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AULA 1: INTRODUÇÃO AO SISTEMA IMUNE Sistema imune: Células e moléculas responsáveis pela imunidade, importante na regulação da homeostase. Imunidade: proteção do corpo contra doenças Resposta imune: Resposta coletiva e coordenada do sistema imune à entrada de substâncias estranhas no corpo O sistema imune deve ser capaz de distinguir o próprio do não próprio. Quando isso não acontece ocorrem as doenças auto imunes. Deficiências no sistema imune podem levar a morte. Conhecimento do sistema imune leva ao desenvolvimento de estratégias terapêuticas que melhoram o estado de saúde: vacinas, transfusão sanguínea, transplantes e imunoterapias. Imunidade inata: Mecanismo de defesa inicial contra os microrganismos. (Imunidade rápida) Mecanismos não específicos Baseada em receptores de reconhecimento de padrões comuns a classes de microrganismos Composto por: - Barreiras epiteliais (barreiras físicas), que podem produzir peptídeos microbicidas. - Fagócitos, neutrófilos, macrófagos (que vão ser recrutados para o tecido lesado) - Células dendríticas (após fagocitar os microrganismos elas processam os antígenos e os apresentam na superfície dos linfócitos T) - Sistema complemento (proteínas do sangue que cooperam com os anticorpos para maximizar a fagocitose ou induz a lise celular do microrganismo por estruturas que formam poros na superfície celular dos mesmos. Atuam de 0 a 12 horas após a infecção Imunidade adaptativa: Se desenvolve mais tarde (dias) e necessitam da ativação dos linfócitos. Fornece imunidade de longa duração, sendo antígeno-específica. Composta por dois tipos celulares principais: LINFÓCITOS B : produção de anticorpos específicos para cada microrganismo LINFÓCITOS T: se diferenciam em células T efetoras dependem de ativação por uma célula apresentadora de antígeno a ligação do microrganismo ao receptor de antígeno das células B induz a expansão clonal dos linfócitos e a produção de anticorpos contra fragmentos peptídicos (antígenos) Antígenos: Substâncias estranhas que induzem respostas imunes específicas ao um determinado microrganismo. São reconhecidas pelos linfócitos ou anticorpos Citocinas: Grupo de proteínas secretadas que regulam e coordenam as funções das células do sistema imune inato e adaptativo. Quimiocinas: Citocinas que regulam migração e movimento celular. Captura e apresentação de antígenos microbianos Mecanismos especiais são necessários para capturar os microrganismos, concentrar seus antígenos na localização correta e distribuir os antígenos aos linfócitos específicos. As células dendríticas localizadas nos epitélios e tecidos conectivos capturam microrganismos, digerem suas proteínas em fragmentos e expressam nas suas superfícies peptídeos antígenos microbianos ligados às moléculas de MHC (moléculas especializadas de apresentação de peptídeos do sistema imune adaptativo) As células dendríticas transportam sua carga antigênica para os linfonodos de drenagem através dos quais os linfócitos T imaturos recirculam continuamente. A probabilidade de uma célula T com receptores para um antígeno em particular encontrar aquele antígeno é grandemente aumentada pela concentração de muitos antígenos e células T na mesma localização anatômica. As células dendríticas levam os antígenos para os linfonodos onde se encontram os linfócitos T imaturos, os linfócitos reconhecem o seu antígeno e são ativados. As células imunes recirculam no corpo através do sistema linfático. Órgãos linfóides centrais: medula óssea e timo Órgãos linfóides periféricos: linfonodos, o baço e os tecidos linfóides da mucosa do intestino, dos tratos respiratório e nasal, do trato urogenital e de outras mucosas. Os linfócitos são originados das células-tronco dos linfonodos. Linfócitos B na medula óssea e linfócitos T no timo. Essas células migram e são levadas pela circulação até os órgãos linfóides periféricos, onde são ativadas pelos antígenos e recirculam até encontrar seu antígeno especifico. A linfa leva o antígeno capturado pelas células dendríticas e macrófagos para os linfonodos, recirculando os linfócitos de volta para o sangue. A infecção ativa uma resposta inflamatória. A bactéria que rompe a barreira tecidual, ativa a liberação de citocinas e quimiocinas pelos macrófagos. A inflamação recruta células e moléculas da imunidade inata da circulação para os tecidos onde são necessárias para destruir o patógeno diretamente. Também recruta os efetores do sistema imune adaptativo, as moléculas de anticorpo e as células T efetoras para os locais de infecção A inflamação gera calor, dor, rubor e inchaço, o que reflete os efeitos das citocinas e de outros mediadores inflamatórios nos vasos sanguíneos locais. A dilatação e o aumento da permeabilidade dos vasos sanguíneos durante a inflamação leva a um aumento do fluxo sanguíneo local e ao extravasamento de fluído para os tecidos Macrófagos e neutrófilos, são recrutados para o tecido inflamado e infectado, com neutrófilos em grande número. Mais tarde chegam os eosinófilos. As células dendríticas iniciam as respostas imunes adaptativas As células dendríticas imaturas encontram-se nos tecidos periféricos e migram através dos vasos linfáticos para os linfonodos regionais. Elas apresentam fragmentos de antígenos patogênicos em sua superfície e a produção de proteínas de superfície celular conhecidas como moléculas coestimuladoras, que fornecem sinais que atuam juntamente com os antígenos para estimular os linfócitos T a proliferar e diferenciar-se em sua forma completamente funcional As células dendríticas imaturas também possuem receptores em suas superfícies, que reconhecem características comuns de muitos patógenos, como os lipopolissacarídeos bacterianos. Os componentes microbianos ligados a estes receptores estimulam as células dendríticas a engolfar o patógeno e degradá-lo intracelularmente. Células dendríticas imaturas também recolhem material extracelular continuamente, incluindo partículas virais e bactérias, pelo mecanismo de macropinocitose independente de receptor. TIPOS DE RESPOSTA IMUNE ADAPTATIVA: IMUNIDADE HUMURAL: Mediada por anticorpos produzidos pelos linfócitos B (plasmócitos). Transferida pelo soro, onde os anticorpos ligam aos microrganismos com toxinas, inibindo a sua ação. Elimina microrganismo extracelulares IMUNIDADE CELULAR: Elimina microrganismos intracelulares Mediada pelos linfócitos TCD4+ ou TCD8+ CD4+: linfócitos auxiliares, ativam macrófagos para matar microrganismos fagocitados CD8+: citotóxicos, mata células infectadas e elimina reservatórios de infecção. IMUNIDADE ATIVA: Induzida pela exposição a um antígeno estranho. O sistema imune do indivíduo imunizado tem um papel ativo no estabelecimento da resposta ao antígeno. Tem especificidade e memória. IMUNIDADE PASSIVA: Imunidade conferida a um indivíduo pela transferência de soro ou linfócitos de um indivíduo imunizado; processo conhecido como transferência adaptativa. Um exemplo fisiologicamente importante de imunidade passiva é a transferência de anticorpos maternos através da placenta para o feto. A imunização passiva contra toxinas pela administração de anticorpos de animais imunizados é um tratamento eficaz contra infecções letais, tais como raiva e picada de cobras. Principais características das respostas imunes adaptativas 1. Especificidade: Garante que a resposta imune a um microrganismo (ou antígeno não microbiano) é direcionada àquele microrganismo (ou antígeno) 2. Diversidade: Permite que o sistema imune responda a uma grande variedade de antígenos 3. Memória:Aumenta a habilidade no combate a infecções repetidas pelo mesmo microrganismo 4. Expansão clonal: Aumenta o número de linfócitos específicos para antígeno para manter equilíbrio com microrganismos 5. Especialização: Gera respostas que são ótimas para a defesa contra diferentes tipos de microrganismos 6. Contração e homeostasia: Permite que o sistema imune se recupere de uma resposta de tal forma que ele pode efetivamente responder a antígenos recentemente encontrados 7. Não reatividade ao próprio: Previne a lesão ao hospedeiro durante as respostas aos antígenos estranhos Componentes celulares do sistema imune adaptativo (linfócitos, células apresentadoras de antígenos e células efetoras) Linfócitos B: são as únicas células capazes de produzir anticorpos. Eles reconhecem antígenos extracelulares solúveis e na superfície celular e diferenciam em plasmócitos secretores de anticorpos Linfócitos T: reconhecem os antígenos dos microrganismos intracelulares e auxiliam os fagócitos a destruir esses microrganismos ou matam as células infectadas. Os linfócitos T têm uma especificidade restrita para antígenos; eles reconhecem peptídeos derivados das proteínas estranhas que estão ligadas às proteínas do hospedeiro e são denominadas moléculas do complexo maior de histocompatibilidade (MHC). São altamente diversos, com subpopulações específicas. OBS: linfócito T regulatório: induz supressão de outros linfócitos. A resposta imune inicial aos microrganismos (inata) A inflamação é o processo de recrutamento de leucócitos e proteínas plasmáticas do sangue, seu acúmulo nos tecidos e sua ativação para destruir os microrganismos. Muitas dessas reações envolvem citocinas que são produzidas pelas células dendríticas, macrófagos e outros tipos de células durante as reações imunes inatas. A defesa antiviral consiste em uma reação mediada por citocina na qual as células adquirem resistência às infecções virais e morte das células infectadas por vírus pelas células especializadas do sistema imune inato, as células NK. A resposta imune adaptativa Começa pelo reconhecimento do antígeno e apresentação desse antígeno pela célula dendrítica aos linfócitos T ou B maduros. Esses linfócitos sofrem expansão clonal e as células B se diferenciam em células plasmáticas produtoras de antígenos e células T efetoras (ativação dos linfócitos). Os anticorpos e as células T efetoras eliminam os antígenos. Após o controle da infecção, boa parte dessas células sofre apoptose (contração/homeostasia). As células B e T que sobrevivem constituem a memória imunológica. Reconhecimento de antígenos pelos linfócitos Linfócitos específicos para um grande número de antígenos existem antes da exposição ao antígeno. Quando um antígeno entra em um órgão linfóide secundário, e se liga às células específicas para o antígeno, as células são ativadas. Este conceito fundamental é chamado de hipótese da seleção clonal. Seleção clonal: Cada linfócito possui um único tipo de receptor com uma única especificidade. Interação entre uma molécula estranha e um receptor de linfócito capaz de se ligar a essa molécula leva a ativação do linfócito. Uma única celular progenitora da origem a um grande numero de linfócitos, cada um com uma especificidade diferente. Remoção dos linfócitos imaturos potencialmente autorreativos por deleção clonal. Seleção positiva: processo em que células T em desenvolvimento cujos receptores TCR se ligam com baixa afinidade a complexos MHC próprio-peptídeo são estimulados para sobreviver Seleção negativa: processo que elimina ou altera os linfócitos em desenvolvimento cujos receptores de antígenos ligam-se fortemente a antígenos próprios presentes nos órgãos linfóides geradores. Dois sinais são necessários para ativação dos linfócitos T: Ligação antígeno-receptor e coestimulação da célula T por uma célula dendrítica. Ligação antígeno-receptor e ativação da célula B por uma célula T Funções efetoras dos linfócitos T citotóxicos: Induz a morte celular da célula infectada. Funções efetoras dos linfócitos T auxiliares: Maximiza a ação de macrófagos, tornando-os capazes de eliminar a célula infectada. Ligação dos receptores de linfócitos ao antígeno Um anticorpo liga diretamente a um antígeno, ao passo que um receptor de célula T se liga a um complexo de fragmento antigênico e a uma molécula própria. Os anticorpos se ligam diretamente a seus antígenos e reconhecem os epítopos que formam as características do antígeno. Os receptores de células T podem reconhecer epítopos que estão escondidos no antígeno e não podem ser reconhecidos diretamente. Estes antígenos devem, primeiramente, ser degradados por proteinases, e os epítopos do peptídeo entregues a uma molécula própria, chamada de MHC. É nessa forma, como um complexo peptídeo e molécula do MHC, que os antígenos são reconhecidos pelos receptores de células T. Moléculas do MHC classe I apresentam antígenos derivados de proteínas no citoplasma Células T CD8 reconhecem antígenos no MHC de classe I Moléculas do MHC classe II apresentam antígenos originados em vesículas intracelulares Células T CD4 reconhecem antígenos em MHC de classe II Polissacarídeos e lipídios estimulam a secreção principalmente do anticorpo de classe denominada IgM. Os antígenos proteicos induzem a produção de anticorpos de classes funcionalmente diferentes (IgG, IgA, IgE) a partir de um único clone de células B. A produção desta classe de anticorpos com diferentes funções é denominada troca de classe. O processo necessita da ação de células T auxiliares. Estas células também estão envolvidas na maturação de afinidade dos anticorpos. Funções efetoras dos anticorpos: Neutralização de toxinas bacterianas, opsonizaçao da bactéria e ingestão pelo macrófago, ativação do sistema complemento. AULA 2: CÉLULAS E TECIDOS DO SISTEMA IMUNE A resposta do nosso sistema imune depende do trabalho das células brancas do sangue (leucócitos). Elas são originadas das células-tronco hematopoiéticas multipotentes da medula óssea. GRANULÓCITOS: São assim chamados porque possuem grânulos densamente corados em seu citoplasma; são também chamados de leucócitos polimorfonucleares devido ao formato de seu núcleo. Seus grânulos contêm uma variedade de enzimas e proteínas tóxicas, que são liberadas quando a célula é ativada. Eles tem uma vida curta, de apenas alguns dias, e são produzidos em maior quantidade quando precisa de uma resposta imune rápida. Neutrófilos: Fagocitose e ativação de mecanismos bactericidas. São as células mais numerosas e importantes da resposta imune inata. Eosinófilo: Matar anticorpos cobertos por parasitas. Basófilo: desconhecido MASTÓCITOS: Liberação de grânulos contendo histamina e agentes nocivos. Coordena as respostas alérgicas. MONÓCITOS E MACRÓFAGOS: (fagócitos mononucleares) Fagocitose e ativação de mecanismos bactericidas Apresentação de antígeno Ativa os linfócitos T (fase efetora) Monócitos: células circulantes, migram continuamente nos tecidos onde se diferenciam Macrófagos: monócito maduro, células residentes teciduais São células de vida longa Eles amplificam a resposta imune liberando citocinas que agem nas células endoteliais de vasos sanguíneos, recrutando outros macrófagos e leucócitos para o local da lesão. Repara tecidos lesados Dominantes no estágio final da resposta imune inata CELULAS DENDRITICAS: Captura do antígeno da periferia Apresentação do antígeno As células dendríticas que encontraram microrganismos invasores maturam-se em células capazes de ativar os linfócitos T Apresentam os antígenos patogênicos em sua superfície, de modo que eles possam ser reconhecidos pelos linfócitos T Capturam substancias porfagocitose e ingerem continuamente grandes quantidades de fluido extracelular (macropinocitose) Células apresentadoras de antígenos profissionais A maioria das células dendríticas é parte da linhagem mielóide das células hematopoiéticas, ela se origina de um precursor que também pode se diferenciar em monócitos, mas não em granulócito. Subtipos: DC clássico, DC plasmacitoide, DC inflamatória, célula de Langerhan CÉLULA MATADORA NATURAL (NK): Pertence à linhagem linfóide Responde à presença de infecção, mas não é especifico para o antígeno, então é considerado parte da resposta imune inata. Célula grande com citoplasma granular Estas células são capazes de reconhecer e matar algumas células anormais, como, por exemplo, algumas células tumorais e células infectadas com vírus. LINFÓCITOS ANTÍGENO-ESPECÍFICOS: Os linfócitos tem receptores de antígenos altamente variáveis presentes em sua superfície, através dos quais eles reconhecem e ligam os antígenos. Cada linfócito maduro possui uma única variante do receptor de antígeno. Órgãos linfoides geradores: medula óssea e timo Células B e T são linfócitos imaturos pois ainda não encontraram seu antígeno especifico. Para gerar linfócitos efetores antígeno-específicos em número suficiente para combater uma infecção, um linfócito com um receptor de especificidade adequada é primeiro ativado para proliferar. Somente quando um grande clone de células idênticas foi produzido é que eles finalmente se diferenciam (de linfoblasto para linfócito B e T) em células efetoras. Esta expansão clonal é uma característica comum a todas as respostas imune adaptativas. Os linfócitos B se diferenciam em célula plasmática, que são células secretoras de anticorpos DESENVOLVIMENTO LINFÓIDE E TECIDOS LINFÓIDES A medula óssea é o local de geração da maioria das células sanguíneas maduras circulantes. A geração de todas as células sanguíneas, um processo chamado de hematopoese, ocorre inicialmente durante o desenvolvimento fetal; Hemácias, granulócitos, monócitos, células dendríticas, plaquetas, linfócitos B e T e células NK se originam das célula-tronco hematopoéticas (HSC) na medula óssea. As HSCs são multipotentes. As HSCs são mantidas dentro de nichos anatômicos microscópicos e especializados na medula óssea. Nestas localizações, as células estromais não hematopoéticas fornecem sinais dependentes de contato e fatores solúveis necessários para o ciclo contínuo das HSCs. Esse processo de diferenciação é influenciado por várias citocinas. Fatores de transcrição: genes que regulam a expressão de outros genes durante o desenvolvimento hematopoético. Importante para a diferenciação celular. AULA 3: ONTOGENIA DOS LINFÓCITOS B E T Desenvolvimento dos linfócitos B Se desenvolvem da medula óssea e no fígado fetal Depende de interações entre os precursores linfóides e as células estromais que constituem o microambiente da medula. Quando acontece essa interação, ocorre a ativação de algumas vias de sinalização, que culminam na geração de receptores dos linfócitos B. Quando o linfócito B imaturo se liga ao antígeno proprio na medula óssea, ele se torna reativo as células do hospedeiro, e assim vai ser eliminado do repertório dos linfócitos B umas vez que isso pode levar a doenças no futuro. Célula B migra para os linfonodos periféricos, e se ligam ao seus antígenos especificos, sendo ativadas, e podem se diferenciar em plasmócitos e secretar seus anticorpos. FLT3: crucial para o desenvolvimento. Se liga ao seu ligante na célula estromal da medula e isso desencadeia o recrutamento do receptor IL7, que juntamente com a produção de outras citocinas, gera o desenvolvimento do linfócito pró B precoce -> célula pré B tardia -> célula B imatura que expressa a imunoglobulina de superfície IgM Rede reguladora de genes mediada por fatores de transcrição que controlam essas decisões de linhagem e diferenciação (ex PU1 e IKAROS Expressao do CD19 que é fundamental para transdução dos sinais nas células B Diferenciação dos Linfócitos T no Timo Progenitor da célula T chega no timo e rearranja seus genes do receptor Seleção positiva e negativa no timo Células T maduras migram para os órgão periféricos onde são ativadas em CD4 e CD8 e migram para os locais de infecção Células tímicas interepiteliais: formam uma rede densa que envolvem os timócitos em desenvolvimento TIMO: córtex e medula. É no córtex que todo o desenvolvimento acontece, onde os timócitos são expostos aos antígenos. Também tem células dendríticas nesse ambiente. São diferenciados em CD4 e CDE8 na medula Os camundongos com a mutação scid possuem um defeito que previne a maturação do linfócito. Quando ele é transplantado com células tronco da medula óssea, elas repovoam o timo normal. camundongos com a mutação nu apresentam um defeito que afeta o desenvolvimento do epitélio cortical do timo. Quando eles são transplantados, as células normais repovoam o timo transplantado. Estágios sucessivos no desenvolvimento dos timócitos são marcados por mudanças nas moléculas da superfície celular Via de sinalização mediada por notch é absolutamente essencial para o desenvolvimento dos linfócitos Cd3: marcador inicial de progenitores de linfócitos DN4: proliferação Diversificação dos linfócitos T CD4 dependente de antígeno Células CD4TH1: ativa macrófagos infectados, fornece auxilio as células B para produção de anticorpos Células CD4TH2: fornece auxilio as células B para produção de anticorpos principalmente mudando para IgE Células CD4TH17: intensifica a resposta de neutrófilos Células T reguladoras: impede as respostas de células T A maioria das respostas de células T CD8 requerem células T CD4 para ativá-los Diferentes formas do sinal 3 levam à diferenciação das células T CD4 virgens para vias efetoras distintas Sinal 1: reconhecimento do antígeno Sinal 2: co-estimulação pelas células-apresentadoras de antígenos (células dendríticas, por exemplo) Sinal 3: Diferenciação em diferentes fenótipos efetores LINFONODOS: são órgãos linfóides secundários, encapsulados, vascularizados e com características anatômicas que favorecem a iniciação das respostas imunes adaptativas aos antígenos carreados dos tecidos pelos vasos linfáticos. Os linfonodos estão situados ao longo dos canais linfáticos por todo o corpo e, assim, têm acesso aos antígenos encontrados nos epitélios e originados no fluido intersticial na maioria dos tecidos. Nos linfonodos, os linfócitos B são localizados nos folículos, que forma o córtex externo do linfonodo, com células T mais difusamente distribuídas nas áreas paracorticais circundantes, também chamadas de córtex medular ou zonas de células T Os linfócitos que migram do sangue para os linfonodos entram inicialmente nas áreas paracorticais e as células dendríticas apresentadoras de antígeno e macrófagos, como são atraídos pela mesma quimiocina, também migram para esse local Os antígenos livres difusos nos linfonodo podem ser aprisionados nessas células dendríticas e macrófagos Esta justaposição de antígeno, células apresentadora de antígeno e células T virgens criam um ambiente ideal na zona de células T onde as células T virgens podem ligar seu antígeno e, dessa maneira tornarem-se ativadas a organização dos linfonodos garante que antes da entrada nos folículos, as células B virgens passem através das zonas de células T, onde elas talvez encontrem seu antígeno e células T auxiliares e se tornem ativadas. Alguns folículos de células B incluem os centros germinativos, em que as células B são submetidas à intensa proliferação e diferenciação em células plasmáticas BAÇO O baço é o principal local de produção de anticorpos. Envolvido nas respostas imunes contra antígenos sanguíneos Polpa branca: rica em linfócitos Polpa vermelha: local de descarte das hemácias Sistemas imunes regionais Gastrointestinal: tecido linfoide altamente organizado. Placa de peyer – induz resposta imune Linfócitos intraepiteliais presentes na mucosa intestinal
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