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1 CAPÍTULO 1 (Propriedades Gerais das Respostas Imunes) Imunidade Inata: respostas imediatas que proporciona a linha de defesa inicial contra micro-organismos. Consiste em mecanismos de defesa celulares e bioquímicos, que já existem até mesmo antes da infecção e que estão prontos para responder rapidamente a infecções. Os principais componentes da imunidade inata, são: barreiras físicas e químicas, como os epitélios e as substâncias químicas antimicrobiana produzida nas superfícies epiteliais; Células fagocitárias (neutrófilos e macrófagos), células dendríticas e células NK; proteínas do sangue, incluindo membros do sistema complemento e outros mediadores de inflamação e proteínas denominadas citocinas, que regulam e coordenam muitas atividades da imunidade inata. A resposta imune inata estimula respostas imunes adquiridas. A resposta imune inata consiste em dois principais tipos de reações: inflamação e defesa antiviral. A inflamação refere-se ao processo de recrutamento de leucócitos e proteínas plasmáticas do sangue, seu acúmulo nos tecidos e sua ativação para destruir os microrganismos. Esse processo envolve citocinas, que são produzidas por células dendríticas, macrófagos e outras. Os principais leucócitos que são recrutados são os neutrófilos e monócitos (que são transformados em macrófagos teciduais). Esses fagócitos expressam em sua superfície receptores que se ligam à microrganismos e os ingerem e receptores que reconhecem diferentes moléculas microbianas e ativam as células. Com ativação desses receptores, os fagócitos produzem radicais reativos de oxigênio e nitrogênio e enzimas lisossômicas. A defesa antiviral consiste em reação mediada por citocinas, em que as células adquirem resistência à infecção viral, e na destruição pelas células NK das células infectadas por vírus. A imunidade inata confia na coevolução de patógenos. Possui todos os receptores já codificados. Ela identifica Padrões moleculares de patógenos (PAMPs). Imunidade Adaptativa: respostas tardias que são estimuladas pela exposição a agentes infecciosos, cuja magnitude e capacidade de defesa aumentam com cada exposição sucessiva a determinado organismo. Como características importantes, destacam-se sua notável especificidade para moléculas distintas e sua capacidade de memória celular, que permite responder com mais intensidade em exposições repetidas ao mesmo microrganismo. Os principais componentes são os linfócitos e seus produtos secretados, tais como anticorpos. A resposta imune adaptativa atua intensificando os mecanismos protetores da imunidade inata. O sistema imune adaptativo utiliza três estratégias para combater os microrganismos: Os anticorpos secretados ligam-se a microrganismos extracelulares, bloqueiam sua capacidade de infectar células do hospedeiro e promovem ingestão e destruição pelos fagócitos. As células T Help aumentam a capacidade microbicida dos fagócitos, que ingerem os microrganismos e os destroem. E há também a estratégia dos linfócitos T citotóxicos, no qual destroem as células infectadas por microrganismos que são inacessíveis aos anticorpos e à destruição fagocítica. A imunidade adaptativa confia na diversidade da imunidade, ou seja, tem vários segmentos gênicos e há uma enzima (RAG) que sorteia o segmento VDJ que liga os rearranjos gênicos a alguns segmentos gênicos para formar seus receptores gênicos, responsáveis pela aleatoriedade gênica. 2 TIPOS DE RESPOSTA IMUNE ADAPTATIVA Imunidade Humoral Mediada por moléculas no sangue e anticorpos produzidos por linfócitos B. Os anticorpos reconhecem antígenos microbianos, neutralizam sua capacidade de infectar e promovem a sua eliminação por mecanismos efetores. Principal mecanismo de defesa contra microrganismos extracelulares e suas toxinas Foi originalmente definida como um tipo de imunidade passível de ser transferida a indivíduos não imunes, ou virgens, através de porções do sangue isentas de células contendo anticorpos, obtidas de indivíduos previamente imunizados Os linfócitos B ativados proliferam e diferenciam-se em plasmócitos, células que secretam classes de anticorpos, com funções distintas. A resposta das células B a antígenos proteicos exige sinais ativadores das células T CD4. Os antígenos proteicos após induzirem uma produção inicial de IgM, causam a produção de diferentes anticorpos (IgG, IgA ou IgE). A produção desses anticorpos diferentes é denominada mudança de classe e exige a ação das células T help, estimulando a produção de anticorpos com afinidade aumentada pelo antígeno Imunidade Celular Mediada pelos linfócitos T Promove a destruição dos microrganismos que residem nos macrófagos ou a destruição das células infectadas para eliminar os reservatórios de infecção. Foi definida como a forma de imunidade que pode ser transferida a animais não imunes por meio de linfócitos T, mas não por meio do plasma ou do soro. Os linfócitos T CD4 help ativados proliferam e diferenciam-se com células efetoras cujas funções são mediadas por citocinas secretadas. Uma das respostas mais iniciais das células T help CD4 é a secreção de IL-2, que é um fator de crescimento que atua sobre os linfócitos ativados, além de estimular sua expansão clonal. As células T efetoras da linhagem de células help CD4 secretam citocinas que estimulam a produção de imunoglobulina E (IgE), além de ativar eosinófilos, que são capazes de matar parasitas grandes demais para serem fagocitados. Os linfócitos T CD8 ativados proliferam e diferenciam-se em CTL que destroem as células infectadas no citoplasma. Ao destruir as células infectadas, os CTL eliminam os reservatórios da infecção. PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DA RESPOSTA IMUNE ADAPTATIVA: Especificidade e diversidade: As respostas imunológicas são específicas para diferentes antígenos. As partes desses antígenos que são reconhecidas especificamente pelos linfócitos são denominadas determinantes antigênicos (ou epítopo). Essa especificidade ocorre porque os linfócitos expressam receptores de membrana que são capazes de distinguir diferenças sutis na estrutura de diferentes epítopo. O número total de especificidades antigênicas dos linfócitos de um indivíduo chama-se repertório dos linfócitos. Essa capacidade do repertório linfocitário de reconhecer um número muito grande de antígenos chama-se diversidade, e resulta da variabilidade de estruturas dos sítios de ligação de antígenos presentes nos receptores dos linfócitos. 3 Memória: A exposição do sistema imunológico a um antígeno estranho aumenta a sua capacidade de responder novamente àquele antígeno específico. Essas respostas imunológicas secundárias geralmente são mais rápidas, de maior intensidade e frequência do que a primeira resposta ao antígeno. A explicação para isso se deve ao fato de que a exposição a um antígeno gera células de memória de vida longa específicas para o antígeno. Por exemplo, os linfócitos B de memória produzem anticorpos que se ligam ao antígeno com maior afinidade do que os anticorpos produzidos na “resposta imune primárias”; e as células T de memória reagem muito mais rapidamente e com mais vigor à estimulação antigênica do que células T virgens. Expansão clonal: Os linfócitos específicos para determinado antígeno sofrem considerável proliferação após a exposição a esse antígeno. Refere-se, portanto, a um aumento no número de células que expressam receptores idênticos para o mesmo antígeno, pertencendo então a um clone. Isso permite que a resposta imunológica possa dar conta do ritmo de divisão dos patógenos. Especialização: Resposta distinta e especial a diferentes patógenos maximizam a eficiência dos mecanismos de defesa antimicrobianos. Não reatividade ao próprio: Capacidade do sistema imunológico de reconhecer muitos antígenosestranhos (não próprios), de responder a eles e eliminá-los e, ao mesmo tempo, de não reagir de modo prejudicial às substâncias antigênicas próprias do indivíduo. A ausência da resposta imunológica é também denominada tolerância. A tolerância à antígenos próprios (auto tolerância) ocorre por mecanismos como a inativação dos linfócitos que expressam receptores específicos para alguns antígenos próprios, quer seja eliminando os linfócitos auto reativos ou suprimindo essas células através das ações de células reguladoras. OBS: Doenças autoimunes: A ocorrência de anormalidades na indução ou na manutenção da auto tolerância leva a resposta imunológica dirigidas contra antígenos próprios. A especificidade e memória permitem que o sistema imune desencadeie respostas acentuadas à exposição persistente ou recorrente ao mesmo antígeno e, assim, combater infecções prolongadas ou que ocorrem repetidamente. A diversidade é essencial para que o sistema imunológico possa defender o indivíduo contra os numerosos patógenos potenciais que existem no meio ambiente. A especialização permite que o hospedeiro desenvolva respostas “sob medida” para melhor combater os diferentes tipos de microrganismos. A auto tolerância é essencial para a prevenção de reações prejudiciais contra células e tecidos próprios, mantendo o amplo repertório de linfócitos específicos para antígenos estranhos. COMPONENTES CELULARES DO SISTEMA IMUNOLÓGICO ADAPTATIVO LINFÓCITOS: São células que reconhecem e respondem especificamente a antígenos estranhos e que atuam, portanto, como mediadores da imunidade humoral e celular. São células originárias de células tronco na medula óssea. Linfócito B: São as únicas células capazes de produzir anticorpos. Elas reconhecem antígenos extracelulares e diferenciam-se em plasmócitos secretores de anticorpos, atuando, assim, como mediadores da imunidade humoral. Linfócito T: São células da imunidade celular. Elas reconhecem os antígenos de microrganismos intracelulares e ajudam os fagócitos a destruí-los ou matam diretamente as células infectadas. As células T 4 não produzem anticorpos. Seus receptores de antígeno são moléculas de membrana (distintas dos anticorpos). Os linfócitos T possuem especificidade restrita para os antígenos; eles reconhecem peptídeos derivados de proteínas estranhas que estejam ligadas a MHCs, que são expressas na superfície de outras células. As células T reconhecem e respondem a antígenos associados à superfície celular, mas não à antígenos solúveis. Existem diferentes tipos de populações das células T: Células T Help: Em resposta à estimulação antigênica, secretam citocinas que são responsáveis por respostas celulares da imunidade inata e adaptativa, atuando como “moléculas mensageiras”. Essas citocinas estimulam a proliferação e a diferenciação das próprias células T e ativam outras células, inclusive as células B, os macrófagos e outros leucócitos. Ex: Linfócitos T CD4 help. As células T Help, que geralmente são CD4, expressam moléculas de superfície, como ligante de CD40. Linfócitos T citotóxicos (CTL): Destroem as células que exibem antígenos estranhos, como as células infectadas por vírus e outros microrganismos intracelulares. Ex: Linfócitos TCD8 citotóxicos. OS CTL Linfócitos T regulatórios: Atuam na inibição de respostas imunológicas Linfócitos TNK: Está envolvida na imunidade natural contra vírus e outros microrganismos intracelulares. São capazes de realizar sua função de morte sem a necessidade de expansão clonal e diferenciação. Usam receptores codificados pelo DNA para diferenciar células infectadas por patógenos de células saudáveis. São desativadas por MHCs de classe I. Linfócito de Memória: OBS: Os linfócitos T e B virgens entram nos órgãos linfoides por uma artéria, e chegam ao estroma do órgão através da HEV. As citocinas que determinam em que local as células B e T residirão no órgão linfoide são do tipo Quimiocinas (citocinas quimioatrativas), as quais se ligam aos receptores de quimiocinas nos linfócitos. Células Apresentadoras de Antígenos (APCs): Capturam antígenos e os apresentam aos linfócitos específicos. As células dendríticas tem maior grau de especialização, e são elas que capturam “mais agilmente” os antígenos microbianos provenientes do ambiente externo, transportando-os até os órgãos linfoides e apresentando-os aos linfócitos T virgens, que iniciam as respostas imunológicas. Células efetoras: Ajudam na eliminação do antígeno. Elas medeiam o efeito final da resposta imunológica, que é livrar-se dos microrganismos. São exemplos os linfócitos T ativados, os fagócitos mononucleares e outros leucócitos. Os linfócitos e as APCs estão concentrados em órgãos linfoides, onde interagem entre si para iniciar as respostas imunológicas. Os linfócitos também estão presentes no sangue; do sangue podem recircular através dos tecidos linfoides e ser guiados até os locais de exposição antigênica nos tecidos periféricos para eliminar o antígeno específico. CAPTURA E APRESENTAÇÃO DOS ANTÍGENOS As células dendríticas localizadas nos epitélios e nos tecidos conjuntivos capturam os microrganismos, digerem suas proteínas em peptídeos e expressam, em sua superfície, os peptídeos ligados a 5 molécula de MHC, que é a molécula especializada em apresentação de antígeno aos linfócitos RECONHECIMENTO DOS ANTÍGENOS PELOS LINFÓCITOS A ativação dos linfócitos virgens exige o reconhecimento de complexos peptídeo-MHC apresentados pelas células dendríticas. Esse complexo ativa as células T e assegura que esses linfócitos possam interagir apenas com outras moléculas. Para responder, as células T precisam reconhecer também coestimuladores, que são induzidos pelos microrganismos a serem expressas nas superfícies das APCs. O reconhecimento do antígeno fornece especificidade à resposta imunológica, e a necessidade de coestimulação assegura que as células T respondam a microrganismos e não a substâncias inofensivas. CAPÍTULO 2 (Células e Tecidos do Sistema Imune) Fagócitos: Células cuja função primária é identificar, ingerir e digerir microrganismos. As respostas funcionais dos fagócitos consistem em: recrutamento das células para os sítios de infecção, reconhecimento e ativação dos fagócitos pelos microrganismos, ingestão pelo processo de fagocitose e destruição dos microrganismos. Os fagócitos têm funções efetoras na imunidade inata. Neutrófilos (leucócitos polimorfonucleares) Medeiam as fases iniciais das reações inflamatórias. Possui citoplasma com dois tipos de grânulos, um é preenchido por enzimas, tais como lisozima, colagenase e elastase e outro, são lisossomos que contêm enzimas e outras substâncias microbianas, inclusive defensinas e catelicidinas. São produzidos na medula óssea Migram para os sítios de infecção em poucas horas São atraídos por IL-8 e C5a (proteína do complemento). Faz explosão respiratória (ROS) e mieloperoxidase OBS: Desvio à esquerda: Maior quantidade de bastonetes e/ou células mais jovens da série granulocítica posicionados à esquerda. Glicocorticóides podem causar desvios à esquerda. Além de infeções bacterianas (caracterizada pela grande quantidade de neutrófilos). Monócitos (Fagócito Mononuclear) Possui citoplasma granular contendo lisossomos, vacúolos fagocíticos e filamentos de citoesqueleto. Consistem em pelo menos dois subtipos de populações: inflamatória, porque é rapidamente recrutada do sangue para os sítios de inflamação tecidual, fonte de macrófagos residentes do tecido e algumas células dendríticas. Uma vez que entram nos tecidos, os monócitos amadurecem e tornam-se macrófagos. Macrófagos e suas funções em ambas imunidades: Ingestão do microrganismo causando sua morte. Ingestão de células mortasdo hospedeiro como parte do processo de limpeza após resolução da lesão tecidual. Macrófagos ativados secretam proteínas denominadas citocinas, que se ligam aos receptores presentes em outras células instruídas a responderem de maneira efetiva para defesa do hospedeiro, amplificando a resposta protetora contra microrganismos. 6 Atuam como APCs que apresentam antígenos e ativam linfócitos T. Promovem o reparo de tecidos lesionados pelo estímulo ao crescimento de novos vasos sanguíneos e pela síntese de matriz extracelular rica em colágeno. Para os macrófagos serem ativados, precisam reconhecer diferentes moléculas microbianas, nas quais ligam-se aos receptores específicos localizados na superfície ou interior do macrófago. (Ex: Receptores semelhantes a Toll). Além da ativação pela ligação de receptores de membrana plasmática e opsoninas (substâncias que revestem células para a fagocitose) na superfície do organismo. (Ex: Receptores para componentes do sistema complemento e receptores para FC de anticorpos). Na imunidade adaptativa, os macrófagos são ativados por citocinas secretadas e proteínas de membrana de linfócitos T. Mastócitos, Basófilos e Eosinófilos Todos possuem grânulos citoplasmáticos preenchidos por vários mediadores inflamatórios e antimicrobiano. São envolvidos na resposta imune contra helmintos e nas que causam doenças alérgicas. Mastócitos/Basófilos Possui grânulos citoplasmáticos preenchidos por vários mediadores inflamatórios e antimicrobiano. Os conteúdos liberados dos grânulos incluem citocinas e histaminas. Expressam receptores de membrana para a porção FC de anticorpos IgE e IgG, e outros receptores que reconhecem proteínas do complemento São importantes na defesa contra helmintos. Eosinófilos Expressam grânulos citoplasmáticos contendo enzimas danosas às paredes celulares de parasitas, porém, pode lesionar tecidos do hospedeiro. CÉLULAS APRESENTADORAS DE ANTÍGENOS Células Dendríticas (imunidade adaptativa) São as APCs mais importantes para ativação de células T virgens Possuem longas projeções membranosas e capacidade fagocítica São amplamente distribuídas nos tecidos linfoides, no epitélio das mucosas e no parênquima dos órgãos Em resposta à ativação induzida por microrganismos, elas tornam-se móveis e migram para os órgãos linfoides e apresentam antígenos microbianos aos linfócitos T. Macrófagos São mediadas por células T help CD4 Apresentam antígenos para os linfócitos T help nos sítios de infecção Linfócitos B Apresentam antígenos para as células T help nos órgãos linfáticos e no baço. OBS: Células Dendríticas Foliculares São células com projeções membranosas em áreas enriquecidas com células B ativadas, chamadas centro germinativos 7 Não são derivadas da medula óssea e não apresentam antígenos aos linfócitos T como as células dendríticas comuns Capturam antígenos complexados com anticorpos ou produtos do complemento e apresentam esses antígenos em suas superfícies para reconhecimento pelos linfócitos B. Células Proteínas de Superfícies Expressa Células T help CD4 Células T Citotóxicas CD8 Células B de memória CD27 Células T virgens CD45 OBS: Moléculas de superfície celular bem-definidas estruturalmente utiliza-se uma designação CD numérica. Para ver mais marcadores ver apêndice III. Baço Principais funções: retirar da circulação células sanguíneas lesionadas, além de iniciar as respostas imunológicas adaptativas aos antígenos capturados do sangue. O parênquima esplênico é dividido em polpa vermelha (circundados por macrófagos e preenchidos por eritrócitos) e polpa branca (rica em linfócitos). A função da polpa branca é promover as respostas imunes adaptativas contra antígenos provenientes do sangue. Mecanismos Microbicidas de Fagocitose (No Vacúolo) 1. Enzimas do lisossomo 2. Espécies Reativas de Oxigênio 3. INOS (síntese do óxido nítrico reduzido) converte Arg a Cit gerando NO 4. Mieloperoxidase (MPO) usa Cl-, H+, gerando oxiácidos halogenados 5. Superóxido desmutase 6. Geração de Peroxinitritos CAPÍTULO 5 (Anticorpos e Antígenos) Anticorpos e Antígenos Antígeno: Uma molécula que se liga a um anticorpo ou a um TCR. Os antígenos que se ligam aos anticorpos incluem todas as classes de moléculas. A maioria dos TCRs liga-se somente a fragmentos de peptídeos de proteínas complexados com moléculas de MHC; ambos ligantes de peptídeo e proteína nativa dos quais são derivados são chamados de antígenos de célula T. Anticorpos: São proteínas circulantes produzidas nos vertebrados em resposta à exposição a estruturas estranhas conhecidas como antígenos. Anticorpos monoclonais: Anticorpo que é específico para um antígeno e é produzido por um hibridoma de célula B (uma linhagem celular derivada da fusão de uma célula B única normal e uma linhagem tumoral de célula B imortal). Os anticorpos monoclonais são amplamente usados em pesquisa, diagnóstico clínico e terapia. 8 Anticorpos policlonais: são anticorpos produzidos por muitos clones de linfócitos B que podem, cada um, se ligar a diferentes porções (epítopos) de um antígeno. Imunidade Humoral: tipo de resposta imune adaptativa mediada por anticorpos produzidos pelos linfócitos B. É o principal mecanismo de defesa contra microrganismos extracelulares e suas toxinas. Anticorpos, MHCs e receptores de antígeno de célula T são as três classes de moléculas usadas pelo Sistema Imune Adaptativo para se ligar aos antígenos. Desses três os anticorpos se ligam a antígenos com maior força. A ligação Anticorpo-Antígeno é não covalente e reversível, se dá através das forças intermoleculares conhecidas como ligações de hidrogênio, ligações de Van Der Waals e também através de ligações iônicas. Os anticorpos são sintetizados somente pelas células da linhagem de linfócito B e existem em duas formas: anticorpos ligados à membrana na superfície dos linfócitos B funcionam como receptores de antígenos e anticorpos secretados neutralizam as toxinas, previnem a entrada e espalhamento dos patógenos e eliminam os microrganismos. O reconhecimento do antígeno pelos anticorpos ligados à membrana nas células B imaturas ativa esses linfócitos a iniciarem uma resposta imune humoral. As células B ativadas se diferenciam em plasmócitos que secretam anticorpos da mesma especificidade do receptor do antígeno. As formas secretadas do anticorpo estão presentes no plasma sanguíneo, nas secreções mucosas e no fluido intersticial dos tecidos. Na fase efetora da imunidade humoral, esses anticorpos secretados se ligam aos antígenos e disparam vários mecanismos efetores que eliminam os antígenos. A eliminação do antígeno frequentemente necessita da interação do anticorpo com outros componentes do sistema imune, incluindo moléculas tais como proteínas do complemento e moléculas que incluem fagócitos e eosinófilos. As funções efetoras mediadas por anticorpo incluem: Neutralização dos microrganismos ou produtos microbianos tóxicos; Ativação do sistema complemento; Opsonização dos patógenos para fagocitose aumentada; Citotoxidade mediada por célula e dependente de anticorpo (pela qual os anticorpos têm como alvo células infectadas para a lise pelas células do sistema imune inato). Ativação de mastócito mediada por anticorpo para expelir vermes parasitas. Características gerais da Estrutura do Anticorpo Outro nome comum para anticorpo é imunoglobulina (é a segunda imunoglobulina mais abundante no soro). Todas as moléculas de anticorpo compartilham as mesmas características estruturais básicas, mas apresentam marcante variabilidade nas regiões onde os antígenos se ligam. Essa variabilidade das regiões de ligação do antígeno é responsável pela capacidadede diferentes anticorpos se ligarem a um grande número de antígenos estruturalmente diversos. Cada clone de célula B produz moléculas de anticorpo com os mesmos locais de ligação do antígeno e diferentes nestes locais dos anticorpos produzidos por outros clones. Uma molécula de anticorpo tem uma estrutura simétrica do núcleo composta de duas cadeias leves idênticas e duas cadeias pesadas idênticas. Ambas as cadeias leve e pesada contêm uma série de unidades homólogas repetidas, cada uma com cerca de 110 resíduos de 9 aminoácidos de comprimento, que se dobram independentemente de um motivo globular que é chamado de domínio Ig. Um domínio Ig contém duas camadas de folhas β-pregueada, cada camada composta de três a cinco fitas de cadeia polipeptídica antiparalela. As duas camadas são mantidas unidas por pontes de dissulfeto. Ambas as cadeias leve e pesada consistem em regiões variáveis de aminoterminal (V) que participam no reconhecimento do antígeno e regiões carboxiterminais constantes (C); as regiões C das cadeias pesadas medeiam as funções efetoras. As regiões variáveis são assim chamadas por causa das suas sequencias de aminoácidos variando entre os anticorpos produzidos pelos diferentes clones B (Regiões que mudam de linfócito B para linfócito B). A região V de uma cadeia pesada (VH) e a região contígua de uma cadeia leve (VL) formam um local de ligação do antígeno. Pelo fato de a unidade estrutural do núcleo de cada molécula de anticorpo conter duas cadeias pesadas e duas cadeias leves, cada molécula de anticorpo tem pelo menos dois locais de ligação do antígeno. As regiões C da cadeia pesada interagem com outras moléculas efetoras e células do sistema imune e, assim, medeiam a maioria das funções biológicas dos anticorpos. Além disso, as cadeias pesadas existem em duas formas que diferem nas terminações carboxiterminais: uma forma das cadeias pesadas ancora os anticorpos ligados à membrana nas membranas plasmáticas dos linfócitos B, e a outra é encontrada somente nos anticorpos secretados. As regiões C das cadeias leves não participam nas funções efetoras e não estão diretamente ligadas às membranas das células (Os isotipos da região constante da cadeia leve são: K e λ. As cadeias pesadas e leves estão covalentemente ligadas por pontes dissulfeto formadas entre os resíduos de cisteína no carboxiterminal da cadeia leve e no domínio CH1 da cadeia pesada. As interações não covalentes entre os domínios CL e CH1 também podem contribuir para a associação das cadeias pesadas e leves. As duas cadeias pesadas de cada molécula de anticorpo estão covalentemente ligadas por pontes dissulfeto. Fragmentos proteolíticos de uma molécula de IgG: Fab (fragmento, ligação do antígeno): Dois fragmentos idênticos que consistem em cadeia leve completa (VL CL) associada a um fragmento VH CH1 da cadeia pesada. Esses fragmentos retém a habilidade de se ligar ao antígeno, porque cada um possui domínios VL e CL pareados. São usados como antagonistas pois além de não ativar o receptor, eles bloqueiam o sítio de ligação com o receptor. Fc (fragmento, cristalizável): se liga a células que apresentem receptores Fc, como por exemplo os macrófagos. Também se ligam a bactérias opsonizadas. Além disso podem ativar complemento. F|(ab’)2: apresentam dobradiça e as pontes de dissulfeto intercadeias intactas e dois locais de ligação do antígeno idêntico. Podem ser usados para ativar célula T (agonista) mas não podem ativar proteínas do complemento. Características Estruturais das Regiões Variáveis do Anticorpo A maioria das diferenças de sequência e variabilidade entre os diferentes anticorpos está confinada a três pequenos trechos na região V da cadeia pesada e a três trechos na região V da cadeia leve. Estes segmentos de maior diversidade são conhecidos como regiões hipervariáveis. Na molécula de anticorpo, as três regiões hipervariáveis do domínio VL e as três regiões hipervariáveis do 10 domínio VH são mantidas juntas para criar uma superfície de ligação ao antígeno. Pelo fato de essas sequencias formarem uma superfície que é complementar à forma tridimensional do antígeno ligado, as regiões hipervariáveis também são chamadas de regiões de determinação de complementariedade (CDRs). Procedentes de cada região aminoterminal VL ou VH, essas regiões são chamadas de CDR1, CDR2 e CDR3. As CDR3 de ambos segmentos VH e VL são as mais variáveis das CDRs. A habilidade de uma região V em se dobrar em um domínio Ig é primordialmente determinada pelas sequências conservadas de regiões adjacentes aos CDRs. A ligação do antígeno pelas moléculas de anticorpo é primariamente uma função das regiões hipervariáveis de VH e VL. O contato mais extenso com o antígeno ocorre com a região CDR3. Entretanto, a ligação do antígeno não é primariamente uma função dos CDRs e os resíduos do arcabouço também podem fazer contato com o antígeno. As regiões de arcabouço da porção variável da cadeia pesada são chamadas de (FR). Características Estruturais das Regiões Constantes do Anticorpo As moléculas de anticorpo podem ser divididas em classes e subclasses distintas com base nas diferenças na estrutura das regiões C da cadeia pesada. As classes de moléculas de anticorpo também são chamadas de isotipos e são nomeados como IgA (subtipos: IgA1, 2 (α1 ou α2)), IgD, IgE, IgG (IgG1-4 (γ1, γ2, γ3 ou γ4) e IgM. As regiões C da cadeia pesada de todas as moléculas de anticorpo de um isotipo ou subtipo tem essencialmente a mesma sequência de aminoácidos. Esta sequência é diferente nos anticorpos de outros isotipos ou subtipos. Diferentes isotipos e subtipos de anticorpos realizam distintas funções efetoras. A razão para isso é que a maioria das funções efetoras dos anticorpos é mediada pela ligação das regiões C da cadeia pesada aos receptores Fc (FCRs) nas diferentes células, tais como fagócitos, células NK e mastócitos r proteínas plasmáticas, como proteínas do complemento. Os isotipos e subtipos de anticorpo diferem em suas regiões C e, assim, onde eles se ligam e quais funções efetoras realizarão. As moléculas de anticorpo são flexíveis (ou maleáveis), permitindo que elas se liguem a diferentes antígenos. Essa flexibilidade é conferida, em grande parte, por uma região de dobradiça localizada entre CH1 e CH2 de certos isotipos que faz com que se acomode bem as ligações com o antígeno. Além disso, alguma flexibilidade das moléculas de anticorpo é decorrente da habilidade de cada domínio VH em sofrer rotação com respeito ao domínio CH1 adjacente. As Igs se associam com o antígeno formando diferentes ângulos isso se dá porque a molécula de anticorpo tem rotação no seu próprio eixo. Anticorpos secretados e associados à membrana diferem na sequência de aminoácidos da porção carboxiterminal da região da cadeia pesada. Na forma secretada, encontrada no sangue e em outros fluidos extracelulares, a porção carboxiterminal é hidrofílica. A forma ligada na membrana do anticorpo contém um pedaço carboxiterminal que inclui dois segmentos: uma região transmembrana hidrofóbica α-helicoidal, seguida por uma porção carregada positivamente na região intracelular justamembranar. Nas moléculas IgM e IgD da membrana, a porção citoplasmática da cadeia pesada é curta, somente três resíduos de aminoácidos de comprimento: nas moléculas de IgG e IgE da membrana, ela é um pouco mais longa, até 30 resíduos de aminoácidos de comprimento. As formas multiméricas dos anticorpos se ligam aos antígenos mais avidamente do que as formas monoméricas o fazem, mesmo se 11 ambos os tipos de anticorpos contiverem regiões Fab que se ligam individual e igualmente bem ao antígeno. 14 Os anticorpos anti-TCR são agonistas bivalentes do receptor TCR e pode ativá-lo pois simula o antígeno na ligação com o TCR. Doença do soro: Os anticorposde distintas espécies diferem um dos outros nas regiões C em partes da região V. Com isso, quando moléculas de Ig de uma espécie são introduzidas em outra, o recebedor as enxerga como estranhas, monta uma resposta imune e produz os anticorpos contra as regiões C da Ig introduzida. Isso limita grandemente a habilidade em tratar indivíduos com anticorpos produzidos em outras espécies. Alótipos: Quando uma variante polimórfica encontrada em alguns indivíduos de uma espécie pode ser reconhecida por um anticorpo, que é determinado de anticorpo antialotípico. As diferenças entre as regiões V do anticorpo estão concentradas nos CDRs e constituem os idiótipos dos anticorpos. Ligação dos anticorpos a antígenos Embora todos os antígenos sejam reconhecidos por linfócitos específicos ou por anticorpos, somente alguns deles são capazes de ativar os linfócitos. Moléculas que estimulam as respostas imunes são chamadas de imunógenos. Macromoléculas são efetivas para estimular os linfócitos B a iniciarem as respostas imunes humorais, porque a ativação da célula B necessita que múltiplos receptores de antígenos sejam mantidos juntos (ligação cruzada). Qualquer anticorpo se liga a somente uma porção do antígeno que é chamada de determinante ou epítopo. Antígenos polivalentes são importantes pelo ponto de vista da ativação da célula B, uma vez que muitas funções efetoras dos anticorpos são disparados otimamente quando duas ou mais moléculas de anticorpos são mantidas próximas juntas pela ligação a um antígeno polivalente (imunocomplexos). Reação cruzada: Alguns anticorpos produzidos contra um antígeno podem se ligar a um antígeno diferente, mas estruturalmente relacionado. Os anticorpos que são produzidos em resposta a um antígeno microbiano algumas vezes têm reação cruzada com os próprios antígenos, o que pode ser a base de certas doenças imunológicas.
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