Imunologia - Imunidade Inata

Prévia do material em texto

Imunologia – Aula 03
Imunidade Inata
IMUNIDADE INATA
A imunidade inata é a primeira linha de defesa contra as infecções. Os mecanismos da imunidade inata existem antes mesmo do encontro com os microorganismos e são rapidamente ativados pelos microorganismos antes do desenvolvimento das respostas imune adquiridas.
A imunidade inata tem três importantes funções:
1) A imunidade inata é a resposta inicial aos microorganismos para evitar a infecção do hospedeiro e que, em muitos casos, pode eliminar esses microorganismos.
2) Os mecanismos efetores da imunidade inata são muitas vezes usados para eliminar microorganismos mesmo nas respostas imunes adquiridas. Por exemplo, na imunidade mediada pela célula, os linfócitos T antígeno-específicos produzem citocinas que ativam o fagócito.
3) A imunidade inata aos microorganismos estimula as respostas imunes adquiridas para torná-las otimamente eficazes contra diferentes tipos de microorganismos. Esta imunidade inata não só exerce funções defensivas essenciais, logo no início da infecção, como também fornece o “aviso” de que uma infecção está presente e contra a qual deverá ser elaborada a subseqüente resposta imune adquirida.
Alguns componentes da imunidade inata estão funcionando durante todo o tempo, mesmo antes da infecção; esses componentes incluem as barreiras à entrada microbiana representadas pelas superfícies epidérmicas e mucosas. Outros componentes da imunidade inata estão normalmente inativos, porém prestes a responder rapidamente à presença de microorganismos; esses componentes incluem os fagócitos e o sistema complemento.
A resposta imune inata pode ser dividida em fases de reconhecimento, de ativação e efetora
CARACTERÍSTICAS DO RECONHECIMENTO IMUNE INATO
A resposta imune inata tem uma especificidade única para os produtos de microorganismo, ou seja, os componentes da imunidade inata são capazes apenas de reconhecer as estruturas que são características dos patógenos microbianos e que não estão normalmente nas células dos mamíferos.
Os alvos microbianos da imunidade inata têm sido descritos como PAMP’s (Padrões Moleculares Associados aos Patógenos) e os receptores que ligam essas estruturas conservadas são chamados “receptores de reconhecimento de padrões”. Diferentes classes de microorganismos (vírus, bactérias Gram-negativas, bactérias Gram-positivas, fungos) expressam diferentes padrões moleculares que são reconhecidos por diferentes receptores de reconhecimento de padrões nas células hospedeiras e na circulação.
Em razão desta especificidade para estruturas microbianas, o sistema imune inato é capaz de distinguir o próprio do não-próprio, ou seja, a resposta imune inata não reage contra estruturas próprias e é por isso ainda melhor para discriminar entre o próprio e o não-próprio do que o sistema imune adquirido (onde podem ocorrer respostas imunes adquiridas contra antígenos autólogos e resultar em doenças auto-imunes, o que não ocorre na inata).
OBS. IMPORTANTE: A ATIVAÇÃO DO SISTEMA IMUNE OCORRE PELA ENTRADA DE PATÓGENOS
COMPONENTES DO SISTEMA IMUNE INATO
O sistema imune inato consiste de barreias epiteliais, de células circulantes e de proteínas que reconhecem microorganismos ou substâncias produzidas na infecção, assim como iniciam as respostas para eliminarem esses microorganismos. As principais células efetoras da imunidade inata são os neutrófilos, os fagócitos mononucleares e as células matadores naturais (NK). Essas células atacam microorganismos que romperam a barreira epitelial e entraram nos tecidos ou na circulação. Cada um desses tipos celulares exerce um papel distinto na resposta aos microorganismos. Algumas das células da imunidade inata, notadamente os macrófagos e as células NK, secretam citocinas que ativam os fagócitos e estimulam a reação celular da imunidade inata, chamada inflamação. A inflamação consiste no recrutamento de leucócitos para o sítio de infecção e ativação desses leucócitos para eliminarem o agente infeccioso. A inflamação pode também lesar o tecido normal. Se os microorganismos entrarem na circulação, serão combatidos pelas várias proteínas do plasma. As principais proteínas circulantes da imunidade inata são as proteínas do sistema complemento, colectinas, pentraxinas e as proteínas do sistema de coagulação.
1) BARREIRAS EPITELIAIS
As superfícies epiteliais íntegras formam barreiras físicas entre os microorganismos do ambiente externo e a defesa do hospedeiro. As três principais interfaces entre o ambiente e a defesa do hospedeiro são a pele, a superfície mucosa do trato gastrointestinal e do trato respiratório. Todas essas três superfícies são protegidas por epitélios contínuos que impedem a entrada de microorganismos, e a perda da integridade desses epitélios comumente predispõe à infecção.
Os epitélios produzem peptídeos que têm uma função antibiótica natural. Os mais bem conhecidos desses peptídeos são as defensinas. As defensinas são abundantes nos neutrófilos, sendo antibióticos de duplo espectro, que matam uma variedade de bactérias e fungos. A síntese das defensinas é aumentada em resposta às citocinas inflamatórias tais como a interleucina-1 (IL-1) e o fator de necrose tumoral (TNF).
2) FAGOCITO: FAGÓCITOS E NEUTRÓFILO
A função de ingerir e destruir microorganismos é mediada pelos fagócitos, que incluem os neutrófilos no início da resposta imune inata e os macrófagos nas repostas mais tardias. Os neutrófilos constituem a população mais abundante de leucócitos circulantes e são mediadores das fases mais iniciais das respostas inflamatórias. Não apresentam antígenos apenas fazem a fagocitose. Os neutrófilos circulam no sangue por apenas 6 horas.
Os macrófagos respondem tipicamente aos microorganismos quase tão rapidamente quanto os neutrófilos, porém persistem por muito mais tempo nos sítios da inflamação. Por esse motivo, os macrófagos são as células efetoras dominantes nos estágios mais tardios das respostas imunes inatas, cerca de 1 a 2 dias após a infecção.
Reconhecimento dos Microorganismos pelos Neutrófilos e Macrófagos
Os neutrófilos e macrófagos reconhecem os microorganismos através de diversos receptores que funcionam para estimular a migração das células para o local da infecção, promover fagocitose dos microorganismos e estimular a produção de substâncias microbicidas para matar os microorganismos. Os diferentes receptores exercem funções distintas, mas que se superpõem. De modo geral, os neutrófilos migram mais rapidamente do que os macrófagos, e os macrófagos são mais ativamente fagocíticos, porém as funções dessas duas células na imunidade inata são fundamentalmente semelhantes. Além desses receptores para os microorganismos, os fagócitos expressam substâncias que são produzidas em resposta à infecção, tais como citocinas.
Recrutamento dos Leucócitos para os Sítios da Infecção
O processo de migração dos leucócitos para os sítios de infecção é estimulado pelas citocinas e mediado pelos receptores no alojamento dos leucócitos e pelos ligantes endoteliais para esses receptores. As citocinas mais importantes nesta reação são o TNF (fator de necrose tumoral) e as quimiocinas, que são produzidas pelos macrófagos, pelas células endoteliais e outros tipos celulares em resposta à infecção. O TNF secretado pelos macrófagos estimula as células endoteliais a expressarem seqüencialmente as diferentes moléculas que medeiam a ligação preferencial dos diferentes tipos de leucócitos. Esta atividade resulta na infiltração dos leucócitos nos tecidos, primeiro os neutrófilos e depois os monócitos e a célula T.
As quimiocinas estão também envolvidas no recrutamento dos leucócitos para os sítios da infecção. Elas promovem a adesão dos leucócitos e estimulam a quimiotaxia dos leucócitos dentro dos tecidos. As quimiocinas são produzidas por muitos tipos celulares, incluindo macrófagos respondendo aos microorganismos, células T estimuladas por antígenos e células endoteliais ativadas pelo TNF e pela IL-1. Essas quimiocinas atuam sobreos leucócitos que estão fracamente ligados às superfícies das células adjacentes. Elas estabilizam a ligação dos leucócitos ao endotélio e promovem o subseqüente extravasamento. Depois que os leucócitos entram nos tecidos, as quimiocinas estimulam a migração dirigida, ou quimiotaxia, das células para um gradiente crescente de concentração de citocinas. Coletivamente, essas ações resultam na entrada e no acúmulo de leucócitos no sítio extravascular da infecção.
Fagocitose dos Microorganismos
Os neutrófilos e os macrófagos ingerem os microorganismos para vesículas, onde eles são destruídos. A fagocitose é um processo de engolfamento de grandes partículas, que é dependente do citoesqueleto. Um fagócito usa vários receptores de superfície para se ligar a um microorganismo e estende uma projeção de membrana caliciforme em volta do organismo. Quando a membrana em protrusão se estende além do diâmetro da partícula, o topo do cálice fecha-se e se desloca para o interior do cálice para formar uma vesícula intracelular. Esta vesícula, chamada fagossoma, contém a partícula estranha ingerida e se rompe da membrana plasmática.
Morte dos Microorganismos Fagocitados
A principal função efetora dos neutrófilos e dos macrófagos é matar os microorganismos fagocitados pela fusão dos lisossomas com os fagossomas e pela produção de moléculas microbicidas. A fusão dos lisossomas com os fagossomas resulta na formação de fagolisossomas, nos quais as enzimas proteolíticas acumuladas nos lisossomas fazem contato com os microorganismos fagocitados e os destroem.
Quando os neutrófilos e os macrófagos estão fortemente ativados, podem lesar o tecido normal do hospedeiro por liberação de intermediários reativos do oxigênio (ROI’s), de óxido nítrico (NO) e de enzimas lisossômicas. Os produtos microbicidas dessas células não distinguem entre tecidos próprios e os microorganismos. Como resultado, quando esses produtos entram no ambiente extracelular, são capazes de causar lesão tecidual. A forma extrema de lesão tecidual pelos neutrófilos em resposta aos microorganismos é a formação de abscesso, que é uma bolsa de tecido liquefeito, cheio com uma coleção de neutrófilos e de detritos celulares, isto é, pus.
Outras Funções Efetoras dos Macrófagos Ativados
Aos macrófagos, além de destruir os microorganismos fagocitados, servem a muitas outras funções na defesa contra as infecções, incluindo o recrutamento de leucócitos e o reparo dos tecidos. Muitas dessas funções são mediadas pelas citocinas, que são as encarregadas da imunidade inata. Os macrófagos realizam muitas das suas funções efetoras somente depois que são ativados pelos microorganismos, pelas citocinas ou por outros estímulos:
	- Produzem mediadores adicionais da inflamação aguda, incluindo quimiocinas e mediadores lipídicos
	- São ativadores da coagulação, principalmente através da expressão da proteína de fator tecidual
	- São a principal fonte de mediadores do reparo tecidual crônico, incluindo fatores angiogênicos, fatores que estimulam a proliferação de fibroblastos e fatores que regulam a síntese do tecido conjuntivo
	- Podem liberar proteases da família das metaloproteinases de matriz
	- Participam da remodelagem dos tecidos pela degradação das proteínas da matriz extracelular
	- Ativam os fibroblastos para constituir novas matrizes
	- Medeiam a fibrose tecidual preferencialmente à formação de abscessos observada com os neutrófilos
3) CÉLULAS MATADORAS NATURAIS (NK)
As células NK são uma subpopulação de linfócitos que matam (lisam) as células infectadas por vírus e secretam citocinas, principalmente INF-gama.
4) SISTEMA COMPLEMENTO
O sistema complemento auxilia a resposta imune. É formado por cerca de 30 proteínas plasmáticas que interagem com outras moléculas do sistema imune. Elas podem ser encontradas solúveis no plasma ou ligadas à superfície de certos tipos de células, são classificadas como proteínas da fase aguda e são sintetizadas no fígado, pulmão, trato gastrointestinal. Algumas dessas proteínas são proteases (clivam outras proteínas proteoliticamente) zimogênios (inativas), que se ativam quando são liberadas para o interior da célula.
A citocina-gama é o maior indutor de expressão gênica das proteínas desse sistema, e a ativação deste dá-se de maneira seqüencial, em cascata, onde a 1ª proteína participa da ativação da 2ª, a 2ª participa da ativação da 3ª, e assim por diante.
Funções do Sistema Complemento
A ativação do sistema complemento tem um só objetivo, que é recrutar células inflamatórias para o local da infecção para tentar eliminar o microorganismo. A partir daí se obtém suas principais funções:
1) LISE CELULAR DE PATÓGENOS (CITÓLISE): mediada pela formação do MAC (complexo de ataque à membrana) nas superfícies celulares
2) OPSONIZAÇÃO (“SINALIZAÇÃO”) DA BACTÉRIA PELOS ANTICORPOS, OU SEJA, SINALIZA O MICROORGANISMO PARA O CORPO, QUANDO ESTE NÃO RECONHECE O PATÓGENO: mediada pelo fragmento C3b. A opsonização dos patógenos ou partículas ocorre pela ligação de proteínas do sistema complemento na superfície do patógeno
	- Para ocorrer a opsonização, deve haver a quimiotaxia, ou seja, um estímulo quimiotático que faz com que fatores quimiotáticos (C3a, C4a e C5a) se liguem nas células, ou ativem o endotélio vascular, que resulta no recrutamento destas para o local da ativação de células inflamatórias (tecido-alvo)
3) SOLUBILIZAÇÃO DE IMUNOCOMPLEXOS CIRCULANTES: complexos antígeno-anticorpo ativam as proteínas do complemento, entretanto não podem ficar circulantes, então ou são retirados por fagócitos ou o antígeno é morto pelo sistema complemento através de lise celular
4) ATIVAÇÃO DAS CÉLULAS INFLAMATÓRIAS: certos fragmentos da proteólise do sistema complemento (C3a, C4a e C5a) ativam mastócitos e basófilos, que por sua vez, induzem a liberação de mediadores na circulação (lembra do choque anafilático - mas não é – por isso essas proteínas são chamadas de anafilotoxinas)
Vias de Ativação do Sistema Complemento
1) Via Clássica (dependente de anticorpos) – estudaremos mais adiante
2) Via Alternativa (independente de anticorpos)
3) Via das Lectinas (manose)
Via Alternativa
É a via mais empregada pelo nosso corpo e não requer a participação de anticorpos. É um estado contínuo de baixo nível de ativação, ou seja, está sempre ocorrendo mais em nível baixo e é amplificado na superfície de um patógeno. O componente C3 é quem a ativa: C3 se hidrolisa constantemente e se liga à superfície dos patógenos através de resíduos de manose e outros açúcares.
O componente C3 tem papel fundamental na ativação do sistema complemento, porque gera C3a e C3b, precursor da C3 convertase, e a partir da formação desta, as três vias (Clássica, Alternativa e das Lectinas) convergem na mesma seqüência terminal de eventos.
A C3 é constantemente hidrolisada e se liga à patógenos através de ligamento amina e hidroxila na superfície deste. O fator B (proteína do sistema complemento) liga-se a C3 (que já estará associado ao microorganismo), permitindo a ligação do fator D (outra proteína do sistema complemento). O fator D cliva o fator B, formando Ba e Bb. Ba será liberado, enquanto Bb ficará associado à C3 (associado ao microorganismo), que é a C3 convertase em si.
A C3 convertase (C3 + Bb) quebra moléculas de C3 (não associadas ao microorganismo) em C3a e C3b, esta última se liga à superfície do patógeno, permitindo a ligação de mais fator B, que por sua vez, permite a ligação de mais fator D, que cliva o fator B em Ba e Bb. Ba é liberado, enquanto Bb se une à C3b (associada ao microorganismo), gerando mais C3 convertase.
Além da deposição de C3b iniciar a síntese de mais C3 convertase, também facilita a fagocitose, através da opsonização. O C3a ativa mastócitos e basófilos, ativa o endotélio e induz a quimiotaxia.
As moléculas de C3 convertase (C3 + Bb) também possuem atividade C5 convertase, ou seja, C3 convertase também quebra C5 em C5a e C5b. Assim o C3a e o C5a, como quimiotáticos que são, induzem a desgranulaçãode mastócitos, realizando a ativação da reação inflamatória (através da liberação das anafilotaxinas).
A C5b deposita-se na superfície do microorganismo, iniciando o MAC (complexo de ataque à membrana). O C5b permite a ligação de C6, C7, C8 e C9 (é uma cascata: C5 permite a ligação de C6, que permite a ligação de C7, que permite a ligação de C8, que finalmente permite a ligação de vários C9’s). Um componente C9 é capaz de perfurar a superfície do microorganismo, formando um poro (um “furinho”), então vários C9’s resultam em vários poros: este é o MAC (complexo de ataque à membrana).
Via das Lectinas (MBL – Lectina Ligadora de Manose)
Esta via utiliza uma proteína similar a C1q para ativar a cascata do complemento, a lectina ligadora de manose (MBL). A MBL se liga a resíduos de manose e outros açúcares, presentes na superfície de muitos patógenos, assim permite a ligação da MASP-1 e MASP-2 (complexos do sistema complemento), que permitem a ligação de C4 e C2. Então C4 e C2 se quebram em C4a, C4b, C2a e C2b. C4b + C2b + MBL + MASP-1 + MASP-2 = C3 convertase, que quebra C3 em C3a e C3b. Por sua vez, C2b + C3b + C4b + MBL + MASP-1 + MASP-2 = C5 convertase, que quebra C5 em C5a e C5b. C5b dispõe a ligação de C6, C7, C8 e C9 (mesma cascata da Via Alternativa), que formam o MAC (complexo de ataque à membrana.
5) PROTEÍNAS EFETORAS CIRCULANTES DA IMUNIDADE INATA
PENTRAXINAS: Grupo de proteínas que reconhecem estruturas bacterianas e fúngicas
	- Proteína-C-reativa (PCR): IL-1 e IL-6 (fagócitos) induzem o fígado a aumentar a sua concentração no sangue, que é um indicativo de inflamação ou infecção
	- Se liga a C1q
	- Fagócitos possuem receptores para PCR
	- Amilóide-P-Sérico (SAP) e Pentraxina longa (PTX 3) fazem a mesma coisa
COLECTINA: família de proteínas contendo lectina
PROTEÍNA LIGADORA DE MANOSE (MBL): liga-se a resíduos de manose nas superfícies bacterianas. É semelhante a C1q, pois se liga à superfície dos macrófagos (opsoniza a fagocitose) e inicia a ativação do complemento
FICOLINAS: ficam circulantes no plasma. Reconhecem os carboidratos com fibrinogênio na superfície bacteriana. Quando se tem um processo inflamatório, a 1ª célula que “ataca” é o macrófago, que libera IL-6. Estas vão para o fígado, onde haverá receptores para elas e estimularão a liberação de proteínas solúveis