Citocinas Quimiocinas Inflamação e Moléculas de Adesão MHC e Apresentação de Antígeno

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Citocinas, Quimiocinas, Moléculas de 
Adesão e Inflamação
Professora Suzana Chaves
Imunologia Geral
Definição:
in.fla.ma.ção
sf (lat inflammatione) 1 Ação de inflamar ou inflamar-se. 2
Med Resposta local à ofensa celular (como na infecção ou
no trauma), caracterizada por dilatação capilar, infiltração
leucocítica, calor, e comumente dor, e que constitui o
primeiro mecanismo de controle dos agentes nocivos e de
eliminação do tecido danificado.
Michaelis Moderno Dicionário da Lingua Portuguesa
LESÃO
MEDIADORES 
VASOATIVOS
VASODILATAÇÃO E 
MIGRAÇÃO 
LEUCOCITÁRIA
REPARO TECIDUAL
EVENTOS PRINCIPAIS DO PROCESSO INFLAMATÓRIO
Adaptado de www.odec.ca
Função da Inflamação:
# Fornecer células ao local de infecção → morte dos 
MO
# Barreira Física – coagulação microvascular → 
prevenir a propagação do MO
# Reparo Tecidual (não relacionado ao Sistema 
Imune)
INFLAMAÇÃO
INFLAMAÇÃO
INFLAMAÇÃO
INFLAMAÇÃO
INFLAMAÇÃO
INFLAMAÇÃO
• RUBOR (vermelhidão devido a dilatação dos vasos)
• DOR (devido ao aumento da pressão exercido pelo
acúmulo de fluído intersticial e devido a mediadores
químicos)
• CALOR (devido ao aumento do fluxo sangüíneo)
• TUMOR (devido ao acúmulo extravascular de fluído)
• PERDA DA FUNÇÃO
Sítio de Infecção
Início da Resposta
Stuart, L.M., Immunity, 2005
Mediadores inflamatórios:
PAF 
Atração de leucócitos, ativação de mac., eosinófilo 
e plaquetas.
Prostaglandinas (D2 e E2) e leucotrienos (B4 e C4) 
 permeabilidade
Mediadores inflamatórios:
PAF
Atração de leucócitos, ativação de mac., eosinófilo e 
plaquetas.
Prostaglandinas (D2 e E2) e leucotrienos (B4 e C4) 
 permeabilidade
C5a (anafilatoxinas)
-  permeabilidade, indução de moléculas de adesão, 
quimiotaxia de neutrófilo e monócito, ativador de 
fagócitos e mastócitos
Aumento do diâmetro vascular
Aumento do fluxo de sangue no local
(Vasodilatação)
Calor e Rubor
Aumento da Permeabilidade Vascular 
Saída de fluidos e ptns do sangue para o tecido
Edema e Dor
Coagulação em microvasos – Bloqueio da 
difusão do patógeno pelo sangue
Aumento do permeabilidade vascular
Aumento do permeabilidade vascular
Por quê?
Quem vai informar às 
células sobre a situação?
CITOCINAS
Definição
São pequenas proteínas (~25 kDa) liberadas por 
várias células do organismo, normalmente em 
resposta a um estímulo ativador, e induzem 
respostas por meio da ligação a receptores 
específicos. 
Interleucina – Entre Leucócitos
• Glicoproteínas não-antígeno específicas
• Sintetizadas e rapidamente secretadas em 
resposta a um estímulo
• ½ vida curta
• Não armazenadas em grânulos
Aguinaldo R. Pinto
Propriedades Gerais
•Secreção das citocinas é um evento breve e limitado
Propriedades Gerais
•Secreção das citocinas é um evento breve e limitado
•Muitas citocinas são produzidas por diferentes células
Propriedades Gerais
•Uma única citocina age sobre diferentes células
Propriedades Gerais
•Possuem ações redundantes
Propriedades Gerais
•A produção de uma provoca a 
síntese de outras
Propriedades Gerais
•A ação de uma citocina pode interferir na ação de outra
Propriedades Gerais
•Iniciam suas ações se ligando a receptores específicos
Propriedades Gerais
•Para uma grande maioria de células, agem como fatores 
de crescimento
Microambiente:
# susceptibilidade/resistência
# diferenciação celular
# ativação celular
Citocinas Pró-Inflamatórias
IL-1
Principal fonte: macrófagos ativados
Produção: dois sinais distintos (Receptor Toll e Inflamossomo)
TNF-α (Fator de Necrose Tumoral)
Principais fontes: macrófagos, células dendríticas
IL-6
Fonte: macrófagos, células endoteliais vasculares, fibroblastos
Induz síntese hepática de mediadores inflamatórios, produção de neutrófilos na
MO e diferenciação de linfócitos Th17
IL-12
Fontes: macrófagos e células dendríticas
Induz a produção de IFNγ por células NK e linfócitos T
IFN γ
Fonte: céulas NK e linfócitos T
Ativação de macrófagos (NO)
Entre as citocinas liberadas no
tecido estão aquelas com ação de
atrair células para o local de infecção.
Essas citocinas são chamadas de
quimiocinas.
Entre as citocinas liberadas no tecido estão 
aquelas com ação de atrair células para o local de 
infecção. Essas citocinas são chamadas de 
quimiocinas.
Todas as quimiocinas estão relacionadas com sua sequência de AA:
CCL – 2 cisteínas adjacentes e seus receptores são CCLR.
CXCL – 2 cisteínas separadas por 1 AA. Receptores CXCLR.
Quimiocinas agem somente em 
contexto inflamatório?
Movimento constante e 
altamente regulado dos 
componentes celulares imunes 
pelo sangue e tecidos
Ações Biológicas das Quimiocinas
Produzidas por estímulo externo (inflamação)
Produzidas constitutivamente nos tecidos (organização tecidual)
# Recrutamento de leucócitos circulantes para um local
extravascular
# Estimulação do movimento orientado dos leucócitos por
gradiente de concentração (quimiocinese)
# Desenvolvimento de órgãos linfóides e regulação do trânsito dos
leucócitos para os tecidos
# Migração das células dendríticas do local de infecção para os
linfonodos
O recrutamento de leucócitos do sangue para
os tecidos depende da adesão desses leucócitos ao
revestimento endotelial, seguido pelo movimento
através do endotélio e da membrana basal
adjacente para o tecido.
O recrutamento de leucócitos do sangue para
os tecidos depende da adesão desses leucócitos ao
revestimento endotelial, seguido pelo movimento
através do endotélio e da membrana basal adjacente
para o tecido.
Moléculas de Adesão dos Leucócitos e das 
Células Endoteliais Envolvidas do 
Recrutamento de Leucócitos
Migração Celular
Duas etapas importantes:
1- fixação das células circulantes ao endotélio
vascular
2- migração para o local da inflamação
...controladas pelas moléculas de superfície celular
das células em migração e por uma variedade de
moléculas solúveis de sinalização
• Moleculas de adesão celular (CAMs) são
proteínas de superficie celular envolvidas na
interação célula-célula / célula-matriz
extracelular
Famílias
• Integrinas
• Selectinas
• Superfamília de Imunoglobulinas
Moléculas e funções
Selectinas e Ligantes de Selectinas
Etapa inicial de adesão
Baixa afinidade
Expressas em leucócitos e células endoteliais
Células Endoteliais
P-selectina: armazenada em grânulos
citoplasmáticos e redistribuída após estímulo
E-selectina: sintetizada e expressa em 1-2 horas
em resposta a citocinas (IL-1, TNF) e produtos
microbianos
Leucócitos (Ligantes de Selectinas)
Sialil-Lewis X (sLeX) – E e P-selectinas
Integrinas e Ligantes de Integrinas
Leucócitos Células Endoteliais
LFA-1
(antígeno associado à função
leucocitária 1)
ICAM-1 
(molécula de adesão intercelular 1)
ICAM-2
VLA-4 
(antígeno de expressão tardia 4)
VCAM-1
(moléculas de adesão da células
vascular 1)
Como as moléculas de 
adesão participam do 
homing ?
CITOCINAS
TNF-alfa e IL-1 beta Expressão de P-selectina no endotélio
TNF-alfa e IL-1 beta Expressão de P-selectina no endotélio
Expressão de E-selectina no endotélio
TNF-alfa e IL-1 beta Expressão de P-selectina no endotélio
Expressão de E-selectina no endotélio
Ambas interagem com 
sialil-Lewis no leucócito
TNF-alfa e IL-1 beta
Mediadores 
inflamatórios 
Expressão de P-selectina no 
endotélio
Expressão de E-selectina no 
endotélio
Ambas interagem com 
sialil-Lewis no 
leucócitoPasso 1: Rolagem
TNF-alfa e IL-1 beta
Mediadores 
inflamatórios 
Expressão de P-selectina no 
endotélio
Expressão de E-selectina no 
endotélio
Ambas interagem com 
sialil-Lewis no 
leucócito
Passo 1: Rolagem
Mas ligação com selectina é uma ligação fraca, então, 
ocorre a ativação das integrinas.
TNF-alfa e IL-1 beta
Mediadores 
inflamatórios 
Expressão de P-selectina no 
endotélio
Expressão de E-selectina no 
endotélio
Ambas interagem com 
sialil-Lewis no 
leucócito
Expressão de ICAM-1 e 
2 no endotélio
Ligação a LFA-1 e CR3 (leucócitos)
Passo 2: Ligação Forte
TNF-alfa e IL-1 beta
Mediadores 
inflamatórios 
Expressão de P-selectina no 
endotélio
Expressão de E-selectina no 
endotélio
Ambas interagem com 
sialil-Lewis no 
leucócito
Expressão de ICAM-1 e 
2 no endotélio
Ligação a LFA-1 e CR3 (leucócitos)
TNF-alfa e IL-1 beta
Mediadores 
inflamatórios 
Expressão de P-selectina no 
endotélio
Expressão de E-selectina no 
endotélio
Ambas interagem com 
sialil-Lewis no 
leucócito
Expressão de ICAM-1 e 
2 no endotélio
Ligação a LFA-1 e CR3 (leucócitos)
Ligação Estável 
PECAM – leucócito e células juncionais
DIAPEDESE
TNF-alfa e IL-1 beta
Mediadores 
inflamatórios 
Expressão de P-selectina no 
endotélio
Expressão de E-selectina no 
endotélio
Ambas interagem com 
sialil-Lewis no 
leucócito
Expressão de ICAM-1 e 
2 no endotélio
Ligação a LFA-1 e CR3 (leucócitos)
Ligação Estável 
PECAM– leucócito e células juncionais
PASSO 3: DIAPEDESE
PASSO 4: MIGRAÇÃO
Aguinaldo R. Pinto
Imunologia Geral
Processamento, apresentação de 
antígeno e MHC
Houve a fagocitose do antígeno. 
E agora?
- Reconhecimento e Captação
- Processamento
- Apresentação
Etapas do processo de apresentação de antígeno
- Reconhecimento e Captação
- Processamento
- Apresentação
Etapas do processo de apresentação de antígeno
Vias de entrada do 
antígeno
Características dos Antígenos Reconhecidos por
Células T
Explicação
A maioria das células T reconhece peptídeos, 
mas não outras moléculas.
Apenas os peptídeos ligam-se a moléculas de 
MHC
As células T reconhecem peptídeos lineares de 
antígenos protéicos
Os peptídeos lineares ligam-se a fendas das 
moléculas do MHC, e ocorre perda da
conformação da proteína durante a geração
desses peptídeos
As células T reconhecem antígenos associados a 
células, e não antígenos solúveis
Os receptores de células T só reconhecem
estruturas semelhantes ao MHC, que são
proteínas de membrana que exibem peptídeos
ligados de modo estável sobre a superfície
celular
As células TCD4+ e CD8+ reconhecem
preferencialmente antígenos provenientes dos 
reservatórios extracelulares e citosólicos, 
respectivamente
As vias de montagem das moléculas do MHC 
asseguram que as moléculas de classe II irão
apresentar peptídeos que derivam de proteínas
extracelulares e que são captados em vesículas
das APCS, enquanto as moléculas de classe I 
apresentam peptídeos de proteínas citosólicas.
Células Apresentadoras de Antígeno 
Diferentes tipos de células atuam como APC para ativar células T 
virgens e células T efetoras previamente diferenciadas
Além do complexo peptídeo-MHC para reconhecimento do Ag pela Célula T, APCs 
também fornecem estímulos adicionais às células T, necessários para respostas 
completas desses linfócitos (coestimuladores)
Função das APCs é aumentada pela exposição a produtos microbianos
Aumento de MHC e coestimuladores
Citocinas
Receptores quimiocinas
APCs que apresentam antígenos às células T também recebem sinais desses 
linfócitos que intensificam a sua função de apresentação de antígeno
Linf. T CD4 
CD40/INFy
microorganismos;
Células Dendríticas
Localização: órgãos linfóides, epitélios da 
pele, trato gastrointestinal e respiratório
- Reconhecimento e Captação
- Processamento
- Apresentação
Etapas do processo de apresentação de antígeno
Porque preciso processar antígenos para 
que Linfócitos T possam reconhecê-los?
Ao contrário das células inatas que
interagem com o antígeno diretamente, as
células T somente o reconhecem quando ele
está na forma de peptídeo complexado com
glicoproteínas denominadas complexo de
histocompatibilidade principal (MHC) na
membrana de células APCs.
É necessário processamento
Moléculas MHC
MHC
Major Histocompatibility Complex
HLA
Human Leukocyte Antigen
• Moléculas MHC são ligadas à membrana celular. O reconhecimento
requer contato.
• Peptídeos do citosol associam-se a MHC classe I e são reconhecidos
pelos LTc. Peptídeos de vesículas associam-se a MHC classe II e são
reconhecidos pelos LTth.
• Cada molécula de MHC tem somente um único sítio ligante de
peptídeo.
• Citocinas (especialmente interferon-γ) podem aumentar o grau de
expressão de MHC.
• Alguns micro-organismos evadem a RI por diminuir o grau de
expressão de MHC.
• Alguns tecidos possuem graus de expressão diferenciados de MHC.
Considerações gerais
Propriedades Gerais das Moléculas de MHC
# Cada MHC tem uma fenda de ligação do peptídeo extracelular,
domínios semelhantes à imunoglobulina e domínios transmembrana
e citoplasmático.
# Os resíduos de aminoácidos polimórficos das moléculas do MHC
estão localizados na fenda de ligação dos peptídeos e adjacentes a
ela
# Domínios não polimórficos semelhantes à Ig do MHC contêm sítios
de ligação para moléculas CD4 e CD8 das células T.
Restrição do MHC
Citoplasmático - MHC de classe I – Linfócito 
T CD8
-Toda célula nucleada
-Vesicular - MHC de classe II – Linfócito T 
CD4
- APCs
As duas classes de moléculas de HLA são 
expressas diferentemente nos tecidos 
•Os antígenos podem ser apresentados por 2 tipos de moléculas de MHC: classe I e classe II. As moléculas 
de MHC I apresentam peptídeos gerados no citoplasma para as células T CD8+; já as moléculas de MHC II
apresentam peptídeos degradados em vesículas celulares para células T CD4+
•Classe I são expressos constitutivamente por todas as células nucleadas.
Em geral, apresentam antígenos intracelulares (e.g. vírus);
•Classe II são expressos por células apresentadoras de antígenos (APCs).
Em geral, apresentam antígenos extracelulares (e.g. bactérias, fungos, protozoários, vermes).
PROCESSAMENTO E APRESENTAÇÃO DE 
ANTÍGENOS PELO MHC
Sequência Motivo
Conjunto de resíduos de ancoramento que permite a 
ligação ao MHC.
Esse resíduos são produzidos no processamento
Peptídeos de10-17 
resíduos de aa.
Estágios do Processamento de Antígeno 
Exógeno
Captação
Acesso de antígenos às vias de degradação 
intracelulares (fagocitose)
Estágios do Processamento de Antígeno 
Exógeno
Captação
Acesso de antígenos às vias de degradação 
intracelulares (fagocitose)
Degradação
Proteólise limitada de antígenos à peptídeos (lisossoma)
Ativação da Catepsina B em baixo pH
Em pH mais alto a 
catepsina existe na forma 
de pró-enzima B
Acidificação do 
endossomo altera a 
conformação da pró-
enzima para permitir a 
clivagem da pró-região
A perda da pró-
região expõe o sítio 
catalítico da protease
Estágios do Processamento de Antígeno 
Exógeno
Captação
Acesso de antígenos às vias de degradação 
intracelulares (fagocitose)
Degradação
Proteólise limitada de antígenos à peptídeos (lisossoma)
Formação do Complexo Antígeno-MHC
Carregamento de peptídeos em moléculas de MHC
?????????Por que não ocorre a ligação 
de qualquer antígeno?
É necessário prevenir a 
ligação de proteínas 
próprias ao MHC imaturo
Cadeias invariantes (Ii) estabilizam o 
MHC II através de ligação não 
covalente e formação de um 
complexo
Maturação e cadeia invariante do MHC II no Retículo 
Endoplasmático
(LI)
Endossomas
Superfície Celular
Captação
Peptídeo da Cadeia Invariante Associado a Classe II (CLIP)
Complexo MHCII 
direcionado para o 
endossoma com a Ii
Catepsina S degrada a Ii, e 
CLIP bloqueia a molécula de 
MHC
MHC II em vesículas 
se funde com vesículas 
contendo antígeno
Catepsina S
Remoção do CLIP
?
HLA-DM
HLA-DM promove a remoção do CLIP
HLA-DM catalisa a remoção do CLIP
Compartimento MIIC
HLA-DM substitui o 
CLIP com um peptídeo 
utilizando mecanismos 
catalíticos.
Epítopo Imunodominante
O compartimento MIIC seleciona complexos peptídeo-MHC para a 
expressão na superfície ou degradação lisossomal
Expressão de complexos MHCII-peptídeo 
Exportado para a superfície celular
Enviados para o lisossomos para degradação 
Captação
Antígenos já presentes no citoplasma
Degradação
Proteasoma
Formação complexo peptídeo-MHC
Carregamento dos peptídeos nas moléculas de MHC I 
Apresentação
Transporte e expressão de complexos peptídeo-MHC 
em células de superfície de células para 
reconhecimento por células T
Processamento de Antígeno Endógeno
Degradação do Proteasoma
Os componentes do proteasoma são induzidos por IFN-
Proteínas citoplasmáticas, incluindo proteínas não-próprias são 
degradadas continuamente pelo proteasoma
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO
CITOSOL
Peptídeos produzidos no citoplasma são fisicamente 
separados do MHC I
MHC I recém sintetizado
Peptídeos precisam 
entrar no RE para que 
sejam carregados em 
moléculas de MHC I
?????????
Como o peptídeo encontra com o MHC I?
ER membrane
Lumen of ER
Cytosol
Transportadores associados com 
processamento de antígeno(TAP1 e 2)
O transportador tem preferência por peptídeos com > 8 aminoácidos
com terminal C hidrofóbico.
Peptide
Peptide
Peptide
Peptide
Peptide
Peptide
Peptide
Peptide
Peptide
Peptide
Membrana RE
Lúmen do RE
Citosol Peptídeo
Domínio cassete 
ligado ao ATP (ABC) 
Domínio 
transmembrana
Peptídeo do Proteasoma
Retículo Endoplasmático
Calnexina se liga 
à cadeia I até a 
cadeia 2-M se 
ligar
Peptide
Peptide
Peptide
Peptide
Peptide
Peptide
Peptide
Peptide
Peptide
Peptide
Peptide
A cadeia 
β2-M se 
liga e 
estabiliza 
o MHC
Tapasina, calreticulina, 
TAP 1 & 2 formam um 
complexo com o MHC
Peptídeos 
citoplasmáticos são 
carregados na 
molécula de MHC (8-
10 aa) e a estrutura se 
torna estável
Maturação e carregamento do MHC I
Enviado para o lisossomo (degradação) 
Exportado para a superfície celular
Resumo da apresentação de antígenos
Antígenos endógenos
(citoplasmáticos)
Processamento e
apresentação em 
contexto de MHC I
“Priming” de células
T citotóxicas CD8+
Morte das células-alvo
Antígenos exógenos
(vesiculares)
“Invasão”
(presença de M.O.
no interstício)
Processamento e
apresentação em
contexto de MHC II
“Priming” de células
T auxiliares CD4+
Produção de citocinas
“ativadoras” do sistema
fagocítico mononuclear
Mas, não é tão simples assim...
...existe a “cross-presentation”
Mas, não é tão simples assim...
...existe a “cross-presentation”
“Cross-presentation” 
ou apresentação cruzada
• É a apresentação de antígenos de origem
exógena em contexto de MHC de classe I,
levando a ativação de células T citotóxicas
(CD8+)
CD1
-Processamento semelhante ao MHCII
-Estruturalmente semelhante ao MHCI
- Apresenta antígenos lipídicos a células T (não CD4 e CD8) -
NKT
- Expresso nos timócitos corticais, células de Langerhans, 
células dendríticas, linfócitos B, epitélio intestinal, músculo 
liso e endotélio de vasos sanguíneos.
Cross-dressing
Ligação TCR-MHC/peptídeo e sinal co-estimulatório