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Respostas de Imuno Guilherme Vale – 2010.2 Prova 1 ............... página 2 Prova 2 ................ página 20 Prova 3 ............... página 37 Prova 4 ............... página 60 Respostas de Imuno Prova 1 1) Descreva a Resposta Inata e seus eventos Primeiramente, para haver resposta inflamatória, o patógeno deve entrar no organismo. Para isso, ele deve vencer as barreiras de proteção que o nosso corpo tem. Dentre elas, temos: a barreira física (constituída pela pele com seus pelos e secreções), que o patógeno só penetra quando há perda da integridade dela; a barreira química (ocorre na boca, pela presença de IgA, no estômago, com o seu baixíssimo pH, no duodeno, com os sais biliares, e no intestino delgado, com a liberação das defensinas); e a barreira microbiológica do intestino grosso (bactérias da microbiota intestinal que matam patógenos diferentes delas). Ao ultrapassar as barreiras de proteção, o patógeno entra no organismo, o que acarretará então em uma resposta inflamatória. Geralmente, a primeira célula a entrar em contato com o patógeno é o macrófago (leucócito polimorfonuclear fagocítico residente) que se encontra no local da invasão. Ele também atua como APC (célula apresentadora de antígenos) para linfócitos T da resposta adaptativa. Esse macrófago irá reconhecer o patógeno através de receptores de superfície que reconhecem Padrões Moleculares Associados a Patógenos, ou PAMPs, que são moléculas encontradas nesse corpo estranho (LPS, flagelina, peptideoglicanas, β-glucanas). Os receptores capazes de reconhecer esses PAMPs são os PRRs (Receptores de Reconhecimento de Patógenos), que são divididos em algumas famílias e podem se encontrar na membrana plasmática e alguns nas membranas intracitoplasmáticas também. São eles: TLR (toll like receptors), que é a principal família capaz de induzir a maior produção da tríade inflamatória (TNF-α, IL-1 e IL-6) por esse macrófago, ativando fatores de transcrição como o NF κβ (promove produção de citocinas pró-inflamatórias) e o IRF 3 (produção de INF); NOD, responsável pela formação do inflamassoma; RIG; Leptinas do tipo C. Sendo reconhecido esse patógeno, o macrófago se tornará ativado, ou seja, fatores de transcrição serão ativados, acarretando então na síntese de citocinas (TNF-α, IL-1 e IL-6 = Tríade Inflamatória; INF-α) importantes para a continuidade da resposta inflamatória e outros mediadores químicos. A tríade inflamatória (TNF-α, IL-1 e IL-6) é responsável pelo aumento da expressão de moléculas de adesão das células endoteliais locais (são moléculas induzidas) e por alterações que promovem a retração do citoesqueleto e das células edoteliais, aumentando a permeabilidade vascular. 2 Guilherme Vale 3 2010.2 Isso irá causar um extravasamento vascular (exsudato), causando edema local. TNF-α, IL-1 e o PAF (fator de agregação plaquetária) induzirão a produção de NO pelo fagócito, responsável pelo relaxamento das células musculares lisas do endotélio, causando vasodilatação. Contribuem para esse processo também a PG (prostaglandinas) e leucotrienos. A vasodilatação e o aumento da permeabilidade, causando exsudato, vão diminuir o fluxo sanguíneo local nesse vaso. Isso acarretará na estase. Esses fatores são os principais responsáveis pelo aparecimento dos seguintes sinais flogísticos: rubor, calor e tumor. A PG é a principal responsável pelo aparecimento da dor. Com a vasodilatação e o aumento da permeabilidade vascular com ocorrência de exsudato, haverá então uma diminuição do fluxo sanguíneo nesse vaso (estase). Com isso, um leucócito circulante (por exemplo o neutrófilo, que é mais abundante no nosso organismo) sofrerá um processo de marginação, em que essa célula passará a ficar mais próxima do endotélio capilar, até entrar em contato com esse tecido. Eles saem do centro do vaso e passam para a periferia. A liberação de TNF-α e IL-1 por macrófagos no local da invasão, estimula a expressão de moléculas de adesão na superfície das células endoteliais, como as selectinas e integrinas, que no endotélio são induzidas e nos leucócitos são constitutivas. Esse leucócito que estava marginando, se liga ao endotélio primeiramente através dessas selectinas por uma ligação de baixa afinidade. Então ele se liga e, logo em seguida, se desliga, e assim consecutivamente até perder velocidade. Esse processo é chamado de rolling. Os macrófagos locais também produzem uma quimiocina, chamada IL-8. É a IL-8 que vai atrair os neutrófilos para o local da infecção. Essa quimiocina é capturada pelas células endoteliais e expressas na sua membrana. O leucócito que está sofrendo rolling, reconhece essa quimiocina e ela ativa uma molécula de adesão de alta afinidade chamada de integrina. A integrina do neutrófilo se liga então com alta afinidade ao receptor na célula endotelial. Esse fagócito passa então para o processo de transmigração (diapedese) em que ele irá atravessar o capilar, através dos espaços intra-endoteliais aumentados, atingindo a área infectada. Na área infectada, os fagócitos (macrófago e neutrófilo, por exemplo) primeiro fagocitam esse antígeno, através da interação de receptores, como a pectina-1 (processo chamado de aderência) Dentro da célula, essa vesícula contendo o antígeno pode se fundir com um lisossoma, tornando-se um fagolisossoma, aonde será degradado por enzimas. Porém, além desse mecanismo, outros sistemas enzimáticos, durante a inflamação, também estão sendo induzidos. O fagócito estimulado pelo PAMP e por citosinas ativa o complexo enzimático da NADPH oxidase (fagócito oxidase) que irá metabolizar o oxigênio formando EROs (espécies reativas do oxigênio), como a H2O2, que será convertida de hipoclorito, que é um ótimo microbicida. Essa ativação da NADPH oxidade se chama burst respiratório e é 3 causada, principalmente, pela PAF (fator de agregação plaquetária). Além da fagócito oxidase, a NOS (óxido nítrico sintase) induzível também é ativada, principalmente por TNF α e IL-1, o que potencializa muito a produção de NO e de radicais livres derivados do nitrogênio, que são a melhor arma antimicrobiana. A liberação de PAF, devido ao reconhecimento do PAMP, é o principal responsável por ativar a enzima fosfolipase A2 no leucócito. Essa enzima age sobre os fosfolipídeos de membrana durante a inflamação gerando Ácido Araquidônico (AA). O AA, por sua vez, pode ser processado por duas enzimas: ciclooxigenase (COX) e lipoxigenase (LOX), gerando alguns mediadores lipídicos (eicosanoides). Se ele sofrer ação da LOX, o AA é convertido em leucotrienos, que são quimiotáticos para neutrófilos, promovem aumento da permeabilidade vascular e promovem contração da musculatura brônquica (broncoespasmo). É o responsável pela asma. Existem dois tipos de COX: a COX 1, constitutiva, está sempre sendo expressa, que gera prostaglandinas associadas ao estímulo das células da mucosa gástrica citoprotetoras e gera tromboxano, que induz agragação plaquetária; e a COX 2, induzida, produzida apenas durante a inflamação, que gera as PGs responsáveis pela vasodilatação, a febre e a dor. Além do macrófago, outra célula residente é o mastócito, que será ativado pelas citocinas pró-inflamatóriasno local da infecção e por traumas como altas temperaturas. Ele, além de liberar TNF-α e IL-1, libera histamina, que é um mediador de vida muito curta, mas que é um dos primeiros a ser liberado, pois se encontra pronta nos grânulos. Ela causa vasodilatação e aumento da permeabilidade vascular. Ao haver extravasamento de liquido para o local de infecção, proteínas solúveis que estão circulando, chegam a esse local. As principais são as do Sistema Complemento. O Sistema complemento é um conjunto de aproximadamente 20 proteínas que reagem em sequência, formando complexos enzimáticos que vão ter ação sobre um proteína do próprio sistema, que vai então gerar outro complexo que atuará sobre outra proteína e assim por diante. Essas proteínas se encontram inativas no plasma e só serão ativadas quando houver estímulo oriundo do processo inflamatório. Ele pode ocorrer por 2 vias. Para seguir pela Via Alternativa, o C3 é hidrolisado, gerando C3a (que é liberado) e C3b (que permanece), dando inicio à cascata de reações. Para seguir pela Via das Lectinas, o C4 deve se ligar à Lectina Ligadora de Manose, que está ligada a manose da bactéria. Ela cliva C4 em C4a e C4b, dando início à cascata. No final, a ativação do Sistema causará a formação da MAC (complexo de ataque à membrana), em que há a formação e inserção de canais na membrana da bactéria, matando-a por lise celular e a formação de opsoninas (C3b), que se liga ao fagócito, responsáveis pela Opsonização (mecanismo em que o patógeno é reconhecido pelo fagócito através da opsonina) e liberação de Anafilotoxinas (C3a e C5a). 4 Guilherme Vale 5 2010.2 C5a é um potente agente quimiotático pra neutrófilo e promove a ativação do burst respiratório. Enquanto que o C3a e C5a estimulam o mastócito a liberar histamina, amplificando a vasodilatação a permeabilidade vascular. Se o patógeno (estímulo) for removido, a resposta inflamatória começa a cessar. Macrófagos liberam TGF-β que estimula fibroblastos a produzirem proteína de matriz, dando início ao processo de reparo. Porém, se o patógeno não foi destruído, o processo inflamatório pode se cronificar (resposta adaptativa) ou tomar proporções maiores, em que há uma grande liberação de citocinas que acabam causando efeitos sistêmicos, como a febre (causada por IL-1 atuando no hipotálamo, induzindo a produção de PG) e a anorexia (causada pelo TNF-α atuando no hipotálamo, no centro da saciedade). A IL-6 provoca a liberação pelo fígado de proteínas de fase aguda (dentre elas a proteína C) que estão envolvidas com a opsonização e ativação do sistema complemento. Servem como marcadores da inflamação. Quando todas as alterações vasculares da inflamação descritas acima, ocorrem sistemicamente, pode levar à falência múltipla dos órgãos e óbito. Se isso ocorrer em decorrência de um agente infeccioso, denomina-se Choque Séptico, que é uma inflamação sistêmica, generalizada, causado por microorganismo. 2) Descreva a Ontogenia de B Os linfócitos B são células da resposta inata que se encontram em órgãos linfoides secundários, como baço e linfonodos. Eles apresentam o BCR como seu receptor de superfície que identificam antígenos específicos, ao contrário dos PRRs da resposta inata. Esse BCR é também chamado de anticorpo. As células B reconhecem o patógeno diretamente, sem precisar de APCs, mas a liberação de anticorpos é potencializada através da ligação linfócito B com T, que ocorre através do MHC que o linfócito B apresenta, pois ele funciona como uma APC para a célula T. A formação de linfócitos B ocorre durante a vida inteira. B1 é formada no fígado, na idade fetal, e no peritônio, depois que nascemos, enquanto que B2 é formada na medula óssea (que é a mais importante). B2 se subdivide em B2 folicular e B2 da Zona Marginal quando chega ao baço no final da ontogenia. A célula B é formada na medula óssea a partir de progenitores linfóides. O que vai determinar se essa célula se tornará pró-B é a expressão de kit, IL-7R, CD19 e CD10 na sua membrana. A ontogenia de B consta de 4 principais fases: pró-B, pré-B, B imatura e B madura. Células do estroma da medula começam a produzir IL 7, que se ligará ao IL-7R da early pró-B. Isso resultará na proliferação, na explosão clonal, dessa early pró-B. 5 Depois, com mais estímulo de IL-7, passa-se a ter late pró-B, que vai ser quando a cadeia pesada do BCR será produzida. O receptor de células B, BCR, é uma proteína de membrana formada por duas cadeias pesadas iguais e duas cadeias leves idênticas. Porém, a pesada e a leve são diferentes entre si. O seu monômero tem um formato de “Y”. A cadeia leve tem 2 domínios: um variável e outro constante; enquanto que a cadeia pesada tem de 3 a 4 domínios: um variável e os outros constantes. Os domínios variáveis são aqueles na extremidade do BCR, os terminais, e são aqueles que se ligarão ao antígeno. O BCR é também chamado de anticorpo (imunoglobulina - Ig). Existem 5 tipos de anticorpos: IgG, IgA, IgM, IgD e IgE. Esses tipos serão determinados pelo domínio constante da cadeia pesada. Então, o late pró-B vai sintetizar primeiro a cadeia pesada do BCR. O domínio constante vai ser igM, para todas as células pró-B. Já o domínio variável vai ser diferente para cada uma das células. Esse domínio é formado por 3 cadeias polipeptídicas, logo, ele foi codificado por 3 genes do cromossomo 14: V, D e J. Porém, a escolha desses genes é aleatória e é feita por enzimas chamadas de recombinases (RAG). A RAG 1 catalisa a escolha VDJ, enquanto que a RAG 2 ativa a RAG 1, formando um complexo enzimático. Existem vários tipos de Vs, de Ds e de Js. O papel da RAG é escolher um de cada e excluir o restante. Isso é feito de maneira aleatória, causando uma grande variabilidade. A RAG vai então em um V, corta o restante, deixando o V escolhido com a extremidade livre para se ligar ao D escolhido. Entretanto, a hidroxila e o fosfato das fitas da extremidade livre do V se ligam fortemente de maneira espontânea, formando um grampo. Isso impede a ligação do V com o D. Então, uma enzima chamada Artemis vai, cliva e abre esse grampo. Ao abrir o grampo, forma-se então um molde, o qual será preenchido pela ação da DNA-polimerase. Porém, continua-se com o final aberto, então, para evitar que haja a formação de um novo grampo, uma outra enzima chamada TdT (transferase de nucleotídeos na área terminal) transfere até 20 nucleotídeos para as áreas que estão abertas. Aparece então a enzima Ligase IV que irá adicionar o último nucleotídeo, ligando esses genes. Isso irá se repetir na hora de clivar o D e o J, sendo que o D tem duas extremidades abertas, logo, tende a formar 2 grampos. A aleatoriedade na escolha dos genes VDJ já causa grande variabilidade do domínio variável, entretanto, o modo como VDJ são unidos causa maior variabilidade ainda. Por isso que essas regiões entre o VD e DJ são chamadas de regiões hipervariáveis. Esse pró-B com produção da cadeia pesada do BCR, tranforma-se em early pré-B. Com mais estímulo de IL-7, essa célula irá se proliferar novamente, gerando várias outras, porém todas coma mesma cadeia pesada, ou seja, vários grupos de células seletivas para um mesmo antígeno. Essa são as late pré-B. Ocorrerá então a produção da cadeia leve. Ela possui um domínio constante e um variável. Esse domínio variável, 6 Guilherme Vale 7 2010.2 ao contrário do variável da cadeia pesada, é codificado apenas por 2 genes, V e J, formados pelo mesmo processo de recombinação do VDJ da cadeia pesada, com a participação das mesmas enzimas (RAGs, DNA-polimerase, Artemis, TdT e Ligase IV). Então, cada célula vai ter um domínio variável da cadeia leve diferente das outras células, mesmo se elas apresentarem a mesma cadeia pesada. As regiões variáveis das cadeias leves e pesadas são as que vão reconhecer o antígeno. Assim, a célula B imatura é aquela que apresenta tanto a cadeia pesada, quanto a leve, ou seja, tem o BCR completo, porém, ela ainda não passou pelo processo de seleção. Nesse processo, se os BCRs das células reconhecerem com alta afinidade as moléculas das células da medula óssea (moléculas self), elas são autorreativas e sofrerão apoptose. Se ela reconhecer com baixa afinidade, ela se torna uma célula B anérgica e vai para a periferia. Se ela não reconhecer, a célula B se torna madura e migra para a periferia. As que reconheceram com alta afinidade ainda podem passar por um processo de reedição do BCR, em que as RAGs são reativadas e trocam o domínio variável da cadeia leve (já que a pesada não pode ser mudada) mudando assim sua especificidade. Se agora diminuiu a afinidade do BCR com as moléculas self, essas Bs tornam-se maduras e podem então ir para a periferia. Porém, mesmo com esse processo, não se pode garantir que essas B maduras não são autorreativas, uma vez que elas só tiveram contato com células da medula e não do resto do organismo. As células B maduras migram então para o Baço. Se essa células só expressarem IgM, elas vão para a zona marginal. Se expressarem IgM e IgD, elas vão para a região folicular e são chamadas de B2 verdadeiras e são as que mais atuam contra patógenos. Essa co-expressão de IgM e IgD ocorre devido a uma alteração a nível de splicing do RNAm em um fenômeno chamado de “troca de cadeia pesada”. Essas duas apresentam o mesmo domínio variável. A B1 é formada no peritônio na vida adulta e atua normalmente, mas sua especificidade é pequena, apenas apresentam IgM e identificam estruturas não-proteicas. 7 3) Descreva a Ontogenia de T O linfócito T, assim como B, é uma célula da imunidade adaptativa, porém, ele apresenta como receptor o TCR. Esse TCR é um heterodímero formado pela cadeia beta e alfa (TCR-2) ou cadeia delta e gama. Cada cadeia apresenta um domínio constante (se liga a membrana) e variável (se liga ao complexo MHC-antígeno não covalentemente). Tem-se também a cadeia CD3 e a zeta, que ajudam na sinalização intracelular do linfócito T. Esse TCR reconhece apenas antígenos que são peptídeos e que estão ligados na fenda do MHC (complexo principal de histocompatibilidade). Assim, essas células necessitam que APCs capturem o patógeno, degradem-o e expressem os peptídeos do antígeno nos seus MHCs para que T reconheça. Quando TCR reconhece o MHC da APC, ocorre a sinapse imunológica. Além do TCR, elas apresentam CD4 (então reconhecem apenas MHC II) ou CD8 (reconhecem apenas MHC I), que são co-receptores, ou seja, não reconhecem antígeno, mas reconhecem parte do MHC. Células TCD4+ são chamadas de T helper e coordenam a resposta adaptativa, pois ativam linfócitos B. Células TCD8+ são T citotóxicas, elas destroem células do organismo que foram infectadas por patógenos. A ontogenia de T, começa na medula óssea, onde um progenitor linfóide, que apresenta CD2 e IL-7R (early pró T), recebe estímulo de IL-7 produzido pelas células estromais, fazendo com que ele se duplique por mitose, entrando em proliferação, ou seja, expansão clonal, gerando late pró-T. Essas pró-T vão então para o Timo, órgão linfoide primário, aonde haverá o processo de maturação desse linfócitos. As células endoteliais tímicas da junção córtico medular expressam na sua superfície o receptor LFA-1 (antígeno de função linfocitária), também chamado de CD2R, ou seja, ele reconhece o CD2 dos pró-T, atraindo esses linfócitos para essa região. Assim que ocorre a interação entre essas moléculas, dois eventos acontecem: (1) as células epiteliais permitem uma abertura entre elas, deixando então os pró-T passarem para a região córtico-medular do timo e (2) as pró-T passam a expressar o receptor CCR9 que é capaz de reconhecer a quimiocina CCL25 produzida pelas células nurse do córtex tímico, atraindo então essas pró-T para o ápice cortical do Timo. As células nurse são células epiteliais tímicas diferenciadas que produzem IL-7 e HT (Hormônios Tímicos), fazendo com que esse pró-T passe a produzir a primeira cadeia do TCR (cadeia beta no TCR-2 e cadeia delta no TCR-1), tornando-se early pré-T. Essa cadeia beta é formada por dois domínios: constante e variável. O domínio variável é formado por 3 cadeias polipeptídicas, logo, ele foi codificado por 3 genes: V, D e J. Porém, a escolha desses genes é aleatória e é feita por enzimas chamadas de recombinases (RAG). A RAG 1 8 Guilherme Vale 9 2010.2 catalisa a escolha VDJ, enquanto que a RAG 2 ativa a RAG 1, formando um complexo enzimático. Existem vários tipos de Vs, de Ds e de Js. O papel da RAG é escolher um de cada e excluir o restante. Isso é feito de maneira aleatória, causando uma grande variabilidade. A RAG vai então em um V, corta o restante, deixando o V escolhido com a extremidade livre para se ligar ao D escolhido. Os círculos de DNA intercalentes que as RAGs não utilizam são chamados de TRECs e são usados como marcadores clínicos. A hidroxila e o fosfato das fitas da extremidade livre do V se ligam então fortemente de maneira espontânea, formando um grampo. Isso impede a ligação do V com o D. Então, uma enzima chamada Artemis vai, cliva e abre esse grampo. Ao abrir o grampo, forma-se então um molde, o qual será preenchido pela ação da DNA-polimerase. Porém, continua-se com o final aberto, então, para evitar que haja a formação de um novo grampo, uma outra enzima chamada TdT (transferase de nucleotídeos na área terminal) transfere até 20 nucleotídeos para as áreas que estão abertas. Aparece então a enzima Ligase IV que irá adicionar o último nucleotídeo, ligando esses genes. Isso irá se repetir na hora de clivar o D e o J, sendo que o D tem duas extremidades abertas, logo, tende a formar 2 grampos. Ao final, tem-se a early pré-T que, a partir de mais estímulos de IL-7 e HT vai se proliferar e vai ocorrer a produção da CD3 e da cadeia alfa do TCR, que ocorre da mesma maneira que a beta, porém, no domínio variável, apresenta apenas VJ. Essa T torna-se então late pré-T. A região entre as cadeias beta e alfa, onde os domínios variáveis se encontram é chamada de região hipervariável ou CDR (regiões que determinam complementariedade). São elas que entram em maior contato com o peptídeo. O late pré-T torna-se T imaturo quando ele apresenta TCR completo, CD3 e tantoCD4 quanto CD8. Dizemos então que ele é Duplo Positivo (DP). Enquanto que o pró-T é Triplo Negativo (TN) (TCR-/CD3-;CD4-;CD8-) e o pré-T é Duplo Negativo (DN) (TCR+/CD3+; CD4-:CD8-). Essa T imatura então para de expressar CCR9 e passa a expressar CCR7 que é um receptor para as quimiocinas CCL19 e CCL21 produzidas pelas células epiteliais tímicas medulares, atraindo essas T imaturas para a região medular. É nesse trajeto que essas células vão sofrer o processo de Seleção, para se tornarem T maduras. Na região medular encontram-se se as células epiteliais tímicas, células dendríticas e macrófagos (oriundos de monócitos que conseguiram atingir o timo por expressarem moléculas de adesão). Todas elas expressam MHC na sua superfície e sempre com um peptídeo, no caso, self. No timo, costuma ter maior expressão de MHC de classe II, gerando então mais TCD4. Ao se encaminhar para a medula, essas T imaturas vão tendo contato com os MHCs. Se reconhecerem MHC II, param de expressar CD8 e ficam só com o CD4. Se reconhecerem MHC I, deixam de expressar CD4 e ficam só com CD8. 9 Essas T imaturas vão passar por seleção negativa, ou seja, vão sofrer apoptose, se: (1) se ligarem ao complexo MHC-peptídeo self com altíssima afinidade ou (2) simplesmente não reconhecerem esse complexo (elas deixam de receber o sinal de sobrevida). Já elas vão passar por seleção positiva, ou seja, vão receber o sinal de sobrevida, se: (1) reconhecerem o MHC (e não o peptídeo) com alta afinidade (tornando-se T reguladoras) ou (2) reconhecerem o MHC e o peptídeo com baixa afinidade (tornando-se T maduras, ou T naive). As células medulares, além de expressarem MHC, elas expressam um gene transativador que é regulador da auto-imunidade, chamado AIRE. Ele é capaz de se ligar a promotores e ativar a transcrição de genes de outros órgãos do corpo, principalmente de glândulas, fazendo com que essas proteínas sejam expressas no MHC, aumentando a eficiência da seleção de T, pois ele entrará em contato com outras proteínas sem ser do Timo. Se esse T imaturo sofre seleção positiva e sobrevive, ele se torna T maduro (T naive), deixa de expressar CCR7 e passa a expressar receptor para esfingosina-1 fosfato, que vai reconhecer a quimiocina esfingosina-1 fosfato presente no sangue, atraindo esse T maduro para fora do Timo. 4) Comente sobre os órgãos linfóides Os órgãos linfoides são divididos em primários e secundários. Os primários (generativos), representados pela medula óssea e o timo, são onde ocorrem a ontogenia, aonde esses linfócitos são formados. A medula óssea é onde se encontra os progenitores linfoides, que vão dar origem aos linfócitos. Se diferenciar em pró-B, ele terá toda a sua ontogenia nesse órgão. Porém, se ele se diferenciar em pró-T, ele irá para o Timo, onde ocorre 90% da ontogenia de T. O Timo não apresenta vasos linfáticos aferentes, para evitar a chegada de antígenos circulantes. É dividido em córtex e medula. Já os secundários (periféricos) vai ser onde esses linfócitos vão ser ativados, onde eles vão ficar concentrados e vão circular. Dentre eles temos o Baço, o linfonodo, o MALT (tecido linfoide associado a mucosa) e o sistema imune cutâneo. Os órgãos linfoides apresentam um endotélio especializado, chamado HEV (vênulas de endotélio alto) que é por onde os linfócitos penetram por diapedese. Quando o linfócito entra pode diapedese, ele passa a expressar o receptor CCR7 que reconhece as quimiocinas CCL19 e CCL12 produzidas pelas células estromais. Eles estão se direcionam para o órgão. Os linfócitos T são sempre extra-foliculares, enquanto que os B são sempre foliculares. Isso acontece pois, células dendríticas diferenciadas (não são APCs) da região folicular 10 Guilherme Vale 11 2010.2 produzem a quimiocina CXCL13 que é reconhecida pelo receptor CXCR5 dos linfócitos B, atraindo-os para a região folicular. O baço é um órgão capsulado, dividido em polpa vermelha (alta concentração de hemácias, é abaixo da capsula) e polpa branca (maior concentração de linfócitos, é no interior do órgão). Os linfócitos T são periarteriolares, pois eles circundam a arteríola aferente que formam sinusóides, formando uma bainha, enquanto que os linfócitos B são foliculares. B1 vão para a zona marginal, enquanto que B2 ficam na região folicular. O Baço só recebe suprimento sanguíneo e não faz parte do sistema linfático, então ele é responsável pela resposta dos antígenos provenientes do sangue. Já o linfonodo, que é um órgão encapsulado, encontra se entremeado no sistema linfático. Nele, linfócitos T são extra-foliculares e B são foliculares. Quando B se proliferam, forma-se o Centro Germinativo. As células dendríticas chegam ao linfonodo através dos vasos linfáticos aferentes. O MALT é considerado, quantitativamente, o maior tecido linfoide, porque é encontrada em toda a mucosa do corpo. A maioria dos linfócito T encontrados são TCD8. Os linfócitos encontrados são de memória, pois já reconheceram antígenos e deixaram de ser naive. O MALT é a porta de entrada, interface entre meio externo e interno, responsável pela resposta aos antígenos que penetram diretamente através da mucosa. Existe na mucosa células dendríticas tolerogênicas que produzem citocinas para que os linfócitos não reconheçam, como por exemplo no intestino, moléculas alimentares como antígenos. Na placa de Pyer (GALT) o B se encontra na região folicular e T em volta. Logo acima da placa, existem as células M que emitem prolongamentos para a luz intestinal, capturam antígenos de lá, carregando eles dentro de vesículas até a placa de pyer, onde vão ser reconhecidos pelos linfócitos, podendo haver a produção de IgA que vai ser liberada na luz. Outros exemplos de MALT são as tonsilas e os adenoides. 11 5) Comente a recirculação dos linfócitos A recirculação dos linfócitos naive (virgens) é a tendência que eles têm de retornar sempre a um linfonodo, a fim de otimizar o encontro deles com o seu antígeno específico. Os linfócitos estão sempre circulando pelo sangue e pela linfa, mas sempre parando em linfonodos para receber o sinal de sobrevivência. O linfócito naive entra no linfonodo através do endotélio especializado desse órgão, o HEV. Ele apresenta moléculas de adesão que se ligam a L-selectina do linfócito com baixa afinidade. As integrinas do linfócito são ativadas por quimiocinas, fazendo com que ocorra a diapedese. O linfócito, dentro do linfonodo, se for B é atraído pela quimiocina CXCL13, reconhecida pelo receptor CXCR5 do B, atraindo-o para a região folicular. O linfócito T tem apenas o CCR7 que reconhece CCL19 e CCL21, ficando na região extra-folicular. Esse linfócito naive que ainda não reconheceu nenhum antígeno, fica pouco tempo e já sai do linfonodo, pois apresenta receptor para esfingosina-1 fosfato que é uma quimiocina presente na linfa e no sangue. Ele fica circulando pela linfa de linfonodo a linfonodo até chegar ao ducto torácico, onde ele entra novamente na circulação sanguínea. Se esse linfócito reconhecer um antígeno,ele passa a ser um linfócito efetor e para de circular, pois deixa de expressar L-selectina. 6) Comente sobre Antígenos Antígenos são quaisquer moléculas capazes de se ligarem ao receptor dos linfócitos. Porém, esses antígenos só serão imunógenos se eles desencadearem uma resposta imune específica. Assim, todo imunógeno é um antígeno, mas nem todo antígeno é um imunógenos. Os melhores imunógenos são aqueles com maior peso molecular e maior complexidade bioquímica. Hapteno é a menor porção do antígeno capaz de reagir com os receptores dos linfócitos. Sozinhos não são capazes de induzir resposta. Epítopo é a região do antígeno que se liga aos receptores. Um receptor pode se ligar a mais de um epítopo. O BCR reconhece epítopos em zona externa, acessível, de qualquer natureza química e de qualquer conformação (linear ou conformacional). Reconhece principalmente antígenos timo-independentes. O TCR reconhece apenas epítopos com sequências lineares de aminoácidos que estejam ligados na fenda do MHC da APC. Essa MHC pode se ligar a vários epítopos diferentes simultaneamente. O TCR, portanto, só reconhece antígenos timo-dependentes. A ligação do antígeno com o seu receptor específico é de baixa afinidade. Antígenos proteicos só apresentam epítopos diferentes entre si, a não ser que sejam estruturas quaternárias. Já antígenos polissacarídeos apresentam epítopos idênticos que se repetem (devido as ramificações). Então eles 12 Guilherme Vale 13 2010.2 são considerados Epítopos Polivalente (epítopos repetitivos). Esses epítopos polivalentes são responsáveis pela ligação simultânea do antígeno com diversos BCRs, causando a ativação do linfócito B, pois ele aproxima esses BCRs, iniciando a sinalização intracelular de ativação. Porém, se o antígeno é timo-dependente, um monômero, ele apresenta apenas epítopos distintos, se ligando então a apenas um BCR. Isso faz com que não haja a aproximação desses BCRs, não ativando então a resposta de B. Assim, essa célula B internaliza o antígeno, processando-o e apresentando-o na forma de peptídeos, através de uma molécula de MHC. Essa célula B passa a ter função de APC, pois esse peptídeo vai ser reconhecido por um linfócito T que vai produzir citocinas que ativaram a resposta de B, produzindo anticorpos. Por isso que antígenos proteicos são timo dependentes. Epítopos com estruturas semelhantes a outros epítopos, podem se ligar ao anticorpo especifico desses epítopos, causando Reação Cruzada, o que é importante para ensaios imunológicos. Isso ocorre pois a complementariedade antígeno/anticorpo é baixa. 7) Comente sobre o MHC O MHC (complexo principal de histocompatibilidade) ou HLA (antígenos leucocitários humanos), em humanos, são as moléculas responsáveis por apresentar antígenos proteicos aos linfócitos T. Eles não diferenciam peptídeos self de nã-self. O MHC de classe I apresenta uma cadeia alfa (que apresenta 3 domínios) e uma cadeia β2-microglobulina (que é igual em todos os MHCs de todas as pessoas, pois não). O MHC de classe II apresenta duas cadeias, uma alfa e uma beta, ambas com dois domínios, totalizando 4 domínios na molécula. Esse MHC é na verdade um complexo poligênico que contem genes altamente polimórficos que são expressos em co-dominância. Dentro do cromossomo 6, existe o lócus que codifica MHC I e o lócus que codifica MHC II. As moléculas de MHC I são codificadas por 3 genes: HLA-A, HLA-B e HLA-C. As MHC II também são codificadas po 3 genes: HLA-DP, HLA-DQ e HLA-DR, porém, existe dois de cada, um para a cadeia alfa e outro para a cadeia beta. Então por isso ele é um complexo poligênico, pois é codificado por mais de um gene. Além disso, se o individuo é heterozigoto, tantos os genes do pai quanto o da mãe são expressos, caracterizando uma co-dominância, fazendo com que a variabilidade de MHCs aumente. 13 Entretanto, os genes que codificam essa molécula diferem entre as pessoas, ou seja, existem diferentes alelos entre a população. Isso é o polimorfismo gênico. Um gene pode ter apenas um códon diferente, que vai produzir um aminoácido diferente, fazendo com que esse MHC seja diferente do de outra pessoa. Esse polimorfismo ocorre principalmente na fenda do MHC, onde ele entra em contato com o antígeno. Por isso que ele é vantajoso, pois a variedade na expressão de moléculas do MHC aumenta a probabilidade de pelo menos alguns indivíduos serem capazes de apresentar antígenos de um novo patógeno encontrado, ajudando a garantir a sobrevivência da espécie. Porém o ponto negativo é que os MHCs são diferentes entre as pessoas. Por isso o MHC I (que é constitutivo de todas as células nucleadas) é o principal responsável pelo processo de rejeição em um transplantes, pois os linfócitos T do individuo que recebeu o transplante, vão reconhecer (vão se ligar com alta afinidade) o MHC do órgão transplantado como sendo não-self, atacando-o. O CD8 interage apenas com o domínio alfa 3 do MHC I, enquanto que o CD4 interage apenas com o domínio alfa 2 do MHC II. Na região da fenda, existem aminoácidos de ancoragem que se ligam ao peptídeo com mais afinidade, a fim de estabilizar a ligação MHC/peptídeo para que ele não se solte. Na preparação de uma vacina, se escolhe os peptídeos que se acomodarão melhor no MHC da maioria das pessoas, umas vez que os aminoácidos das fendas são diferentes entre os indivíduos. Durante a resposta inata, há um aumento na expressão de MHCs, pois INF-γ, INF-α, INF-β e TNF-α estimulam a expressão de MHC I, enquanto que INF-γ e TLR estimulam a de MHC II. A infecção por vírus, causa a liberação de INF, que são os maiores responsáveis pela estimulação da expressão de MHC I, que ativará TCD8 que vão matar a célula infectada. 8) Descreva o processamento e a apresentação de antígenos pela MHC. O MHC I é responsável pela apresentação de antígenos intracitosólicos, como os vírus, por exemplo. Enquanto que o MHC II é responsável pela apresentação de antígenos intravesiculares e extracelulares. Quando o antígeno é fagocitado por uma célula, por exemplo, o macrófago ou a célula dendrítica, ele fica dentro do fagossoma. Esse fagossoma então se funde com o lisossoma (vesícula que contem diversas enzimas), formando o fagolisossoma. Esse antígeno é então fragmentado por proteases. Enquanto isso, no retículo endoplasmático, a MHC II está sendo sintetizado constitutivamente nessas células (APC e linfócitos B). Preso nesse MHC II está uma cadeia polipepetídica chamada cadeia invariante que fica liga a fenda do MHC, impedindo que esse se ligue a outros peptídeos que estão sendo sintetizados no RE. 14 Guilherme Vale 15 2010.2 Esse complexo MHC/cadeia invariante, sai do RE, por meio de vesículas, e vai para o Complexo de Golgi. De lá ele sai por uma outra vesícula, cheia desses complexos, que está se dirigindo até a membrana plasmática. No caminho, essa vesícula se funde com o fagolissosoma. As proteases vão então quebrar essa cadeia invariante, porém, um fragmento dela permanece na fenda, o CLIP. Junto do MHC, que está na vesícula, encontram-se outras proteínas associadas ao processamento do antígeno, comoa HLA-DM, que funciona como um trocador de peptídeo, pois ela retira o CLIP da fenda do MHC e adiciona outro peptídeo solúvel que se encontra dentro da vesícula. Ela fica repetindo esse processo até que um peptídeo se ligue com alta afinidade e estabilidade na fenda do MHC II. A HLA-DM para então de atuar. Os MHCs de classe II então, com seus peptídeos antigênicos ligados na fenda, vão ser ancorados a membrana plasmática, aonde a vesícula se funde, apresentando esse antígeno que foi endocitado. O MHC de classe II ativa linfócito TCD4 que são linfócitos T helper, ou seja, atuam ativando linfócitos B, estimulando a produção de imunoglobulinas. Tem também o antígeno que penetra na célula e permanece no citoplasma (antígeno intracitoplasmático), como os vírus, que fica mandando proteínas virais (antigênicas) para o citoplasma celular. Essa proteína, por sua vez, sofrerá um processo de ubiquitinização feita pelas ubiquitinas que reconhecem as proteínas e as marcam para que ela seja reconhecida pelo proteossoma que é um complexo enzimático com várias subunidades catalíticas, formando um túnel, que degrada essa proteína em peptídeos. No processo inflamatório, citocinas vão ativar proteossomas, chamados de imuno-proteossomas, que são mais específicos. Eles geram peptídeos que se ancoram melhor na fenda do MHC de classe I. Os peptídeos gerados então pelo proteossoma se associam às TAP (transportadoras), que são proteínas que estão na membrana do retículo endoplasmático. O MHC I está sendo formado no RE por chaperoninas, que mantem o MHC I aberto para a chegada do peptídeo. A TAP então acomoda o peptídeo na membrana do RE e o transfere para a fenda do MHC de classe I que, ao contrário do de classe II, não está protegida. Esse MHC I ligado ao peptídeo vai para o complexo de Golgi, de onde sai por uma vesícula que então adere a membrana plasmática, apresentando o complexo MHC I/peptídeo. MHC de classe I ativam linfócitos TCD8, que são citotóxicos, ou seja, vão até o local de infecção destruir as células infectadas. Células dendríticas que são APCs profissionais, podem fazer apresentação cruzada (reconhecimento cruzado) em que antígenos intravesiculares possam ser transferidos para o citoplasma, sendo apresentados tanto por MHC II como por MHC I, ativando células TCD4 e TCD8 para responderem ao antígeno. 15 9) Descreva o processo de ativação e diferenciação das células T As células dendríticas que se encontram no local de infecção estão no estado imaturo, até que vão reconhecer os PAMPs através dos seus PRRs, vão então internalizar e processar esse antígeno, apresentando-o junto de moléculas de MHC de classe II (e de classe I também, devido à apresentação cruzada em que a DC transfere peptídeos antigênicos intravesiculares para o citoplasma, ativando a expressão de MHC I), tornando-se DCs maduras (APCs profissionais), que são capazes de ativar T naives, pois a resposta inflamatória estimula ainda mais a expressão de MHC I e II pela DC, o que favorece o reconhecimento do antígeno pelo TCR especifico. Assim que essa dendrítica reconhece um PAMP, ela passa a expressar o receptor CCR7 que vai reconhecer as quimiocinas CCL19 e CCL21 produzidas pela região extra folicular de órgãos linfoides secundários, encaminhando essa DC do local de infecção para o santuário mais próximo. Essa DC passa então pela HEV e adentra no órgão linfoide indo de encontro com os linfócitos T naive (virgens) da região para-folicular. Lá ela vai apresentar o antígeno para TCD4 (através do MHC II) ou para o TCD8 (através do MHC I). Quando ela encontra essa T naive ocorre então a sinapse imunológica, através de moléculas de adesão e da ligação entre MHC e TCR específicos, porém, uma ligação de baixa afinidade. Essa ligação é o 1º sinal da ativação dos linfócitos T, mas ele sozinho não é capaz de ativar esse T naive. Se ele fosse capaz, ocorreria um processo de auto imunidade, pois T poderia ser ativado ao reconhecer um MHC com peptídeo self (pois MHC não diferencia peptídeo self de não-self), causando uma auto-reatividade, uma vez que um individuo apresenta TCRs que identificam todas as proteínas, inclusive self, pois o processo de seleção de T no Timo não apresentou todas as proteínas do corpo. A célula T que recebeu apenas o 1º sinal se torna anérgica, ou seja, está viva, mas não funcional. Isso evita a auto-imunidade. Se ela não receber o 2º sinal, ela sofre apoptose. O 2º sinal é uma co-estimulação, ocorre entre a ligação de B7, uma molécula induzida pela inflamação (quando o PAMP é reconhecido pelo PRR, ou pela produção de citocinas) presente na membrana da APC, e CD28, uma molécula constitutiva expressa na membrada do T naive. Todas as APCs podem expressar B7, mas a principal é a célula dendríticas. Existe B7-2 que é a primeira a ser expressa, mas logo é substituída por B7-1 que tem maior afinidade pelo CD28. Porém, algumas APCs, como a célula B, utilizam uma via indireta de co-estimulação, mas que não ativa T naives. Nesse caso, o 2º sinal é dado pela ligação entre CD40 (que é constitutivo na membrana da APC) e o CD154 (que é induzido na membrana do linfócito T que já é ativado). Ou seja, isso é importante para que células T efetoras ativem as células B que apresentam esse CD40, para produzirem então Igs. 16 Guilherme Vale 17 2010.2 O 1º sinal determina qual T naive será ativada, dando especificidade. Enquanto que o 2º sinal vai causar a ativação dessa T. Recebendo esses 2 sinais, a célula T naive passa a ser um célula T ativada, passando a expressar CD40. A célula T ativada passa então por um processo de tumefação e proliferação, causada pela ação autócrina e parácrina de IL-2, produzida por essa T ativada. Entretanto, a T não ativada apresenta um IL-2R incompleto, expresso apenas como um heterodímero (β e γ). Para que ele se torne completo, é necessária a expressão da terceira cadeia, a cadeia α ou CD25. Pois aí sim o IL-2 vai se ligar a esse receptor, dando inicio a proliferação desse linfócito. Esses 2 sinais da ativação deflagram cascatas bioquímicas (através das moléculas de CD3 e das cadeias zeta associadas ao TCR) que vão fazer com que transativadores (NF-κB, NFAT e AP-1) sejam ativados, indo então se ligar a regiões promotoras que codificam os genes de CD25 e de IL-2. Assim, o IL-2R se torna completo (um trímero) e o IL-2 se liga a ele, iniciando então o processo de proliferação. Na verdade, a cadeia beta do IL-2R é que inicia a sinalização, pois tem uma cauda citoplasmática maior. Essa proliferação é importante para ter o maior número de células T contra essa antígeno especifico. Ao final da proliferação, essa T passa a expressar o receptor para esfingosina-1 fosfato que se liga a essa quimiocina presente no sangue, direcionando essa célula para fora do tecido linfoide. Ou então passa a expressar CXCL5 que vai reconhecer a quimiocina CXCL13 produzida pelas DCs foliculares, fazendo com que essas células T atuem cooperando com a resposta de B. Para que uma célula Th0 (que é uma TCD4 ativada, mas não diferenciada) sofra diferenciação (ganhe um fenótipo), ela necessita de um 3º sinal que é induzido pelas célulasdendríticas feito através de citocinas. Por exemplo, Th0 que recebe IL-12 e INF-γ vão gerar Th1 que ativam a Resposta Imune Celular (RIC), estimulando a produção de IgG 1 e 3 pelos linfócitos B2 foliculares. • Th0 IL-12 Th1 IgG1 e 3 RIC • Th0 IL-4 Th2 IgE e IgG4 RIH • Th0 IL-2 + TGF-β Tr-3 IgA RIS • Th0 IL-10 + IL-27 Tr-1 IgG2 RIR • Th0 IL-10 + TGF-β Treg naturais • Th0 IL-4 + TGF-β Th9 reações alérgicas • Th0 IL-1β + IL-23 Th17 resposta contra bactérias extracelulares sem capsula e fungos 10) Comente sobre as características que fazem da Célula Dendrítica a melhor APC na ativação de T. A célula dendríticas é considerada a melhor APC na ativação de células T, devido a, principalmente, 5 motivos: (1) a sua morfologia, caracterizada por longos processos citoplasmáticos que aumentam a superfície de contato dessa 17 célula, (2) a sua mobilidade, pois, quando ativada, ela deixa o local da infecção e se direciona para o santuário mais próximo a fim de ativar células T (porque expressam CCR7 que reconhece CCL19 e CCL21), (3) o seu baixo limiar de ativação de B7, pois assim baixos estímulos já são capazes de ativar a co-estimulação, dando início ao 2º sinal facilmente, (4) a grande expressão de MHCs, que ocorre durante o processo inflamatório, quando uma maior quantidade de MHC I e II é expressa na sua superfície, otimizando o encontro do TCR especifico e (5) a realização da apresentação cruzada, em que a DC é capaz de pegar proteínas antigênicas intravesiculares e passá-las para o citosol, estimulando então simultaneamente a expressão de MHCs de classe I e II, ativando tanto TCD4 quanto TC8. 11) Comente sobre o Linfócito T primitivo na diferenciação das células T As células T primitivas são células formadas durante a vida fetal no peritônio que são residentes, possuem TCR (δγ) que reconhecem PAMPs e não precisam de APCs para reconhecerem esse antígeno. Esse TCR tem menor variabilidade genética, pois ela não apresentam TdT. Elas também não passam pelo processo de seleção como os linfócitos T clássicas. Por isso que elas são auto reativas, entretanto não causam auto-imunidade, pois ela não tem memória. Elas podem reconhecer: (1) diretamente PAMPs, que são em sua maioria timo-independentes, (2) indiretamente PAMPs através de CD1 que são semelhantes ao MHC I, mas não são polimórficas e (3) moléculas self, porém, moléculas que são expressas em situação de estresse metabólico, chamadas de proteínas do Choque Térmico. O útero de uma mulher saudável é repleto de linfócitos T primitivos e eles atuam na down regulation do sistema imune dessa mulher, para que, quando ocorra a nidação do blastocisto, durante a gravidez, esse sistema não ataque o feto, evitando assim o aborto. As T primitivas atuam, principalmente, modulando o 3º sinal para a diferenciação do Th0. Essas células T reconhecem o PAMP timo independente diretamente ou indiretamente, através da apresentação pelo CD1 feito pelas DC e macrófagos do local. A T primitiva, por sua vez, vai produzir mais INF-γ o que então vai aumentar: a atividade das células NK, a ação microbicida dos fagócitos, a função de APC das DCs e a inflamação. Ela também vai contribuir na indução a diferenciação de Th1. 12) Descreva o processo de indução da Resposta Imune Celular (RIC) A resposta de Th1 é chamada de RIC. Ela é iniciada pela mudança fenotípica de TCD4 (Th0) em Th1 (T helper 1) e o 3º sinal mais importante para essa mudança é a estimulação por IL-12 produzida pela APC. Porém, esse Th0 indiferenciado não apresenta o receptor IL-12Rβ. 18 Guilherme Vale 19 2010.2 Então, primeiramente, essa APC, após reconhecer o patógeno na área de infecção, vai liberar IL-27 que vai agir sobre as células T primitivas (células NK e NKT), fazendo com que elas liberem INF-γ que, juntamente com o IL-27, vai atuar sobre TCD4 no santuário mais próximo, estimulando a expressão de IL-12Rβ. Essa TCD4 que está fazendo sinapse imunológica com a APC (geralmente uma célula dendríticas), no momento que passa a expressar IL-12Rβ, torna-se pré-Th1. Esse pré-Th1, passa então a produzir INF-γ (em grande quantidade) e IL-2. Esse INF-γ em grande quantidade vai atuar sobre a DC, fazendo com que ela libere o 3º sinal, o IL-12. Assim, esse pré-Th1 passa a ser definitivamente o Th1, processo chamado de comprometimento, mas só ocorre quando o estímulo de IL-12 é mantido, se não essa célula regride para Th0. Então, a Th1 é uma TCD4 que se diferenciou na presença de IL-12 (3º sinal) e que secreta INF-γ e IL-2. Através dessas citocinas, o Th1 tem 3 importantes funções: (1) aumentar o poder microbicida do fagócito (principalmente por INF-γ) diretamente no local da infecção, (2) estimular a proliferação de linfócitos B e a produção de IgG 1 e IgG 3 (principalmente por INF-γ) e (3) ativação de TCD8 em CTL, célula T citotóxica (principalmente IL-2). Quando não se consegue matar o patógeno, a Th1, que forma um halo linfocitário, passa a ser Th1 crônica que continua liberando INF-γ. Assim, na presença crônica de INF-γ, as células fagocíticas se diferenciam em células epitélioides, que podem se fundir, formando as células gigantes multinucleadas. Se essas células não conseguirem resolver, elas liberam FCF (fatores de colônias de fibroblastos) que recrutam fibroblastos para a formação de colágeno nessa região. Forma-se assim o granuloma. Então, a Th1 é responsável pela Resposta de Granuloma, também chamada de DTH (Hipersensibilidade do Tipo Tardio). A CTL (TCD8 ativada) é degranuladora. Ela atua liberando perforinas (que formam canais na membrana da célula infectada), granzimas (que degradam proteínas e ativam as caspases, causando apoptose) e granulizina (ativa a apoptose). Th17 é a TCD4 que se diferenciou na presença de IL 23 e IL-1β. Ela produz principalmente a a IL-17A e está relacionada com a resposta imune contra bactérias extracelulares sem capsula e fungos. Primeiramente, para que Th0 se torne Th17 as APCs devem liberar IL-6, IL-1β e TGF-β. Essas citocinas juntas inibem a resposta de Th1 e Th2 e fazem com que Th0 se torne pré-Th17. O 3º sinal produzido pelas DCs é a liberação de IL-23 e IL-1β, fazendo do pré-Th17 um Th17 definitivo que produz IL-17A. Assim, Th17 é uma TCD4 que se diferenciou na presença de IL-23 e IL-1β, secreta principalmente IL-17A que tem como função ativar neutrófilos contra bactérias extracelulares sem capsula e fungos. Boa prova! 19 Respostas de Imuno Prova 2 1) Descreva a ativação dos linfócitos B por antígenos Timo-independentes. A natureza da resposta de B depende da estrutura química do antígeno e da cooperação dos linfócitos T. Eles reconhecem o antígenos através de Ig de membrana (BCR) e respondem através da secreção de Igs solúveis, anticorpos, específicos para o antígeno. Existem mais de um tipo de subpopulações de B: B1, produzida durante o período fetal no peritônio e que cessa depois do nascimento, ocupando as cavidades peritoneais e pleurais, B2 da zona marginaldo baço e B2 folicular, ambos surgem após o nascimento, são produzidos na medula óssea e vão para santuários (ontogenia de B). B1 e B da ZM são responsáveis pela resposta a antígenos timo-independentes (PAMPs - polissacarídeos, lipídeos, glicolipídeos) feita através de cross-link dos BCRs, devido aos múltiplos epítopos desses antígenos, não dependendo do auxílio de T. Eles respondem a esses antígenos principalmente devido à localização anatômica dessas células e não porque só apresentam receptores específicos pra eles. Essa resposta costuma ser mais rápida, mas é pouco específica e tem menos qualidade, pois praticamente não gera memória imunológica e acarreta na produção mais curta de anticorpos. B1 tem características da resposta inata, pois, localiza-se em porta de entrada e tem receptores mais conservados e com variabilidade limitada. Eles sofrem auto-renovação constante. B da ZM do Baço fica na margem do folículo junto com os macrófagos e também se localiza em porta de entrada e tem uma diversidade restrita de receptor, tendo características de células da resposta inata. Já B2 folicular responde a antígenos timo dependentes (peptídeos) através da internalização, processamento do antígenos e apresentação do peptídeo via MHC de classe II para o linfócito TCD4. O resultado de qualquer ativação de B será a secreção de imunoglobulinas. Antes, elas eram ancoradas na membrana, mas, assim que B vira plasmócito, ocorre um processamento alternativo do RNAm em que regiões que codificavam aminoácidos hidrofóbicos da região transmembrana da cadeia pesada, responsáveis pela inserção da Ig na membrana, são clivadas desse RNAm. Assim, essa Ig passa a ser secretada. Lembrando que a única Ig que não é secretada é a IgD. O primeiro sinal acontece quando o BCR se liga ao epítopo específico, porém a cauda citoplasmática do BCR é muito curta, então é necessária a ativação do complexo BCR. 20 Guilherme Vale 21 2010.2 O complexo BCR é formando por uma Ig de membrana associada não covalentemente às cadeias Igα e Igβ que apresentam ITAMs nos seus domínios citoplasmáticos. Os ITAMs são de fato os responsáveis por iniciar a sinalização bioquímica intracelular, uma vez que a tirosina é capaz de sofrer fosforilação. Antígenos timo-independentes, por apresentarem muitos epítopos idênticos (polivalente), vão causar a aproximação de diversos BCRs (cross-link) que se ligarão simultaneamente a esse antígeno. Isso faz com que esses complexos do BCR também se aproximem, desencadeando uma cascata bioquímica de formação de transativadores, iniciando a ativação dessa célula B. Essa ativação pode ser amplificada através do segundo sinal feito pelo complexo co-receptor formado por 3 proteínas transmembrana: CD21 (CR2), que reconhece o C3d do Sistema Complemento, CD19 e CD81. CD21 reconhece o C3d preso no antígeno e vai ativar alostericamente o CD19 e CD81, que vão amplificar o processo de ativação dessas células Bs. Assim, na resposta a antígeno timo-independentes vai haver proliferação e diferenciação em plasmócito de vida curta, mas não haverá centro germinativo (não haverá maturação da afinidade, troca de classe, desenvolvimento de memória). Por isso B1 e B da ZM são os principais secretores de IgM que é de baixa afinidade, polirreativo, mas é capaz de fazer apresentação cruzada. São importantes na resposta contra bactérias capsuladas, pois os antígenos são polissacarídicos. Por isso indivíduos esplenectomizados são mais susceptíveis infecções por bactérias desse tipo, pois perdem a população de B da ZM, assim como indivíduos menores de 2 anos, pois ainda não produziram essa população. Imunização com vacinas conjugadas (complexo hapteno-carregador) são feitas para imunizar indivíduos contra bactérias capsuladas, pois B reconhecerá a porção polissacarídica (hapteno), mas, devido a proteína, ele irá internalizar, processar e apresentar esse antígeno (proteína/carregador) para os linfócitos T. Assim produzirá anticorpos de alta afinidade ao polissacarídeo (pois haverá maturação da afinidade), formará plasmócitos de vida longa e células de memória. Antígeno timo-independente tipo 1 é o LPS, pois, se tiver em alta concentração, ele ativa B, não via BCR, mas via TLR4. Assim a resposta será policlonal, pois haverá a produção de anticorpos com as mais distintas especificidades. Esse antígeno é mitógeno, pois induz a proliferação discriminada de clones diferentes. É uma resposta inespecífica. 21 2) Descreva a ativação dos linfócitos B por antígenos Timo-dependentes. A natureza da resposta de B depende da estrutura química do antígeno e da cooperação dos linfócitos T. Eles reconhecem o antígenos através de Ig de membrana (BCR) e respondem através da secreção de Igs solúveis, anticorpos, específicos para o antígeno. Existem mais de um tipo de subpopulações de B: B1, produzida durante o período fetal no peritônio e que cessa depois do nascimento, ocupando as cavidades peritoneais e pleurais, B2 da zona marginal do baço e B2 folicular, ambos surgem após o nascimento, são produzidos na medula óssea e vão para santuários (ontogenia de B). B2 folicular responde a antígenos timo-dependentes (peptídeos) através da internalização, processamento do antígenos e apresentação do peptídeo via MHC de classe II para o linfócito TCD4 O resultado de qualquer ativação de B será a secreção de imunoglobulinas. Antes, elas eram ancoradas na membrana, mas, assim que B vira plasmócito, ocorre um processamento alternativo do RNAm em que regiões que codificavam aminoácidos hidrofóbicos da região transmembrana da cadeia pesada, responsáveis pela inserção da Ig na membrana, são clivadas desse RNAm. Assim, essa Ig passa a ser secretada. Lembrando que a única Ig que não é secretada é a IgD. Primeiramente, uma DC na periferia reconhece, internaliza e processa um antígeno timo-dependente, apresentando o peptídeo via MHC II. Ela então entra na via linfática e chega ao santuário mais próximo. Lá ela começa a circular nesse linfonodo, entrando em contato com todas as T naive, até o momento em que ela encontra a célula T com o TCR especifico para o peptídeo. Ocorre então os 3 sinais de ativação e diferenciação de T, tendo então um T efetor. Durante o 2º sinal, ligação B7 e CD28, T passa a expressar CD40L. Além disso, ele para de expressar CCR7 (que reconhecia as quimiocinas CCL19 e CCL21 produzidas pelas células da medula) e passa a expressar CXCR5 que reconhece a quimiocina CXCL13 produzida pelas células dendríticas foliculares. Assim, esse T efetor passa a se deslocar para a região folicular Enquanto isso, o antígeno chegou ao linfonodo satélite através dos vasos linfáticos, em decorrência do edema causado pela inflamação. Esse antígeno timo-dependente também vai ser reconhecido pelo B2 folicular especifico que vai internalizar, processar e apresentar o peptídeo desse antígeno via MHC II. Então assim se inicia o processo de ativação, mas ele não é tão eficaz quanto o do cross-link (Ag timo-independentes). Essa célula B então para de expressar CXCR5, que reconhecia CXCL13 da região folicular, e passa a expressar CCR7, que reconhece as quimiocinas CCL19 e CCL21produzidas na região medular. Então o T efetor está migrando para o folículo e o B especifico está migrando para a medula. É na borda do folículo que ocorre o encontro entre T e B. Aí esse T efetor passa a executar a sua função efetora que é produzir 22 Guilherme Vale 23 2010.2 citocinas. Ocorre então uma ativação bilateral, pois B ajuda a ativar T e T ajuda a ativar B. B, por ser uma APC, apresenta constitutivamente CD40 e T, quando ativada pela DC, passou a expressar CD40L. No momento da sinapse, portanto, haverá a ligação entre essas moléculas e a cauda citoplasmática do CD40 irá ativar o processo de proliferação dessa célula B. Além disso, através do estimulo feito pelas citocinas liberadas pelo T efetor, as células Bs começam a se diferenciar em plasmócitos que secretam, inicialmente IgM (e um pouco de IgG), porém eles ainda são de vida curta, caracterizando o foco primário da fase inicial da resposta. Plasmócitos de vida curta se alojam na polpa vermelha do baço, nos cordões medulares dos linfonodos, ficam alguns dias produzindo principalmente IgM e depois morrem. Já na fase tardia algumas células Bs que não se diferenciaram em plasmócito de vida curta, voltam para o folículo (centroblastos) e começam a se proliferar intensamente, formando o centro germinativo no folículo, onde ocorrerá a diferenciação em plasmócitos de vida longa e linfócitos B de memória. Dentro do centro germinativo tem-se a zona escura (centroblastos que são células Bs que estão intensamente se proliferando), zona clara (centrócitos, que são o resultado dessa proliferação) e zona do manto (linfócitos B virgens). Dentro do CG acontecerá a hipermutação somática e maturação da afinidade, troca de classe da Ig, diferenciação em plasmócito de vida longa e geração de B de memória. Isso tudo devido à ligação CD40 com CD40L e a liberação de citocinas pelo T efetor. A hipermutação somática e maturação de afinidade, e a troca de classe de Ig, acontecem porque a interação entre T e B promoveu em B a ativação da enzima AID (Deaminase Induzida pela Ativação), que remove o grupamento amina, transformando Citosina em Uracila. Durante essa intensa proliferação no CG, a região hipervariável do VDJ que codifica o domínio variável da Ig fica mais suscetível a mutações. Então, cada célula que está sendo gerada nesse foco tem um VDJ um pouco diferente da outra, caracterizando o processo de hipermutação somática. A AID é que é a responsável por esse processo de mutação. As células dendríticas foliculares, diferentemente das outras, expressam muito receptor do complemento que se ligam ao C3b ou C3d que vieram via linfática até os linfonodos ou Baço. Isso é importante, pois as células Bs do CG precisam reconhecer essas moléculas e os antígenos para receber o seu sinal de sobrevivência. Ou seja, serão selecionados as Bs que, no processo de hipermutação, tiveram sua afinidade ao antígeno aumentada e não as que diminuíram. Esses que não se associaram ao antígeno sofrem apoptose. O CG é uma região de altíssima taxa de apoptose, porque a maioria altera a sua especificidade e diminui. Assim, durante o curso de uma resposta, a afinidade do anticorpo vai aumentando progressivamente. Isso é usado em laboratório para analisar o grau de afinidade ao antígeno para diagnostico de algumas doenças 23 como Toxoplasmose. Se a interação Ac-Ag for desligada com facilidade, o Ac foi produzido a pouco tempo. Se for difícil desligar, o Ac foi produzido a mais tempo, então a infecção é antiga. São 5 classes de Ig (M, D, G, A, E). Quando o B recebe os 2 sinais de T (CD40 e citocinas), haverá uma sinalização intracelular e ativação de fatores de transcrição, que vão provocar deleções no lócus que codifica a Ig, aproximando do VDJ outra sequência de cadeia pesada que não seja a IgM (que é a mais próxima) e vai ser essa sequência a que será expressa. Dependendo da citocina vão ser ativados fatores de transcrição diferentes e dependendo do fator de transcrição, regiões promotoras diferentes serão ligadas. O fator de transcrição abre a fita em dois pontos sendo que um é sempre na região que codifica IgM e o outro depende das citocinas. Assim, ocorre o pareamento em uma fita e looping na outra, onde há a mutação de VDJ. A AID vem e troca o C por U, a glicosidase cliva e remove as uracilas, formando sítios sem base, endonuclease corta a fita de DNA em todos os pontos sem base, formando picotes de DNA desde a região de troca da IgM até outro ponto, dependendo da citosina. Todos os pedaços cortados de DNA são juntados e formam um looping que será eliminado. Assim, quando o DNA for transcrito em RNAm, ao lado do VDJ estará apenas a região que codifica a cadeia pesada correspondente ao estimulo pelas citocinas. Então, saindo do CG haverá apenas linfócitos Bs com uma afinidade maior pelo antígeno e de classes diferentes, sem ser IgM. Parte dessa população se diferencia em plasmócito e outra parte vira linfócito B de memória. Plasmócitos de vida longa, se forem gerados em linfonodos mesentéricos e nas Placas de Peyer, migram para a lâmina própria do intestino e ficam produzindo anticorpos (principalmente IgA). Se forem para qualquer outro tecido linfóide, eles vão para a medula óssea e ficam lá anos, produzindo anticorpos. O Plasmócito tem um retículo endoplasmático aumentado, perde a capacidade de proliferação, pois é um estágio final de diferenciação e tem vida longa. As células de memória são uma população bastante heterogênea, tem Ig de alta afinidade e de outra classe, tem expressão elevada de integrina (molécula que participa na interação entre B e T), expressão elevada de TLR (funciona como 2º ou 3º sinal, fazendo com que seja ativada mais rapidamente) e maior expressão de B7 e MHC II (maior eficiência como APC). Parte permanece no tecido linfoide, parte faz recirculação. Elas respondem mais rápido ao antígeno, pois tem um limiar de ativação menor. Um novo contato com o Ag leva a rápida produção de anticorpos de alta afinidade. • Resposta primária, quem responde? B virgem. • Na secundária, quem responde? B de memória. • Quanto tempo leva pra começar a produzir anticorpo numa resposta primária? De 4 a 7 dias (tempo bem variado). 24 Guilherme Vale 25 2010.2 • E numa resposta secundária? De 1 a 3 dias, dependendo do antígeno. Na resposta primária predomina IgM com Ac de baixa afinidade. Na secundária, as outras classes (principalmente IgG) com Ac de alta afinidade. Existem ainda os Breg que tem função reguladora de supressão, pois produz muita IL-10, inibindo a ativação de monócitos em macrófagos, inibindo então a produção de IL 12 que é importante na diferenciação de Th1, inibindo a diferenciação desse fenótipo. • Th1 (INF-γ) IgG1 e 3 RIC • Th2 (IL-4) IgE e IgG4 RIH • Tr-3 (TGF-β) IgA RIS • Tr-1 (IL-10) IgG2 RIR 3) Descreva a imunidade a bactérias extracelulares. Bactérias extracelulares: Staphylococcus, Streptococcus, Enterococcus, Neisseriae, Helycobater Elas ocupam os espaços intersticiais no interior do tecido, o sangue, a linfa, ou simplesmente colonizam as superfícies de mucosas. Vai ocorrer a ativação da resposta humoral (produçãode anticorpos específicos para os antígenos), havendo neutralização, ativação do Complemento e opsonização via complemento ou via anticorpo. O mecanismo de patogenicidade das bactérias extracelulares é por ação de toxinas, que podem agir de três formas: • Interferir na função celular • Ser citotóxica (mata a célula diretamente) • Estimular a produção de citocinas Os sintomas aparecem, porque essas toxinas ativam o sistema imunológico exacerbadamente. Tem-se as exotoxinas (que são secretadas) e as endotoxinas (que são constitutivas das células bacterianas). As exotoxinas são imunogênicas, não processadas por macrófagos, que podem lesar a membrana das células, interferir na função celular ou podem ser superantígenos (TSST-1) que se ligam inespecificamente ao domínio constante do MHC II e a determinadas regiões variáveis do TCR, causando uma resposta policlonal de T e uma 25 resposta inflamatória exacerbada, pois haverá uma grande ativação de células T em Th1 que vão estimular mais macrófagos a produzir as citocinas inflamatórias. Isso pode causar um choque tóxico (Síndrome do Choque Tóxico), pois ocorre uma reação inflamatória generalizada, com os eventos vasculares acontecendo em todo o corpo, podendo causar óbito. As endotoxinas não são proteínas, são fracamente imunógenos (não produz anticorpos específicos), constituintes da célula bacteriana, como o LPS (Lipídeo A) nas bactérias gram negativas. Seu efeito tóxico provém da ativação por TLR, provocando uma resposta inflamatória através da tríade inflamatória. Pode haver produção de IgM pouco neutralizante a partir de outros antígenos da superfície da bactéria. Quando há uma resposta inflamatória exacerbada e disseminada com produção exagerada de citocinas pró inflamatórias, provocada por uma infecção, chama-se de Sepse, podendo causar o Choque Séptico (colapso circulatório, CID, falência múltipla dos órgãos). Assim, o mecanismo de imunidade será feito por anticorpos neutralizantes, para impedir a interação da toxina com a célula e pela fagocitose, o fagócito irá internalizar essa bactéria e destruí-la (através do burst respiratório, produção de derivados reativos do oxigênio, hipoclorito...). O mecanismo de resposta inata será através do reconhecimento pelos macrófagos via TLR e pela ativação do Sistema Complemento (pela via alternativa ou das Lectinas) gerando: • C3b que é uma opsonina, fazendo uma fagocitose opsonizada (facilitada) • MAC, lise da superfície de alguns patógenos • Anafilotoxinas (C3a, C4a e C5a), que aumentam o burst respiratório, atraem neutrófilos, ativam mastócitos a produzir mais mediadores de inflamação O mecanismo da resposta adaptativa será através da secreção de anticorpos neutralizantes e opsonizantes. Ele pode ser uma opsonina direta como IgG1 e IgG3 principalmente, ou indireta (porque não são opsoninas, mas são capazes de ativar C3b e C4b que são opsoninas) como IgM e alguns IgG. A produção de IgA é muito importante pois ela está na superfície da mucosa onde uma série de patógenos extracelulares colonizam. Essa IgA vai então neutralizar essa toxina ou esse patógeno. Há também a produção de IgM, mas é pouco neutralizante, porque ele tem baixa afinidade ao antígeno. 26 Guilherme Vale 27 2010.2 Bactérias sem cápsula No local da infecção, o macrófago residente reconhecerá o antígeno via PRRs (principalmente TLR) causará uma inflamação local. Uma APC (MØ/DC) vai capturar esse antígeno, processar e apresentar via MHC II. Ela vai até o santuário mais próximo onde irá encontrar o linfócito T especifico para esse antígeno. Haverá então a ativação de T, com produção de muito IL-12 por essa APC, diferenciando o fenótipo Th1 que passa a produzir INF-γ que (1) aumenta o poder microbicida dos macrófagos no local da infecção e (2) ativa B2 folicular a produzir IgM primeiramente, e IgG1 e IgG3 (troca de classes) que são opsonizantes diretos. Porém, se esse B2 estiver no tecido linfoide associado a mucosa, ele também irá produzir IgA (Th3) que é neutralizante, ou seja, impede a interação do antígeno com o tecido. Bactérias com cápsula Apresentam cápsula que impede a fagocitose por esconder os PAMPs do patógenos e assim não há apresentação via APC pro linfócito T, não havendo ativação nem diferenciação em Th1. Assim, B1 e B da ZM, que reconhecem antígenos timo-independentes (epítopos polivalentes) da cápsula, vão ser ativados através do cross-link de BCR e vão produzir IgM, que irá reconhecer a cápsula, fará uma opsonização indireta, pois ativará C3b e C4b, fazendo com que macrófagos e células dendríticas possam reconhecer a bactéria, fagocitá-la, e ativar e diferenciar T em Tr-1 através da secreção de IL-10. O Tr-1, através de IL-6 e IL-10, auxiliará B2 a secretar IgG2 e IgG4, mas que são muito pouco secretados. IgM é o melhor anticorpo que ativa o Complemento, pois, por ser um pentâmero, ele vai possuir 5 partes Fc (mais do que os das outras classes), havendo maior ativação de C1q, ativando a via Clássica do Sistema Complemento. Mas para ativar o Complemento, ele deve estar na sua forma Planar. Assim haverá uma fagocitose opsonizada, permitindo a destruição desse patógeno. Indivíduos esplenectomizados e crianças menores que 2 anos, não apresentam uma população de B da ZM, assim, haverá uma baixa produção de IgM, sendo então sua defesa contra bactérias capsuladas prejudicada. Além disso, é no baço onde imunocomplexos (patógenos opsonizados) são removidos pelos macrófagos. Esses indivíduos são mais susceptíveis a essas infecções. 4) Descreva a imunidade a fungos. Eles podem entrar no organismo pela via respiratória ou por trauma (infecção na pele, catéters). A resposta inata ocorre através do reconhecimento de PAMPs pelos PRRs de macrófagos residentes que produzirão as citocinas inflamatórias gerando uma reação inflamatória, principalmente com a presença de neutrófilos. Por isso indivíduos com neutropenia são mais suscetíveis a infecções fúngicas. 27 A resposta adaptativa ocorre através da internalização, processamento e apresentação do peptídeo desse antígeno via MHC II por uma APC que vai até o santuário mais próximo, onde irá encontrar um linfócito T especifico para esse antígeno e irá ativá-lo e diferenciá-lo em Th1, devido a alta produção de IL-12 e ele vai então produzir então INF-γ que (1) aumenta o poder microbicida dos macrófagos no local da infecção e (2) ativa B2 folicular a produzir IgM primeiramente, e IgG1 e IgG3 (troca de classes) que são opsonizantes diretos. Por isso indivíduos imunodeprimidos são mais suscetíveis a infecções fúngicas, pois eles não terão uma resposta Th1 satisfatória. 5) Descreva a imunidade a bactérias intracelulares. As bactérias intracelulares podem invadir fagócitos profissionais (ex: macrófagos) num processo mediado pelo próprio sistema imune, mas que, devido aos seus fatores de virulência como (1) a inibição da fusão fagossoma-lisossoma (ex: micobactérias), (2) resistência aos componentes microbicidas e (3) escape para o citoplasma, elas conseguem sobreviver dentro dessas células;
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