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Aula 10 Imuno - Resposta Imune Adaptativa : Ativação de Linfócitos T (TCR, moléculas co-receptoras, co-estimuladoras e co-inibidoras) / Subpopulações de linfócitos (diferenciação) / Importância do microambiente tecidual (linfóide e extra linfóide) na educação linfocitária / Citocinas na ativação, proliferação e manutenção de Linfócitos T OBS : Revisão das Aulas Passadas ● Ativação de Linfócitos T ○ O desenvolvimento dos Linfócitos T ocorre no Timo ■ O seu desenvolvimento constitui principalmente na expressão dos receptores TCR ○ O TCR é constituído pelas Cadeias α e β. Além disso, possui como co-receptores o CD4 ou CD8; e cadeias acessórias CD3 (εδ ou εγ) e ζ ■ O TCR sozinho não funciona, por isso existe a necessidade da existência de todas essas outras moléculas ○ A ativação inicial de Linfócitos T virgens ocorre nos Órgãos Linfóides Secundários, local por onde essas células circulam até o encontro com o antígeno protéico apresentado pelas APC’s ⇉ Linfócitos ganham capacidade funcional, também chamado de diferenciação / plasticidade fenotípica ■ Ontogenia = Desenvolvimento = Linfopoiese ■ Plasticidade Fenotípica das Células T consiste na mudança do núcleo da Célula (não dos receptores) para tipos diferentes (subdivisões) após o encontro com o antígeno ○ Sequência de Eventos : ■ Linfócitos T virgens circulando através dos Linfonodos até o encontro com o antígeno específico ■ Uma vez nos Órgãos Linfóides Secundários, haverá o encontro dos Linfócitos T virgens com a Célula Dendrítica, a qual está trazendo informação da periferia, afim de educar essa resposta imune ● APC’s estão apresentando via MHC e Linfócito T estão reconhecendo via TCR ■ Assim ocorre a ativação dos Linfócitos T virgens, e posteriormente seu desenvolvimento em Células efetoras (processo de Diferenciação) ■ Uma vez alcançado seu fenótipo efetor, a Célula T sai dos Órgãos Linfóides Secundários por meio dos Eferentes Linfáticos, até alcançar a circulação sanguínea e depois ser distribuída para a periferia, onde está ocorrendo o ataque ■ Ativação de linfócitos T efetores no sítio periférico de infecção ■ Erradicação do patógeno ● Diferenciação de Linfócitos T ○ Podem se diferenciar em : ■ CD4 “helpers” / auxiliar ● Causam ativação de Macrófagos; Estimulam a mudança de isotipo de Linfócitos B ■ CD8 citotóxicos ● Efetuam de fato o killing, dado que possuem grânulos que causam a morte do patógeno OBS : Em uma analogia com a Imunidade Inata, nota-se que os Linfócitos T CD8 estão mais próximos daquelas Células Inatas que efetuam a resposta, e os CD4 estão mais próximos daquelas Células Inatas que conversam entre si. Portanto, nota-se que os mecanismos da Imunidade Adaptativa e dos Linfócitos T são os mesmos; entretanto, o que muda é que nas Células T há o reconhecimento especificamente do patógeno, e nas Inatas, o reconhecimento é global. ● Ativação de Linfócitos T ○ A interação TCR/MHC-peptídeo promove a formação da Sinapse Imunológica (comunicação entre Linfócito T e APC) ○ Após essa Sinapse, ocorre uma alteração no citoesqueleto tanto da célula que está apresentando, quanto da que está reconhecendo; afim de que todas as moléculas que participam desse processo de ativação fiquem localizadas na mesma posição (isso estimula uma resposta mais potente e ativa possível) ○ Essa sinapse leva à captura do Linfócito T e a estabilização do contato: programa de ativação disparado ○ Funções da Sinapse Imunológica : ■ Reforçar a interação entre o Linfócito T e a APC ● Uma vez que concentra todas as moléculas necessárias para a transdução do sinal em um local só (reorganização do citoesqueleto celular) ■ Localizar as moléculas responsáveis pela ativação (processo de reconhecimento do antígeno) e diferenciação (mudança da Célula em outros subtipos) dos Linfócitos T ● Essa ativação exige o reconhecimento do Complexo MHC-Peptídeo não só pelo TCR, como também pelo CD4/CD8 ■ Transdução de sinal quando do reconhecimento do antígeno OBS : A região intracelular do TCR é bastante curta, todavia os Co-receptores e as Cadeias Acessórias possuem regiões intracelulares longas, as quais possuem porções chamadas Domínios ITAM (sítio de ativação rico em Tirosina de Imuno-receptores). Esses Domínios são os responsáveis pela transdução do sinal. ○ As Respostas Adaptativas por Linfócitos T são educadas pelas Células Dendríticas, por meio de diversas vias : ■ No sítio periférico inflamado/infectado, há o reconhecimento dos indicadores de "perigo" associados ao patógeno (PAMP’s/DAMP’s) ● Células Dendríticas em tecidos periféricos ● Reconhecimento de PAMP’s e DAMP’s ■ Nos Órgãos Linfóides Secundários há a apresentação do antígeno ● A sinalização via TLR’s induz a expressão de CCR7 e de S1P1R em Células Dendríticas ● Potencialização do processamento de antígeno ■ Expressão de moléculas Co-Estimuladoras e/ou Co-Inibidoras ● CCR7 direciona a migração de Células Dendríticas para os tecidos linfóides ○ CCR7 reconhece as quimiocinas CCL19 e CCL21 na zona de Célula T em Órgãos Linfóides Secundários ● Aumento da expressão de moléculas co-estimuladoras e MHC ■ Produção de citocinas educadoras ● Células Dendríticas ativadas na zona de Células T ativam Linfócitos T virgens OBS : Células Dendríticas, Linfócitos ou qualquer Leucócito precisam expressar o receptor S1P1R para conseguir alcançar as Circulações (Linfática e/ou Sanguínea), uma vez que a quimiocina S1P1 é a responsável por fazer o gradiente de atração dessas Células, principalmente em locais da circulação próxima da entrada de órgãos. OBS 2 : Para que as Células consigam se manter nesses locais, é necessário que esse receptor S1P1R seja down-regulado, afim de que as células tenham tempo necessário para realizar suas funções. Posteriormente, as Células up-regulam esses receptores, para que elas possam sair desse local. ○ As APC’s apresentam antígenos e fornecem outros sinais que educam e guiam a magnitude e natureza da resposta dos Linfócitos T ■ Sinal 1 ⇉ Reconhecimento do Antígeno via TCR/MHC-antígeno ■ Sinal 2 ⇉ Expressão de moléculas Co-estimuladoras ■ Sinal 3 ⇉ Expressão de citocinas educadoras ● Subtipos de Linfócitos T CD4 ○ Principais ⇉ Th1, Th2, Th17 e TREG ○ Th1 : ■ Produzida para combater infecções por bactérias intracelulares (via endossomal) e vírus ■ Ação das Células NK ■ Após a fagocitose da bactéria/vírus, a Célula Dendrítica passa a expressar a citocina IL-12 ■ Ocorrerá a apresentação por meio do MHC de classe II, com o co-estímulo e a educação por meio da citocina IL-12 ■ Esses Linfócitos Th1 produzem IFN-γ e TNF-α OBS : Após sua diferenciação, quando o Linfócito T chega no sítio de ataque, ele passa a liberar muito IFN-γ. Os Fagócitos (Macrófagos, Monócitos, Neutrófilos) possuem receptor para IFN-γ; de modo que ao se ligar a essa citocina, sua ação de killing aumenta em grande intensidade. ● Ativação de Linfócitos (continuação??) ○ Linfócitos T diferenciados em células efetoras podem ser ativadas por outras APC’s, além das Células Dendríticas ■ Nas Respostas Imunes Humorais, os Linfócitos B apresentam antígenos para os Linfócitos T CD4 ■ Nas Respostas Imunes Celulares (mediadas por células), os Macrófagos apresentam antígenos para Linfócitos T CD4. Esses Macrófagos respondem/ativando-se por essas células ■ Todas as células nucleadas apresentam antígenos para os Linfócitos T CD8 (por meio do MHC de classe I) e podem ser eliminadas por essas mesmas células OBS : Células Apresentadoras de Antígeno (APC’s) ● Células Dendríticas (APC’s Profissionais) e Macrófagos ○ São Fagócitos ○ Expressam receptores para células apoptóticas, DAMP’s e PAMP’s ○ Localizam-se na corrente sanguínea, na linfa e nos Órgãos Linfóides Secundários ○ Expressam altos níveis constitutivos de MHC de classe II e maquinariade processamento e apresentação ○ Expressam moléculas co-estimuladoras após ativação ● Linfócitos B ○ Internalizam antígenos via BCR ○ Expressam altos níveis constitutivos de MHC de classe II e maquinaria de processamento e apresentação ○ Expressam moléculas co-estimuladoras após ativação ● Mastócitos, Basófilos, Eosinófilos, ILC3s (APC’s Atípicas) ○ Fazem fagocitose, mas em pequena quantidade ○ Expressam altos níveis de MHC de classe II e maquinaria de processamento e apresentação por indução ○ Funções de APC’’s limitada a certos microambientes (tipo II) ○ Não existem registros que possam ativar Linfócitos T virgens OBS 2 : As Células Dendríticas são as únicas que apresentam o antígeno a Linfócitos T virgens. Quando os Linfócitos T já estão no sítio inflamado/infectado, eles continuam reconhecendo antígenos, porém esse reconhecimento não serve para ativar, mas sim para manutenção do fenótipo efetor. As Células que irão manter esse fenótipo efetor da Célula T no sítio infectado, serão os Macrófagos, entre outras. ○ O sinal de reconhecimento do antígeno é sempre disparado pelo TCR ○ Eventos a partir da ativação de Linfócitos T, via MHC-peptídeo antigênico apresentado pelas Células Dendríticas : ■ 1) Sinalização ■ 2) Proliferação celular (Expansão clonal) ■ 3) Secreção de moléculas efetoras (citocinas e outras) ■ 4) Controle da resposta (ação das moléculas Co-inibidoras) ■ 5) Apoptose (fase de contração celular) ■ 6) Geração de memória ● Vias de Sinalização, durante a apresentação do antígeno : ○ Célula Apresentadora de Antígeno expressa o Complexo MHC-Peptídeo, o qual reconhecido pelo TCR e pelo CD4/CD8 do Linfócito T. Junto dessas moléculas, estão as Cadeias Acessórias CD3 e as ζ ○ No momento que o antígeno é reconhecido, irá acontecer uma modificação conformacional na região intracelular dos Co-receptores (CD4/CD8), a qual favorece o recrutamento de Enzimas do tipo Tirosina Quinase (Lck) para a via de transdução do sinal ○ Assim que a Lck é recrutada, ela se torna ativa e assim, passa a fosforilar (adicionar grupos fosfato) os Domínios ITAM das CD3 e ζ. Uma vez fosforilados, os ITAM se ativam e passam a recrutar a Enzima ZAP-70 (proteína associada à Cadeia ζ) ○ Assim que a ZAP-70 é recrutada, ela começa a reconhecer esses domínios fosforilados. Ao reconhecer, ela se auto-fosforila e fosforila uma outra proteína acessória chamada LAT (Unidor para a Ativação de células T) ○ Depois da ativação da LAT, são recrutadas diversas moléculas da periferia da Célula (moléculas de adesão, Integrinas, receptores de Selectinas), afim de manter firme a ligação TCR-MHC ○ Nesse momento, o receptor S1P1R é down-regulado, uma vez que o Linfócito encontrou seu antígeno cognato. Além disso, ele precisa ficar no Órgão Linfóide Secundário por um determinado tempo, de modo a permitir que os processos necessários ocorram ○ Após a ativação da LAT, 3 sistemas são recrutados : ■ Via PI3K ● Quando a PI3K for fosforilada, ela transforma PIP2 em PIP3 ● Ao se ligar com o PIP3, a PDK1 se torna ativa ● Essa PDK1 agora ativa a AKT por meio da fosforilação ● Portanto, esse sistema todo leva a produção de AP-1 (fator de transcrição), que irá induzir a expressão de membros da família Bcl-2, as quais são proteínas Anti-Apoptóticas ■ Via PLCγ ● PLCγ será fosforilada, se ativando e assim, clivando fosfolipídios ■ Via Ras-MAP quinase ○ Além do fator de transcrição AP-1, será gerado o fator NFAT e NF-κB. Esses 3 fatores juntos induzem a expressão de IL-2 (citocina mais importante para a proliferação dos Linfócitos T) ● Papel das moléculas co-estimuladoras ⇉ Educação imunológica ○ Sinais : ■ Sinal 1 ⇉ MHC-peptídeo/TCR ■ Sinal 2 ⇉ Co-Estímulo ■ Sinal 3 ⇉ Citocinas (Células Dendríticas e Linfócitos T) ○ Esses sinais são responsáveis por ativar a Célula T, levando a produção de IL-2 OBS : Células Dendríticas que não apresentam Co-estimuladores, não conseguem fazer resposta de Célula T ou ocorre processo de Tolerância. OBS 2 : Quando há apresentação do antígeno, sem a presença de Co-estímulo e/ou citocinas, o sistema imune entende que essa apresentação é de antígenos próprios; por isso não ocorre resposta imune por parte dos Linfócitos T. ○ Se uma Célula Dendrítica apresentar o Antígeno via MHC, o Co-Estímulo (B7) e expressar citocinas, e os Linfócitos T também expressarem Co-estímulos (CD28), então ocorrerá o cenário ideal para a ocorrência de ativação e resposta imune ○ Ao sofrer esse processo de ativação, o Linfócito irá expressar um pull de moléculas anti-apoptóticas da família Bcl-2, e também de IL-2 ■ Esse IL-2 liberado pela Célula T funcionará de forma autócrina (retroalimentação do sistema), uma vez que a única fonte de IL-2 é o próprio Linfócito OBS : Durante o reconhecimento do antígeno, o Sinal 2 é sempre igual, não importa o tipo de antígeno. O que se altera é o antígeno e as citocinas. OBS 2 : A maquinaria interna de ativação de um Linfócito é sempre a mesma. ○ A interação do TCR e do Co-estímulo causa : ■ Produção das moléculas Bcl-xL, que são anti-apoptóticas, assim favorecendo a sobrevivência da célula ■ Expressão de IL-2 e o receptor de IL-2 (IL-2R), afim de que a célula prolifere ■ Ocorrência de outros mecanismos que irão exigir outras modificações de cromatina para que a célula se diferencie em Efetora ou de Memória ● Moléculas Co-estimuladoras / Co-inibidoras ○ Nas Células Dendríticas : ■ B7-1 (CD80), B7-2 (CD86), ICOS-L, PD-L1, PD-L2 ○ Nos Linfócitos T : ■ CD28 (co-estimulador), CTLA-4 (co-inibidor), ICOS, PD-1 ○ A interação da B7-1 / B7-2 com a CD28 será a principal via de Co-Estímulo ■ O CD28 é constitutivo na Célula T ■ Tem como função a estimulação de Linfócitos T virgens e a geração de Linfócitos TREG ■ Início da ativação dos Linfócitos T virgens em Órgãos linfóides secundários ○ A interação da B7-1 / B7-2 com a CTLA-4 será a principal via de Co-Inibição ■ O CTLA-4 é induzido, uma vez que ele controla o processo de ativação, isto é, após o fim da ativação, a Célula T induz a expressão do CTLA-4, o qual irá interagir com B7-1 / B7-2 ■ O CTLA-4 tem uma afinidade muito maior por B7-1 / B7-2, do que a CD28. Por isso, quando ele é expresso na membrana, ele rouba todas moléculas, assim causando a Regulação Negativa do processo de ativação ■ Inibição do Início da ativação dos Linfócitos T virgens em Órgãos linfóides secundários (manutenção da tolerância) ○ A interação da ICOS-L com a ICOS será uma via alternativa de Co-Estímulo ■ O ICOS é induzido ■ Essa interação é muito importante no processo de geração e ativação de Linfócitos T foliculares (TfH) ■ Ativação das respostas anticorpos-dependente de linfócitos T CD4 efetores ■ Não precisa ser para Linfócitos T virgens ○ A interação da PD-L1 / PD-L2 com a PD-1 será uma via alternativa de Co-Inibição ■ PD-1 tem a mesma função do CTLA-4 (regulação negativa) ■ Inibição da ativação dos Linfócitos T efetores em tecidos periféricos (inflamados) OBS : CD28 e ICOS ⇉ Ativadores OBS 2 : CTLA-4 e PD-1 ⇉ Inibidores OBS 3 : Células Tumorais expressam intensamente PD-L1 em suas superfícies celulares, afim de subverter o sistema, uma vez que Linfócitos T ativados expressam intensamente PD-1. Quando o Linfócito T anti-tumor chega nele para combatê-lo, o próprio tumor já está expressando moléculas que inibem/suprimem a Célula T. ● Durante a ativação de Linfócitos T, ocorre a expressão diferenciada de moléculas-chaves na superfície celular ○ Quando o Linfócito T encontra o antígeno, ele down-regula o S1P1R, afim de permanecer no Linfonodo; além disso, ele up-regula CD69 (Integrina), afim de se manter preso no local ○ Durante a Sinapse Imunológica, após a mudança conformacional e o recrutamento da Lck, irá ocorrer a indução da expressão da Cadeia αdo Receptor de IL-2 (IL-2R) OBS : A Cadeia α do IL-2R é chamada de CD25. OBS 2 : Algumas doenças inflamatórias auto-imunes têm como marcador principal de diagnóstico o CD25. O sistema CTLA-4 do portador dessas doenças para de funcionar, portanto a expressão da cadeia α da IL-2R passa a ser excessiva. Por isso, inicia-se um processo de shedding (descascar), em que Enzimas shedases clivam as moléculas que estão em excesso na superfície da Célula. As shedases irão “descascar” as CD25 da Célula, de modo a haver um enorme aumento da concentração dessa molécula no plasma sanguíneo. ○ Quando ocorre a ativação do Linfócito por interação com o antígeno e com o co-estímulo, existe de forma constitutiva Cadeias γ e β do IL-2R. O Complexo IL-2R é formado pelas Cadeias α, β e γ; somente quando essas 3 cadeias se unem, o Complexo fica pronto para receber a IL-2 ○ O processo de mudança conformacional e o recrutamento de Lck para iniciar a ativação do Linfócito, são sinais para a indução da expressão da Cadeia α (CD25) de IL-2R (as regiões γ e β já estão lá previamente) ○ Após a formação desse trímero, o receptor fica capacitado a responder de forma autócrina a IL-2, assim induzindo a proliferação e a expansão clonal ○ Ações Biológicas da IL-2 : ■ Proliferação e Diferenciação Linfócitos T efetores e de memória ■ Manutenção de Linfócitos TREG funcionais ● Linfócitos TREG não são capazes de produzir IL-2, portanto elas são nutridas de IL-2 por Células T efetoras ■ Estimulação crônica de Células T ⇉ Liberação de IL-2Rα (CD25) ○ Molécula CD40L ■ Via CD40 (na Célula Dendrítica) e CD40L (no Linfócito T) ■ É uma via induzida secundariamente ■ Linfócitos T virgens reconhecem o antígeno (com ou sem Co-Estímulo), todavia não necessariamente haverá ativação ■ Existem situações em que não ocorre a expressão do Co-Estímulo na Célula Dendrítica, como em infecções por helmintos ■ A Célula Dendrítica apresenta o antígeno, libera as citocinas educadoras, todavia há uma baixa expressão de moléculas co-estimuladoras. O sistema então, induz a via secundária de co-estímulo, expressando então a molécula CD40 na Célula Dendrítica e de CD40L no Linfócito T ■ Essa interação CD40-CD40L induz a expressão de B7 nas Células Dendríticas, assim permitindo que ocorra a interação B7-CD28, e posteriormente, diferenciação e proliferação celular ■ Portanto, a via CD40L sozinha NÃO funciona como co-estímulo para gerar Células T efetoras ● O CD40-CD40L é um Sinal 2 fraco, não suficiente ○ Controle da Resposta ■ Inativação da Célula T ● Ocorre o reconhecimento do antígeno ● Presença constitutiva do CD28 ● Induz-se a expressão do CTLA-4, o qual vai roubar as interações com B7 do CD28, devido a sua afinidade infinitamente maior ● O sinal para e a Célula T se inativa ■ Ativação da Célula T ● Ocorre o reconhecimento do antígeno ● Presença constitutiva do CD28, se ligando ao B7 ● O sinal permanece e a Célula T se ativa OBS : Em casos de Linfoma (tumor de Linfócitos), o sistema se subverte e a Célula T passa a expressar muito CTLA-4. Usando anticorpos anti-CTLA-4 para tratar esses pacientes, o CTLA-4 é inibido e a Célula T passa a ser ativada.
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