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Imunologia Professor Pedro Luís Dinon Buffon Princípios da Imunidade Inata e Adaptativa: Funções, células e tecidos do sistema imunológico. Imunidade Inata: As linhas de frente de defesa; Reconhecimento de padrões; O Sistema do complemento e a imunidade inata; Respostas inatas induzidas por infecção. Aulas Princípios da Imunidade inata e adaptativa O corpo é protegido de agentes infecciosos e dos danos que eles causam, de outras substâncias nocivas, como as toxinas de insetos, por uma variedade de células efetoras e moléculas, que juntas constituem o SISTEMA IMUNE. As respostas que desenvolvemos contra infecções por patógenos potenciais são conhecidas como RESPOSTAS IMUNES INATA – Presente ao nascer – Não-específica – Não muda de intensidade com a exposição – Não-memória ADQUIRIDA – Adquirida à partir da exposição (ao longo da vida – Resposta específica (anticorpo-específica) – Aumenta a intensidade com a exposição – Memória imunológica Imunidade Natural e Adquirida • Imunidade do hospedeiro – Defesa inata e adaptativa • Inata –Proteção inicial contra infecções –Resposta rápida (minutos ou horas) • Adaptiva Desenvolvida durante a vida de um indivíduo como uma adaptação a infecção por um patógeno –Adaptável –Mais lenta (dias ou semanas) –Resposta recente e mais efetiva –Produção de anticorpos • Imunidade inata = natural ou nativa – Defesa presente em indivíduos saudáveis, desde o nascimento e preparada para bloquear a entrada de micróbios e eliminar micróbios que têm sucesso – entrando em tecidos. • Imunidade específica ou adquirida – Defesa estimulada por micróbios que invadem tecidos, i.e., adapta à presença de invasores microbianos. – Memória imunológica – imunidadde protetora, por toda a vida, contra reinfecções pelo mesmo patógeno; • Os sistemas imunes inato e adaptativo utilizam receptores de membrana e solúveis para detectar ameaças potenciais. Fornecem umas distinção importante entre os dois sistemas; •Tanto o sistema imune inato quanto o adaptativo envolvem uma variedade de moléculas e células. Algumas delas são próprias de um sistema; • O sistema imune emprega vários mecanismos de defesa contra agentes estranhos: eliminando-os, consumindo-os e isolando-os; • Ao longo do tempo, hospedeiros e microorganismos têm mudado repentinamente suas táticas; Funções da Resposta Imune Para proteger o indivíduo de maneira eficaz contra uma doença, o sistema imune deve satisfazer quatro principais características: 1. Reconhecimento imunológico: a presença de uma infecção deve ser detectada. Tarefa realizada pelas células sanguíneas brancas (inata) e linfócitos (adaptativo); 2. Funções imunes efetoras: para conter a infecção. Sistema do complemento, anticorpos e a capacidade destrutiva dos linfócitos. 3. Regulação imune: capacidade do sistema imune de se autorregular. Falhas geram alergias e doenças autoimunes; 4. Proteção do indivíduo contra a recorrência de uma doença devida a um mesmo patógeno: Uma característica particular do Sistema imune adaptativo é capaz de produzir memória imunológica, de modo que, tendo sido exposta uma vez a um agente infeccioso, uma pessoa produzirá uma resposta forte e imediata contra qualquer exposição subsequente ao mesmo patógeno. Encontrando um agente infeccioso pela primeira vez: • Defesas iniciais contra infecções são barreiras físicas e químicas. Normalmente, isso não é considerado como parte do sistema imune próprio, e somente quando essas barreiras são superadas ou evadidas o sistema imune começa sua ação. • As primeiras células que respondem são as células sanguíneas brancas fagocíticas, tais como os MACRÓFAGOS, que fazem parte do Sistema imune inato. Barreiras protetoras do corpo. Representam a primeira linha de defesa, prevenindo ou retardando a entrada de células ou moléculas no corpo. Os macrófagos são aptos a ingerir e matar micróbios pela produção de uma variedade de químicos tóxicos e enzimas de degradação poderosas. Também descartam os patógenos e as células-alvo infectadas na resposta imune adaptativa. Coordenam as repostas imunes. Fagocitose Os macrófagos realizam essa importante função de proteção Os macrófagos expressam uma variedade de receptores, cada um deles capaz de reconhecer componentes específicos dos microorganismos. Os receptore semelhantes ao Toll (TLRs) são uma importante família. Outros: Manose, glicano e LPS As células do Sistema Imune derivam de precursores da medula óssea • Ambas as respostas imunes, inata e adaptativa, dependem de atividades das células sanguineas brancas ou de leucócitos. Todas as células são originárias da medula óssea. • Algumas delas residem dentro do tecido, outras circulando na corrente sanguinea e em um sistema de vasos chamado SISTEMA LINFÁTICO, que drena fluídos extracelulares e células livres dos tecidos transportando como linfa pelo corpo. • Linhagens celulares linfóide e mielóide. Figure 1-3 Medula óssea progenitor linfóide Progenitormielóde comum Progenitor granulócitos e macrófagos Progenitor de eritorcitos e megacariócitos Mastócitos macrófagos Sangue Medula óssea Cél. Pluripotente hematopoética linfonódos A linhagem mielóide compreende a maioria das células do sistema inato • Precursor de macrófagos, granulócitos, mastócitos e células dendríticas do sistema imune inato; • Os macrófagos residem na maioria dos tecidos corporais e são a forma madura dos monócitos. Juntos, os monócitos e macrófagos compõem um dos três tipos de fagócitos no sistema imune: os outros são os granulócitos (neutrófilo, eosinófilo e basófilo) e as células dendríticas (também conhecidas como células apresentadoras de antígenos – APCs; Os linfócitos do sistema imune adaptativo e as células matadoras naturais da imunidade inata pertencem a linhagem linfóide Progenitor linfóide: • Dão origem aos linfócitos antígenos-específicos do sistema imune adaptativo; • Dão origem a um tipo de linfócito que responde à presença de infecção - CÉLULA MATADORA NATURAL (NK). As células NK são capazes de reconhecer e matar algumas células anormais, como por exemplo, algumas células tumorais e células infectadas com o vírus da herpes. Resposta imune adaptativa – os linfócitos possuem a habilidade de distinguir um determinado patógeno e direcionar nele uma a resposta imune mais fortemente. Possuem receptores de antígenos na superfície altamente especializados. Existem dois tipos de linfócitos: • Linfócitos B (células B); • Linfócitos T (células T) Cada um com diferentes funções no sistema imune e tipos distintos de receptores antigênicos. Após o antígeno se ligar a um receptor de antígenos de células B, na superfície. O linfócito irá proliferar e diferenciar-se em células plasmáticas. Células plasmáticas • Essa é a forma efetora dos linfócitos B e seus anticorpos produzidos, os quais são a forma secretada dos receptores de células B e possuem especificidade antigênica idêntica. • As moléculas de anticorpos como uma classe são conhecidas com IMUNOGLOBULINAS (ig), e os receptores de antígenos dos linfócitos B são, também, conhecidos como imunoglobulinas de membrana (mIg) ou imunoglobulinas de superfície (sIg). • O receptor de antígeno de células T ou receptor de células T (TCR) é relacionado à imunoglobulina. • Após a ativação de uma célula T depois de seu primeiro contato com o antígeno, ela prolifera e diferencia-se em um dos diferentes tipos funcionais de LINFÓCITOS T EFETORES. Classe de Funções das células T Morte Ativação Regulação As células T citotóxicas - matam as células que estão infectadas com vírus ou outro tipo de patógeno intracelular. As células T auxiliares - produzem outros sinais adicionais essenciais que ativam as células B ativadas por antígenos a direcionar e produzir anticorpos. Algumas podem ativar os macrófagos. Ascélulas T reguladoras - suprimem a atividade de outros linfócitos e auxiliam a controlar as respostas imunes Durante o desenvolvimento de uma resposta imune, algumas células T e B são ativadas pelos antígenos, diferenciando-se em células de memória. Estas são os linfócitos responsáveis pela imunidade de longa duração, produzidos após uma doença ou vacinação. As células de memória irão, prontamente, diferenciar- se em células efetoras numa segunda exposição a seu antígeno específico. – Razões porque vacinas e/ou infecções conferem proteção longa e duradoura. Linfócitos amadurecem na medula óssea ou no timo e então se reúnem nos tecidos linfóides por todo o organismo • Os linfócitos circulam pelo sangue e pela linfa e, também, são encontrados em um grande número nos tecidos linfóides ou órgãos linfóides Órgãos linfóides centrais ou primários (onde os linfócitos são produzidos); Órgãos linfóides periféricos ou secundários (onde os linfócitos virgens maduros são mantidos e as respostas imunes adaptativas são iniciadas); Órgãos linfóides centrais: • Timo • Medula óssea Órgãos linfóides periféricos: • linfonodos • Baço •Tecidos linfóides da mucosa do intestino, dos tratos respiratórios, e nasal, do trato urogenital e de outras mucosas. Incluem as Placas de Peyer, tonsilas e apêndice. Obs: Ambos linfócitos B e T se originam na medula óssea, mas apenas os linfócitos B amadurecem na medula. Linfócitos T amadurecem no Timo. Eles circulam através dos tecidos linfóides periféricos, onde uma resposta imune adaptativa é iniciada se um linfócito encontra seu antígeno correspondente. Contudo, antes uma resposta imune inata já ocorreu. Distribuição dos tecidos linfóides no organismo. A maioria dos agentes infecciosos ativa o Sistema Imune Inato e induz a uma resposta inflamatória. 1. A pele, o revestimento interno das mucosas epiteliais das vias respiratórias e do intestino são as primeiras defesas contra os patógenos invasores. 2. Os microorganismos que rompem essas defesas encontram células e moléculas que imediatamente desenvolvem uma resposta imune inata. 3. Os macrófagos que residem nesses tecidos são a primeira linha de defesa, os quais reconhecem as bactérias (exemplo) por seus receptores. 4. Engolfamento e destruição das bactérias. 5. Secreção de proteínas chamadas de CITOCINAS E QUIMIOCINAS e outras moléculas biologicamente ativas. *Citocinas - é o nome geral dado a qualquer proteína que é secretada por células e afeta o comportamento das células vizinhas portadores de receptores. Quimiocinas são proteínas secretadas que atraem células portadoras de receptores de quimiocinas como os neutrófilos e monócitos. INICIO DO PROCESSO CONHECIDO COMO INFLAMAÇÃO A Infecção ativa uma resposta inflamatória Sinais Cardinais Calor - Vasodilatação e aumeneto do fluxo sanguineo; Rubor - Vasodilatação e aumeneto do fluxo sanguineo; Dor - edema pressiona terminações nervosas Tumor - permeabilidade vascular; Processo complexo, iniciado por dano tecidual causado por fatores endógenos (fratura óssea ou necrose tecidual) ou fatores exógenos (ferimento mecânico: físico, químico, biológico ou imunológico) Inflamação • Causam uma maior permeabilidade capilar • Tem o poder da quimiotaxia, • Atraí células como macrófagos especializadas na fagocitose de restos celulares • Participam nos processos de inflamação crônica, aumentando a permeabilidade vascular e favorecendo, portanto, o edema da zona afetada. As Prostaglandinas Os leucotrienos ▪ Selectinas: são moléculas de adesão que atuam em conjunto com as integrinas sendo bastante importantes para a migração dos leucócitos através dos vasos sanguíneos visto que ajudam a fixar o leucócito ao endotélio do vaso. ▪ Integrinas: São importantes na interação adesivas entre linfócitos células apresentadoras de antígeno e na migração de linfócitos e leucócitos Moléculas de adesão envolvidas Na migração leucocitária A inflamação de um tecido infectado tem vários efeitos benéficos no combate a infecção: • Recrutamento de células e moléculas da imunidade inata da circulação para os tecidos para destruir os patógenos; • Aumento do fluxo de linfa levando os microorganismos para os tecidos linfóides vizinhos, onde ativarão os linfócitos e iniciarão a resposta imune adaptativa; • Recrutamento das moléculas de anticorpos e as células T efetoras para os locais da infecção. • A inflamação local e a fagocitose talvez possam ser ativadas pela cascata do complemento. • Os microorganismos encontrados diariamente na vida de um indivíduo normalmente causam doença perceptível apenas ocasionalmente; • Destruição dos microorganismos em questão de minutos ou horas por mecanismos que não se baseiam em expansão clonal de linfócitos - esses são os mecanismos de da IMUNIDADE INATA. • Alguns mecanismos da imunidade inata começam a agir imediatamente no encontro de agentes infecciosos; • Não geram memória imunológica. Somente se o organismo infeccioso romper essa linha de defesa é que a resposta imune adaptativa será ativada a adaptativa. Imunidade Inata Imunidade Inata – Presente ao nascer – Não-específica – Não muda de intensidade com a exposição – Não tem memória • Barreiras epiteliais • Se micróbios quebram barreiras e entram nos tecidos ou circulação... – Natural Killer (NK)/Macrófagos – Proteínas do plasma e sistema de complemento. A resposta aa uma infecção inicial ocorre em três fases. Continuação da Aula Os patógenos podem ser encontrados em vários compartimentos do corpo, onde devem ser combatidos por diferentes mecanismos. Os macrófagos ativados pelos patógenos englobam e iniciam a resposta inflamatória Agentes bactericidas produzidos ou liberados pelos fagócitos na ingestão de microorganismos Reconhecimento de padrões do sistema imune inato • As proteínas que reconhecem padrões dos microorganismos estão presentes nos receptores de macrófagos, de neutrófilos e células dendríticas; • Reconhecem padrões de motivos estruturalmente repetidos conhecidos como Moléculas padrões associadas aos patógenos (PAMPS), e os receptores que as reconhecem como receptores de reconhecimento padrão (PRRs). • Os receptores semelhantes ao Toll (TLRs) são receptores de sinalização que distinguem diferentes tipos de patógenos e direcionam uma resposta imune adequada. • Os efeitos do lipopolissacarídeo (LPS) bacteriano nos macrófagos são mediados pela ligação do CD14 ao receptor LR-4. • LPS é um componente bacteriano. A injeção sistêmica de LPS causa um colapso no sistema respiratório e circulatório, conhecido como choque. É visto em humanos conhecido como choque séptico, o qual é causado pela expressão de citocinas, particularmente o TNF-α, como resultado de uma infecção bacteriana sistêmica incontrolável, ou septicemia. Citocinas importantes secretadas pelos macrófagos em resposta aos produtos bacterianos O Sistema do Complemento e a Imunidade Inata • Componente que aumenta a opsonização e morte de bactérias pelos anticorpos. “Complementa” a atividade, por isso o nome; • É um sistema de proteínas do plasma que é ativado pela presença do patógeno; • Importante papel de revestir os patógenos, facilitando sua destruição; • Pode ser ativado precocemente nas infecções ainda na ausência dos anticorpos; • Defesa efetiva contra uma infecção inicial; Diagrama esquemático da cascata do complemento Células Natural Killer (NK) • São ativadas por interferons (IFN, TNF) e citocinas (IL) derivadas de macrófagos para atuarem como uma defesa precoce contra certas infecções intracelulares; • Habilidade em matar certas linhagens celulares de tumores linfóides in vitro, sem a necessidade de ativação prévia. • Componente precoce da defesa do hospedeiro contra viroses; • Liberam grânulos citotóxicos na superfície da célula- alvo ligada, induzindo a morte celular programada;• As células NK possuem receptores para as moléculas próprias que inibem sua ativação contra células hospedeiras não-infectadas; • Mecanismo desconhecido capaz de diferenciar células infectadas de não-infectadas;
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