneno de cavalo Tipos de Imunidade Imunidade ativa • Resulta da exposição natural a patógenos (ou induzida por vacinas) • Vantagens: mais forte resposta mais variada, maior duração, desenvolvimento de memória • Desvantagens: pode levar varias semanas e meses para se tornar completamente eficiente Imunidade passiva •Resulta da transferência de Ac •Vantagens: resposta intensa, efetiva imediatamente •Desvantagens: Curta duração Não ativa a própria resposta do hospedeiro, não desenvolve memória imunológica •Exemplo: Soroterapia Resposta Inicial a Infecção 1a FASE 2a FASE 3ª FASE IMUNIDADE INATA INFECÇÃO REMOÇÃO DO ( 0 - 4 hS ) A . INFECCIOSO IMUNIDADE RECONHECIMENTO REMOÇÃO DE AGENTE PRECOCE INFECÇÃO E ATIV. DE CELs. INFECCIOSO INDUZIDA EFETORAS ( 4 - 96 hs ) RESPOSTA EXPANSÃO CLONAL E REMOÇÃO DO ADAPTATIVA INFECÇÃO RECONHECIMENTO DIFERENCIAÇÃO DE AGENTE INFECCIOSO TARDIA POR CELs. B e T CELs. EFETORAS ( > 96 hs ) “NAIVES “ IMUNIDADE RE - INFECÇÃO RECONHECIMENTO RE MOÇÃO DO AGENTE PROTETORA POR Ac PREFORMADOS INFECCIOSO E CELs. EFETORAS. MEMÓRIA RE - INFECÇÃO RECONHECIMENTO RÁPIDA EXPANSÃO E REMOÇÃO DO IMUNOLÓGICA POR CELs. B e T DE DIFERENCIAÇÃO DAS PATÓGENO MEMÓRIA CELs. EFETORAS Celulas do sistema imune Cél. Tronco hemopoieticas Pluripotenciais Progenitor linfóide comun Progenitor mieloide Macrofagos Monocitos Neutrofilos PMN Eosinofilos Basofilos Mastócitos Fagocitose Apresentação de Ag Fagocitose antibacteriana Imunidade anti-parasitária ?Proteção das Superfícies mucosas Proteção das Superfícies mucosas Linfocitos Imunidade adaptativa O que fazem as Cél. no Tecido Linfóide Periférico? • Regulam a resposta imune • Regulatam a resposta à outros orgãos e sistemas • Produzem Cél. e moléculas efetoras • Selecionam os melhores clones celulares para a função • Regulam a importação de células no tecido • Regulam a exportação de cél. para a recirculação • Maturam a afinidade da resposta imune • Selecionam cél. incompatíveis para a função • Para fazer tudo isto, as Cél. devem se comunicar com outras cél. circulantes e com as cél. teciduais Imunidade adaptativa: APC B Ac CD4 CD8 Ag Processamento de Ag Auxiliar Auxiliar 1. 2. iccosomes Dendritic cell David Hunt. Cell Systems Initiative, U. of Washington. Dendritic cells are the link between innate and adaptive immunity. They are superb phagocytes. Infecção Ativação de fagócitos Como Cél. Imunes se Comunicam: Mediadores Solúveis CITOCINAS & QUIMIOCINAS Conjunto de diferentes proteínas solúveis, fabricadas por células que afetam o comportamento de outras células. O balanço & nível de citocinas and quimiocinas secretadas, afetam a evolução da resposta INFLAMACÃO A fase inicial envolve Cel. Endoteliais e resulta no acúmulo de fluido, proteinas plasmaticas & leucócitos. A fase final envolve a ativação e maturação linfócitos fagócitos e outros granulócitos .Como Células Imunes se Comunicam: Contato célula-célula Tecido linfóide periférico aprisiona células fagocitárias contendo antígeno, induzindo as células em conjunto a promover o contato célula-célula. O contato cél.-cél. ocorre em muitas fases da resposta imune. T CTL T B Y Produção de Ac Ativação de cél. acessórias Apresentação de Ag Cél. alvo Morte Móleculas da superfície célular atuam no contato célula-célula A expressão e o nível de expressão controla a adesão célula-célula. A ativação pode induzir a expressão: Adesão celular, migração, especificidade antigenica, apresentação de antígenos,coestimulação, função auxiliar e função efetora As Moléculas Receptoras de Citocinas presentes na superfície célular são influenciadas pela ativação célular Células em repouso Células ativadas Leucócitos T MO NK MAC baso eos B ne DC CD4 MHC II MHC I CD3 CD8 MHC II MHC I CD3 CCR5 CXCR4 TCR TCR Células do Sistema Imune T auxiliares T Ciotoxico/ “ e Tsupressor” Derived from JM Austyn & KJ Wood: Principles of Cellular and Molecular Immunology 1993 -N -c a1 a2 MHC class I 2-m a3 Antigen Presenting Cell TCR a CD8 Receptor de Cél.T MHC Pique, Garcia, Wilson: Scripps Peptideo Estranho Célula T Célula Dendritic Interação entre respostas inatas e adaptativas Interação entre respostas inatas e adaptativas Células efetoras e proteínas da Imunidade Inata Interface entre Imunidade Inata e Adaptativa Video 1 Video 2 Sejam bem-vindos ao mundo da Imunologia
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