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Universidade Federal do Ceará Centro de Ciências Departamento de Biologia Disciplina: Imunologia (CH0904) Profa. Erika Freitas Mota Estudo Dirigido referente ao capítulo 09 (Abbas) Evolução do Sistema Imunológico Caroliny Soares Silva; Gabriela Alves Valentim; Thiago Loreto Matos 1. Qual o objetivo da ativação das células T? Onde ocorre essa ativação? O processo de ativação das células T gera, a partir de um pequeno grupo (pool) de linfócitos imaturos específicos para um antígeno, um grande número de células efetoras com a mesma especificidade funcional para eliminar aquele antígeno e a população de células de memória com longa vida que podem reagir rapidamente contra o antígeno caso ele seja reintroduzido. Ocorre a partir da migração dos linfócitos virgens para os órgãos linfoides secundários, onde podem encontrar antígenos apresentados por células dendríticas maduras ligados às moléculas do complexo principal de histocompatibilidade (MHC) classe I e II, sendo assim ativados. 2. O antígeno é sempre o primeiro sinal necessário para ativação de linfócitos, garantindo que a resposta imune resultante permaneça específica ao antígeno. Explique como ocorre o reconhecimento de antígenos e ativação de linfócitos T naïves. As células T naive e as células dendríticas são atraídas para as zonas de células T por quimiocinas que ativam o receptor de quimiocinas CCR7. Quando chegam a essas “áreas de células t”, as células dendríticas apresentam os antígenos ligados às moléculas do MHC e também expressam coestimuladores que podem fornecer segundos sinais para as células T naive. Quando uma célula T naive, da especificidade correta, reconhece o antígeno, na forma de complexos peptídeo-MHC, e recebe sinais por meio da interação da proteína B7 com receptores coestimuladores na célula T, aquele linfócito naive é ativado. As células T estimuladas por antígenos, que recebem o “sinal um”, através do receptor de antígenos, e os “segundos sinais”, através dos receptores coestimuladores, podem ser induzidas a secretar citocinas e a expressar receptores de citocina. A citocina interleucina-2 (IL-2) fornece sinais autócrinos para as células T ativadas, levando à expansão dos clones específicos para o antígeno. A IL-2 e outras citocinas produzidas pelas células T e pelas APCs também estimulam a diferenciação das células T em células efetoras e de memória. 3. O reconhecimento do antígeno pelas células T e outros estímulos ativadores induzem quais respostas biológicas/celulares? As células T efetoras auxiliares CD4+ expressam moléculas de membrana e secretam citocinas que ativam (ajudam) os macrófagos a destruir os microrganismos fagocitados. Algumas células T auxiliares CD4+ permanecem nos órgãos linfoides e ajudam as células B a se diferenciarem em células secretoras de anticorpos que se ligam ao antígeno. Os linfócitos citotóxicos CD8+, destroem células infectadas e células tumorais que expressam antígenos associados ao MHC classe I. As células T de memória são uma população expandida de células T específicas para o antígeno, que podem responder rapidamente a um encontro posterior com aquele antígeno e se diferenciar em células efetoras que eliminam o antígeno. 4. Qual papel das moléculas coestimuladoras? Explique a via coestimuladora (mais conhecida) de ativação das células T. A proliferação e diferenciação das células T naive requerem sinais fornecidos por moléculas das APCs, chamadas de coestimuladores, além dos sinais induzidos pelos antígenos. O segundo sinal para a ativação das células T é chamado de coestimulação porque atua junto com o antígeno para estimular as células T. Na ausência de coestimuladores, as células T não respondem e morrem por apoptose, ou entram em um estado de ausência de resposta, chamado de anergia. A via coestimuladora da ativação das células T mais conhecida envolve a molécula de superfície das células T, o CD28, que se liga às moléculas coestimuladoras B7-1 (CD80) e B7-2 (CD86) expressas nas APCs ativadas. O CD28 emite sinais que aumentam diversas respostas das células T aos antígenos, incluindo a sobrevivência celular, produção de citocinas, como IL-2, e diferenciação das células T naive em células efetoras e de memória. 5. Após o início da ativação das células T pelo reconhecimento do antígeno e a ligação com as moléculas coestimulatórias, ocorrem alterações características na expressão de várias moléculas na superfície de células T (melhor definidas nas células TCD4+ ou auxiliares). Quais são essas moléculas e quais são suas funções na resposta imunológica? • CD25 é uma molécula que permite que as células T ativadas respondam a citocina IL-2. • A CD69 é uma proteína que reduzi a expressão da superfície do receptor 1 para (S1PR1), assim as células T ativadas são retidas nos órgãos linfoides um tempo suficiente para que possa receber os sinais que iniciam sua proliferação e diferenciação em células efetoras e de memória. • O ligante do CD40 (CDL40) permite que as células T ativadas mediam sua principal função de efetora que é ajudar os macrófagos e células B, além disso, ativa as células dendríticas para que se tornem APCs mais eficazes, fortalecendo mecanismos de retroalimentação positiva. • As moléculas de adesão e receptores quimiocina, após a ativação das células T, essas células T reduzem a expressão das moléculas que as levam para os órgãos linfoides e aumentam a expressão das moléculas que estão envolvidas na sua migração para os locais periféricos de infecção e lesão tecidual. • A expressão de CTLA-4 em células T aumenta no período de 24 a 48 horas após o reconhecimento do antígeno. O CTLA-4 é um membro da família CD28 que funciona como um inibidor da ativação da célula T e, assim, como um regulador da sua resposta. 6. Qual o papel da secreção da IL-2 e do receptor de IL-2 na resposta imune adaptativa? A produção de IL-2 e a expressão de receptores de grande afinidade para I-2 exigem o reconhecimento do antígeno pela célula T especifica, assim como a coestimulação. Consequentemente, as células que reconhecem antígenos produzem IL-2 e também respondem preferencialmente a ela, garantindo que as células T específicas para o antígeno sejam as que mais se proliferem. O resultado da proliferação das células T naive é a expansão clonal, que gera a parir de um pequeno número de linfócitos naive específicos para o antígeno, um grande número de células necessárias para eliminar o antígeno. 7. Qual o papel da interação CD40L e CD40? A interação do CD40L, nas células T, como CD40, nas APCs, acentua a ativação das células T. A expressão do CD40L permite que as células T ativadas mediam sua principal função de efetora, que é ajudar os macrófagos e células B. 8. Cite e explique 4 propriedades das células T de memória. • As células de memória expressam níveis aumentados de proteínas antiapoptóticas, que podem ser responsáveis por sua sobrevivência prolongada. As proteínas antiapoptóticas que promovem a sobrevivência de células de memória incluem Bcl- 2 e Bcl-XL, que previnem a liberação de citocromo da mitocôndria e, assim, bloqueiam a apoptose induzida por uma deficiência nos sinais de sobrevivência. A presença dessas proteínas permite que as células de memória sobrevivam mesmo depois da eliminação do antígeno e que a resposta imune inata tenha diminuído, quando os sinais normais para a sobrevivência e proliferação das células T não estão mais presentes. • As células de memória respondem mais rapidamente à estimulação dos antígenos do que células imaturas específicas para o mesmo antígeno. Uma possível explicação paraessa amplificação da resposta é que os loci do gene para citocinas e outras moléculas efetoras ficam fixos em um estado acessível nas células de memória, em parte por causa das mudanças na metilação e acetilação das histonas. Como resultado, estes genes estão preparados para responder rapidamente ao desafio antigênico. • O número de células T de memória específicas para qualquer antígeno é maior do que o número de células imaturas específicas para o mesmo antígeno. A proliferação leva a uma grande expansão clonal em todas as respostas imunes e à diferenciação dos linfócitos imaturos em células efetoras, a maioria das quais morre depois da eliminação do antígeno. As células sobreviventes do clone expandido são células de memória, em geral 10 a 100 vezes mais numerosas do que o conjunto de células imaturas antes do encontro com o antígeno. O aumento do tamanho do clone é um dos principais motivos pelo qual a exposição ao antígeno em um indivíduo previamente imunizado induz uma resposta mais robusta do que a primeira imunização em um indivíduo imaturo. Como esperado, o tamanho do conjunto de memória é proporcional ao tamanho da população imatura específica para o antígeno. • As células de memória são capazes de migrar para os tecidos periféricos e responder a antígenos nestes locais. As células T imaturas migram preferencialmente para os órgãos linfoides secundários, mas as células de memória podem migrar para praticamente qualquer tecido. Essas diferenças estão relacionadas com diferenças na expressão de moléculas de adesão e receptores de quimiocinas. Além disso, as células T de memória são menos dependentes da coestimulação do que as células imaturas, permitindo que as células de memória respondam a antígenos apresentados por uma vasta gama de APCs em tecidos periféricos; em contrapartida, as células T imaturas são dependentes da apresentação de antígenos pelas células dendríticas maduras em órgãos linfoides. 9. Existem populações menores de células T com características distintas. Caracterize essas células T γδ e NKT. Células T γδ são timócitos que expressam TCRγδ e servem como uma defesa inicial contra um número limitado de microrganismos encontrados comumente nas barreiras epiteliais. As células T γδ são uma pequena população de células T que expressam proteínas receptoras de antígeno semelhantes, mas não idênticas às células T CD4+ e CD8+. As células T γδ reconhecem diversos tipos diferentes de antígenos, incluindo algumas proteínas e lipídios, bem como pequenas moléculas fosforiladas e alquilaminas. As células NKT são um subgrupo numericamente pequeno de linfócitos que expressam receptores de células T e algumas moléculas de superfície características de células NK. Algumas células NKT, chamadas NKT invariantes (iNKT), expressam receptores de antígenos de célula T αβ com pouca diversidade, reconhecem antígenos lipídicos apresentados pelas moléculas CD1 e realizam várias funções efetoras típicas das células T auxiliares. 10. Os subgrupos Th1, Th2 e Th17 das células TCD4+ apresentam diferentes fenótipos que as direcionam para migrar para sítios diferentes das infecções. Sugira um mapa conceitual para explicar essa afirmativa e a importância dessa migração frente à eliminação do antígeno específico. Estudo Dirigido referente ao capítulo 10 (Abbas) Evolução do Sistema Imunológico Caroliny Soares Silva; Gabriela Alves Valentim; Thiago Loreto Matos 1. Defina imunidade mediada por células. Forma de imunidade adaptativa que é mediada por linfócitos T e serve como mecanismo de defesa contra vários tipos de microrganismos que são fagocitados pelos fagócitos ou por células não fagocíticas infectadas. As respostas imunes mediadas por célula incluem ativação de fagócitos mediada por célula T CD4+ e morte de células infectadas mediada por CTL CD8+. 2. Diferentes populações de linfócitos T evoluíram para combater diferentes tipos de patógenos infecciosos. Há diversos princípios gerais das reações imunológicas mediadas por células. Explique 3 desses princípios. • A resposta imunológica adquirida a microrganismos que residem dentro de fagossomos dos fagócitos é mediada por linfócitos T CD4+ efetores, denominados células TH1, que reconhecem antígenos microbianos e ativam os fagócitos a destruir os microrganismos ingeridos. • A resposta imunológica adquirida a microrganismos que infectam e se replicam no citoplasma de vários tipos celulares, incluindo não fagocíticas, é mediada por linfócitos T citolíticos CD8+ (CTLs), os quais eliminam células infectadas e os reservatórios da infecção. • A resposta imunológica adquirida a parasitas helmintos é mediada por células Th2, as quais estimulam a produção de anticorpos IgE e ativam eosinófilos e mastócitos que destroem helmintos. 3. Quais as funções efetoras das células T auxiliares? • Célula Th1: O subgrupo Th1 é induzido por microrganismos que são ingeridos por fagócitos e os ativam, e é a principal população de células T efetoras na defesa do hospedeiro mediada por fagócitos, a reação central da imunidade mediada por células. A principal função das células Th1 é ativar os macrófagos para ingerir e destruir os microrganismos. • Célula Th2: O subgrupo Th2 é um mediador da defesa independente de fagócitos, em que os eosinófilos e mastócitos possuem papéis centrais. Assim as células Th2 estimulam as reações que servem para erradicar infecções por helmintos mediadas por IgE, mastócitos e eosinófilos. • Célula Th17: O subgrupo Th17 está principalmente envolvido no recrutamento de leucócitos e na indução da inflamação. Assim as células Th17 combatem os microrganismos através do recrutamento dos leucócitos, principalmente neutrófilos, para os locais de infecção. 4. Quais as propriedades que diferenciam os subtipos de células TCD4+ efetoras (TH1, TH2 e TH17)? As populações de Th1 e Th2 são distinguidas claramente pelas citocinas que elas produzem. O INF-γ é a citocina de assinatura das células Th1, e o IL-4 e IL-5 são as citocinas que definem as células Th2. Já as Th17 secretam IL-17. 5. Diferencie os subconjuntos de células T CD4+ efetoras – Th1, Th2 e Th17. (Enfatize nessa diferenciação: as citocinas secretadas, o estímulo para a diferenciação nas diferentes classes, os tipos de resposta imune mediada pelos subtipos e os receptores expressos nas superfícies dessas células). • Th1 Citocina secretada: INF- γ Estimulo para diferenciação: A diferenciação de Th1 ocorre em resposta aos microrganismos que infectam ou ativam macrófagos e aqueles que ativam células NK pela via clássica (M1). Tipo de resposta imune: A principal função das células Th1 é ativar os macrófagos para ingerir e destruir os microrganismos. O INF- γ também estimula a produção de IgG opsonizantes e fixadores de complemente, os quais promovem a fagocitose de microrganismos. Receptores expressos na superfície dessas células: CXCR3 e CCR5. • Th2: Citocina secretada: IL-4 (IgE), IL-5 (ativação de eosinófilos) e IL-13. Estimulo para diferenciação: A diferenciação de Th2 ocorre em resposta a helmintos e alérgenos, e envolve a interação de sinais a partir de receptor da célula T, citocina IL-4 e fatores de transcrição GATA-3 e STAT6. Tipo de resposta imune: As células Th2 estimulam as reações que servem para erradicar infecções por helmintos mediadas por IgE, mastócitos e eosinófilos. A IL-4 e a IL13 estimulam a produção de anticorpos IgE específicos para helminto, os quais opsonizam os helmintos. Receptores expressos na superfície dessas células: CCR3, CCR5 e CCR8. • Th17: Citocina secretada: IL-17Estimulo para diferenciação: A diferenciação de Th17 é a partir de T CD4+ naives por meio de estimulação por antígeno, inibida pela presença de INF-γ ou IL-4, indicando que as células Th17 são um subconjunto exclusivo distinto de células. Tipo de resposta imune: Atua sobre o epitélio para a produção de peptídeos microbianos. Suas células efetoras são os leucócitos, principalmente os neutrófilos. Receptores expressos na superfície dessas células: CCR6 6. O IFN-γ é uma das principais citocinas ativadoras de macrófagos e exerce funções críticas na imunidade inata e na imunidade mediada por células. Por que essa citocina é dita de “assinatura” do grupo TH1? Quais ações biológicas? Qual a relação com IL- 12? O INF-γ é a citocina de assinatura das células Th1, pois não só participam na determinação de suas funções efetoras como também participam no desenvolvimento e expansão dos seus respectivos subconjuntos. O INF-γ secretado pelas células Th1 promove a diferenciação adicional de Th1 e inibe a proliferação de células Th2, A relação com o IL-12 se estabelece pelo fato de que em alguns microrganismos, ocorre a secreção dessas citocinas indiretamente, estimulando as células NK a produzir INF-γ, onde o mesmo atua nos macrófagos para induzir a secreção de IL-12. 7. Qual(is) grupo(s) de linfócitos é responsável pela mediação da resposta imunológica adaptativa a microrganismos que residem dentro dos fagossomos? Qual o papel dos macrófagos nessa resposta? As células Th1 ativam os macrófagos para eliminar microrganismos fagocitados. As células Cd4+ Th1 ativam macrófagos por sinais mediados pelo contato, liberados pelas interações CD40L-CD40 e pela citocina IFN- γ. Os macrófagos ativados destroem microrganismos fagocitados, principalmente pela produção de espécies reativas do oxigênio microbicida, óxido nítrico e enzimas lisossômicas. Os macrófagos ativados estimulam a inflamação aguda por meio da secreção de citocinas, principalmente TNF e IL-1, e quimiocinas, mediadores lipídicos de vida curta, tais como o fator de ativação de plaquetas, prostaglandinas e leucotrienos. Os macrófagos ativados removem tecidos mortos para facilitar o reparo depois que a infecção está controlada. 8. A resposta imunológica adaptativa a microrganismos que infectam e se replicam no citoplasma de vários tipos celulares é mediada por qual grupo de linfócitos? Use um mapa conceitual para explicar os mecanismos associados a essa resposta. 9. Caracterize as células T CD8+. Os CLTs CD8+ são células T efetoras que eliminam micróbios intracelulares principalmente destruindo células infectadas, produzem INF-γ. 10. Descreva o processo para o reconhecimento do antígeno, para a ativação dos linfócitos T citolíticos (CTL) e para destruição da célula alvo. Os CTLs ligam-se e reagem com a célula-alvo por meio da utilização do seu receptor antigênico, o correceptor (CD8), e moléculas de adesão. Para serem eficientemente reconhecidas pelos CTLs, as células-alvo devem expressar moléculas MHC-I junto de um peptídeo, formando um o complexo serve como um ligante para o receptor de células T [TCR] e também se liga ao correceptor de CD8, e a molécula de adesão intercelular 1 (ICAM 1, o principal ligante da integrina LFA-1). Esta interação resulta na iniciação de sinais bioquímicos que ativam os CTLs, os quais são essencialmente os mesmos sinais envolvidos na ativação de células T auxiliares. Citocinas e coestimuladores fornecidos pelas células dendríticas não são requeridos para promover a morte celular. Portanto, uma vez que as células T CD8+ específicas para um antígeno foram diferenciadas em CTLs totalmente funcionais, eles podem matar qualquer célula nucleada que exiba este antígeno. Além dos receptores de células T, os CTLs CD8+ expressam receptores que também são expressos pelas células NK, as quais contribuem para a regulação e ativação dos CTLs. Alguns destes receptores pertencem à família dos receptores de imunoglobulina assassina (KIR) e reconhecem as moléculas MHC de classe I em células-alvo, mas não são específicos para um determinado complexo MHC-peptídeo. Estes KIRs transduzem sinais inibidores que podem servir para evitar que os CTLs matem as células normais. Além disso, os CTLs expressam o receptor NKG2D que reconhece moléculas semelhantes ao MHC de classe I MIC-A, MICB e ULBP, expressas em células infectadas ou transformadas. NKG2D pode servir para fornecer sinais que atuam em conjunto com o reconhecimento do antígeno por TCR para aumentar a atividade de morte. Dentro de alguns minutos, após o receptor de antígenos de CTL reconhecer seu antígeno em uma célula-alvo, o CTL fornece proteínas granulosas que conduzem à morte apoptótica da célula-alvo. A morte de células-alvo ocorre 2 a 6 horas após o reconhecimento do antígeno e prossegue mesmo após desacoplamento do CTL. Assim, o CTL executa um golpe letal na célula-alvo. O principal mecanismo de morte de alvos celulares mediada por CTLs é a liberação de proteínas citotóxicas armazenadas dentro de grânulos citoplasmáticos na célula-alvo, desencadeando a apoptose da mesma. Após o golpe letal, o CTL desacopla da sua célula-alvo, o que geralmente ocorre mesmo antes de a célula-alvo morrer. Estudo Dirigido referente ao capítulo 11 (Abbas) Evolução do Sistema Imunológico Caroliny Soares Silva; Gabriela Alves Valentim; Thiago Loreto Matos 1. Defina imunidade humoral. É aquela que é mediada por anticorpos secretados com função fisiológica de defesa contra microrganismos extracelulares e toxinas microbianas. 2. Quais as características gerais das respostas imunes humorais? • Anticorpos são produzidos por linfócitos B e plasmócitos nos órgãos linfoides e na medula óssea, mas os anticorpos desempenham suas funções efetoras em locais distantes de onde foram produzidos. • Os anticorpos que medeiam a imunidade protetora podem ser derivados de plasmócitos de vida longa ou de vida curta produtores de anticorpos, gerados pela ativação de células B de memória ou naives. • Muitas funções efetoras dos anticorpos são mediadas pelas regiões constantes da cadeia pesada das moléculas de Ig, e diferentes isótipos de cadeia pesada de Ig desempenham funções efetoras distintas. • Embora muitas funções efetoras dos anticorpos sejam mediadas pelas regiões constantes das cadeias pesadas das Igs, todas essas funções são desencadeadas pela ligação dos antígenos às regiões variáveis. 3. Como se dá a captura e reconhecimento de antígenos pelas células B? As células B são ativadas pelo antígeno, que podem estar na forma solúvel ou exibido por células dendríticas. As células B processam e apresentam o antígeno, alterando o seu perfil de receptores de superfície para quimiocinas e migram em direção à zona de células T. As células T e B interagem na interface T-B, e as células B são ativadas do CD40L e citocinas. Pequenos focos de células B extrafoliculares se formam nas zonas de células T, onde ocorre alguma mudança de isótipo e secreção de Ig. 4. A ativação dos linfócitos B específicos para o antígeno inicia-se pela ligação do antígeno às moléculas de Ig da membrana. Quais eventos celulares ocorrem após essa ligação? A ligação do antígeno às moléculas de Ig de membrana juntamente com um conjunto de proteínas associadas à Ig α e Ig β, foram o complexo do receptor de antígenos de células maduras. Esse receptor possui duas funções: a ligação do antígeno ao receptor fornecesinais bioquímicos para que as células B iniciem a ativação e internaliza o antígeno ligado em vesículas endossomicas, assim, se o antígeno for uma proteína, ele será processado em peptídeos que podem ser apresentados na superfície das células B para reconhecimento pelas células T auxiliares. 5. As citocinas executam funções críticas nas respostas imunes. Cite as principais fontes celulares e a ação biológica das citocinas IL-2, IL-4, IL-5 e IL-13. IL- 2 Fonte celular: Célula T. Ação biológica: É necessária para a sobrevida e talvez para a função das células T reguladoras, as quais suprimem respostas imunes contra antígenos próprios e outros antígenos. Promove a proliferação e diferenciação de células NK. IL-4 Fontes celulares: Células T CD4+ (Th2). Ação biológica: É a principal citocina que estimula a troca de classe da cadeia pesada da Ig da célula B para o isótipo IgE; estimula o desenvolvimento de células Th2 de células T CD4+ naives e funciona como um fator de crescimento autócrinos para células Th2 diferenciadas. IL-5 Fontes celulares: Células T CD4+ (Th2) Ação biológica: Ativar eosinófilos maduros e estimular o crescimento e a diferenciação de eosinófilo. IL-13 Fontes celulares: Células T CD4+ (Th2), células NKT e mastócitos. Ação biológica: Promove fibrose como parte da reparação tecidual dos estados inflamatórios crônicos; estimula a produção de muco pelas células epiteliais pulmonares; induz a troca de classe da IgE nas células B; promove a inflamação ao induzir a expressão de moléculas de adesão endotelial e quimiocinas. 6. Use um mapa conceitual para diferenciar as respostas a antígenos T dependentes daquela aos antígenos T independentes. 7. Quais células B são importantes na resposta a antígenos T independentes? Quais são esses antígenos e por que são classificados como T independentes? Quais funções são mediadas por anticorpos cuja secreção pelas células B independem de T? Células B da zona marginal e do subtipo B-1 são especialmente importantes para as respostas contra os antígenos TI. Os antígenos TI mais importantes são polissacarídeos, glicolipídios e ácidos nucleicos. Esses antígenos não podem ser processados e apresentados em associação a moléculas de MHC, não podendo serem reconhecidos por células antigênicas idênticas e repetidos. Esses antígenos podem induzir o máximo de ligações cruzadas do complexo BCR em células B específicas, elevando a ativação sem a necessidade do auxílio da célula T da mesma origem. Além disso, muitos polissacarídeos ativam o sistema complemento, pela via alternativa, gerando C3d, que se liga ao antígeno e é reconhecido por CR2, aumentando a ativação de células B. Dentre as funções mediadas por anticorpos TI podemos citar a defesa do organismo contra infecções por bactérias encapsuladas e produção de anticorpos naturais. 8. Explique como ocorre a mudança de isótipo/classe da cadeia pesada. Qual o papel da interação entre CD40 e CD40L? Qual o papel dos TLRs? A mudança de isótipo é feita em resposta a diferentes tipos de microrganismos e é regulada pelas citocinas produzidas pelas células T auxiliares que são ativadas na presença desses patógenos. Os sinais bioquímicos deflagrados via CD40 trabalham em conjunto com sinais induzidos pelas citocinas para induzir a mudança de isótipo. As citocinas identificam os loci de cadeia pesada Ig específicos que irão participar no processo de mudança. O mecanismo molecular da mudança de isótipo é um processo chamado de modificação de troca em que o exon VDJ rearranjado que codifica um domínio V e cadeia pesada Ig recombina-se com o gene que codifica a região C localizado posteriormente, e o DNA que se interpõe entre eles é eliminado. Os TLRs são responsáveis pelo reconhecimento de corpos estranhos e vão iniciar o processo de sinalização para que as células de defesa se dirijam ao local de infecção. Se não houver células de defesa, haverá mudança de classe para que a defesa aconteça. 9. Como se dá a autorregulação/auto inibição (feedback) da produção de anticorpos? Anticorpos secretados freiam a ativação de células B ao formar complexos de antígeno - anticorpo que simultaneamente se ligam a receptores de antígenos e a receptores inibidores em células B específicas para antígenos. 10. Faça um gráfico representativo do curso da resposta imunológica adaptativa Estudo Dirigido referente ao capítulo 12 (Abbas) Evolução do Sistema Imunológico Caroliny Soares Silva; Gabriela Alves Valentim; Thiago Loreto Matos 1. Cite características marcantes da defesa do hospedeiro mediada por anticorpos. Faça um mapa conceitual a partir dessas características. 2. Quais as principais funções dos anticorpos? Escreva para cada isótipo uma função efetora. As principais funções dos anticorpos são neutralizar e eliminar microrganismos infecciosos e as toxinas microbianas. IgA Imunidade de mucosa: secreção de IgA para o lúmen dos tratos gastrintestinal e respiratório IgD Receptor de antígeno de linfócitos B virgens* IgE Desgranulação de mastócitos (reações de hipersensibilidade imediata) IgG Opsonização de antígenos para fagocitose por macrófagos e neutrófilos Ativação da via clássica do complemento Citotoxicidade mediada por células dependente de anticorpos mediada por célula natural killer Imunidade neonatal: transferência de anticorpos maternos através da placenta e do intestino Inibição da ativação da célula B por retroalimentação IgM Ativação da via clássica do complemento Receptor de antígeno de linfócitos B virgens 3. A neutralização de microrganismos e toxinas microbianas é uma das principais funções dos anticorpos. Como os anticorpos fazem essa neutralização? Muitos microrganismos penetram nas células hospedeiras por meio da ligação de determinadas moléculas da superfície microbiana a proteínas ou lipídios de membrana presentes na superfície das células hospedeiras. Os anticorpos que se ligam a essas estruturas microbianas interferem na capacidade desses agentes de interagir com os receptores celulares por meio do bloqueio estereoquímico e podem, assim, evitar a infecção. Em alguns casos, os anticorpos podem se ligar ao microrganismo e induzir alterações conformacionais em moléculas de superfície que impedem a interação do agente com receptores celulares. Tais interações são exemplos dos efeitos alostéricos dos anticorpos. Muitas toxinas microbianas também medeiam seus efeitos patológicos pela ligação a receptores celulares específicos. 4. Explique a opsonização mediada por anticorpos e fagocitose. O processo de cobertura de partículas para promover a fagocitose é denominado opsonização, e substâncias que fazem essa função, incluindo anticorpos e proteínas do complemento, são chamadas de opsoninas. Os anticorpos do isótipo IgG opsonizam os microrganismos e promovem sua fagocitose pela ligação de receptores de Fc nos fagócitos. Os fagócitos mononucleares e os neutrófilos ingerem os microrganismos como um prelúdio para a morte e degradação intracelular. Esses fagócitos expressam uma variedade de receptores de superfície que se ligam diretamente aos microrganismos e os internalizam, mesmo sem a presença de anticorpos, proporcionando um mecanismo de imunidade inata. A eficiência desse processo pode ser acentuadamente aumentada se o fagócito puder se ligar à partícula com afinidade alta. Os fagócitos mononucleares e os neutrófilos expressam receptorespara as porções Fc dos anticorpos IgG que se ligam especificamente a partículas recobertas por anticorpos. Os microrganismos também podem ser cobertos por um subproduto da ativação do complemento denominado C3b e são fagocitados pela ligação a um receptor de leucócito para C3b. 5. Qual a importância dos receptores de porção Fc? Cite exemplos. Os leucócitos expressam receptores de Fc que se ligam às regiões constantes de anticorpos e, assim, promovem a fagocitose de partículas cobertas de Ig e liberam sinais que regulam as atividades dos leucócitos. Outros receptores de Fc medeiam o transporte de anticorpos para diversos locais. Os receptores de Fc para diferentes isótipo de cadeia pesada são expressos em muitas populações leucocitárias e apresentam diversas funções na imunidade. Dentre esses receptores de Fc, aqueles que são mais importantes para a fagocitose de partículas opsonizadas são os receptores para as cadeias pesadas de anticorpos IgG, chamados receptores Fcγ. Alguns exemplos de receptores de Fc são FcγRI (CD64), FcγRIIA (CD32), FcγRIIB (CD32), FcγRIIC (CD32), FcγRIIIA (CD16), FcγRIIIB (CD16) e FcεRI. 6. Os receptores de Fc gamma (Fcγ) foram classificados em 3 grupos (I, II e III), com base em sua afinidade por cadeia pesada das diferentes subclasses de IgG. Quais diferenças entre eles em termos de estrutura e funções na imunidade? • FcγRI é o principal receptor Fcγ em fagócitos. É expresso em macrófagos e neutrófilos e liga-se a IgG1 e IgG3 com alta afinidade. A grande região aminoterminal extracelular da cadeia a que se liga ao Fc dobra-se em três domínios Ig. A cadeia a do FcγRI é associada a um homodímero de uma proteína de sinalização chamada de cadeia γ do FcR. Esta cadeia γ também é encontrada nos complexos de sinalização associados a FcγRIII, FcαR e FcεRI. A cadeia γ possui apenas uma porção extracelular aminoterminal curta, mas uma grande porção citoplasmática carboxiterminal, que é estruturalmente homóloga à cadeia γ do TCR. Como a cadeia ζ do TCR, a cadeia γ do FcR contém um ITAM, que faz o pareamento do agrupamento de receptores para ativar as proteinoquinases de tirosina. O FcγRI, da mesma forma que o receptor de alta afinidade para IgE, está constantemente saturado com seus ligantes de Ig. • FcγRII liga-se a subtipos de IgG humana (IgG1 e IgG3) com uma afinidade baixa. Em humanos, a duplicação de genes e a diversificação resultaram na geração de três formas, chamadas FcγRII A, B e C. Estas isoformas possuem domínios extracelulares e especificidades de ligantes semelhantes, mas diferem na estrutura da cauda citoplasmática, na distribuição celular e nas funções. O FcγRIIA é expresso pelos neutrófilos e fagócitos mononucleares e participa da fagocitose de partículas opsonizadas. FcγRIIC é expresso em fagócitos mononucleares, neutrófilos e células NK. As caudas citoplasmáticos do FcγRIIA e do FcγRIIC contêm ITAMs e podem emitir um sinal de ativação de fagócitos quando há agrupamento de partículas ou células revestidas por IgG1 ou por IgG3. O FcγRIIB é um receptor inibitório expresso em células mieloides e em células B, sendo o único receptor de Fe em células B. • FcγRIII também é um receptor de baixa afinidade para IgG. A porção de extracelular de ligação ao ligante do FcγRIII é semelhante à do FcγRII em estrutura, afinidade e especificidade para IgG. Esse receptor existe em duas formas, codificadas por genes separados. A isoforma FcγRIIIA é uma proteína transmembrana expressa principalmente em células NK. A isoforma FcγRIIIA associa-se a homodímeros da cadeia γ do FcR, homodímeros da cadeia ζ do TCR ou heterodímeros compostos da cadeia γ do FcR e da cadeia ζ. Essa associação é necessária para a expressão na superfície celular e para a função desses FcRs, porque os sinais de ativação intracelular são liberados através das ITAMs dessas cadeias de sinalização. A isoforma FcγRIIIB é uma proteína expressa em neutrófilos; ela não medeia a fagocitose ou dispara a ativação de neutrófilos, e sua função é mal compreendida. 7. Defina a citotoxicidade mediada por células dependente de anticorpos. Como ocorre esse processo? No processo chamado de citotoxicidade mediada por células dependente de anticorpos (ADCC) as células NK e outros leucócitos ligam-se a células revestidas com anticorpo pelos receptores de Fc e as destroem. Foi descrito pela primeira vez como uma função das células NK, as quais utilizam seus receptores de Fc, FcγRIIIA, para se ligar a células revestidas com anticorpo. O FcγRIIIA é um receptor de baixa afinidade que se liga a moléculas de IgG agregadas dispostas sobre as superfícies das células, mas não se liga a moléculas circulantes de IgG monomérica. Dessa maneira, a ADCC só acontece quando a célula-alvo está revestida com moléculas de anticorpo e a IgG livre no plasma não ativa as células NK nem compete eficazmente com a IgG ligada a células para a ligação a FcγRIII. O acoplamento do FcγRIII a células-alvo revestidas com anticorpo ativa as células NK para que elas sintetizem e secretem citocinas e liberem o conteúdo dos seus grânulos, os quais medeiam as funções de morte deste tipo de células. 8. Como ocorre a eliminação de helmintos mediada por anticorpos? Alguns parasitas helmínticos são eliminados pela ação conjunta de anticorpos, eosinófilos e mastócitos, que medeiam a morte e a expulsão desses parasitas. Os helmintos são muito grandes para serem internalizados por fagócitos, e seus tegumentos são relativamente resistentes aos produtos microbicidas dos neutrófilos e dos macrófagos. Eles podem, no entanto, ser mortos por uma proteína catiônica tóxica, conhecida como a proteína básica principal, presente nos grânulos de eosinófilos. Anticorpos IgE, IgG e IgA que revestem os helmintos podem se ligar a receptores de Fc em eosinófilos e provocar a desgranulação destas células, liberando a proteína básica e outros conteúdos dos grânulos de eosinófilos e, assim, matar os parasitas. O receptor de eosinófilos de alta afinidade Fcε (FcεRI) não possui a cadeia β de sinalização e pode sinalizar apenas através da cadeia γ associada. Além de ativar eosinófilos, os anticorpos de IgE que reconhecem antígenos sobre a superfície dos helmintos podem iniciar a desgranulação dos mastócitos locais através do receptor de alta afinidade para IgE. Os mediadores de mastócitos podem induzir broncoconstricção e aumento da motilidade local, contribuindo para a expulsão de vermes de locais como as vias aéreas e o lúmen do trato gastrintestinal. As quimiocinas e citocinas liberadas por mastócitos ativados também podem atrair eosinófilos e causar sua degranulação. 9. Como ocorre a proteção de mamíferos neonatos contra infecções? Por que a imunidade neonatal é dita passiva natural? Neonatos mamíferos são protegidos contra a infecção por anticorpos produzidos pela mãe que atravessam a placenta, sendo transportados para a circulação fetal, e pelos anticorpos ingeridos no leite e transportados através do epitélio intestinal de recém-nascidos por um processo especializado conhecido como transcitose. Os recém-nascidos não têm a capacidade de montar respostas imunes eficazes contra microrganismos e, durante vários meses após o nascimento, sua principal defesa contra a infecção é a imunidade passiva fornecida pelos anticorpos maternos. A IgG materna é transportada através da placenta, e a IgA e IgG presentes no leite materno são ingeridas pelo lactente. As moléculas de IgA e IgG ingeridas podem neutralizar organismos patogênicos que tentam colonizar o intestino do bebê, e os anticorpos IgG ingeridos também são transportados através do epitélio intestinal para a circulaçãodo neonato. Assim, um recém-nascido possui, essencialmente, os mesmos anticorpos IgG que sua mãe. 10. Por que o feto expressa antígenos alogênicos paternos e não sofre rejeição pelas células maternas? A tolerância imunológica materna ao desenvolvimento do feto em mamíferos, que expressa antígenos alogênicos paternos, depende de mecanismos que atuam localmente na interface materno-fetal placentária. Possíveis mecanismos incluem a ausência de expressão do MHC em trofoblastos fetais, as ações da Treg e a depleção local de triptofano necessário para o crescimento dos linfócitos, mediada pela ação da indolamina 2,3-dioxigenase.