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ATIVAÇÃO LINFÓCITOS B MATURAÇÃO DE CÉLULAS B NA MEDULA 1- Desenvolvimento/maturação de linfócitos B: - Os linfócitos B são parcialmente maturados na medula, vão para a circulação, ocupam e completam sua maturação nos órgãos linfoides secundários (baço e linfonodos). - Nos centros germinativos do linfonodo, o antígeno estimula a proliferação de células B, seleção das células B produtoras de anticorpos de alta afinidade e geração de células B de memória e plasmócitos de vida longa. 2- Maturação na medula (inicialmente): - As células tronco hematopoéticas (CTH) no fígado fetal e na medula óssea dão origem a diferentes progenitores de vários tipos de células sanguíneas. O progenitor linfoide comum (PLC) dá origem a células B, T, NK e algumas dendríticas. - A primeira célula da medula comprometida com a linhagem de células B é a célula pró-B que inicialmente não expressa Ig. Estas se desenvolvem em células pré- B e em seguida em células B imaturas, que expressam moléculas IgM ligadas a membrana, e depois deixam a medula para continuar a amadurecer no baço e no linfonodo. - A expressão do receptor da célula pré-B (pré-BCR) é o primeiro ponto de controle na maturação de células B. - Os pré-receptores de antígenos e receptores de antígenos emitem sinais a linfócitos em desenvolvimento que são necessários para a sobrevivência dessas células e sua proliferação e maturação contínua. 3- Maturação nos órgãos linfoides secundários (posteriormente): - No baço e no linfonodo, as células B imaturas amadurecem em células B maduras: células B foliculares (FO) ou células B da zona marginal (ZM). - As células B em desenvolvimento expressam receptores de antígenos completos e são selecionadas para a sobrevivência com base no que podem ou não reconhecer. Assim, após a expressão dos receptores, as células entram em contato com antígenos próprios do organismo. Caso os receptores se liguem a eles com alta avidez, tem seleção negativa, sofrendo edição do receptor (produção de nova cadeia leve). Se mesmo assim expressarem receptores autorreativos, sofrem apoptose (deleção clonal), que ocorre para evitar doenças autoimunes. Esse processo de tolerância ou educação é caracterizado pela expressão dos receptores de membrana IgM. Contudo, se seus receptores forem produtivos, se ligando com baixa avidez, têm seleção positiva e estes vão gerar os diferentes subtipos. - A afinidade do receptor de células B com antígenos próprios contribui para direcionar a diferenciação de uma célula B em amadurecimento em célula B folicular ou célula B da zona marginal. A enzima tirosinase de Bruton (BTK) é importante durante esse processo, sem ela não há formação de linfócitos B maduros (doenças imunodeficientes). - As células B foliculares expressam IgM e IgD na superfície e adquirem capacidade de recircular e ocupar órgãos linfoides periféricos. Nos folículos são capazes de reconhecer e responder a antígenos. SUPERFÍCIE DE LINFÓCITOS B MADUROS - B-1: são originadas das células hematopoéticas do fígado fetal. Respondem prontamente a antígenos TI, principalmente no peritônio e em mucosas, secretando IgM (anticorpo natural com especificidade limitada para antígenos) que reage a lipídios e polissacarídeos, como a flora microbiana no intestino. Também produzem IgA nas mucosas. - B-2: originam-se na medula óssea através do sangue e vão até o baço, onde são diferenciados em: a. Células B foliculares: coexpressam IgM e IgD. Têm capacidade de circular de um órgão linfoide para outro (baço ↔ linfonodo), residindo nos folículos de célula B. b. Células B de zona marginal: expressam apenas o receptor IgM e residem na zona marginal do baço. Assim como as células B-1, liberam espontaneamente IgM e expressam correceptores de complemento, que reconhecem os antígenos opsonizados. FASES DA RESPOSTA IMUNE HUMORAL 1- Reconhecimento do antígeno por linfócitos B específicos (ativação da célula B imatura em madura pela estimulação antigênica nos órgãos periféricos). Os antígenos se ligam as IgM e IgD de membrana nas células B virgens e as ativa. 2- Proliferação das células B específicas ao antígeno reconhecido (expansão clonal). 3- Diferenciação em plasmócitos secretores de anticorpo e células B de memória. 4- Troca de isotipo de cadeia pesada (algumas células B ativadas começam a produzir outros anticorpos, não só IgM e IgD). 5- Maturação de afinidade (os anticorpos se ligam a antígenos com afinidade crescente e passam a dominar a resposta). - As respostas de anticorpos a antígenos proteicos requerem que o antígeno seja internalizado por células B específicas, processados e seus peptídios apresentados aos linfócitos T auxiliares CD4, que, por sua vez, ativam as células B. Devido a isso, as proteínas são classificadas como antígenos T-dependentes. - As respostas de anticorpos a antígenos multivalentes não proteicos não requerem a participação de linfócitos T auxiliares, sendo, denominados antígenos T independentes. - A diferenciação em plasmócitos e células B de memória, a troca de isotipo e a maturação da afinidade acontecem nas respostas T-dependentes. - As respostas humorais primárias (ativação de células B imaturas nunca estimuladas) contra alguns antígenos proteicos difere qualitativamente e quantitativamente da resposta secundária (ocorrem após a estimulação de clones expandidos de células B de memória). Portanto, a secundária se desenvolve mais rapidamente e com maior quantidade de anticorpos. - Células B foliculares em órgãos linfoides periféricos respondem principalmente produzindo anticorpos contra antígenos proteicos (requer a colaboração das células T auxiliares). Já as células B da zona marginal no baço e em outros tecidos linfoides reconhecem antígenos multivalentes, como polissacarídeos, e montam respostas de anticorpos T-independentes. Células B-1 presentes em tecido de mucosa e peritônio também medeiam respostas T-independentes. FASES DE RECONHECIMENTO DE ANTÍGENOS 1- Captura do antígeno e apresentação para a célula B: - A maior parte dos linfócitos B virgens maduros são células B foliculares que recirculam continuamente no sangue e migram de um órgão linfoide secundário para o seguinte, em busca de um antígeno. - O antígeno que é apresentado as células B está, em geral, em sua conformação nativa (intacta) e não é processado por células apresentadoras de antígenos. Esta é uma das diferenças importantes entre as formas de reconhecimento por linfócitos B e T. 2- Ativação da célula B por antígenos e outros sinais: - A sobrevivência das células B foliculares depende dos sinais BCR e de estímulos recebidos da citocina BAFF (da família do TNF). - A ativação dos linfócitos B antígeno-específicos é iniciada pela ligação do antígeno às moléculas de Ig de membrana que, em conjunto com as proteínas associadas Igα e Igβ, constituem o complexo receptor de antígeno de células B maduras. - Para que a resposta completa seja induzida, outros estímulos são requeridos a fim de cooperar com o acoplamento do BCR, incluindo proteínas do complemento, receptores de reconhecimento padrão e células T auxiliares (no caso de antígenos proteicos). - Os correceptores CR2/CD21 facilitam a ativação da célula B por reconhecerem fragmentos do complemento (como o C3d) ligados ao antígeno. - Os produtos microbianos que se acoplam aos receptores Toll nas células B, também aumentam sua ativação. As células mieloides, também, quando ativadas pelos TRLs, podem secretar APRIL e BAFF, citocinas que podem induzir respostas T- independentes de células B. 3- Respostas das células B a antígenos multivalentes: - Antígenos multivalentes iniciam a proliferação e diferenciação da célula B, enquanto os antígenos proteicos preparam a célula B para subsequentes interaçõescom as células T auxiliares. - Por não poderem se ligar cruzadamente e em múltiplas moléculas de Ig, a capacidade dos antígenos proteicos de ativar a BCR fica limitada e por isso, eles geralmente não induzem sinais que podem levar a diferenciação e proliferação das células B. - No entanto, os antígenos proteicos são suficientes para influenciar a sobrevivência, induzir alterações na expressão dos receptores de quimiocina e promover a endocitose do antígeno. Alguns podem, inclusive, ser exibidos como matrizes multivalentes nas superfícies das células, se comportando como antígenos multivalentes (se apresentam em agregados). - Os antígenos proteicos também são internalizados pelo BCR, processados e apresentados como peptídios ligados a moléculas de MHC a células T auxiliares, que são potentes estimuladoras da proliferação e diferenciação de linfócitos B. *Em respostas dependentes de T, a função da Ig de membrana não é provocar a proliferação e diferenciação, mas sim, facilitar a ligação de internalização do antígeno para apresentação subsequente as células T auxiliares. RESPOSTA A ANTÍGENOS PROTEICOS (T-DEPENDENTE) - Os antígenos proteicos são reconhecidos por linfócitos B e T específicos nos órgãos linfoides periféricos e as populações de células ativadas se reúnem nesses órgãos para iniciar as respostas imunes humorais. As células T CD4 imaturas são ativadas pelo antígeno (sob a forma de peptídios processados) nas zonas das células T, por meio da apresentação dendrítica, e então diferenciam-se em células T auxiliares. Já as células B imaturas são ativadas nos folículos pelo mesmo antígeno (em sua conformação nativa). - A ativação de células B e T específicas para o mesmo antígeno é essencial para a interação funcional entre essas duas, e as aproxima para aumentar a probabilidade de encontro entre elas. Para isso, as células T auxiliares regulam negativamente o receptor de quimiocina CCR7 e aumentam a expressão de CXCR5, como resultado, deixam a zona T e migram para a borda do folículo. Além disso, as células B ativadas por antígenos proteicos reduzem a expressão do receptor CXCR5 e aumentam o de CCR7, fazendo com que as células miguem em direção à zona T, indo para a borda do folículo. - Os antígenos proteicos que são reconhecidos por receptores antigênicos específicos da célula B são endocitados e processados para gerar peptídios que se ligam a moléculas de MHC de classe II e são apresentados às células T CD4. - Efeito hapteno-carreador: as células B específicas para um hapteno ligam-se ao antígeno através do determinante do hapteno, endocitam o conjugado hapteno-carreador, e apresentam peptídios derivados da proteína carreadora a linfócitos T auxiliares específicos para essa proteína. Assim, os 2 linfócitos cooperam reconhecendo diferentes epítopos do mesmo complexo antigênico. O hapteno é responsável pela internalização eficiente da proteína carreadora para dentro da célula B, o que explica por que ambos precisam estar fisicamente ligados. *O efeito hapteno-carreador é a base para o desenvolvimento de vacinas conjugadas que contém epítopos de carboidratos reconhecidos por células B ligados a proteínas reconhecidas por células T. - Na ativação, as células T auxiliares expressam o ligante de CD40 (CD40L), o qual se acopla ao seu receptor CD40, em células B estimuladas pelo antígeno e induz a proliferação e diferenciação da célula B, inicialmente em focos extrafoliculares e, depois, nos centros germinativos. - A ativação da célula B no foco extrafolicular fornece uma resposta precoce de anticorpos a antígenos proteicos e ajusta-se à formação da resposta do centro germinativo, que é desenvolvida mais lentamente, mas é mais eficiente. - Os eventos característicos de respostas humorais dependentes das células T auxiliares (maturação da afinidade, troca de isotipo e geração de plasmócitos e células B de memória de vida longa) ocorrem principalmente nos centros germinativos, que são criados dentro de folículos linfoides durante as respostas imunes T dependentes. - Após 4 a 7 dias da exposição ao antígeno, as células B ativadas específicas para o antígeno induzem algumas células T previamente ativadas para que se diferenciem em células TFH, capazes de expressar altos níveis de receptor CXCR5, direcionadas para os folículos linfoides pela quimiocina CXCL13, onde podem exercer seus papeis essenciais na formação e função do centro germinativo. A- Troca de isotipo (classe) da cadeia pesada: - Em respostas T-dependentes, algumas células das progênies de células B ativadas que expressam IgM e IgD sofrem troca de isotipo (classe) da cadeia pesada e produzem anticorpos com cadeias pesadas diferentes, como IgG, IgE e IgA. - Essa troca de isotipo em resposta a diferentes tipos de microrganismos é regulada por citocinas produzidas pelas células T auxiliares ativadas por esses microrganismos. CITOCINAS ISOTIPO ESTIMULADO IFN-γ IgG IL-4 IgE TGF-β, BAFF, APRIL IgA - Os sinais do CD40 trabalham em conjunto com as citocinas para induzir a troca de isotipo. A ligação do CD40 induz enzimas diaminase induzida pela ativação (AID), que são cruciais para a troca do isotipo e maturação da afinidade. - O mecanismo molecular de troca de isotipo é um processo chamado de recombinação de troca, na qual o DNA da cadeia pesada de Ig em células B é cortado e recombinado, de modo que o éxon VDJ tem sua posição rearranjada e parte do DNA é excluída. B- Maturação da afinidade: - É um processo que conduz a um aumento da afinidade de anticorpos a um determinado antígeno, conforme progride a resposta humoral T-dependente, e é resultado da mutação somática dos genes Ig seguida pela sobrevivência seletiva das células B produtoras de anticorpos com maior afinidade. - Em células B no centro germinativo em proliferação presente na zona escura, os genes V de Ig sofrem mutações pontuais em uma taxa extremamente elevada. Essa mutação é chamada de hipermutação somática. - As células B que se ligam a antígenos em centros germinativos com alta afinidade são selecionadas a sobreviver. C- Diferenciação das células B em plasmócitos secretores de anticorpos: - Os plasmócitos são células B terminalmente diferenciadas, morfologicamente distintas, comprometidas com a produção abundante de anticorpo. Eles são gerados após a ativação das células B, por meio de sinais do BCR, CD40, TLRs e outros receptores, incluindo os receptores de citocinas. - Plasmócitos de vida curta: são gerados durante respostas T-independentes e no início das respostas T- dependentes em focos extrafoliculares de células B. São geralmente encontrados em órgãos linfoides secundários e em tecidos não-linfoides periféricos. - Plasmócitos de vida longa: gerados em respostas T- dependentes a antígenos proteicos nos centros germinativos. Os sinais do receptor de antígeno das células B e a IL-21 cooperam na geração de plasmócitos e seus precursores, os plasmoblastos. Estes plasmoblastos gerados nos centros germinativos entram na circulação e são direcionados para a medula óssea, onde se diferenciam em plasmócitos de vida longa. Estes plasmócitos localizados na medula óssea (de vida longa) podem continuar secretando anticorpos por meses e até anos, sem a presença do antígeno. Além disso, eles proporcionam proteção imediata se o antígeno for encontrado posteriormente. *Os anticorpos secretados pelos plasmócitos de vida longa entram na circulação e nas secreções mucosas, mas os plasmócitos maduros não recirculam. - A diferenciação das células B em plasmócitos secretores de anticorpos envolve grandes alterações estruturais nos componentes do retículo endoplasmático e da via secretora, além do aumento da produção de Ig e uma alteração nas cadeias pesadasde Ig (da forma ligada a membrana para a forma secretada). D- Geração de células B de memória: - As células B de memória são geradas durante a reação do centro germinativo e são capazes de fazer respostas rápidas à introdução subsequente do antígeno. - Estas células B de memória são células B ativadas nos centros germinativos que adquirem uma capacidade de sobreviver por um longo período. Geralmente expressam altos níveis de proteína antiapoptótica Bcl-2. E- Papel dos reguladores transcricionais na determinação do destino das células B ativadas: - O resultado da diferenciação de células B é regulado pela indução e ativação de diferentes fatores de transcrição. Fator Determinação Bcl-6 - Mantém a proliferação massiva das células B no centro germinativo. - Evita que as células nos centros germinativos se diferenciem plasmócitos. Blimp-1 - É permissivo para o desenvolvimento de plasmócitos. IRF4 (+) XBP-1 - Protege o desenvolvimento dos plasmócitos das consequências prejudiciais do não dobramento adequado das proteínas. - Contribui para a maturação dos plasmócitos e para o aumento da síntese de Ig. *Acredita-se que baixos níveis de IRF4, por serem insuficientes para direcionar a diferenciação de uma célula B ativada em plasmócitos, permite a geração das células B de memória. RESPOSTA A ANTÍGENOS T-INDEPENDENTES - Antígenos não proteicos (polissacarídeos e lipídios) estimulam a produção de anticorpos na ausência de células T auxiliares. - Essas respostas provocadas por estes antígenos são denominadas timo-independentes ou T- independentes (TI). Os anticorpos produzidos na ausência da célula T auxiliar são, geralmente, de baixa afinidade e consistem principalmente de IgM (com troca de isotipo limitada a alguns subtipos de IgG e IgA). - A zona marginal e as subpopulações B-1 de células B são especialmente importantes para as respostas de anticorpos aos antígenos TI. As células B da zona marginal respondem principalmente aos polissacarídeos e, após sua ativação, se diferenciam em plasmócitos de vida curta que produzem IgM. As células B-1 respondem prontamente a antígenos TI no peritônio e em mucosas. - Antígenos T-independentes são capazes de estimular a proliferação e a diferenciação de células B na ausência de células T auxiliares. - Muitos polissacarídeos da parede celular bacteriana pertencem a categoria de antígenos T-independentes, sendo assim, essa categoria da imunidade humoral, o principal mecanismo de defesa do hospedeiro contra infecções por essas bactérias encapsuladas (p. ex. pneumococo, meningococo e Haemophilus). REGULAÇÃO NEGATIVA DA PROD. DE ANTICORPOS - Os anticorpos secretados inibem a continuidade da ativação de células B através da formação de complexos antígeno-anticorpos que simultaneamente se ligam a receptores de antígeno e receptores FC inibitórios em células B específicas ao antígeno. - Esse fenômeno, chamado de retroalimentação de anticorpo, se refere a regulação negativa da produção de anticorpos pelos próprios anticorpos IgG secretados.
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