Aula_8_Imunoglobulinas

Prévia do material em texto

Imunoglobulinas: 
estrutura, genética e 
fisiologia 
Profa: Ana Paula Peconick 
Imunoglobulinas 
 INTRODUÇÃO 
 Definição 
 Apresentação 
 Distribuição 
 Linfócitos B 
 
 ESTRUTURA 
 Características 
gerais 
 Classificação 
 
 
 
 
 GENÉTICA 
 Características 
 Desenvolvimento de 
linfócitos B 
 Rearranjo e Expressão 
dos genes de Igs 
 Mudança de isótipo 
 
 FISIOLOGIA 
 Características 
 Funções 
 
INTRODUÇÃO 
Imunoglobulinas (Ig) 
 Definição 
• Imunoglobulinas são moléculas glicoprotéicas de 
origem animal, globulinas, produzidas pelos 
plasmócitos e que se ligam a antígenos (Ags), 
atuando como anticorpo (Ac). 
 
INTRODUÇÃO 
 Definição (cont.) 
 As imunoglobulinas derivam seu nome da 
descoberta de que elas migram com as 
proteínas globulares quando soro contendo 
anticorpos é colocado em um campo elétrico. 
INTRODUÇÃO 
Apresentação: 
 
 Acs conectados à membrana na superfície 
dos linfócitos B Receptores para Ags. 
 
 Acs secretados que residem na circulação, 
tecidos e mucosas Conectam Ags, 
neutralizam toxinas e evitam a 
disseminação de patógenos. 
 
 Os Acs secretados e associados à 
membrana diferem na sequência de 
resíduos de aas. na porção carboxiterminal 
da região C da cadeia pesada. 
INTRODUÇÃO 
 Distribuição 
 
 Líquidos corporais Soro 
 Na superfície de um número limitado de 
tipos celulares 
• Linfócitos B 
• Fagócitos mononucleares; células NK 
 Tecidos linfóides 
• Baço 
• Linfonodo 
• Tecido linfóide associado a mucosas 
 Medula óssea (plasmócitos produtores de Ac de 
longa duração) 
INTRODUÇÃO 
Linfócitos B 
 Único tipo celular capaz de produzir moléculas de Ac. 
 
 Componente celular central das respostas imunes 
humorias. 
 
 Linfócito B imaturo 
• Linfócito B IgM+, IgD- da membrana recém-derivado de 
precursores medulares e que não prolifera e nem se 
diferencia em resposta a Ags. Na medula óssea. 
 
 Linfócito B maduro 
• Linfócito B naïve funcionalmente competentes que 
expressam IgM e IgD e que representam o estágio final 
de maturação dos linfócitos B na medula óssea, e que 
povoam os órgãos linfóides periféricos. 
INTRODUÇÃO 
 Ativação das células B 
 
 
 Plasmócitos 
 
 
 
Ags polissacarídeos e lipídicos 
 
Ags protéicos exige sinais ativadores das células 
T CD4+. 
INTRODUÇÃO 
ESTRUTURA 
 Superfamília das Igs 
ESTRUTURA 
Características Gerais 
 Uma molécula de Ac possui uma estrutura básica simétrica 
composta por duas cadeias leves (L) idênticas e duas 
cadeias pesadas (H) idênticas. 
 
 
 
 
ESTRUTURA 
Características Gerais 
 As cadeias pesadas e leves possuem uma região 
aminoterminal variável (V) que participa do reconhecimento 
dos Ags e de regiões carboxiterminais constantes (C). 
As regiões C da cadeia 
pesada possuem as 
funções efetoras 
ESTRUTURA 
Características Gerais 
 A região C da cadeia pesada interage com outras moléculas 
efetoras e céls. do SI, participando, assim, como mediadora 
da maioria das funções efetoras dos Acs. 
 
ESTRUTURA 
A porção carboxiterminal das 
cadeias pesadas ancora os 
Acs ligados aos linfócitos B. 
Características Gerais 
 A região V de uma cadeia pesada (VH) é justaposta com a 
região V da cadeia leve (VL) para formar o local de conexão 
de Ags. 
 A maior parte das diferenças nas sequências entre os 
diversos Acs está confinada a três segmentos hipervariáveis. 
Regiões Determinantes de 
Complementariedade (CDRs) 
ESTRUTURA 
Interação Ag-Ac 
 Os locais de ligações de Ags da maioria dos Acs 
são superfícies planas que podem acomodar 
epitopos lineares ou conformacionais das 
macromoléculas. 
Epitopo Linear Epitopo Conformacional 
ESTRUTURA 
Interação Ag-Ac 
 O reconhecimento do Ag pelo Ac envolve uma 
ligação não covalente reversível. 
 
 Afinidade 
• Força de ligação entre um único local de 
ligação de um Ac e um epitopo de um Ag. 
 
 Avidez 
• Força de ligação de todos os locais a todos 
os epitopos disponíveis. 
ESTRUTURA 
ESTRUTURA 
 Fragmentos proteolíticos da IgG 
ESTRUTURA 
 Região de dobradiça 
ESTRUTURA 
o O estudo das Igs em face aos Ag, revela a 
existência de 3 tipos de determinantes 
antigênicos, cada um localizado em partes 
características da molécula de Ig: 
 
Determinantes Isotípicos 
Determinantes Alotípicos 
Determinantes Idiotípicos 
ESTRUTURA 
Isótipos 
Isótipos  conjunto de variantes de Igs comuns a todos os 
membros de uma determinada espécie. 
o Os Isótipos dependem das Regiões Constantes tanto das cadeias 
pesadas como das cadeias leves. 
o Todos os indivíduos de uma espécie contêm o mesmo conjunto 
básico de genes de Regiões Constantes 
 
ESTRUTURA 
Alótipos 
Alótipos  são o conjunto de variantes alélicas presentes nas 
populações de uma espécie. 
o Há pequenas diferencias (de 1 a 4 aminoácidos) que das regiões CH e 
CL. 
o Os indivíduos podem ser homozigóticos ou heterozigóticos para cada 
variante. 
Há indivíduos que para cada classe ou subclasse apresentam uma 
variante alélica distinta dos outros indivíduos. 
 Ex.: IgG2 (A) e IgG2 (B) 
ESTRUTURA 
Idiótipos 
Idiótipos  conjunto de variantes antigênicas características de 
cada Ac de um mesmo indivíduo. 
o Sequências de aminoácidos das Regiões Variáveis VH e VL 
 
ESTRUTURA 
Classificação 
 Classes ou Isótipos 
 IgA, IgD, IgE, IgG e IgM 
 
 Subclasses ou Subtipos 
 IgA1 e IgA2; IgG1, IgG2, IgG3 e IgG4 (humanos) 
 IgG1, IgG2a, IgG2b e IgG3 (camundongos) 
 
 Funções efetoras diferentes 
Divididos com base na estrutura 
C das cadeias pesadas 
ESTRUTURA 
ESTRUTURA 
GENÉTICA 
Características 
 Cadeias polipeptídicas: 
 Cadeias Pesadas: IgH (IgA, ; IgD, δ; IgE, ε; IgG, γ; IgM, ) 
 
 Cadeias Leves: Igl e Igk 
 
 Três loci separados codificam as cadeias pesadas e 
as cadeias leves. Cada locus está em um 
cromossomo diferente. 
 
GENÉTICA 
VDJ (Variável, Diversidade, Junção) 
Desenvolvimento de linfócitos B 
 Centro Germinativo 
 Maturação da afinidade 
 Mudança de isotipo 
 Geração das células B de 
memória 
 
(Modificado de Abbas et al, 2003.) 
GENÉTICA 
Progenitores 
Fígado fetal: 
Células B-1 
Medula óssea: 
Células B-2 
 
Repertório 
extremamente 
diverso de Ac 
o Cada clone de linfócito B produz um Ac com estrutura 
de ligação de Ag única. 
 
o Diversidade Propriedade do repertório linfocitário, 
ou seja, o número total de especificidade antigênica dos 
linfócitos de um indivíduo. 
Número igualmente 
grande de genes? 
NÃO 
REARRANJO GENÉTICO 
 Estágios de desenvolvimento dos 
linfócitos B: 
GENÉTICA 
Receptor de célula pré-B 
Rearranjo e expressão dos 
genes de Imunoglobulinas 
 Principal evento no desenvolvimento dos 
linfócitos responsável pela geração de um 
repertório diverso. 
 
 Os eventos de rearranjo do DNA não são 
dependentes ou influenciados pela presença 
de Ags. 
 
 
 
 
As Igs são expressas antes 
do encontro com os Ags 
GENÉTICA 
 Geração de diversidade das células B 
(Rearranjo dos genes das Igs) 
 
 Diversidade combinatória 
• Recombinação V(D)J 
• Um dos genes da região variável é selecionado 
ao acaso e unido ao segmento de DNA 
adjacente Novos exons. 
 
 Diversidade juncional 
• A diversidadeé aumentada pela adição e 
remoção de aleatória de nucleotídeos durante a 
união de genes diferentes. 
• Entre V e D, D e J ou V e J 
 
GENÉTICA 
L V 1 L V n L V 2 J2 J3 J5 C J1 J4 
DNA 
P P P E 
P P E 
L V 1 L J5 C 
V 2 J4 
DNA 
Rearranjo genético 
V C J 
V C 
Proteína 
Transporte para R.E. 
Proteína 
Tradução 
C L V J 
E 
L V C 
 
J 
RNA 
Transcrição 
Transcrito primário 
C L V J Processamento do RNA 
RNA mRNA 
GENÉTICA 
Genes da cadeia leve de Ig 
Genes da cadeia pesada de Ig 
P 
L V1 
P 
L Vn 
P 
L V2 D2 D3 D1 Dn 
C C J2 J3 J5 J1 J4 
E 
Rearranjo DJ 
P 
L Vn 
P 
L V1 
P 
L V2 
D2 
D1 C C J5 
J4 
E 
DNA 
Rearranjo VDJ 
D2 C C J5 
J4 
E P 
L V1 
P 
L 
V2 
DNA 
Transcrição 
D2 C C J5 
J4 
E 
L 
V2 
RNA Transcrito primário 
GENÉTICA 
 
 
 Seleção Positiva 
 
• Fenômeno voltado a identificar os linfócitos que 
tenham completado seu programa de rearranjo com 
sucesso e facilitando o comprometimento com 
subtipos de célula B. 
 
• Células B que expressem Ig funcionais de 
membrana recebem sinais de sobrevivência 
constitutivo. 
 
Seleção do repertório de células B madura 
GENÉTICA 
 Seleção negativa 
 
• Deleção de linfócitos que expressam 
receptores com alta afinidade para auto-Ags. 
 
• Parcialmente responsável por manter a 
tolerância das células B a auto-Ags. 
Apoptose 
GENÉTICA 
 Edição de receptor 
 
 Células B imaturas que reconhecem auto-Ags com grande 
avidez podem ser induzidos a mudar sua especificidade. 
Eventos adicionais de recombinação V-J 
da cadeia leve (genes Rag) 
Nova cadeia de Ig 
Não reativo 
SELEÇÃO POSISTIVA 
Reativo 
SELEÇÃO NEGATIVA 
GENÉTICA 
GENÉTICA 
Mudança de isótipo 
 Ocorre nos tecidos linfóides periféricos, em células B que 
estão ativadas nas bordas dos folículos, e nos CG. 
 Em resposta à ligação a CD40 e citocinas, parte da progênie 
das células B que expressa IgM e IgD sofre o processo de 
mudança de isótipo da cadeia pesada, levando a produção 
de Igs de diferentes classes (Iga, IgE, IgG). 
Sinais do CD40 Indução do gene AID 
(Desaminase Induzida pela 
Ativação) 
Citocinas 
Induzem fatores de transcrição que 
identificam quais os loci da cadeia pesada 
serão alvos de mudança mediado por AID 
GENÉTICA 
 Enzima AID 
 Mudança de isótipo 
• Processo de recombinação de mudança 
 
 Maturação da afinidade 
• Processo que leva ao aumento da afinidade 
dos Acs por um dado Ag à medida que a 
resposta humoral progride 
 
• É resultado de hipermutações somáticas em 
genes da Ig, seguida pela sobrevivência 
seletiva das céls. B produtoras de Acs com 
maior afinidade. 
 
GENÉTICA 
GENÉTICA 
FISIOLOGIA 
Síntese de Imunoglobulinas 
FISIOLOGIA 
Características relacionadas com 
o reconhecimento de Ags 
 Refletem as propriedades das regiões V dos 
Acs. 
 
 Especificidade 
 
 Diversidade 
 
 Amadurecimento por afinidade 
FISIOLOGIA 
Características relacionadas com 
as funções efetoras 
 
 
 Alterações nos isótipos durante a resposta 
influenciam em como e quando as respostas irão 
reagir para erradicar o Ag. 
 
 As funções efetoras dos Acs só são iniciadas 
quando esses se ligam a Ags, e não pela Ig livre. 
 
 A região C das cadeias pesadas também 
determina a distribuição tecidual das moléculas 
de Ac. 
 
FISIOLOGIA 
 Funções efetoras: 
 
 Neutralização de microorganismos 
(mos) ou de seus produtos tóxicos; 
 Ativação do sistema complemento; 
 Opsonização de patógenos; 
 Citotoxicidade celular dependente de 
Ac (ADCC); 
 Hipersensibilidade imediata 
 
 
FISIOLOGIA 
FISIOLOGIA 
 Os linfócitos B ativados proliferam e se 
diferenciam em células que secretam diferentes 
classes de Acs com funções distintas. 
FISIOLOGIA 
FISIOLOGIA 
Imunodiagnóstico... 
Dúvidas?