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UNIVERSIDADE METODISTA DE SÃO PAULO Curso de Graduação em Medicina Veterínaria ANA CAROLINA DE LIMA NASCIMENTO ANDRESSA GALVÃO POZZER JULIANA DUCCA MARIANA SILVA FERREIRA MYLENA SPINELLI FERREIRA NADYNE MARIA DE BARROS ARAÚJO “IMUNIDADE TUMORAL” SÃO PAULO 2019 INTRODUÇÃO O sistema imune desempenha um papel fundamental na defesa do organismo e na manutenção da homeostase, impedindo a absorção de agentes exógenos, infecciosos e partículas virais, além de modular processos fisiológicos em descontrole que estão exacerbados ou suprimidos. Os tumores ocorrem quando há multiplicação celular anormal, de forma descontrolada. Os processos normais dependem de uma regulação cuidadosa da divisão celular – é permitido que se multipliquem, desde que seja conforme o exigido. Fatores que podem interferir nessa regulação é resultado de exposição a determinados produtos químicos, infecções virais, ou a uma mutação. Uma célula se multiplicando de forma descontrolada dará origem a uma clonagem crescente de células que se desenvolvera em um tumor ou neoplasia. Os tumores podem ser classificados como benignos, quando as células permanecem agrupadas em um único local e não causam dano ao hospedeiro, ou classificadas malignas, quando as células tumorais conseguem se transportar pelo sangue ou linfa para locais distantes e continuarem a crescer. Os tumores que continuam a crescer nesses locais distantes são chamados de metástases, eventualmente matando o hospedeiro. Para que o sistema imune reaja contra um tumor, este deve ter antígenos que são reconhecidos como estranhos. Várias alterações na expressão de genes ocorrem em células durante a tumorigênese. Tumorigênese leva à expressão de novos antígenos (neoantígenos) ou à alteração nos antígenos existentes que são encontrados nas células normais. Esses antígenos incluem receptores de membrana, reguladores do ciclo celular e apoptose, ou moléculas envolvidas nas vias de transdução de sinal. IMUNIDADE TUMORAL Observações clínicas e experimentos com animais demonstraram que, embora as células tumorais sejam derivadas das células do hospedeiro, os tumores provocam respostas imunes. Estudos histopatológicos mostram que muitos tumores são circundados por infiltrados de células mononucleares compostos por linfócitos T, células naturais killer (NK) e macrófagos ativados, e que os linfócitos e macrófagos ativados estão presentes nos linfonodos que drenam os locais de crescimento tumoral. A primeira demonstração experimental de que tumores podem induzir uma resposta imune protetora ocorreu a partir de estudos de tumores transplantados realizados na década de 1950. Um sarcoma pode ser induzido em um camundongo isogênico pincelando-se a sua pele com o carcinógeno químico metilcolantreno (MCA)., se o tumor induzido pelo MCA for excisado e transplantado para outro camundongo singênico, o tumor cresce. Em contrapartida, se as células do tumor original forem transplantadas de volta para o hospedeiro original, o camundongo rejeita este transplante e nenhum tumor cresce. O mesmo camundongo que havia se tornado imune a seu tumor é incapaz de rejeitar tumores induzidos por MCA em outros camundongos. Além disso, as células T do animal portador do tumor podem transferir imunidade protetora contra o tumor para um animal livre do tumor. Portanto, as respostas imunes contra os tumores apresentam as características que definem a imunidade adaptativa, ou seja, a especificidade e a memória, e constituem a função fundamental dos linfócitos. A partir destes experimentos de transplantes, a resposta mais eficaz contra tumores surge naturalmente e é mediada principalmente pelos linfócitos T. O que difere uma célula normal de uma célula tumoral é o seu grau de capacidade proliferativa e a apresentação de suas proteínas. Uma célula normal possui divisão reguladas e proteínas apresentadas em sua superfície, já as células tumorais possuem divisão descontrolada e proteínas da sua superfície alteradas, assim, ativando uma resposta imunológica. A célula T é a célula primária responsável pelo reconhecimento direto e morte das células tumorais. As células T fazem a vigilância imunológica, então se proliferam e destroem as células tumorais recém-transformadas após reconhecerem os AAT. ANTÍGENOS TUMORAIS Antígeno tumoral são antígenos presentes nas células tumorais, mas não estão presentes ou aparentes em células normais. Para que o sistema imune reaja contra um tumor, este deve ter antígenos que são reconhecidos como estranhos. Várias alterações na expressão de genes ocorrem em células durante a tumorigênese. A tumorigênese leva à expressão de novos antígenos (neoantígenos) ou à alteração nos antígenos existentes que são encontrados nas células normais. Esses antígenos incluem receptores de membrana, reguladores do ciclo celular e apoptose, ou moléculas envolvidas nas vias de transdução de sinal. A primeira classificação de antígenos tumorais baseou-se nos seus padrões de expressão. Os antígenos expressos em células tumorais, mas não em células normais, são chamados de antígenos de transplante tumor-especifico (TSTA ou AET) que são próprios de células tumorais e não são expressados em células normais. Além disso são responsáveis pela rejeição do tumor. Antígenos tumorais que são expressos pelas células tumorais e células normais são chamados de antígenos de transplante associados ao tumor (TATA ou AAT) na maioria dos casos, estes antígenos são constituintes celulares normais cuja expressão é desregulada nos tumores. Várias características dos antígenos tumorais e da resposta Imune aos tumores são fundamentais para a compreensão da imunidade tumoral e para o desenvolvimento de estratégias na imunoterapia contra o câncer. CELULAS EFETORAS Os macrófagos ativados, as células natural killer (NK), bem como os linfócitos T caracterizam-se como os principais grupos celulares do sistema imune envolvidos na eliminação das células neoplásicas. A maior parte dos estudos experimentais que avalia a resposta imune dos portadores de neoplasias baseia-se em imunofenotipagem específica para linfócitos T citotóxicos CD8+. Para que as células T CD8+ reconheçam os de antígenos tumorais são necessários que os epítopos das células neoplásicas sejam englobados pelas células apresentadoras de antígenos (APCs). Assim, os antígenos tumorais são processados no interior das APCs e os peptídeos derivados se ligam às moléculas MHC-I, para então serem apresentados às células T CD8+. As APCs expressam coestimuladores (IL-1) que enviam sinais para a diferenciação das células T CD8+ em células T citotóxicas anti-neoplásicas, induzindo a morte das células tumorais. Linfócitos T citotóxicos (LTC) reconhecem os antígenos nas células-alvo e lisam essas células. Esses antígenos podem ser proteínas de superfície da célula ou proteínas intracelulares (p. ex., AAT) expressas na superfície em combinação com moléculas de classe I do CHP. Uma proteína reguladora da mitose chamada ciclina B1, por exemplo, é pouco expressa em células normais, entretanto, expressa em grandes quantidades por diversos tumores, onde pode estimular a citotoxicidade mediada por linfócitos T Os macrófagos podem matar células tumorais específicas quando ativados por uma combinação de fatores, como linfocinas (fatores solúveis produzidos pelas células T) e interferon. São menos eficazes que os mecanismos citotóxicos mediados pela célula T. Sob certas circunstâncias, os macrófagos podem apresentar AAT nas células T e estimular a resposta imunitária específica do tumor. Há pelo menos 2 classes de macrófagos associadas a tumores (MAT): As células MAT-1 (M1) que facilitam a destruição dos tumores pelas células T e as células MAT-2 (M2) que promovem a tolerância aos tumores. Esses macrófagos M1 secretam moléculas citotóxicas, incluindo potentes oxidantes. A ativação inespecífica dos macrófagos, leva à produção aumentada de IL-1 ou TNF-α e à subsequente ativação de linfócitos T auxiliares e de células NK. A IL-1 apresenta efeito citostático em alguns tumores; além disso, o TNF-α pode exercer potente atividade antitumoral. As células dendríticas são células apresentadoras de antígenos na barreira dos tecidos (p. ex., pele, linfonodos). Têm papel crucial no início da resposta imunitária específica do tumor. Essas células sugam as proteínas associadas ao tumor, processam-nas e apresentam ATT às células T para estimular a resposta de LTC contra o tumor. Várias classes de células dendríticas podem mediar a promoção ou supressão de tumor. Linfocinas produzidas pelas células imunes estimulam o crescimento e induzem as atividades de outras células imunes. Essas linfocinas são a interleucina-2 (IL-2), também conhecida como fator de crescimento de células T, e os interferons. IL-12 é produzida pelas células dendríticas e especificamente induz LTC, aumentando, assim, as respostas imunes antitumorais. São células que se formam como terceira população distinta dos linfócitos citotóxicos. As células NK tem como característica a capacidade de matar as células tumorais, as células infectadas com vírus e algumas células normais na ausência de uma sensibilização anterior. São encontradas nos órgãos linfoides secundários e são células não fagocíticas e granulares. As células natural killers (NK) são outra população de células efetoras com atividade tumoricida. Em contraste com a LTC, as células NK não têm receptor para detecção de antígeno, mas ainda podem reconhecer as células normais infectadas com vírus ou as células tumorais. Sua atividade tumoricida é chamada natural porque não é induzida por um antígeno específico. O mecanismo utilizado pelas células NK, para discriminar entre células normais e anormais, está sob estudo. Evidências sugerem que moléculas MHC de classe I na superfície das células normais inibem as células NK e evitam a lise. Dessa forma, a diminuição no nível das moléculas de classe I, expressão característica de muitas células tumorais, pode permitir a ativação das células NK e lise subsequente do tumor. Assim, as células NK eliminam efetivamente dois tipos de alvos celulares: células que falham em expressar moléculas do MHC de classe I e células que expressam certas proteínas relacionadas ao estresse. Ambas as condições podem ser comumente aplicadas às células tumorais. Os anticorpos contra células tumorais são encontrados em muitos animais acometidos por neoplasias; por exemplo, cerca de 50% dos soros de cães com linfossarcomas contêm anticorpos antitumorais. Esses anticorpos podem, juntamente com o sistema complemento, lisar células tumorais livres presentes na corrente sanguínea. Os anticorpos não são eficazes na destruição de células de tumores sólidos. FALHAS DA RESPOSTA IMUNE TUMORAL Podem existir várias razões para que a imunidade antitumoral seja incapaz de erradicar as células transformadas. Em primeiro lugar, muitos tumores apresentam mecanismos especializados para evadir da resposta imune do hospedeiro. Em segundo lugar, as células tumorais são derivadas das células do hospedeiro e assemelham-se a células normais em muitos aspectos. Assim, muitos tumores tendem a ser fracamente imunogênicos. Os tumores que induzem fortes respostas imunes incluem aqueles induzidos por vírus oncogênicos, nos quais as proteínas virais são antígenos estranhos. Muitos tumores espontâneos induzem a imunidade de forma fraca ou mesmo indetectável. Isto pode acontecer porque os tumores que crescem sofreram mutações que reduzem a sua capacidade de estimular fortes respostas imunes. Em terceiro lugar, o crescimento rápido e a disseminação de um tumor podem superar a capacidade do sistema imune de controlar eficazmente o tumor, o que exige que todas as células malignas sejam eliminadas. A eliminação das células tumorais pelos mecanismos imunológicos é, provavelmente, determinada, em parte, pela inflamação que causam. Dessa maneira, se um tumor em metástase não invadir os órgãos linfoides, poderá escapar à vigilância imunológica. Por outro lado, os tumores que invadem os linfonodos podem ser divididos em tipos imunogênicos fortes e fracos. Os tumores fortemente imunogênicos desencadeiam potentes respostas mediadas por linfócitos T após seu processamento por células dendríticas. Os tumores fracamente imunogênicos tendem a crescer como nódulos isolados, que podem não ser processados de forma suficiente para desencadear respostas imunes. É possível que as células tumorais que desencadeiam a inflamação nos tecidos estimulem a ativação das células dendríticas e o processamento de antígeno. Por outro lado, os tumores que não desencadeiam processos inflamatórios podem ser simplesmente ignorados pelo sistema imune. Alternativamente, é possível que os antígenos do tumor possam ser tolerados pelo sistema imune. Comumente observa-se que animais acometidos por tumores são imunossuprimidos. Essa supressão é mais claramente verificada em animais com tumores linfoides; assim, os tumores de linfócitos B tendem a suprimir a formação de anticorpos, enquanto os tumores originários de linfócitos T suprimem as respostas imunes mediadas por células e a atividade das células NK. Os mecanismos de imunossupressão podem incluir defeitos no reconhecimento de antígenos, na coestimulação e na produção de citocinas. A imunossupressão em animais acometidos por tumores quimicamente induzidos parece ser devida, em parte, à produção de moléculas imunossupressoras, como as prostaglandinas, pelas células tumorais ou por macrófagos associados à neoplasia. A presença de células tumorais em crescimento ativo representa um grande sorvedouro de proteínas em um animal. Essa perda proteica também pode ser imunossupressora. Algumas moléculas derivadas do tumor podem redirecionar as atividades macrofágicas, promovendo o crescimento do tumor. As citocinas IL-4, IL-6, IL 10, TGF-β e o fator estimulador de colônias de macrófagos, além da prostaglandina E2, sintetizados pelo tumor, podem desativar os macrófagos ou suprimir a ativação dessas células e as respostas Th1. O TGF-β pode converter células efetoras antitumorais em células Treg. Muitos tumores produzem indolamina 2,3-dioxigenase (IDO), um potente agente imunossupressor e supressor das funções das células NK. As células tumorais podem suprimir a produção de citocinas pelos macrófagos e burlar a citotoxicidade mediada por essas células. Os tumores também podem escapar das respostas mediadas pelos linfócitos T, devido à falha no desencadeamento da inflamação e de outras respostas inatas. A sinalização induzida por interferon é prejudicada em linfócitos T e B de muitos pacientes com câncer. Uma vez que os tumores tenham imunossuprimido efetivamente o hospedeiro, eles entram na fase de escape, momento em que seu crescimento é descontrolado. O fenótipo dos linfócitos tem sido avaliado em cães saudáveis e portadores de tumores. Além de possuírem contagens de leucócitos maiores do que cães saudáveis, animais portadores de tumores tendem a possuir números reduzidos de linfócitos T CD4 e CD8. Essa diminuição nos números das células T fica mais evidente conforme a doença progride. Cães portadores de tumores podem, inclusive, apresentar níveis aumentados de IL-6 e α1-glicoproteína ácida no plasma quando comparados com animais saudáveis. Embora as células tumorais possam ser antigênicas e estimular o estabelecimento de respostas imunes protetoras mediadas por células, os anticorpos podem exercer o efeito oposto. Dessa forma, o soro de animais acometidos por tumores pode fazer as neoplasias de outros animais crescerem ainda mais depressa – um fenômeno chamado exacerbação. Esse soro também pode inibir a citotoxicidade mediada pelos linfócitos T. Muitos tumores liberam grandes quantidades de antígenos de superfície na corrente sanguínea, que podem se ligar aos linfócitos T citotóxicos, saturando os receptores de antígenos dessas células e bloqueando sua habilidade de se ligar às células-alvo. Alternativamente, anticorpos bloqueadores podem ser produzidos. Esses anticorpos antitumorais, não ativadores do sistema complemento, podem se ligar a antígenos tumorais e mascará-los, protegendo as células neoplásicas do ataque de linfócitos T citotóxicos. De forma geral, a presença ou a ausência desses fatores bloqueadores é bem correlacionada com o estado de progressão do tumor. INFLAMAÇÃO E TUMORES O microambiente do tumor tem um importante papel na determinação do comportamento de um tumor. As células tumorais comunicam-se extensivamente com as células vizinhas. Entre essas células, as mais importantes são os fibroblastos e as células inflamatórias. Como resultado, a eliminação de células tumorais por mecanismos imunes é determinada, em parte, pela presença de inflamação. As doenças inflamatórias aumentam o risco do desenvolvimento de diversos tipos de câncer. Assim, o uso de drogas anti-inflamatórias não esteroidais diminui a suscetibilidade a tumores. O câncer e a inflamação estão ligados por duas vias. A via intrínseca é ativada por mutações que levam à neoplasia. Entre essas mutações, podem-se destacar a ativação de diversos oncogenes, os rearranjos cromossômicos ou a inativação de genes supressores tumorais. Células transformadas dessa maneira geram fatores de transcrição, produzem mediadores inflamatórios e criam um microambiente inflamatório ao redor das células tumorais. A via extrínseca envolve o desenvolvimento de inflamação por doenças inflamatórias ou infecciosas. Ligantes de TLRs ou interleucina-1β (IL-1β) geram fatores de transcrição como o fator nuclear transcricional capa-beta (NF-κB) por meio da ativação da via da MyD88. Esses fatores de transcrição podem ser gerados não apenas por células inflamatórias, mas também por qualquer célula tumoral ou estromal da vizinhança. O NF-κB é um importante promotor do tumor endógeno. Ele estimula a produção de citocinas inflamatórias e promove a sobrevivência do tumor, reduzindo a expressão do gene antiapoptótico bcl-2. As células tumorais exploram sinais do microambiente. Células estromais como fibroblastos, macrófagos e células endoteliais podem gerar IL-6, uma citocina que promove o crescimento do tumor e a angiogênese. Células inflamatórias como macrófagos, mastócitos e linfócitos infiltrantes do tumor podem promover o crescimento tumoral por meio da remodelagem de tecidos, estimulação da angiogênese e supressão de respostas imunes. Essa polarização pode resultar da atividade de linfócitos T reguladores (Treg) dentro do tumor, secretando TGF-β e IL- 10. TUMORES ESPECIFICOS Papilomas A papilomatose canina é caracterizada por neoformações benignas provocadas pela infecção de células epiteliais por papilomavírus espécie-específico. Seis síndromes clínicas relacionadas à papilomatose são descritas em cães, sendo estas a papilomatose oral canina, a papilomatose genital, os papilomas múltiplos de coxim plantar, os papilomas caracterizados por placas pigmentadas e os papilomas cutâneos que incluem os papilomas cutâneos invertidos. A transmissão da doença ocorre por contato direto ou indireto com secreções ou sangue provenientes dos papilomas presentes nos animais contaminados. O diagnóstico baseia-se nos achados clínicos e exames complementares. São descritas seis síndromes clínicas relacionadas a papilomatose em cães. Entre elas, observa-se a papilomatose oral canina, a papilomatose genital, os papilomas múltiplos de coxim plantar, os papilomas caracterizados por placas pigmentadas de origem viral, também denominados verrugas planas e os papilomas cutâneos, que incluem os papilomas cutâneos invertidos. A regressão dos papilomas se deve a eventos celulares imunológicos. Nas lesões em processo de regressão são encontrados infiltrados de linfócitos T que variam de acordo com o tipo de papilomavírus. Não se devem considerar somente aspectos imunológicos relacionados ao hospedeiro, mas também aspectos genéticos, nutricionais e as características próprias de cada tipo viral, que podem influenciar na forma da manifestação clínica e na evolução ou não do quadro clínico. Os cães, após terem sido acometidos por infecções naturais ou experimentais se tornam imunes à papilomatose canina desencadeada pelo vírus. Alguns autores defendem que a imunidade humoral tem importância na prevenção da infecção, mas que esta não é efetiva na regressão das lesões. O tratamento da papilomatose viral canina não é indicado em situações onde houver pequena quantidade de papilomas no animal, justamente pelo caráter autolimitante da doença e pelo fato dos animais se tornarem imunes diante de uma reinfecção. REFERÊNCIAS ABBAS,Abul K.; LICHTMAN, Andrew H.; PILLAI, Shiv. IMUNOLOGIA CELULAR E MOLECULAR: 8ª. Ed. Editora Elsevier, 2015. TIZARD, Ian; IMUNOLOGIA VETERINARIA: Uma introdução: 5ª. Ed. Editora Roca, 1998 GHAFFAR, Abdul. Imunologia de tumores. Disponível em: https://www.microbiologybook.org/Portuguese/immuno-port-chapter18.htm. Acesso em: 4 nov. 2019. GABRILOVICH, Dmitry. Resposta do hospedeiro a tumores. 2017. Disponível em: https://www.msdmanuals.com/pt/profissional/hematologia-e-oncologia/imunologia-do- tumor/resposta-do-hospedeiro-a-tumores . Acesso em: 4 nov.2019 Resposta imune e o papel dos linfócitos T e B no microambiente tumoral: Revisão da literatura.2012. Disponível em: https://repositorio.bc.ufg.br/bitstream/ri/14195/5/Artigo%20-%20Caroline%20Rocha% 20de%20Oliveira%20Lima%20-%202012.pdf. Acesso em: 6 nov.2019. MEDRANO, Ruan. Imunologia de tumores. 2015. Disponível em: http://eaulas.usp.br/portal/video.action?idItem=6793 . Acesso em: 6 nov. 2019. Imunologia Tumoral: Hematologia e Oncologia. Disponível em: http://www.msdlatinamerica.com/profissionais_da_saude/manual_merck/secao_11/s ecao_11_143.html Acesso em: 5 nov. 2019
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