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Imunidade inata: receptores, sistema complemento e inflamação Ma. Bruna Cristina Borges Setembro, 2018 Universidade Federal de Uberlândia Instituto de Ciências Biomédicas Reconhece estruturas moleculares que são produzidas pelos patógenos microbianos: moléculas comumente encontradas na superfície de microrganismos, como lipopolissacarídeos, resíduos de manose e ácidos teicoicos. Padrões Moleculares Associados a Patógenos (PAMPs) Ativação da resposta Imunidade inata Reconhece moléculas endógenas que são produzidas ou liberadas de células danificadas ou mortas. Padrões Moleculares Associados a Danos (DAMPs) Ativação da resposta Imunidade inata Exemplos de PAMPs e DAMPs Não há diversidade, nem capacidade adaptativa para a geração de novos receptores ou reconhecimento de novos padrões moleculares que não aqueles já programados no código genético. Receptores de reconhecimento de padrão Receptores da resposta Imunidade inata Macrófagos, neutrófilos, células dendríticas e células epiteliais, • Receptores do sistema imune inato são codificados por genes herdados, enquanto os genes que codificam receptores da imunidade adaptativa são gerados por recombinação somática de segmentos de genes em precursores de linfócitos maduros, • Não reagem contra células e tecidos normais, Receptores da resposta Imunidade inata Papel central na ligação a patógenos e iniciação da resposta inflamatória. Macrófagos, neutrófilos e células dendríticas. 9 tipos diferentes: localizados na membrana e no interior da célula. Receptores do tipo TOLL Os ligantes que os diferentes TLRs reconhecem são estruturalmente diversos e incluem produtos de todas as classes de microrganismos. TLRs também estão envolvidos na resposta a moléculas endógenas cuja expressão ou localização indicam dano celular (HSP). 20 diferentes proteínas citosólicas, Recrutam outras proteínas para formação de complexo, 3 domínios: repetições de leucinas, união, efetor (CARD, Pyrin, BIR), Macrófagos, Células dendríticas e células epiteliais, Receptores do tipo NOD (NLR) Receptores do tipo NOD (NLR) - Fragmentos de peptidioglicanos da parede celular, - NOD2 – células de Paneth – Doença de Crohn, - Inflamassomas (NRLP): domínio Pyrin, - diversos ligantes, - Ativação pela diminuição do K+ intracelular, produtos de ROS e substâncias cristalinas, Piroptose Gota (artrite): - Condição inflamatória dolorosa nas articulações causada pela deposição de cristais de urato monossódico, - Cristais de urato ativam o inflamassoma, - Antagonistas de IL-1, Síndromes autoinflamatórias - síndromes periódicas associadas à criopirina (CAPS) - Alta produção de IL-1, - Ataques recorrentes de febre e inflamação localizada, mais comumente nas articulações e nos intestinos, sem agente causador, - Sensores citosólicos de RNA viral que respondem aos ácidos nucleicos virais induzindo a produção de interferons tipo I antivirais, - Expressos em vários tipos celulares, - Reconhecem dsRNA e ssRNA, Receptores do tipo RIG (RLRs) Receptores do tipo RIG (RLRs) - Reconhecem carboidratos na superfície dos microrganismos facilitam a fagocitose dos microrganismos e a secreção de citocinas que promovem subsequentes respostas imunes adaptativas, - Lectina C – dependente de cálcio, - Diferentes tipos de lectina: manose, fucose, Nacetilglucosamina e β-glicanos Receptores para carboidratos Características do Receptor Imunidade Inata Imunidade Adaptativa Especificidade herdada no genoma SIM NÃO Expresso por todas as células de um determinado tipo (ex: macrófago) SIM NÃO Ativa resposta imediata SIM NÃO Reconhece uma variedade de patógenos SIM NÃO Codificado por múltiplos segmentos gênicos NÃO SIM Requer rearranjo gênico NÃO SIM Distribuição clonal NÃO SIM Reconhece uma ampla variedade de estruturas moleculares NÃO SIM Moléculas Solúveis • Atuam de duas maneiras principais: - Ligação aos microrganismos, elas agem como opsoninas e aumentam a habilidade dos macrófagos, neutrófilos e células dendríticas em fagocitar os microrganismos, - Promovem respostas inflamatórias que trazem mais fagócitos para os locais de infecções e eles também podem matar diretamente os microrganismos. Sistema Complemento • Várias proteínas plasmáticas que trabalham juntas para opsonizar os microorganismos, promover o recrutamento de fagócitos para o local de infecção e, em alguns casos, matar diretamente os microrganismos, • Cada componente ativado adquire atividade proteolítica, ativando os elementos seguintes em cascata, Funções do Sistema Complemento • Ativação sequencial de proteínas do complemento Enzima inativa Enzima ativa Enzima inativa Enzima ativa Enzima inativa Enzima ativa Enzima inativa Enzima ativa EFEITO Sistema Complemento C3 Clivagem C3a C3b Fragmento menor Fragmento maior Exemplo de uma proteína do Sist. Compl.: Inflamação Opsonização • Via clássica Presença do complexo antígeno-anticorpo, • Via alternativa Reconhecimento de superfícies de células estranhas, • Via da lectina Reconhecimento da manose nos organismos. Sistema Complemento Via Clássica Via da Lectina Via Alternativa Complementos Ag:Ac Ligação da lectina ligadora de manose a superfície de patógenos Superfície de patógenos Ativação do Complemento Recrutamento de células Inflamatórias e imunocompetentes. Opsonização dos patógenos Morte dos patógenos MECANISMO EFETOR DA IMUNIDADE HUMORAL. Três vias do sistema Complemento Via comum Via comum PAMP DAMP Reconhecimento (ligação) Receptor de reconhecimento de padrões Inflamação R.I. antiviral • Bactérias extracelulares e fungos: resposta inflamatória aguda - altas taxas de neutrófilos e monócitos, ação do sistema complemento, • Bactérias intracelulares: ação de fagócitos ativados – receptores toll e citocinas, • Vírus: células NK, interferons Reações imunes inatas INFLAMAÇÃO Calor Rubor Edema Dor Perda de função *Quimiocinas: TNF, IL-1, *Células endoteliais – expressão de selectina: carbidratos dos leucócitos – ligamento por selectina – Rolamento dos leucócitos, * Integrinas dos leucócitos passam do estado de baixa afinidade para alta afinidade, * Adesão estável dos leucócitos ao endotélio pela integrina, * Transmigração pelo endotélio. Etapas para a ocorrência da migração dos leucócitos Célula endotelial Leucócito CXCL8 – neutrófilos CCL2 – monócitos Fagocitose e destruição dos microrganismos *Fagocitose: ingestão de partículas maiores que 0,5 um de diâmetro, *Fagócitos: liberação de ROS (explosão respiratória), NO, proteases lisossomais, *Neutrófilos: morte intracelular e extracelular – liberação dos grânulos: armadilhas extracelulares de neutrófilos, *Deficiência na fagócito oxidase: doença granulomatosa crônica, Passos gerais de uma resposta inflamatória: 1) Tecido infectado ou lesionado – PAMPs e/ou DAMPs reconhecidos por células da imunidade inata residentes dos tecidos 2) Produção de citocinas pró-inflamatórias (TNF, IL-1 e IL-6) e quimiocinas – alteraçõesreversíveis na arquitetura dos vasos sanguíneos e recrutamento (quimiotaxia) de leucócitos e proteínas plasmáticas para o sítio infectado ou lesionado 3) Leucócitos (neutrófilos e monócitos circulantes) e proteínas plasmáticas (proteínas do sist. complemento e anticorpos) saem dos vasos sanguíneos e alcançam os tecidos extravasculares (fora do vaso). Como isso é possível? Devido à alterações reversíveis que ocorrem nos vasos: 1) Aumento do fluxo sanguíneo no tecido 2) Aumento da expressão de moléculas de adesão pelas células endoteliais na luz do vaso o que permite a adesão de leucócitos recrutados ao endotélio do sítio infectado ou danificado -> transmigração (do vaso para o tecido) 3) Aumento da permeabilidade dos vasos sanguíneos (permite proteínas plasmáticas entrarem nos tecidos infectados ou danificados) Como todas essas alterações acontecem? -> Mecanismo de ação de citocinas e quimiocinas produzidas por células ativadas da imunidade inata presentes no sítio infectado ou danificado 4) Eliminação da infecção (tecido infectado) ou reparo tecidual (tecido lesionado/danificado) Defesa antiviral *IFN tipo I: inibe a replicação viral, Regulação da resposta imune inata e formas de evasão microbiana *Citocinas anti-inflamatórias: IL-10, antagonistas de IL-1, Citocinas *Proteínas solúveis que medeiam as respostas imunes e inflamatórias, *Comunicação entre as células, *R.I.I: mastócitos, células dendríticas e macrófagos, RESUMINDO A INFLAMAÇÃO Citocinas, Transmigração dos leucócitos, Fagócitos ativados. P Proteína C reativa Fibrinogênio Fígado Luisa Ortega nasceu pesando 3,7 kilos. Ela é a segunda filha do casal Ortega. Com 4 semanas, foi levada ao pediatra, pois apresentava inchaço e vermelhidão ao redor do coto do cordão umbilical (onfalite) e uma febre de 39•C. Sua contagem de células sanguíneas era de 71.000/uL (normal= 5 -10.000/uL). Ela foi tratada no hospital com antibióticos intravenosos por 12 dias e mandada para casa com antibióticos orais. Na sua alta, sua contagem de células sanguíneas estava 20.000/uL. Culturas obtidas a partir da pele inflamada foram positivas para Escherichia coli e Staphylococcus aureus. CASO CLÍNICO O irmão mais velho de Luisa, com 1 ano de idade desenvolveu uma grave infecção do intestino grosso. Ele sofreu diversas infecções de pele e morreu de pneumonia por estafilococcos. Antes da sua morte sua contagem de leucócitos era de 75.000/uL. Devido a história familiar pregressa Luisa foi encaminhada para o hospital infantil. Tudo parecia normal ao exame físico e radiografias de tórax e abdômen. Cultura de urina, sangue e fluido cerebroespinhal foram negativas. CASO CLÍNICO Sua contagem de células totais era de 68.000/uL . Das células brancas, 73% eram neutrófilos, 22% eram linfócitos e 5% eosinófilos. As concentrações de IgG, IgM e IgA estavam normais e a presença de proteínas do sistema complemento também estavam normais. Uma janela cutânea de Rebuck foi aplicada. Nesse método, um fragmento da pele do antebraço é retirado e uma lamínula é colocada sobre o local. Após duas horas, a lamínula é retirada e substituída por uma outra até o total de 8 horas. Qual o objetivo desse procedimento? CASO CLÍNICO Assim, a migração de células para o tecido danificado pode ser observado. Não houve acúmulo de células brancas nas lamínulas. Suas células sanguíneas foram retiradas e estimuladas com PHA (fito-hemaglutinina) e examinadas após três dias de incubação. CASO CLÍNICO
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