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Autoimunidade e Tolerância Imunológica | Imunodeficiências | Imunologia dos Tumores 1 💡 Autoimunidade e Tolerância Imunológica | Imunodeficiências | Imunologia dos Tumores Autoimunidade e tolerância imunológica Tolerância imunológica é a não responsividade a um antígeno, induzida pela pré-exposição a este. Quando linfócitos encontram antígenos, eles podem sofrer ativação (induzindo resposta imunológica) ou inativação/eliminação (levando à tolerância desse antígeno). Um mesmo antígeno pode induzir resposta imune em uma situação (imunógeno) e ser tolerado em outra (tolerógeno), pois a composição de uma reação imunológica depende não só do antígeno, como também das condições da exposição e dos estímulos concomitantes, tais como coestimuladores. Aspectos gerais da tolerância imunológica Os mecanismos de tolerância eliminam ou inativam linfócitos que expressam receptores de alta afinidade para autoantígenos. Todos os indivíduos herdam essencialmente os mesmos segmentos gênicos do receptor antigênico, que se recombinam e são expressos pelos linfócitos tão logo essas células se desenvolvem a partir de células precursoras. As especificidades dos receptores codificados Autoimunidade e tolerância imunológica Tolerância Central Tolerância Periférica Deleção Fatores que Determinam a Tolerogenicidade de autoantígenos Imunodeficiências Imunodeficiências Primárias ou Congênitas Imunodeficiências Secundárias ou Adquiridas HIV e AIDS Síndrome da Imunodeficiência Adquirida) Imunologia dos tumores Antígenos Tumorais: Respostas Imunes aos Tumores: O papel da Imunidade Inata e Adaptativa no Crescimento Tumoral Evasão tumoral das respostas Imunoterapia Autoimunidade e Tolerância Imunológica | Imunodeficiências | Imunologia dos Tumores 2 pelos genes recombinados são aleatórias e não são influenciadas pelo que é estranho ou próprio no organismo de cada indivíduo. A tolerância é antígeno-específica, sendo resultado do reconhecimento antigênico pelos clones individuais de linfócitos - o que contrasta com a imunossupressão, que afeta linfócitos com muitas especificidades. Qualquer antígeno pode ser um imunógeno ou um tolerógeno dependendo de numerosos fatores, como a exposição a este durante a maturação dos linfócitos ou o reconhecimento deste pelos linfócitos específicos na presença/ausência de respostas imunes inatas, por exemplo. A autotolerância pode ser induzida em linfócitos imaturos autorreativos nos órgãos linfoides geradores (tolerância central) ou em linfócitos maduros nos sítios periféricos (tolerância periférica). A tolerância central garante que os linfócitos naive maduros sejam incapazes de responder a autoantígenos. Todavia, sabe-se que alguns linfócitos autorreativos conseguem terminar a maturação e que, por isso, faz-se necessária a tolerância periférica. Esta, então, garante a ativação apenas de linfócitos que não sejam autorreativos. A tolerância central ocorre durante o estágio de maturação dos linfócitos no qual o encontro deste com um antígeno pode levar à morte celular ou à substituição do seu receptor de superfície (de um autorreativo por outro que não o seja). A tolerância periférica é desencadeada quando linfócitos maduros reconhecem autoantígenos e morrem por apoptose ou quando eles se tornam incapazes de serem ativados pela reexposição àquele antígeno. Ela também é mantida pelas células T-reg, que suprimem ativamente os linfócitos autoantígeno-específicos nos órgãos linfoides secundários e nos tecidos não linfoides. Autoimunidade e Tolerância Imunológica | Imunodeficiências | Imunologia dos Tumores 3 💡 Antígenos externos, na ausência de sinais coestimulatórios, podem inibir as respostas imunológicas por meio da indução da tolerância em linfócitos antígeno-específicos (sendo essa uma forma de tolerância periférica). Essa indução de tolerância é uma esperança para ajudar no tratamento de doenças alérgicas e autoimunes, bem como para prevenir a rejeição nos transplantes. Além dessa estratégia, muitas condutas terapêuticas que estão sendo desenvolvidas para induzir tolerância têm como foco a inativação ou eliminação das células T. Tolerância Central No timo, os linfócitos T sofrem seleção negativa, processo que expõe essas células T a autoantígenos apresentados pelo MHC (complexo principal de histocompatibilidade de classe I e de classe II para testar a presença/ausência de reatividade; se o linfócito reagir, ele receberá sinais de apoptose para impedir que finalize o processo de maturação ou então se tornará uma célula T reguladora. Nesse contexto, os fatores relevantes para analisar o processo de seleção negativa são: 1 quais os autoantígenos presentes no timo e 2 de que forma as células T imaturas que reconhecem estes autoantígenos são deletadas? Naturalmente, no timo, podemos encontrar proteínas circulantes ou que, então, estão associadas à células de ampla distribuição pelos tecidos. Todavia, é necessário que o órgão expresse autoantígenos dos mais vários para que se construa uma autotolerância eficiente. É nesse contexto que age a proteína reguladora autoimune (AIRE, que promove a expressão de antígenos dos tecidos periféricos pelas células epiteliais medulares tímicas (apesar de se saber sua função, não é conhecido o mecanismo específico pelo qual ela é capaz de fazer isso); permitindo, com isso, a realização de seleção negativa para os antígenos dos mais variados tecidos. É interessante notar que, enquanto os linfócitos imaturos (no Timo) respondem à ligação antígeno-receptor pelo disparo da via mitocondrial de apoptose (seleção negativa), os linfócitos Função da proteína reguladora autoimune AIRE - deleção de células T autoantígeno-específicas no timo Autoimunidade e Tolerância Imunológica | Imunodeficiências | Imunologia dos Tumores 4 já maduros são ativados pelo mesmo mecanismo. Ou seja, células T em etapas distintas de maturação interpretam os sinais do receptor antigênico de maneira evidentemente diferente - mas não se sabe qual é a base bioquímica disso. 💡 Mutações no gene AIRE são a causa de uma doença autoimune que afeta múltiplos órgãos, chamada de síndrome poliendócrina autoimune tipo 1. Nessa condição, anticorpos e linfócitos atacam diversos órgãos endócrinos (como as paratireoides, adrenais e ilhotas pancreáticas). Isso acontece pois, na ausência da proteína reguladora autoimune, as células epiteliais medulares tímicas não expressam os antígenos dos tecidos periféricos e, assim, sobrevivem linfócitos autoantígeno-específico. Assim, pacientes com mutações em AIRE produzem autoanticorpos neutralizantes contra sua própria IL17, por exemplo, tornando-os especialmente suscetíveis à infecção por candidíase mucocutânea. É importante salientar que o processo de seleção negativa apresenta falhas e que, justamente por isso, existem mecanismos de tolerância periféricos. Tolerância Periférica A tolerância periférica pode ser induzida em duas situações: 1 quando as células T maduras reconhecem os antígenos próprios nos tecidos periféricos, levando à anergia (inatividade funcional) ou morte; ou 2 quando os linfócitos autorreativos são suprimidos pelas células Treg (a partir de receptores inibidores de superfície como o CTLA4, detalhado adiante). Quando o linfócito maduro reconhece um antígeno específico sem a coestimulação adequada, são favorecidos os processos de anergia, de morte ou de sensibilização dessa célula T ao efeito de supressão das células Treg. Isso porque, para que ocorra a ativação completa das células T, é necessário que o TCR interaja com o antígeno (sinal 1) e com coestimuladores (sinal 2 →ex: B71 e B72, moléculas que se ligam ao receptor de superfície CD28. Quando sozinho, o sinal 1 prolongado pode induzir a célula ao estado de anergia. Por essa razão, as APCs apresentam os autoantígenos aos linfócitos preferencialmente quando não há resposta imune inata em curso - de modo que não hajam segundos sinais que favoreçam a montagem de uma reação, levandoa célula à anergia ou morte. Anergia Estado de inativação funcional de vida longa que ocorre quando células T reconhecem antígenos sem que haja níveis adequados de coestimuladores ou um processo simultâneo de imunidade inata. As células sobrevivem (por dias ou semanas), mas deixam de ser responsivas ao antígeno - ficando em um estado quiescente até que, efim, morram. Autoimunidade e Tolerância Imunológica | Imunodeficiências | Imunologia dos Tumores 5 Por que a anergia induz autotolerância? Bloqueio da transdução do sinal pelo TCR - O estado de anergia promove expressão diminuída do receptor antigênico, bem como o aumento da sua degeneração e o recrutamento de moléculas inibidoras da sua ação. Moléculas ubiquitina-ligase (como Cbl-b) se associam aos receptores de superfície das células T e os direcionam para a degradação proteolítica nos proteossomos e lisossomos - Com isso, diminui-se a quantidade de TCRs na superfície da célula e a sua capacidade de reconhecer os autoantígenos. Quando os receptores de ativação (como o CD28 não são estimulados (por B7, por exemplo), as células T engajam receptores de inibição (como o CTLA4 e o PD1 CTLA4 parte da família CD28 (assim como o receptor de ativação CD28, esse receptor inibitório também se liga às moléculas B71 e B72 (competindo por elas); ele controla as células T autorreativas à medida que inibe a sua ativação por competir com o receptor de ativação CD28 e que induz a célula já ativada ao fim da resposta por função celular intrínseca; as Tregs expressam altos níveis de CTLA4 para suprimir a resposta de células T autorreativas; Mecanismos de ação do CTLA4 Autoimunidade e Tolerância Imunológica | Imunodeficiências | Imunologia dos Tumores 6 A competição entre os receptores CTLA4 e CD28 pelos ligantes B7 é um mecanismo bastante eficaz para inibir a reatividade da célula T, pois o CTLA4 tem afinidade de 10 a 20 vezes maior pela molécula. Além disso, o receptor inibitório remove a B7 disponível na APC e o internaliza - diminuindo sua disponibilidade para outros receptores, especialmente os ativadores. Logicamente, a mutação ou bloqueio desse receptor leva a respostas imunes severamente desreguladas, já que os mecanismos de inativação de células autorreativas não funcionam. Nesses casos, verifica-se linfonodos aumentados, linfoproliferação e inflamação múltipla de órgãos. Em uma lógica oposta, o bloqueio dos CTLA4 é utilizado para o tratamento do câncer - já que, reduzindo-se a inibição, promove-se a ativação de células T antitumorais. Todavia, alguns dos pacientes desenvolvem manifestações de autoimunidade e inflamação em vários órgãos. PD1 também da família de receptores CD28, reconhece os ligantes PDL1 e PDL2. É expresso em células T ativadas por antígeno e o acoplamento aos seus ligantes leva à inativação do linfócito. A expressão de PD1 em células T aumenta com a estimulação crônica pelo antígeno, sendo especialmente importante para controlar as respostas decorrentes de exposição antigênica prolongada, como ocorre com autoantígenos, tumores e infecções crônicas. Assim como é feito com os receptores inibitórios CTLA4, há anticorpos anti-PD1 e anti-PDL1 que se ligam ao PD1 - impedindo que esse exerça sua função na inativação dos linfócitos; sendo essa conduta utilizada para o tratamento do câncer com menor toxicidade que os anti-CTLA4. Supressão Imune por células Treg As células Treg são produzidas pelo reconhecimento, por parte dos linfócitos, de autoantígenos no timo e nos órgãos linfoides periféricos (onde reconhecem antígenos externos, principalmente). Essas células bloqueiam a ativação dos linfócitos autoantígeno-específicos para garantir a autotolerância. A sobrevivência e competência funcional das Treg depende de IL2, citocina que promove a sua diferenciação. Essas células suprimem a resposta imune através: 1 da produção de citocinas que bloqueiam a ativação de linfócitos, células dendríticas e macrófagos: Mecanismo de ação do CTLA4 Autoimunidade e Tolerância Imunológica | Imunodeficiências | Imunologia dos Tumores 7 TGF β: inibe a proliferação e as funções efetoras das células T; regula a diferenciação de diferentes subtipos de células T; promove o reparo tecidual após o término da reação inflamatória; IL10 inibe a produção de IL12 e a expressão de coestimuladores e moléculas de MHC II em APCs. 2 da expressão do receptor de inibição CTLA4 - que compete pelas moléculas de B71 e B72, impedindo a coestimulação dos linfócitos pelas APCs e, consequentemente, sua ativação. 💡 IPEX – Síndrome de Desregulação Imune Poliendocrinopatia e Enteropatia: é uma doença sistêmica causada por mutações no gene codificador de Treg FoxP3. Deleção O reconhecimento de autoantígenos pode estimular vias de apoptose que resultam na eliminação dos linfócitos T autorreativos. Existem duas vias de morte induzida: I. Via Mitocondrial ou Intrínseca: o reconhecimento antigênico induz a produção de proteínas pró-apoptóticas que, por sua vez, promovem a morte celular via mitocondrial por ativação de caspases; II. Via do Receptor de Morte/Extrínseca: o reconhecimento de antígenos próprios pode levar à coexpressão de receptores para a morte e de seus ligantes; a interação receptor-ligante gera sinais que resultam na ativação das caspases e na apoptose. O principal receptor de morte conhecido é a proteína Fas e seu ligante FasL, que é expresso principalmente pelas células T ativadas. 💡 Síndromes linfoproliferativas autoimunes: são doenças autoimunes raras devido a defeitos na apoptose (mais especificamente na proteína receptor de morte Fas), que levam a um acúmulo de linfócitos. Fatores que Determinam a Tolerogenicidade de autoantígenos A natureza da célula dendrítica que apresenta antígenos para os linfócitos T é um determinante importante da resposta subsequente, pois, se as mesmas estiverem em estado de repouso, com baixa expressão de moléculas coestimulatórias, elas induzirão tolerância por falta de estimulação das células T. Agora, se elas estiverem ativadas por inflamação ou infecções, estarão com a expressão aumentada de moléculas coestimulatórias e levarão à falha da tolerância e ao desenvolvimento de resposta. Tolerância dos Linfócitos B: essa tolerância é necessária para manter a não-responsividade do sistema imune aos autoantígenos timo-independentes, como polissacarídios e lipídios. Além disso, ela também desempenha papel na prevenção de respostas dos anticorpos a antígenos de proteínas. Tolerância Central: quando linfócitos B imaturos interagem fortemente com autoantígenos na medula, as células B tanto podem ser destruídas (seleção negativa), Autoimunidade e Tolerância Imunológica | Imunodeficiências | Imunologia dos Tumores 8 quanto podem alterar a especificidade do seu receptor (edição de receptor). Como ocorre a edição de receptor? Os linfócitos B imaturos que reconhecem antígenos próprios na medula podem expressar novamente os genes RAG e retomar a recombinação do gene de cadeia leve da Imunoglobulina, expressando uma nova cadeia. Assim, essa nova cadeia leve se associa com a cadeia pesada da Ig previamente expressa para produzir um novo receptor antigênico (que não seja autoantígeno- específico). Se a edição falhar, entra em cena a seleção negativa, que leva as células B imaturas que reconhecem autoantígenos com avidez a sofrerem apoptose. Se os antígenos são reconhecidos na medula com baixa avidez, as células B sobrevivem, mas a expressão do receptor antigênico é reduzida e as células tornam-se anérgicas. Tolerância Periférica: linfócitos B maduros que encontram antígenos próprios nos tecidos linfoides periféricos ficam incapazes de responder novamente àquele antígeno próprio, porque eles não recebem estímulos das células T auxiliares nem de uma resposta imune inata (ativação do complemento, por exemplo), justamente porque é um autoantígeno. As células B que reconhecem os antígenos própriosna periferia podem sofrer apoptose pela via mitocondrial ou pela via do receptor de morte. Tolerância Induzida por Antígenos Proteicos Externos: antígenos externos podem ser administrados de maneira a induzir, preferencialmente, a tolerância em detrimento da resposta. Normalmente, isso ocorre quando esses antígenos conseguem evitar a resposta imune inata; impossibilitando, pois, a coestimulação das células T e B e, consequentemente, a formulação da resposta imune. Existe ainda a tolerância oral, que se refere à administração de um antígeno proteico oral que é seguida, na grande maioria das vezes, pela supressão das respostas imunológicas humorais/mediadas por células. Autoimunidade: descreve o processo de falha dos sistemas de autotolerância, resultando em resposta imune contra autoantígenos. Os principais fatores no desenvolvimento da autoimunidade são a herança de genes suscetíveis e os estímulos ambientais, como as infecções. Nas doenças autoimunes, que costumam ser heterogêneas e multifatoriais, a lesão tecidual pode ser causada por anticorpos ou pelas células T autorreativas. Características Gerais das Doenças Autoimunes: As doenças autoimunes podem ser sistêmicas ou órgão-específicas, dependendo da distribuição dos autoantígenos que são reconhecidos Existem vários mecanismos efetores responsáveis pela lesão tecidual; Essas doenças tendem a ser crônicas, progressivas e de autoperpetuação, porque os autoantígenos que as disparam são persistentes; somando-se a isso, a resposta imune contra um tecido pode resultar na liberação/alteração de outros antígenos teciduais - esses os quais provocam a ativação de linfócitos específicos, exacerbando a doença. Anormalidades Imunológicas que Levam à Autoimunidade - Existem três aberrações imunológicas principais, são elas: Tolerância ou regulação defeituosa, devido a falhas nos mecanismos de autotolerância das células T e B, levando a ativação e descontrole dos linfócitos. Autoimunidade e Tolerância Imunológica | Imunodeficiências | Imunologia dos Tumores 9 Esses 5 mecanismos podem levar a uma falência de autotolerância: defeitos na seleção negativa, na edição de receptores das células B, na apoptose dos linfócitos autorreativos, no número e função das células Treg ou função inadequada de receptores inibitórios. Apresentação anormal de autoantígenos. Inflamação ou resposta imunológica inata inicial, fornecendo o segundo sinal necessário para as os linfócitos serem ativados. Fatores Ambientais: as infecções podem ativar os linfócitos autorreativos e levar ao desenvolvimento de doenças autoimunes ou simplesmente levar a reações cruzadas, em que há um mimetismo molecular entre o antígeno do patógeno e autoantígenos, que leva as células de defesa a responderem também às células próprias. A microbiota intestinal e cutânea pode influenciar o desenvolvimento de doenças autoimunes, mas ainda não se sabe como. Fatores Genéticos: A maioria das doenças é poligênica e numerosos genes suscetíveis podem contribuir para o desenvolvimento das mesmas. Os genes que mais contribuem para o desenvolvimento de autoimunidade são os genes de MHC. Outros Fatores de Autoimunidade: Alterações anatômicas causadas por inflamações, lesões isquêmicas ou traumas podem levar a exposição de autoantígenos que normalmente eram ocultados do sistema imune, criando a possibilidade de autoimunidade. Influências hormonais têm papel em algumas doenças autoimunes, porque essas doenças são mais comuns em mulheres do que em homens. Tratamentos em Potencial: controle da inflamação, imunossupressores, vacinação com células T (estímulo às células Treg), antígenos orais (tolerância oral), peptídeos que bloqueiam o MHC e terapia de anticorpos contra moléculas de células T específicas. Imunodeficiências A integridade do sistema imune é essencial para a defesa contra organismos infecciosos e seus produtos tóxicos. Por isso, defeitos em um ou mais componentes do sistema imune podem desencadear distúrbios graves e muitas vezes fatais, as imunodeficiências. A principal consequência das imunodeficiências é o aumento da susceptibilidade a infecções. Além disso, pacientes imunodeficientes são mais suscetíveis a certos tipos de câncer (devido a falhas na vigilância) e a doenças autoimunes (ainda não se compreende os mecanismos). As imunodeficiências podem ser congênitas/primárias ou adquiridas/secundárias. Imunodeficiências Primárias ou Congênitas São defeitos genéticos que levam a anormalidades do sistema imune. As manifestações acontecem normalmente na infância ou no início da adolescência. Defeitos na Imunidade Inata: essa imunidade é a primeira linha de defesa do organismo; os fagócitos e o sistema complemento participam nas fases efetoras da imunidade adaptativa, Autoimunidade e Tolerância Imunológica | Imunodeficiências | Imunologia dos Tumores 10 por isso distúrbios congênitos desses dois componentes resultam em infecções recorrentes. Deficiência de Fagócitos – Doença Granulomatosa Crônica: é causada por mutações em componentes do complexo enzimático da oxidase dos fagócitos, resultando numa falha na destruição dos microrganismos fagocitados; como as infecções não são controladas pelos fagócitos, a resposta imune mediada por célula é estimulada cronicamente, o que resulta na ativação de macrófagos mediados por células T e a formação de granulomas de macrófagos ativados. A doença caracteriza-se por infecções recorrentes por fungos e bactérias intracelulares. Deficiência do Complemento: essa deficiência leva a um aumento da permeabilidade capilar, pele, edema de mucosa e vasodilatação. As infecções virais são recorrentes nesses pacientes; além disso, pela falha do sistema complemento, há dificuldades de opsonização de bactérias. Imunodeficiências Combinadas Graves SCID são imunodeficiências que afetam tanto a imunidade humoral quanto a celular. A SCID resulta de problemas no desenvolvimento dos linfócitos T - com ou sem efeitos na maturação de células B. Quando não há bloqueio do desenvolvimento das células B, contudo, o defeito de imunidade humoral se deve à ausência das células T auxiliares. A principal manifestação clínica é a ocorrência de infecções graves de patógenos oportunistas como o CMV e o Pneumocystis jiroveci. Além disso, é possível que o indivíduo doente desenvolva infecções ao se vacinar com vacinas de patógeno vivo atenuado, como as vacinas da tríplice viral e do rotavírus. SCID Autossômica Recessiva: a causa mais comum é a deficiência da enzima adenosina desaminase ADA, que leva à redução do número de células B e T por defeitos nos precursores comuns. SCID com Defeito Molecular no HLA II ausência de células T CD4 e redução na função das células B mediadas por células T. Há um aumento na suscetibilidade a infecções virais. SCID Ligada ao X causada por mutações no gene que codifica a cadeia γ que é partilhada pelos receptores de interleucinas IL2, IL4, IL7, IL9 e IL15. Nesses casos, há maturação deficiente de células T e NK, levando a um número muito reduzido de células T e NK maduras. A imunodeficiência humoral nesse caso deve-se à deficiência das células T CD4, que estimulam a produção de anticorpos pelas células B. Síndrome do Linfócito Nu: é causada pela deficiência do MHC II, que limita a expressão dessas moléculas pelas APCs e, consequentemente, a ativação dos linfócitos T CD4. Essa falha resulta em seleção positiva defeituosa das células T no timo com redução no número de células T CD4 maduras. Esses indivíduos apresentam deficiência nas respostas DTH e nas respostas de anticorpos a antígenos proteicos dependentes de células T. A doença é fatal ao menos que seja tratada com transplante de medula óssea. Deficiências da Imunidade Humoral: desordens nas quais a anormalidade primária afeta a produção de anticorpos. Essas deficiências podem ser por defeitos no desenvolvimento das células B, na ativação das células B ou até mesmo na síntese dos anticorpos.Esses pacientes apresentam aumento na suscetibilidade a bactérias, enterovírus, parasitas intestinais, tumores malignos e doenças autoimunes, atraso no crescimento e no desenvolvimento, redução no número de células B e ausência ou redução dos níveis de imunoglobulina sérica. Deficiência Seletiva de IgA é a imunodeficiência mais comum; caracteriza-se por níveis reduzidos de IgA nas secreções mucosas e no sangue devido a uma falha na fase final de Autoimunidade e Tolerância Imunológica | Imunodeficiências | Imunologia dos Tumores 11 diferenciação das células B em plasmócitos secretores de IgA. Esses pacientes apresentam infecções respiratórias e urinárias recorrentes, mas raramente infecções graves; é importante salientar a importância da IgA na proteção das barreiras mucosas contra comensais e microrganismos patogênicos. O tratamento é o aleitamento materno. Síndrome da Hiper-IgM ligada ao X caracteriza-se pelo aumento dos níveis de IgM e redução dos níveis de IgA e IgG, devido à ausência de células T efetoras CD40LCD40 ou à ausência de estímulo para a troca de classe dos Igs (defeitos na ligação do CD40 com o CD40L. Os pacientes afetados apresentam maior susceptibilidade a infecções por microorganismos intracelulares. Deficiência da Imunidade Celular: caracteriza-se pelo bloqueio na diferenciação e no desenvolvimento das células T, acarretando um aumento na suscetibilidade a patógenos intracelulares e tumores malignos, um atraso no crescimento e no desenvolvimento, uma redução no número de células B na circulação (pela não estimulação das mesmas pelas células T CD4 e ausência de reação de hipersensibilidade tardia DTH. Síndrome de DiGeorge: uma das características dessa síndrome é a falha completa ou parcial no desenvolvimento do timo (hipoplasia ou agenesia de timo), causando problemas na maturação das células T. Esses pacientes são mais susceptíveis a infecções micobacterianas, virais e fúngicas. Essa imunodeficiência pode ser corrigida por um transplante fetal tímico ou transplante de medula óssea, mas esse tratamento geralmente não é necessário, porque a função das células T tende a melhorar com a idade. Abordagem Terapêutica para Imunodeficiências Congênitas - O tratamento atual possui dois objetivos: minimizar e controlar as infecções e substituir os componentes defeituosos ou ausentes do sistema imunológico por transferência adotiva ou transplante. Imunodeficiências Secundárias ou Adquiridas Não são doenças hereditárias, mas ocorrem como consequência de desnutrição, câncer disseminado, tratamento com imunossupressores ou infecções das células do sistema imune, principalmente pelo HIV, agente etiológico da AIDS. HIV e AIDS (Síndrome da Imunodeficiência Adquirida) A AIDS é causada pela infecção com HIV e caracteriza-se por uma infecção latente de longo prazo com profunda imunossupressão, resultando em maior suscetibilidade a infecções oportunistas e tumores malignos, emaciação (perda de massa muscular e de gordura; extremo emagrecimento, extenuação) e degeneração do sistema nervoso central. O vírus afeta várias células do sistema imune, sendo as principais os linfócitos T CD4, os macrófagos e as células dendríticas. Não existem vacinas ou cura permanente, apenas medicamentos antirretrovirais bastante eficazes para o controle da infecção. Autoimunidade e Tolerância Imunológica | Imunodeficiências | Imunologia dos Tumores 12 Atualmente, sabe-se da existência de dois tipos de HIV, o HIV1 e o HIV2; aquele é a causa mais comum de AIDS, enquanto este causa uma forma de AIDS de progressão mais lenta. A partícula infecciosa do HIV consiste de duas cadeias idênticas de RNA dentro de um núcleo de proteínas virais, circundado por um envelope composto por uma bicamada fosfolipídica derivada da membrana da célula hospedeira. As partículas virais que iniciam a infecção geralmente estão presentes no sangue, sêmen ou outros fluidos corporais de um indivíduo e são introduzidas em outro indivíduo pelo contato sexual, perfuração por agulha ou passagem transplacentária. A infecção das células pelo HIV inicia-se quando a gp120 (glicoproteína do envelope viral) se liga a duas proteínas da célula hospedeira - o receptor CD4 e outro correceptor, que é membro da família de receptores de quimiocinas. A ligação ao correceptor induz a exposição do peptídio de fusão, que permite a união entre a membrana viral e a membrana celular hospedeira. Uma vez que um vírion do HIV entra em uma célula, as enzimas do complexo de nucleoproteína tornam-se ativas e iniciam o ciclo replicativo viral. A principal enzima é a transcriptase reversa que gera DNA a partir do RNA viral; esse DNA viral se integra ao DNA da célula hospedeira pela ação da enzima integrase. A síntese de partículas virais infecciosas maduras começa após os transcritos totalmente completos de RNA viral serem sintetizados e os genes virais expressos como proteínas; a montagem das partículas virais infecciosas acontece pelo acondicionamento dos transcritos de RNA do genoma em um complexo de nucleoproteínas - este o qual irá brotar na membrana plasmática do hospedeiro (envelope). A doença causada pelo HIV começa com uma infecção aguda, que é apenas parcialmente controlada pela resposta imune, e avança para uma infecção crônica progressiva de tecidos linfoides periféricos. A infecção aguda ou Síndrome Aguda do HIV caracteriza-se por vários sinais e sintomas inespecíficos e por um pico na concentração viral e leve redução na contagem de células T CD4. Essa fase ocorre entre 36 semanas após a infecção. A transição da fase aguda para a fase crônica é acompanhada pela disseminação do vírus, viremia e desenvolvimento de respostas imunes pelo hospedeiro; a viremia acontece quando há um grande número de partículas de HIV presentes no sangue. Na fase crônica, o baço e os linfonodos constituem locais de replicação contínua do HIV e de destruição celular. Durante o período de latência que pode durar anos, sistema imune ainda é capaz de combater a maioria das infecções por microrganismos oportunistas, levando a poucas ou nenhumas manifestações clínica da infecção; todavia, mesmo no período de latência há constante declínio na população de células T CD4. Autoimunidade e Tolerância Imunológica | Imunodeficiências | Imunologia dos Tumores 13 O HIV causa problemas tanto na função imune adaptativa como na inata. Os principais defeitos ocorrem na imunidade mediada por células. Uma causa importante da perda de células T CD4 é o efeito direto da infecção viral - que acaba causando lise celular pelo excesso de cópias virais dentro da célula/por interferência na síntese de proteínas/pela ativação crônica das células T, que as torna mais predispostas a sofrerem apoptose. É importante salientar que o vírus também pode infectar e lesar macrófagos e células dendríticas. Assim, as células dendríticas infectadas podem levar a infecção às células T naives quando apresentarem antígenos. A fase final da doença é quase invariavelmente fatal, sendo conhecida por AIDS; nessa fase, a contagem de células T CD4 diminui para menos de 200 células/mm³ e a viremia pode aumentar drasticamente. Os pacientes com AIDS desenvolvem vários tipos de infecções oportunistas, neoplasias, insuficiência renal e degeneração do SNC. Resposta Imune ao HIV após a infecção, respostas imunes humorais e celulares específicas para o HIV se desenvolvem, mas geralmente proporcionam proteção limitada. A resposta imune adaptativa inicial contra a infecção caracteriza-se pela expansão de células T CD8 específicas para peptídios do HIV, que conseguem controlar a infecção inicial, mas tornam-se ineficazes conforme o vírus vai sofrendo mutações. A resposta por anticorpos a uma variedade de antígenos é detectável dentro de 69 semanas após a infecção. Mecanismos de Evasão: Elevadas taxas de mutação, por causa da propensão a erros da transcrição reversa. Regulação negativa da expressão de moléculas do MHC Ipara escapar dos CTLs. Ativação das células Treg. Supressão de funções das células dendríticas. Transmissão: é feita de pessoa a pessoa através de três principais vias - contato sexual, transmissão vertical (mais comum transplacentária e durante o canal do parto) ou por inoculação de um receptor com sangue ou hemoderivados infectados (agulhas compartilhadas, transfusões sanguíneas). Tratamento: atualmente envolve a administração de três fármacos antivirais pelo resto da vida, usados de forma combinada, cujos alvos são moléculas virais para as quais não existem homólogas humanas; essa terapia se mostrou eficaz na redução do RNA viral plasmático na maioria dos pacientes tratados por alguns anos. O AZT é um medicamento da família dos inibidores da transcriptase reversa viral; inibidores da protease viral bloqueiam o processo de proteínas precursoras em proteínas do capsídeo viral e nucleares; existem também inibidores de integrases, que impedem a fusão do envelope viral com a membrana plasmática da célula hospedeira. Prevenção: relações sexuais protegidas com preservativos, redução do compartilhamento de agulhas, tratamento das grávidas para diminuir as chances de transmissão para o feto e o uso profilático dos medicamentos para pacientes com alto risco. Imunologia dos tumores O conceito de vigilância imune do câncer afirma que uma das funções fisiológicas do sistema imune é reconhecer e destruir clones de células transformadas antes que se transformem em Autoimunidade e Tolerância Imunológica | Imunodeficiências | Imunologia dos Tumores 14 tumores e de eliminar tumores depois de formados. O sistema imune inato e adaptativo reagem contra diversos tumores. Tumores estimulam respostas imunes adaptativas específicas, ou seja, os linfócitos apresentam especificidade e memória. As respostas imunes frequentemente falham na tentativa de evitar o crescimento de tumores. Isso, possivelmente, ocorre porque os tumores apresentam mecanismos especializados para evadir da resposta imune; ou então porque crescem e se disseminam tão rápido que superam a capacidade de controle do sistema imune. Além disso, o fato de os tumores serem derivados de células próprias, muito frequentemente, torna-os fracamente imunogênicos. A imunoterapia visa ativar corretamente o sistema imune, permitindo que ele elimine as células tumorais e os tumores. Antígenos Tumorais: Antígenos Específicos do Tumor: são expressos pelas células tumorais, mas não pelas células normais. Antígenos Associados ao Tumor: são expressos tanto em células tumorais quanto em células normais, mas, normalmente, os tumores expressam-nos de maneira aberrante ou desregulada. Produtos de Genes Mutados: são antígenos produzidos por oncogenes e genes supressores de tumores mutados; eles são diferentes das proteínas normais, por isso podem induzir respostas imunes. Essas respostas podem ser tanto via MHC de classe I e II (as células dendríticas fagocitam as células transformadas, degradam suas proteínas e apresentam os antígenos tumorais para as demais células do sistema imune), quanto via células T - já que esses antígenos são diferentes dos antígenos próprios e, consequentemente, não induzem autotolerância. Proteínas celulares não mutadas, mas expressas de maneira anômala: superexpressão (pelas células tumorais) de proteínas normalmente expressas em níveis baixos níveis. Exemplo: superprodução de tirosinase em melanomas. A superexpressão consegue induzir resposta imune pelo simples fato de que essa grande quantidade de proteína é reconhecida e não consegue manter a autotolerância. Antígenos de vírus oncogênicos: funcionam como antígenos tumorais e induzem respostas de células T específicas que podem servir para erradicar tumores. Vírus como o Epstein-Barr EBV, o HPV e o Herpes induzem a produção de proteínas virais endogenamente que podem ser processadas e apresentadas por moléculas de MHC, sendo assim, tumores mais imunogênicos. Nesses casos, a resposta imune contra o vírus protege os indivíduos dos cânceres induzidos - razão pela qual foi possível o desenvolvimento de vacinas contra esses vírus oncogênicos. Antígenos Oncofetais: são proteínas expressas em níveis elevados nas células cancerosas e em condições normais de desenvolvimento de tecidos fetais, mas não em adultos. Ex1 CEA (antígeno carinoembrionário), que funciona como uma molécula de adesão intercelular e está muito presente em alguns carcinomas. Antígenos Glicolipídicos e Glicoproteicos Alterados: a grande maioria dos tumores apresenta essas moléculas alteradas, por isso elas são alvos de terapias, além de funcionarem como marcadores para tumores. Autoimunidade e Tolerância Imunológica | Imunodeficiências | Imunologia dos Tumores 15 Antígenos de Diferenciação Tecido-Específica: os tumores podem expressar moléculas que são normalmente expressas apenas nas células de origem do tumor e não nas células de outros tecidos. Esses antígenos são importantes para serem alvos de terapias e para identificação do tecido de origem dos tumores. Respostas Imunes aos Tumores: Linfócitos T os CTL CD8 são o principal mecanismo de proteção imune adaptativa contra tumores, ao desempenharem função de vigilância por reconhecer e destruir células potencialmente malignas (que expressam peptídeos derivados de antígenos tumorais, apresentados em associação com o MHC I; é importante salientar que essa resposta pode exigir a apresentação cruzada dos antígenos tumorais pelas células dendríticas, uma vez que elas irão apresentar o antígeno às células T CD8 e fornecer a coestimulação necessária para que elas se diferenciem em CTLs. As células T CD4 produzem citocinas para a diferenciação de células TCD8 naive e de memória em CTL efetores; além de produzir citocinas, como TNF e IFNγ , que podem aumentar a expressão do MHC I pelas células tumorais e a sensibilidade à lise por CTLs. Anticorpos: podem ser produzidos pelo hospedeiro contra um antígeno tumoral; se presentes, destroem as células tumorais através da ativação do complemento ou por citotoxicidade dependente de anticorpos mediada por macrófagos ou NK. Células NK eliminam muitos tipos de células tumorais - especialmente as que tem reduzida/ausente expressão do MHC I e aquelas que expressam ligantes para receptores de ativação da célula NK. A capacidade tumoricida das células NK é aumentada por citocinas IL 15, IL12 e IFNγ). As células NK ativadas por IL2 são chamadas de células assassinas ativadas por linfocina LAK e são assassinas mais potentes do que as NK não ativadas. Macrófagos: são capazes tanto de inibir como de promover o crescimento e a propagação de cânceres, dependendo do seu estado de ativação. Os macrófagos M1 ativados (ativados via TH1 podem destruir muitas células tumorais pelos mesmos mecanismos que eles matam microorganismos. Em compensação, o macrófago M2 ativado secreta fatores de crescimento endotelial vascular VEGF, fator transformador do crescimento β TNF β) e outros fatores que promovem a angiogênese tumoral. O papel da Imunidade Inata e Adaptativa no Crescimento Tumoral A inflamação crônica é considerada um fator de risco para o desenvolvimento de tumores, sendo este risco extremamente relevante em doenças inflamatórias crônicas como a doença de Crohn e em estados inflamatórios crônicos induzidos por microrganismos, como o carcinoma hepatocelular e os vírus da hepatite. As células da imunidade inata são consideradas as principais culpada pela promoção de tumores. Macrófagos M2 promovem a angiogênese e a remodelação do tecido, o que favorece o crescimento de tumores e o seu espalhamento. A produção de radicais livres pelas células da imunidade inata pode causar danos no DNA e desencadear mutações em genes supressores de tumor ou oncogenes. Autoimunidade e Tolerância Imunológica | Imunodeficiências | Imunologia dos Tumores 16 Mastócitos, neutrófilos e macrófagos secretam fatores solúveis que promovem a progressãodo ciclo celular e a sobrevivência das células tumorais. Os linfócitos B podem contribuir para a progressão do tumor pela secreção de fatores que regulam diretamente a proliferação das células tumorais, bem como pela capacidade de ativar células do sistema imune inato cronicamente presentes em tumores iniciais. Evasão tumoral das respostas Este processo pode ocorrer por mecanismos intrínsecos às células tumorais ou mediados por outras células. Escape do Reconhecimento Imune por Perda da Expressão de Antígenos: as respostas imunes contra tumores conferem pressões seletivas que resultam na sobrevivência e no crescimento de células tumorais com imunogenicidade reduzida (imunoedição tumoral). Além da perda de antígenos específicos do tumor, a expressão do MHC I pode estar regulada negativamente nas células tumorais de modo que não pode ser reconhecida pelos CTLs. Inibição Ativa das Respostas Imunes: os tumores podem envolver mecanismos inibitórios que suprimem as respostas imunes, como a inibição das células T por CTLA4 e PD1. O papel da CTLA4 é que os antígenos tumorais são apresentados pelas APCs na ausência de uma forte imunidade inata, e, então, os baixos níveis de coestimuladores B7, permitem que o CTLA4 ocupe o receptor de alta afinidade, inibindo a ativação da célula e sua resposta. Macrófagos M2 associados a tumores promovem o crescimento tumoral e invasão por alterar o microambiente do tecido e por supressão da resposta das células T ao secretarem mediadores IL 10 e prostaglandina E2 que prejudicam as funções ativadoras e efetoras das células T. Produtos secretados pelas células tumorais podem suprimir as respostas imunes antitumorais, como é o caso de tumores produtores de TGFβ, que é um imunossupressor. As células T regulatórias podem suprimir a resposta antitumoral das células T, por isso muitos tumores induzem a diferenciação de células Treg. Células supressoras mieloide-derivadas MDSCs) são precursores mieloides imaturos recrutados a partir da medula por vários mediadores pró- inflamatórios produzidos pelos tumores e que se acumulam nos tecidos linfoides, sangue e tumores e acabam por suprimir a resposta das células T e a resposta imune inata antitumoral. Imunoterapia É a grande esperança dos cientistas, porque, diferente dos atuais tratamentos, pode produzir uma resposta específica para antígenos tumorais e não lesar a maioria das células normais. Essa terapia visa aumentar a resposta imunológica fraca do hospedeiro contra tumores (imunização ativa) ou administrar anticorpos ou células T específicas contra tumores (imunidade passiva). Estimulação das Respostas Imunes Ativas do Hospedeiro contra Tumores: essa tentativa baseia-se em aumentar a imunidade antitumoral de maneira inespecífica. Vacinação com Antígenos Tumorais: a imunização de indivíduos portadores de tumores com antígenos tumorais resulta em melhora da resposta imune contra o tumor. Isso é feito pela identificação dos peptídios reconhecidos por CTLs específicos do tumor. Além disso, existem estratégias de vacinação que empregam adjuvantes e métodos de liberação, tais como: moléculas pró-inflamatórias (aumentar o número de APCs no local de vacinação); liberação dos antígenos na forma de vacinas de APCs (que são próprias do pacientes, purificadas e incubadas com os antígenos para serem reinjetadas nos pacientes); vacinas à base de células e DNA para induzir resposta de CTLs (pelo fato de os antígenos serem Autoimunidade e Tolerância Imunológica | Imunodeficiências | Imunologia dos Tumores 17 sintetizados no citoplasma e expressos via MHC I. As vacinas são administradas após a identificação do tumor e, para sua eficácia, deve superar a regulação imune que os cânceres estabelecem. Apesar disso, tumores induzidos por vírus tem sua incidência reduzida pela vacinação preventiva com antígenos virais ou vírus vivos atenuados. Bloqueio de Vias Inibitórias para Promover Imunidade Tumoral: o bloqueio de moléculas inibitórias de células T é um dos métodos mais promissores para melhorar as respostas contra tumores. Ex: anticorpo anti-CTLA4; é usado para retardar a progressão dos tumores (ex: melanomas avançados) e para depletar as célula Treg que expressam altos níveis de CTLA4. Ex: anticorpo anti-PD1 ou anti-PDL1; é eficaz na progressão tumoral e na redução da carga do tumor em pacientes com câncer avançado. Nesses dois exemplos, as complicações mais comuns têm sido as reações autoimunes e inflamatórias, o que é esperado pelas funções do PD1 e do CTLA4 na manutenção da autotolerância e na regulação da resposta das células T. Aumento da Imunidade do Hospedeiro contra Tumores com Citocinas: a imunidade mediada por células contra os tumores pode ser melhorada através do tratamento com citocinas que estimulam a proliferação e diferenciação de linfócitos T e células NK. Ex: INF α pela inibição da proliferação das células tumorais, aumento da atividade citotóxica das células NK e aumento da expressão do MHC I nas células tumorais, tornando-as mais susceptíveis à morte mediada pelas CTLs. Estimulação Inespecífica do Sistema Imune: as respostas imunes a tumores podem ser estimuladas pela administração local de substâncias inflamatórias ou por tratamento sistêmico com agentes que funcionem como ativadores policlonais de linfócitos, como as micobactérias BCG, que ativam macrófagos e promovem a morte das células tumorais. Imunoterapia Passiva para Tumores com Células T e Anticorpos: imunoterapia passiva envolve a transferência de efetores imunológicos, incluindo células T e anticorpos específicos para os tumores, para os pacientes. A imunização passiva contra tumores é rápida, mas não leva à imunidade de longa duração. Efeito Enxerto x Leucemia: a administração de células T e células NK juntamente com células-tronco hematopoéticas de um doador alogênico pode contribuir para a erradicação do tumor. O único desafio é minimizar a doença do enxerto contra o hospedeiro, situação na qual as células do doador (o enxerto) reagem contra o organismo do paciente (o hospedeiro). Terapia Celular Adotiva: é a transferência de células imunes em cultura que tenham reatividade antitumoral para um hospedeiro portador de tumor; essas células são retiradas do paciente e tratadas para expandir numericamente e melhorar sua atividade antitumoral para finalmente serem reinfundidas. Terapia com Anticorpos Antitumorais: anticorpos monoclonais específicos do tumor podem ser úteis para a imunoterapia específica contra tumores; eles agem opsonizando, estimulando a fagocitose, ativando o sistema complemento e a citotoxicidade celular dependente de anticorpo. Um dos problemas dessa terapia é o aumento de variantes com perda de antígenos das células tumorais que não expressam mais os antígenos reconhecidos pelos anticorpos, para evitar isso têm se usado coquetéis de anticorpos específicos para diferentes antígenos tumorais. Autoimunidade e Tolerância Imunológica | Imunodeficiências | Imunologia dos Tumores 18 Existe também a possibilidade de utilizar imunotoxinas acopladas aos anticorpos, o que resulta na liberação dessas toxinas apenas nas células tumorais alvos. Além disso, anticorpos também estão sendo usados para bloquear receptores de crescimento e de angiogênese nos tumores. Vacinas: o objetivo é melhorar as células da resposta imune (dendríticas), polarizar a resposta para TH1 e TCD8 e estimular as células T de memória.
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