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Anticorpos e Antígenos RESPOSTA IMUNE ADAPTATIVA: CARACTERÍSTICAS GERAIS 1. Humoral- LB- anticorpos. 2. Celular-LT- citólise- LT citotóxico. →Ação inicial lenta, mas com maior versatilidade. →Ação específica contra bactérias, vírus e outros. 1 linfócito para cada tipo de patógeno ou até para cada pedacinho do patógeno. →Alta heterogeneidade, pois reconhece grande variedade de microrganismos. →Apresenta memória pois melhora após as reinfecções. →Subdivide-se em Humoral e Celular →Mecanismos efetores gerais: Morte de células infectadas por vírus- célula inteira. Ativação de macrófagos Produção e secreção de anticorpos específicos- principais responsáveis pela memória imunológica. SISTEMA IMUNE: consequência do desafio imunogênico imposto pelo meio ambiente. RESPOSTA IMUNE HUMORAL: primária e secundária Primária: primeiro momento Reconhecimento do antígeno→ Ativação de linfócitos B e T CD4 (TH2)→ Lenta diferenciação em plasmócitos (momento em que o LB já entrou em contato com o antígeno e está secretando anticorpos) - primeiro contato não produz quantidade tão grande de anticorpos→ Secreção de baixos níveis de anticorpos→ Anticorpos com menor afinidade→Predominância de IgM-molécula grande, muitos lugares para ligação→ Curta secreção de anticorpos→ Geração da memória imune. Secundário: “reencontro com o antígeno”- 2°- a cada vez que entrar em contato melhor vai responder. Reencontro com o antígeno.→ Reativação de linfócitos B e T CD4 (TH2)→ Rápida diferenciação em plasmócitos→ Secreção de altos níveis de anticorpos→Anticorpos com maior afinidade→ Predominância de IgG- mais eficientes-maior afinidade com patógeno e meia vida mais longa→ Longa secreção de anticorpos→ Reativação da memória imune. Pesquisar IgG para saber se tem memória imunológica ou se já foi infectado alguma vez. Rubéola- pesquisa de anticorpos tipo IgM- se for reagente- tiver anticorpos IgM para rubéola quer dizer que tem uma infecção primária- aguda. Se pesquisar IgM e der negativo, mas IgG der positivo quer dizer que é imune- ou já teve ou a vacina funcionou. RECONHECIMENTO DOS ANTÍGENOS: anticorpos, MHC e TCR. Antígeno: é qualquer substância que pode ser especificamente ligada a uma molécula de anticorpo ou receptor de linfócito T (LT). Moléculas biológicas que podem ser antígenos Metabólitos intermediários simples, açúcares, lipídios, autacóides e hormônios, u complexos, fosfolipídios, ácidos nucleicos ainda macromoléculas como, carboidratos e proteínas (principalmente). IMUNÓGENOS E ANTÍGENOS: Definições Imunógeno: termo utilizado para designar a substância que, quando introduzida no organismo de forma natural ou artificial, estimula respostas imunes adaptativas. Antígeno: termo utilizado para designar a substância que reage com os anticorpos específicos in vitro ou in vivo. A diferença entre Imunógeno e Antígeno é funcional e não estrutural. Todo imunógeno é um antígeno, mas nem todo antígeno é imunógeno. Comparações usando como exemplo a vacina contra hepatite B: IMUNOGENICIDADE E ANTIGENICIDADE: definições Imunogenicidade: capacidade de induzir respostas imunes adaptativas. Antigenicidade: capacidade de reagir com os anticorpos específicos. Toda substância com Imunogenicidade também possui Antigenicidade, mas nem toda substância com Antigenicidade, possui isoladamente Imunogenicidade. Fatores que a influenciam envolvem o antígeno e a espécie a ser imunizada - Peso molecular (molécula com PM maior que 10.000 daltons são mais imunogênicas). - Natureza química e complexidade estrutural (proteínas, carboidratos, etc...) - Constituição genética do indivíduo (genes reguladores da resposta imune [genes HLA, por ex]). - Relação filogenética (parentesco evolutivo) entre o doador e o receptor do antígeno. Epítopos ou Determinante: locais do antígeno que se ligam aos parátopos dos anticorpos. Pedacinhos do MO que são de fato reconhecidos. Um mesmo MO pode ter vários epítopos iguais ou pode ter antígenos com vários epítopos diferentes, na resposta adaptativa cada anticorpo vai reconhecer um especificamente- não é um linfócito para cada antígeno e sim um linfócito para cada epítopo. Cada parátopo reconhece um epítopo. Interação Antígeno-Anticorpo Os antígenos possuem vários epítopos. Anticorpos possuem parátopos. Ambos interagem de forma específica como chave-fechadura. As interações entre epítopos e parátopos são dependentes de ligações químicas não covalentes (pontes de hidrogênio, ligações iônicas, interações hidrofóbicas e forças de van der waals- via de regra é uma ligação fraca) Determinante conformacional- quando não está na forma linear. 1-Determinante conformacional- forma tem muita importância. 2- Epítopo inacessível- não será reconhecido- parte laranja. Mas tem outro que está linear e espacialmente reconhecível- logo vai se ligar ao anticorpo. Quando desnatura o laranja passa a ser acessível. Muitas coisas passam a ser imunogênicas quando sofrem uma metabolização ou quando se ligam a outras coisas. Alergia a medicamentos- as vezes o medicamento em si não tem ação imunogênica, mas as vezes o seu metabólito tem. 3- Determinante neoantigênicos - não existem na molécula original, mas quando elas sofrem algum tipo de quebra ou metabolização passa a ter. EPÍTOPOS: estruturas espaciais dos antígenos, reconhecidas pelos receptores TCR e BCR. A resposta imune humoral caracteriza-se pela produção de anticorpos policlonais. Isto que dizer que os anticorpos são produzidos a partir de vários clones de linfócitos B. HAPTENOS: - Substâncias de baixo pelo molecular que estimulam respostas imunes adaptativas quando ligadas a uma molécula maior, chamada “carreadora” (em geral, são proteínas das membranas celulares). EX: Peniciloil (derivado da penicilina). - Indivíduos sensíveis produzem anticorpos de classe IgE contra os haptenos e podem apresentar reações anafiláticas (alergias). MOLÉCULA CONJUGADA - Induz a formação de anticorpos anti-hapteno, anti molécula carreadora e anti-molécula conjugada. - Exemplos de situações de importância clínica em que os haptenos estão envolvidos: - Alergia a medicamentos. - Anemia hemolítica induzida por drogas. - Medicamentos que podem gerar haptenos: Metildopa, penicilina, dipirona, cefalotina, quinidina, rifampicina, etc... ANTIGENOS: tipos de acordo com a relação filogenética doador-receptor. Autoantigenos: componentes próprios (SELF). Aloantigenos: diferem indivíduos da mesma espécie, mas geneticamente idênticos. Diferença de HC que determina se pode ser doador para uma ou outra pessoa. Isoantigenos: antígenos de indivíduos geneticamente idênticos Xenoantigenos: antígenos que diferem indivíduos de espécies diferentes. Superantigenos: grupo heterogêneo de proteínas, que usam um incomum e eficaz de estimulação do sistema imune. ANTIGENOS: importância médica Antígenos de grupos sanguíneos (ABO e Rh): Determinam a compatibilidade eritrocitária para fins transfusionais. Antígenos de histocompatibilidade (antígenos HLA de classe I e II): Determinam a compatibilidade para fins de transplantes de órgãos sólidos e MO. Antígenos do vírus da hepatite B (HBsAg e HBc): Utilizados para o diagnostico da fase aguda da doença.Alérgenos ambientais (pólen, ácaros, pelos de animais, etc...): Utilizados no diagnostico de reações anafiláticas e outras formas de alergia. ANTÍGENOS RECOMBINANTES: sintetizado, manipulado geneticamente ou laboratorialmente. Melhora na avaliação do diagnóstico laboratorial. Desde pequenos fragmentos até uma célula inteira. ANTICORPOS - Resposta imune humoral - São proteínas circulantes produzidas pelos vertebrados em resposta a exposição a estruturas não próprias (antígenos). - Altamente específicos para cada antígeno (alta diversidade). Às vezes podem ter vários anticorpos diferentes para um mesmo antígeno. - São mediadores primários da imunidade moral contra todas as classes de microorganismos. SUPERFAMÍLIA DAS IMUNOGLOBULINAS: família a qual pertencem os anticorpos. Muitas vezes se usa imunoglobulina como sinônimo de anticorpo. 2 cadeias pesadas- em roxo, em verde- duas cadeias leves. Especificidade e Diversidade - Ac podem ser muito específicos para os Ags, distinguindo-os por pequenas diferenças em sua estrutura química. - Ac podem distinguir dois determinantes lineares proteicos que diferem somente em uma única substituição de aminoácido que pouco interfere na estrutura secundária. - Reatividade cruzada “mimetismo molecular”- quando os antígenos forem muito semelhantes. - Repertório de Ac (10 na 11) Secretados X Ancorados - Ac secretados – não estão ligados a nenhuma célula-estão livres, soltos, residem na circulação, nos tecidos e nas mucosas. Função: Neutralizam toxinas, impedem a entrada e disseminação de patógenos, eliminam micro-organismos- opsonizando-os. - Ac ancorados – atuam como receptores de antígenos. Imunoglobulina. Função: essencialmente reconhecimento dos antígenos. Linfócitos B sofrem proliferação policlonal após contato com antígenos ambientais - Ac ancorados – o reconhecimento do Ag pelos Ac ligados a membrana em LB virgens (naives) ativa estas células- início da RIH. - A resposta imune humoral caracteriza-se pela produção de anticorpos policlonais. Isto quer dizer que os anticorpos são produzidos por vários clones de linfócitos B que se diferenciam em plasmócitos. - Cada linfócito B tem uma única especificidade - um único tipo de imunoglobulina ancorada. - Linfócito B também pode ser ativado por um linfócito T. LINFOCITOS B: proliferação policlonal após contato com antígenos ambientais - Ac secretados – na fase efetora da imunidade humoral os Ac secretados se ligam a Ag e através do desencadeamento de diversos mecanismos efetores, os eliminam. Proteínas difusíveis no sangue e nos líquidos corporais Classes: Isótopos: são as diferentes classes de anticorpos IgM: pentamérica- 5 imunoglobulinas iguais, plasma, linfa e LCR. Secretada e ancorada. IgG: monomérica-fase aguda de doenças. Plasma, linfa e LCR. Anticorpos de memória - meia vida maior. IgE: monomérica-reações alérgicas- capacidade de ligar aos mastócitos- plasma, pele, mucosas. Passa para o bebê. IgA: forma monomérica ou dimérica- mais comum é a dimérica e está relacionada a secreções mucosas. Clamídia por exemplo- pesquisar IgA. Problemas de mucosa intestinal-gd produção de IgA. Saliva. Bebê recebe da mãe durante o aleitamento materno. IgD: monomérica- só existe como forma de receptor- não existe circulante- só ancorada. - IgG, IgA e IgE- só secretadas. - Para um mesmo antígeno pode ter anticorpos diferentes, de conformação diferente tipo IgG e IgM- para o mesmo antígeno- especificidade igual. - Bebê só recebe as moléculas solúveis- não recebe os de memória. Alotipos: são os isotipos de indivíduos diferentes ou espécies diferentes, devido a alterações na cadeia Constante “C”. Mesmo tipo de anticorpo, mas que vieram de espécie diferentes, então, há alguma diferença na região constante apesar da estrutura ser toda diferente. - EX: imunoglobulina de rato é diferente de humano apesar de ser do mesmo isotipo. Idiotipos: são alterações nos domínios variáveis “V” dos Ac da mesma classe (especificidade). Estudos de proteólise – identificando a estrutura das Igs → Tratamento com papaina: produz 2 tipos de fragmentos. Um chamado FAb (fragmento de ligação ao antígeno), capaz de se ligar ao AG, um FC (fragmento cristalizável) que foi cristalizados ao ser armazenado a 4°C. → Tratamento com pepsina: gerou um único fragmento que se chamou F(Ab)2. ANTICORPOS: estrutura básica da molécula → CDR = Regiões determinantes de complementariedade → Presentes nas regiões aminoterminal da VL ou VH → Geração das especificidades de cada Ac Cada molécula de anticorpo possui as duas cadeias leves (L) do mesmo tipo A cadeia pesada (H) define a qual classe pertence a molécula de anticorpo. → O tipo de cadeia pesada determina a classe de anticorpo: as classes de moléculas de anticorpos também são chamadas de isotipos. → Diferentes isotipos de Ac realizam diferentes funções efetoras. ANTICORPOS: características estruturais das regiões constantes. → Ac de diferentes espécies diferem entre si quanto as regiões C e partes estruturais das regiões V. → Quando moléculas de Ig de uma espécie são introduzidas em animais de outra espécie, o aceptor monta uma resposta imune e sintetiza Ac direcionados, em grande parte, as regiões C da Ig administrada. ANTICORPOS: síntese, montagem e expressão das moléculas de → As cadeias leves e pesadas das Igs são sintetizadas por ribossomos ligados a membrana celular em RER. → Translocação da proteína para o RE, N-glicosilação das cadeias pesadas, enovelamento de cadeias pesadas por pontes de dissulfeto, parte de montagem no RE. → Transporte das Igs montadas através de cisternas ate o complexo de golgi. → Enviada a membrana plasmática em vesículas. ANTICORPOS: alterações na estrutura do anticorpo durante respostas imunes humorais. → Depois da estimulação por um Ag, um único clone de LB pode produzir Ac de diferentes isotipos que, ainda assim, apresentam domínios variáveis V idênticos e, portanto, especificidade idêntica a Ag. → Mudança de isotipo ou Switch garante a melhor resposta para eliminação do Ag. Ex: IgG contra bactérias e vírus, IgE contra helmintos. Ver figua slide 57. IgE- meia vida bem curta. IgG- meia vida bem longa +- 23 dias. CLASSES DE ANTICORPOS: características gerais IgM: Sempre a primeira imunoglobulina a ser secretada. É o primeiro Ac a ser produzido apos o contato inicial com um novo Ag. Predomina na resposta primaria e esta relacionada a infecções recentes. Presente no plasma e na linfa, neutraliza toxinas, opsoniza bactérias, vírus e ativa o complemento. Estruturalmente consiste em um pentâmero de 5 moléculas Ig unidas por ponte dissulfeto e uma proteína extra ou cadeia chamada junção J. Possui 10 sítios de ligação ao Ag- por isso é muito eficiente, mas por impedimento estérico pode utilizar 6 ao mesmo tempo. As cadeias pesadas possuem 4 domínios constantes. Tem meia vida curta. Afinidade do antígeno com sítio de ligação é pequena (existem muitos pontos de ligação, mas com afinidade pequena) - por isso acaba sendo substituída. IgG: predomina na resposta secundaria e está relacionada a infecções não recentes ou imunidade. Presente no plasma e na linfa, neutraliza toxinas, opsoniza bactérias, vírus e ativao complemento. Atravessa a placenta e confere imunidade passiva natural ao feto. AC mais abundante no plasma. Possui subclasses IgG1, IgG2, IgG3, IgG4 com estruturas e funções ligeiramente diferentes, embora sejam relacionadas. IgG1 é a mais abundante das subclasses. IgA monomérica (plasmática ou sérica): presente no plasma e linfa, neutraliza toxinas, opsoniza bactérias e vírus. IgA dimérica (secretora): predomina nas secreções e no leite materno, conferindo imunidade passiva natural ao recém-nascido. Neutraliza e opsoniza bactérias e vírus. IgA dimerica possui um componente de junção chamada cadeia J. Possui uma proteína adicional chamada de componente secretório, o qual não e realmente feito pela célula que produz o Ac, mas é adicionado a IgA de maneira especial. O componente secretório ajuda no transporte de IgA, nas secreções e também a proteger a IgA da quebra por enzimas proteolíticas, encontradas nas secreções. IgE: produzida contra parasitas e alérgenos ambientais, e mediadora das reações anafiláticas pois liga-se a mastócitos e basófilos para liberar histamina. IgE: e a Ig em menor concentração plasmática. IgE: como a IgM também possui 4 domínios constantes Gráfico slide 65- Sem contato com o antígeno→ 0 anticorpos→ começo de produção de anticorpos- platô- diminui mas chega a um número que não é 0- memória IgM- infecção aguda. Se der negativo paciente não está com a doença aguda naquele momento- ou não está com a infecção ou já está resolvendo. IgG- memória imunológica. Dosar para saber se está imune- imune: IgM negativo e IgG positivo- um dia já entrou em contato- está imune. Em um primeiro contato tem também produção de IgG mas IgM é maior. Janela imunológica- RELAÇÃO ANTÍGENO X ANTICORPO Valência x Avidez Afinidade: o quanto a ligação é forte, estável- em relação a um ponto de ligação. Força de ligação entre o Ag e o Ac, baseada em um único parátopo. Avidez: somatória de quantos pontos tem ligado com o antígeno. Múltiplos parátopos. → O mecanismo de geração de anticorpos de alta afinidade envolve a ocorrência de alterações sutis na estrutura das regiões V das Igs durante as respostas imunológicas humorais T ependentes a Ag proteicos. Estas alterações são provocadas por um processo de mutações somáticas nos LB estimulados por Ag, gerando novas estruturas nos domínios V, sendo que alguns se ligam aos Ags com maior afinidade que os domínios V originais. →Maturação por afinidade. Anticorpo sempre tem uma ligação melhor quanto mais tempo tenha decorrido com a ligação ao antígeno. 2°contato é sempre mais eficiente que o primeiro, afinidade de ligação vai melhorando com o passar do tempo. Anticorpos secretados na resposta secundaria possuem maior afinidade pelo antígeno em comparação aos secretados na resposta primária. DETECÇÃO DE ANTIGENOS E DE ANTICORPOS: uso para detecção do outro. A combinação entre antígenos e anticorpos e revelada por vários métodos laboratoriais (precipitação, hemaglutinação, imunofluorescência, ELIsa...) Chave-fechadura- AG-AC- para poder se ligar. Afinidade tem a ver com o tipo de ligação química entre eles. Iônicas- muito fortes- alta afinidade. Van der Walls- afinidade pequena- fácil dissociação. REACAO Ag-Ac: obedece ao princípio da lei de ação das massas Especificidade: resulta da complementaridade e reatividade dos epitopos com os paratopos. Reversibilidade: resulta da dissociação do complexo antígeno-anticorpo. Ligação ACxAg- imunocomplexo.
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