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1 Histórico A imunologia é uma ciência ainda em desenvolvimento que foi relatada pela primeira vem em Atenas, por Tucídides, após uma peste, na qual as pessoas que foram contaminadas uma vez e sobreviveram, não eram contaminadas de novo, ou a segunda vez nunca era fatal, sendo o primeiro relato do principio da exposição ao antígeno para memória, ou seja, a vacina. Além disso, a descoberta da primeira vacina, contra a varíola, por um médico inglês proporcionou um grande avanço na imunologia. Esse acontecimento é o caso no qual ele pegava a secreção dos machucados das ordenhadeiras que nunca pegavam o tipo mais grave da varíola e conseguiu imunizar uma criança (bem resumido kkk). Tem mais acontecimentos, mas desnecessário gravar isso. Introdução O sistema imune é o sistema composto por órgãos, células e moléculas (como os anticorpos, que são proteínas), imunologia é a parte da biologia que estuda o sistema imune. OBS: Nunca colocar na prova que anticorpo = célula. A função do sistema imune é muito mais ampla do que simplesmente proteger, combater e defender o corpo, a função do sistema imune é manter a homeostasia, e para isso você vai ter que eliminar patógenos, combater infecções, etc. ▪ Linfócito secreta prolactina, que é responsável para estimular a produção de leite. ▪ Linfócito faz sinapse com neurônios que auxilia na transdução do impulso nervoso. ▪ Por que em situações emocionais extremas o sistema imune é alterado? ▪ Por que em situação de produção hormonal anormal, o linfócito secreta algumas coisas que podem suprir essa ausência? Por esses e outros motivos é muito básico falar que o sistema imune possui como única e exclusiva função a defesa. Existe uma conexão muito íntima entre o sistema imune, endócrino e nervoso, como pode ser percebido pelos exemplos citados acima. Tendo em vista que o nosso sistema imune tem como objetivo manter a homeostase, quem são os invasores que vem para desequilibrar essa homeostase e são o alvo do nosso sistema imune? São os antígenos, que são qualquer coisa que pode ser reconhecida, gerando ou não uma resposta imunológica. Nosso corpo tem antígenos próprios, que em uma situação de homeostase não geram nenhuma resposta, por exemplo. Qual a origem desses antígenos? Esses antígenos tem sua origem nas coisas que entram no nosso corpo, mas são do meio externo, como vírus, bactérias, protozoários, que são os microrganismos, ou seja, os componentes vivos. Também temos componentes não vivos, como pó de minério da vale e pólen, por exemplo. Porém, a maior fonte de entrada de antígenos no nosso corpo é pela alimentação, ou seja, a comida que ingerimos. Por que que a resposta a comida é diferente da resposta a uma patógeno? Qualquer antígeno que entra por via oral tem uma resposta menor do que o que entra por outra via do corpo, pois, os antígenos são apresentados as células do sistema imune em um contexto anti-inflamatório produzido por citocinas no trato gastrointestinal (como TGF-beta e Interleucina 10), então, como os antígenos alimentares são apresentados em um contexto que dificulta a resposta (contexto supressor), não há uma resposta imunológica sobre eles. Além disso, é importante levar em consideração o fato de que somos tolerizados a vida toda por meio da nossa ingestão de alimentos, o que contribui também para a menor resposta imunológica sobre antígenos inseridos por via oral. Portanto, podemos concluir que a via de administração modula a resposta imunológica sobre algum antígenos. OBS: Por exemplo, uma pessoa que ingere camarão e desenvolve alergia, pode ter apresentado as proteínas do camarão para as células imunes num contexto em que o trato gastrointestinal estava em um estado inflamatório, produzindo uma resposta sobre essas proteínas. Já pessoas que apresentaram as proteínas do camarão em um contexto anti-inflamatório, não desenvolvem a alergia, já que o corpo não produz resposta sobre essas proteínas. Antígenos imunogênicos: São aqueles que tem a capacidade de produzir uma resposta imunológica, existem antígenos mais imunogênicos e outros menos imunogênicos dentro de toda essa gama. O que faz um antígenos ser mais imunogênico que o outro é sua composição. E o que leva a intensidade da reação alérgica de um antígeno para o outro depende de características individuais da pessoa. As células são divididas em 2 grandes precursores, o linfoide e o mieloide, o linfoide dá origem aos componentes do sistema imune, o linfócito B, T e a 2 célula natural killer. O precursor mieloide dá origem a todas as demais células circulantes, ou seja, basófilos, monócitos e tals. ▪ A imunidade inata é aquela que nasce conosco, ou seja, compõe o meu ser desde o nascimento. Não precisão de nenhuma exposição, eles já estão prontos funcionalmente para realizar a sua função, só precisam do antígeno para entrar em contato e combater. ▪ A imunidade adaptativa é aquela se adapta a partir do contato antigênico, ou seja, a especificação após o contato com o antígeno, então requer exposição para se adaptar. Linfócitos B e T são relacionados a imunidade adaptativa e todas as células que vem do precursor mieloide comum estão relacionadas com a imunidade inata. As células, sejam elas da imunidade inata ou adaptativa, tem origem nos órgãos linfoides, que podem ser divididos em primários (associados a geração e maturação de células do sistema imunológico – medula óssea e timo, o linfócito T matura no timo e o linfócito B matura na medula óssea, mas os dois são produzidos na medula) e secundários (pele, baço, linfonodo, adenoide, figado, rim, intestino, qualquer outro local que está relacionado com a geração do reconhecimento antigênico e resposta imunológica). Sistema circulatório linfático, é independente do sistema circulatório sanguíneo, drena os fluidos intersticiais para dentro dos vasos linfáticos, que são conectados a órgãos linfoides secundários. Baço é um órgão secundário que está relacionado a resposta sobre os antígenos sanguíneos, e os linfonodos, por exemplo, estão relacionados com a resposta sobre os antígenos teciduais. OBS: Antígenos teciduais normalmente tem sua resposta apresentada no sistema circulatória linfático, já antígenos sistêmicos tem sua resposta apresentada no baço. Imunidade inata É a imunidade pessoal do indivíduo, ou seja, é a primeira barreira contra infecções, e, além das células do sistema imune, temos os epitélios, proteínas secretadas que funcionam como componentes antimicrobianos, movimentos ciliares, suco gástrico, pH da conjuntiva dos olhos, a própria microbiota do trato gastrointestinal, todos esses são mecanismos que funcionam como uma barreira para os antígenos. A imunidade inata vai ter algumas funções essenciais: 1. Resposta inicial aos micróbios. 2. Imunovigilância e reparo funcional. 3. Estimula a resposta imune adaptativa. OBS: Imunovigilância é um mecanismo que o sistema imune tem para eliminar células estranhas que podem expressar algo que prejudique o organismo, ele pode agir sobre células tumorais que sofreram algum tipo de mutação, ou células velhas, que já não possuem uma grande qualidade na sua função. A imunidade inata produz respostas sobre os antígenos apresentados a ela, e os tipos principais de resposta que ela vai fazer é a inflamação e a resposta antiviral. A inflamação é o processo pelo qual leucócitos e proteínas plasmáticas circulantes são recrutados aos sítios de infecção para eliminar agentes ofensores (sendo esses células danificadas ou mortas, microrganismos, acumulo de substâncias anormais nas células e tecidos). A resposta antiviral é composta por alterações nas células que impedem a replicação viral e aumentam a suscetibilidade à morte celular por linfócitos,eliminando os reservatórios de infecção. Componentes 1. Barreiras naturais e epitélios, e os componentes químicos e biológicos associados a esse epitélio, como a microbiota, lisozima, ou seja, é o que é secretado pelo epitélio que contribui para o efeito antimicrobiano dele. 2. Também vamos ter as nossas barreiras associadas as células do sistema imune inato, como os linfócitos intraepiteliais, fagócitos, células NK. 3. Proteínas solúveis, como as proteínas do sistema do complemento que vão fazer, por exemplo, a apoptose em microrganismos. A imunidade inata é importante pois não depende de nenhum outro mecanismo para que suas funções sejam realizadas, ou seja, o fagócito ao reconhecer o patógeno ele fagocita, ele não precisa ser ativado, transportado, adaptado, nada. Barreiras naturais são os epitélios que compõem a pele e a mucosa, os epitélios da mucosa fazem parte do maior tecido epitelial que temos. Junto com isso vamos ter as nossas barreiras biológicas, compostas pelas microbiota e a barreira química que é composta pelo que é secretado pelas células dessas barreiras, como a lisozima. Além das barreiras temos a resposta celular, que vai ser mediada por celulas da imunidade inata propriamente dita ou que sua função esta intimamente ligada a imunidade inata, como os fagócitos, e outros tipos de células que vão potencializar a resposta da imunidade adaptativa. E por fim temos as proteínas solúveis, principalmente na circulação sanguínea, que também são capazes de mediar a resposta imunológica, como as proteínas do complemento, que são complexos proteicos de proteínas que se autoclivam ou clivam proteínas subjacentes que vão induzir funções imunológicas, a principal é a apoptose da celula alvo ou do microrganismo em questão, outra função dessas proteínas do complemento é a inflamação, ou seja, essas substâncias atuam como amplificadores da ação inflamatória. 3 OBS: O sistema do complemento pode ser dividido em 3 grupos, o ativado pela via clássica, o ativado pela via alternativa e o ativado pelos ligante de manose e nucose, cada um desses sistemas vai depender de caracteristicas próprias, mas vão produzir a mesma coisa, apoptose e inflamação, a diferença básica é que um tem anticorpo no processo (via clássica), principalmente IgM e IgG, essa via clássica utiliza essas moléculas de anticorpo para iniciar a cascata, as outras utilizam outras coisas, utilizam essas moléculas como um suporte para o início. Em todas essas vias, há a formação no final de uma estrutura chamada MAC, que é um complexo de ataque a membrana plasmática, formando um tubo na membrana que permite a entrada de água na célula e matando ela por choque osmótico. Uma característica importante do sistema imune inato é que ele é extremamente conservado e compartilhado entre os indivíduos, ou seja, o macrófago de diferentes pessoas é igual e tem a mesma função efetora, essa característica é uma diferença entre as duas imunidades, já que na adaptativa, o meu linfócito tem informações de antígenos que me infectaram e o linfócito de outra pessoa tem outras informações, não que isso modifique a função efetora, mas eles não são iguais e sobre diferentes antígenos eles podem apresentar diferentes graus de atividade. Qual a vantagem que eu tenho de células responderem de formas diferentes aos antígenos? Essa especialização da intensidade da função da célula para cada pessoa é super importante, pois, nem sempre o auge da resposta é a melhor forma de eu atuar sobre um antígeno, que, por exemplo, não precisaria de uma resposta tão grande, ou seja, eu consigo especializar a minha resposta imune. Essa é uma característica da imunidade adaptativa, que a difere da inata, que não faz essa especialização. Além de tudo isso, a resposta adaptativa melhora alguns dos mecanismos antimicrobianos da resposta inata, tornando-os mais poderosos. Reconhecimento do sistema imune inato PAMP’s O sistema imune inato reconhece estruturas moleculares que são características de patógenos microbianos, essas estruturas são chamadas de PAMP’s, que é um padrão molecular associado ao patógeno, ou seja, proteínas, carboidratos, lipídios ácidos nucleicos que são característicos de patógenos e se repetem em diferentes classes desses patógenos. moléculas exclusivas, compartilhados essenciais ao patógeno. O sistema imune inato evoluiu para reconhecer um número limitado de moléculas, mas que estão presentes quase que unicamente em microrganismos, ou seja, moléculas e produtos microbianos que são essenciais à sobrevivência dos microrganismos. OBS: Os microrganismos podem sofrer mutações e perder essas moléculas que seriam identificadas pela imunidade inata, mas continuam vivos, isso sim é um perigo, pois eles passam pela imunidade inata sem serem percebidos. Exemplo: Toda bactéria gram negativa tem o LPS, que é um dos fatores mais fortes que indicam virulência. Esse LPS é reconhecido pelo TLR4, que está presente em todas as células do sistema imunitário inato, ou seja, toda vez que uma bactéria gram negativa entrar em contato com células do sistema imunitário inato, vai haver uma resposta. DAMP’s Além disso temos os DAMP’s, que é o padrão molecular associado ao dano ou ao perigo (a molécula de perigo não está necessariamente associada ao patógeno), ou seja, podem ser produzidos como resultado de danos celulares provocados por infecções, podem indicar lesões celulares causadas por outros mecanismos, como toxinas químicas, queimaduras, traumas, redução do suprimento sanguíneo. Os sinais de perigo servem para avisar que deu merda em algum processo, são proteínas que saíram da célula por erro em um processo e tem ação inflamatória, como algumas proteínas e radicais livres. Exemplo: O ATP é muito inflamatório, uma vez no contexto extracelular, ele consegue ativar essa reação de inflamação, ou seja, esse ATP fora da célula mostra que está havendo alguma merda, avisando que tem um dano. Comentário interessante da aula: Isso dos DAMP’s pode ser visto também quando damos uma pancada no dedão, mas ele não lacera, porém incha, ou seja, como inchou se não teve nenhum contato com patógenos do meio externo? Então, nessa batida, você acabou por romper celulas que extravasaram seu conteúdo, e esse conteúdo foi reconhecido pelos PRR como DAMP, portanto, iniciou uma resposta inflamatória, por isso o seu dedo inchou. PRRs Quem reconhece esses padrões são os receptores celulares, denominados de receptores de reconhecimento de padrões, ou PRRs. OBS: Mecanismos de reconhecimento é o mais importante da imunidade inata e vai cair na prova. Esses receptores de reconhecimento de padrões podem estar tanto na membrana plasmática, quanto na membrana do endossomo, quanto no citoplasma, e isso é importante, pois, quanto mais presente ele for em diferentes locais, maior vai ser a sua capacidade de 4 reconhecer alterações e maior vai ser a qualidade da nossa inspeção. Exemplo: Analisando o exemplo dado logo acima, o TLR4 é um tipo de PRR, pois ele reconhece um fator de virulência, o LPS. OBS: Os receptores da imunidade inata são codificados por genes em sua sequência germinativa, enquanto os receptores da imunidade adaptativa são gerados por mecanismos de recombinação somática, ou seja, o repertório de especificidade dos receptores da imunidade adaptativa é muito maior do que os da imunidade inata, isso implica na sua ação, pois se eu consigo perceber uma maior quantidade de antígenos, eu consigo proteger mais o meu organismo. Os receptores da imunidade adaptativa vão reconhecer somente proteína, enquanto os receptores da imunidade inata vão reconhecer toda uma gama de moléculas, como lipídios, carboidrato, proteínas, RNA, etc. Pelo menos em uma característicaa imunidade inata sai ganhando kkkkk. Os receptores da imunidade inata vão reconhecer padrões, ou seja, vão reconhecer o mesmo padrão que é expresso por organismos diferentes. Por exemplo, o LPS de toda gram negativa, não importa a espécie dessa gram negativa, vai ser reconhecido pelo mesmo receptor TLR4. Enquanto que na imunidade adaptativa, o mesmo receptor só reconhece uma proteína especifica. Questão de prova passada: Qual é a vantagem de ter as duas células, da imunidade adaptativa e da imunidade inata, se tanto as células da imunidade inata e da imunidade adaptativa reconhecem os mesmos patógenos? A vantagem é que elas não desempenham funções idênticas mesmo que reconheçam os mesmos patógenos, mas uma é complementar a outra. Os reconhecimentos obtidos por meio dos receptores fazem com que haja uma opsonização, é um termo dado a ligação, algo que interaja ou ligue, ou seja, algum mecanismo que esteja ligado ou interagindo com o patógenos os receptores conseguem reconhecer. O reconhecimento faz com que ocorra a ativação do complemento. Também faz a ativação da fagocitose, que é um mecanismo que representa a ativação das células do sistema imune. A ativação da célula vai fazer com que ela secrete os mediadores pró-inflamatórios, que vão ativar, por exemplo, a imunidade adaptativa. Depois desses 4 mecanismos expostos, temos que dizer que o reconhecimento da imunidade inata via receptores de reconhecimento é extremamente importante no ponto de vista funcional, pois pode gerar inúmeras funções a partir disso, que vão desencadear outras coisas. OBS: Gerar memória imunológica não é uma característica da imunidade inata. Receptores de padrão secretados Além dos receptores de conhecimento padrão temos os receptores de padrão secretados, como exemplo temos o receptor ligante de manose, que faz parte, principalmente, do sistema do complemento, a proteína c reativa, que é secretada em situações inflamatórias, que tem função de reagir com antígenos e ativar a ação de fagócitos, ou seja, em uma situação inflamatória temos o aumento do nível da proteína C reativa. Além disso, esses receptores vão fazer a sinalização intracelular das celulas da imunidade inata, que vai ser importante para ativar mecanismo epigenéticos da célula, ou seja, ativar ou suprimir a transcrição de genes, ativar genes associados ao citoesqueleto para promover a fagocitose por exemplo. Receptor tipo Toll e tipo NOD Receptores Toll-like e receptores tipo NOD, são receptores de conhecimento padrão, o primeiro é expresso na superfície da celula, e o outro no citosol. Enquanto um funciona para o reconhecimento de patógenos e moléculas de perigo extracelulares, o outro funciona para a sinalização de patógenos intracelulares, os dois sendo importantes para ativar os mecanismos funcionais das células. TLR / Toll O Toll tem a função de reconhecer os PAMP’s, possui dois domínios, o extracelular, que é conhecido como o de reconhecimento, e o intracelular, que é o de ativação. É importante ressaltar que, além de estarem na membrana plasmática da célula, os receptores tipo Toll estão na membrana de vesículas, como os fagolisossomos, ou seja, receptores tipo Toll na membrana dos fagolisossomos podem ser ativados por PAMP’s, e liberarem o conteúdo do lisossomo para combater o antígeno. Além disso, o reconhecimento de ligantes microbianos por TLR leva a ativação de diversas vias de sinalização e, por fim, de fatores de transcrição, que induzem a expressão de genes cujos produtos são importantes para o desenvolvimento de respostas inflamatórias e antivirais, como a ligação do TLR4 ao LPS e a sinalização de inflamação. 5 NOD Esses vão fazer o reconhecimento de padrões presentes no citoplasma e pertencem a uma grande família de receptores que tem 23 membros, divididos em 2 grandes classes NOD I e NOD II. Eles têm um domínio conservado, que é o domínio comum, e se diferenciam na sua porção terminal, que é a porção que vai interagir com o patógeno. Desempenham funções muito parecidas com as dos Toll, um exemplo disso é a ativação da transcrição de proteínas pró-inflamatórias, ou seja, uma vez que o patógeno se encontra em um meio intracelular, os NOD tem a capacidade de gerar esses fatores de transcrição que vão promover o aumento das proteínas pró- inflamatórias para combater esse patógeno. OBS: Mutações nos NOD estão muito associadas a doenças inflamatórias intestinais, ainda sobre estudo está a hipótese de que além de fazer o reconhecimento, os NOD são responsáveis por promover o balanço do que vai gerar uma resposta e do que não vai, isso fica elucidado em indivíduos que não possuem os NOD e tem um estado constante de inflamação nas células intestinais por exemplo, já que não há o balanço, tudo que entra e é diferente vai gerar uma resposta inflamatória. Componentes celulares da imunidade inata Formados por células que tem uma origem mieloide, como macrófagos, células dendríticas, mastócitos, basófilos, eosinófilos, ou seja, todas as células com exceção dos linfócitos B e T. As células NK (natural killer), junto com as células Tgamadelta tem origem no precursor linfoide, mas são caracterizadas como da imunidade inata. O que faz com que elas sejam classificadas como células da imunidade inata? Tem a ver com o reconhecimento, enquanto as outras células do precursor linfoide que fazem a imunidade adaptativa precisam de outras células para fazer o reconhecimento de um antígeno e serem ativadas, as células do precursor mieloide que fazem a imunidade inata só dependem delas mesmas para isso, e as células NK e Tgamadelta só dependem delas mesmas, sendo então consideradas da imunidade inata, mesmo sendo de um precursor linfoide. Conclusão: As células da imunidade inata atuam diretamente no reconhecimento do patógeno e na resposta, já as da imunidade adaptativa dependem de um elemento a mais para que o reconhecimento aconteça. OBS: Todas as células, inclusive os linfócitos, podem reconhecer PAMP’s diretamente. Os macrófagos, mastócitos e células dendríticas são consideradas fagócitos, ou seja, celulas fagocitárias, fazendo a fagocitose (98%), sendo o macrófago a principal celula fagocitária. Fagócitos Macrófagos Uma célula tronco dá origem a um precursor monocítico (monócito sanguíneo), que no tecido se diferencia em um macrófago, ou, também em uma celula dendrítica, de acordo com a área que ele for se maturar ele recebe diferentes nomes, como as células de kupffer que é o macrófago do fígado. 6 Essas diferenciações vão depender de fatores de crescimento local e de sinais de processos inflamatórios. Esses macrófagos e células dendríticas teciduais vão apresentar algumas caracteristicas após o reconhecimento do patógeno: 1. Podem mediar a morte do patógeno diretamente por meio da fagocitose, que acontece por meio dos receptores tipo Toll, que fazem com que fatores de transcrição pró-inflamatórios sejam ativados, fazendo com que haja a geração enzimática de espécies reativas de oxigênio e nitrogênio, que são tóxicas para microrganismos e proporcionam a digestão proteolítica. 2. São capazes de mediar os processos de modelagem tecidual na fase tardia do processo inflamatório, que é a produção de fatores de crescimento e citocinas que vão ajudar a reconstruir a área. Além disso, eles fagocitam as células mortas, como se fosse uma limpeza do local. 3. Mediam processos inflamatórios por meio de citocinas que eles secretam. 4. Os macrófagos são as celulas que vão fazer a apresentação de antígenos para os linfócitos T, que é o ponto onde eu tenho a convergência entre a célula da imunidade inata e da imunidade adaptativa (sendo os macrófagos o 3º elemento para o funcionamento das celulas da imunidadeadaptativa). OBS: Os macrófagos são as celulas do sistema imune que tem a maior capacidade de se expandir, o que os confere a capacidade de englobar diferentes células, de diferentes tamanhos. Fagocitose A fagocitose é o processo de englobar partículas, sejam elas de origem orgânica ou inorgânica, tem uma característica importante que, quando mediada pelos receptores de reconhecimento padrão, fazem com que a célula seja ativada, ou seja, o reconhecimento do patógeno pelo receptor de reconhecimento padrão faz com que a célula remodele o citoesqueleto, para fazer as invaginações de membrana para a formação dos pseudópodes, para fazer o engolfamento do patógeno, formando os fagolisossomos para ocasionar a morte do organismo. A fagocitose pode ser facilitada pelas opsoninas, moléculas que se ligam na superfície do patógeno, tornando a fagocitose muito mais rápida e eficiente, um exemplo de opsonina são os anticorpos, ou seja, os fagócitos na presença de anticorpos específicos atuam mais ferozmente sobre o patógeno, isso se dá pois existem receptores na superfície do fagócito, que ao se ligarem com o patógeno opsonizado (patógeno+anticorpo) fazem com que a fagocitose seja mais forte e eficaz, um exemplo de opsonina é o IgG, e o receptor que reconhece o IgG, presente na superfície de um fagócito, é o FcRg, quando os dois interagem faz com que o fagócito desencadeie a fagocitose sobre aquele patógeno. Outro exemplo são as proteínas do complemento, as proteínas vão se clivando em cascata até formar o MAC, algumas dessas proteínas clivadas podem funcionar como opsoninas, interagindo na membrana do patógeno e interagindo com o receptor de proteínas do complemento na membrana do fagócito (CR). Células dendríticas Células dendríticas podem vir de um precursor de célula dendrítica, ou podem ter origem na diferenciação de monócitos (como mostrado na imagem acima), essas origem vão implicar em classificações que não nos interessa ainda. Ela vai mediar a função de fagocitose, diferente dos macrófagos e neutrófilos, as celulas dendríticas não são boas em eliminar patógenos, não tem um alto poder de morte, mas em contrapartida ela é excelente em fagocitar. Esse poder de fagocitose está associado a outra função dela, que é exibir os antígenos para as células T, isso não quer dizer que ela não mate antígeno, mas a sua principal função é fazer a apresentação, enquanto a principal função dos macrófagos é fagocitas para matar, o que não quer dizer que eles também não possuam a função de apresentar antígenos para as células T. A célula dendrítica imatura tem uma baixa capacidade de apresentação de antígeno, mas uma alta capacidade fagocitária, isso está ligado a moléculas do complexo NHC e a alguns receptores. Já uma célula dendrítica madura perde um pouco a sua capacidade de fagocitar, e apresenta mais os antígenos. As células dendríticas imaturas nos tecidos, quando entram em contato com o patógeno, são ativadas se tornando células dendríticas maduras, principalmente em tecidos linfoides, como nos linfonodos, ou em qualquer tecido também. Seguindo esse raciocínio, as células imaturas são aquelas do tecido que entrou em contato pela primeira vez com o patógeno, as maduras são aquelas que vão estar nos linfonodos, ou no próprio tecido, apresentando os antígenos para os linfócitos. OBS: Íngua, é a hipertrofia celular do linfonodo, há uma grande quantidade de células proliferando nesse linfonodo, que faz com que ele inche. Neutrófilos Os neutrófilos também apresentam função de fagocitose, podem fagocitar células opsonizadas, também possuem receptores para complemento e anticorpo, fazem uma função muito importante que é chamada de NET, que é uma abreviação para armadilha de ácido nucléico e histona. Os neutrófilos são muito sensíveis a apoptose, são muito pró- inflamatórias, secretando fatores como quimiocinas, que fazem um recrutamento de células no local, e 7 através das NET’s elas conseguem controlar a disseminação de patógenos. Alguns fagócitos conseguem regurgitar o seu material genético para fora, fazendo uma rede de ácidos nucleicos e histonas. A histona tem capacidade microbicida, como o patógeno fica preso na NET e ela contém histonas, isso faz com que os patógenos não consigam disseminar e fiquem restritos aos sítios de entrada. Células natural Killer (NK) Tem uma função basicamente associada a morte de células infectadas, que é a citotoxicidade, vai mediar a morte da célula infectada pela atividade toxica celular, elas possuem vesículas com grânulos, que possuem perforina, granulisina, gramzima e catepsina B, que são componentes muito importantes que vão mediar a morte das células infectadas. A NK ao interagir com a celula infectada e sendo ativada vai degranular perforina, que é um conjunto proteico que vai formar poros na membrana da célula, permitindo a entrada de gramzima e granulisina, que vão ativar cascatas de moléculas que induzem a apoptose, como a caspase III. E a catepsina B é uma molécula muito mais importante para a célula NK do que para a célula infectada, pois vai impedir que a perforina haja sobre a própria célula NK. As células com infecção citoplasmáticas (não é vesicular) podem ser eliminadas por celulas NK, assim como células que sofrem transformação. Essas células NK são as principais células que fazem imunovigilância. A célula NK funciona bem semelhante ao linfócito CD8, que também produz os mediadores citados e tem as mesmas funções. Elas se diferenciam basicamente pelos mecanismos de reconhecimento, ou seja, para o linfócito atuar ele precisa de uma APC (célula apresentadora de antígeno), enquanto a célula NK não, ela por si mesmo reconhece e fica ativada, e além disso, ela atua sobre as células que não apresentam os fatores citoplasmáticos normais. Por exemplo, o linfócito CD8 só consegue atuar quando o fragmento do antígeno aparece para ele, mas tem antígenos que impedem essa apresentação de fragmento de antígeno para fugir do processo de morte, isso significa que a célula pode estar infectada, mas não apresentar nenhum fator que entregue essa infecção. Mas, como o próprio nome diz, as células NK são naturalmente assassinas, então elas sempre estão ativas, elas precisam de reconhecer na membrana da célula os fatores normais que inativam a sua ação de morte, então, se a célula não apresenta esses fatores normais que impedem a ação da NK, ela também é morta. OBS: O CD8 precisa ser ativado para funcionar, enquanto a NK já está ativa e precisa ser desativada para não funcionar. OBS: Se a célula não mostrar para a NK que ela não tem culpa no cartório ela se fode. Inflamação É um componente da imunidade inata que vai mediar os restante das respostas adaptativas, e não existe resposta imune sem inflamação. Ela é importante pois traz mudanças locais e sistêmicos que vão ser responsáveis por ativação celular, ativação de modelação de tecidos, ele pode gerar danos locais ou sistêmicos, principalmente os processos inflamatórios crônicos, essa inflamação é do sistema inato pois é dada por meio dessas células. A imunidade inata é extremamente importante para potencializar ou desencadear a resposta adaptativa, pois alguns mecanismos da imunidade adaptativa requerem componentes da inata para começar a atuar, como as celulas de apresentação de antígeno (APC). A célula da imunidade inata pode secretar citocinas e quimiocinas que vão ter uma atuação local de recrutamento, ou atuar sobre as células da imunidade adaptativa, fazendo com que elas se diferenciem para subtipos mais específicos para a atuação, como os linfócitos T helpper, que podem se diferenciar em diferentes subtipos, secretando diferentes fatores que vão possuir diferentes funções, isso se dá por causada diferenciação causada pelas células da imunidade inata. OBS: As 3 principais citocinas liberadas pelas células da imunidade inata são: fator de necrose tumoral (TNF), interleucina 1 (IL-1) e interleucina 6 (IL-6). OBS: Existe resposta da imunidade adaptativa sem resposta da imunidade inata? Sim, a resposta adaptativa mediada por celula B não depende de celulas da imunidade inata. 8 Comparação entre resposta inata e adaptativa ADAPTATIVA INATA Possui especificidade (capacidade de reconhecer e atuar de forma especifica sobre determinado agente). Também possui especificidade (quando o livro diz que ela não é especifica está incorreto, pois, a partir do momento que a célula possui um receptor para reconhecer algo e realizar uma função, ela possui especificidade). Gera memória imunológica. Não gera memória imunológica (ela já está pronta, não tem necessidade de memória). Pode ser alterada, causando doenças autoimunes por exemplo. Possui tolerância a antígenos próprios. Possui uma resposta especializada (isso que a cada possibilidade de reconhecimento eu vou gerar uma possibilidade de função). Não possui especialização na resposta. 1 Introdução A partir do reconhecimento dessas celulas, ou dos fatores liberados por essas células que vamos gerar as respostas, podendo ser respostas da imunidade inata ou adaptativa. As celulas do sistema imune não conseguem discernir componentes do patógeno dos componentes próprios por uma questão audiovisual, esse reconhecimento se dá, principalmente, por receptores de superfície. Os padrões de moléculas e receptores expressos na superfície da célula que regulam o reconhecimento para a celula poder realizar sua função. Uma célula fagocitária presente em um determinado órgão está interagindo com inúmeros fatores que a mantem ali, pois, temos que lembrar que há uma força do sangue que também é capaz de movimentar essas células, quando os fatores liberados por aquele local começam a ser alterados por algum motivo, e essa célula vai perdendo a “aderência” daquele local, ela pode ser levada pelo sangue ou pela drenagem linfática para outros sítios de atuação, encontrando nesses locais ligantes, que fazem com que ela fique estática em outro local. Portanto, a força de interação entre as células e seus ligantes em alguns casos é maior do que a força exercida pelo sistema, mantendo essa célula estática, quando a força do sistema é maior, a célula não está mais estática naquele local. As moléculas expressas na superfície vão ser importantes, tendo grandes classes, as imunoglobulinas (relacionadas ao reconhecimento de celulas B, por isso chamadas de BCR), TCR é o receptor de células T, que faz com que a célula T reconheça os antígenos, quando apresentados pelos MHC, então, o TCR e o MHC vão atuar sempre juntos. Imunoglobulinas As imunoglobulinas podem ser chamadas de Ig, anticorpos ou gamaglobulinas, elas são glicoproteínas ancoradas na membrana das celulas B, funcionando como receptores, ou solúveis nos fluidos biológicos, como saliva, sangue, mucos do corpo. Há uma produção de 2 a 3 gramas de Ig por dia, sendo a IgA a principal classe secretada. São formada por 4 cadeias polipeptídicas, 2 leves e duas pesadas e possuem 5 tipos alternativos de classes, IgA, IgG, IgM, IgE, IgD, sendo classificadas pelas cadeias pesadas, suas diferenças se encontram nessas cadeias, ou seja, do ponto de vista prático, podemos ter uma imunoglobulina com as mesmas cadeias leves e diferentes cadeias pesadas, estando em diferentes classificações. Observar nessa imagem as cadeias que formam a molécula de imunoglobulina. Posso dividir as moléculas de imunoglobulina em região variável, na qual eu tenho sempre a interação com o meu antígeno, e a região constante fica mais associada a função da imunoglobulina. Moléculas de imunoglobulina com a mesma especificidade são idênticas na região variável, que é onde elas vão se ligar aos antígenos, essa região variável é composta por uma cadeia leve e uma pesada. OBS: Essas diferenças na cadeia pesada podem incluir também diferenças de tamanho, ou seja, uma pode ser maior a outra menor. Então, imunoglobulinas com a mesma região variável, mas diferentes regiões constantes reconhecem os mesmos antígenos, porém atuam de forma diferente sobre eles, pois a região constante que determina a função. A cadeia leve faz parte somente da região variável, enquanto a cadeia pesada faz parte das duas regiões da imunoglobulina, da variável e da constante. Na imagem abaixo temos as cadeias leves em verde e as cadeias pesadas em azul e vinho. 2 Ao mesmo tempo, eu posso ter imunoglobulinas da mesma classe, ou seja, possuem a mesma função, mas com a sua região variável diferentes, portanto, elas vão ter a mesma função, só que sobre moléculas diferentes. OBS: Nessas regiões variáveis vamos ter regiões hipervariáveis, que é onde as moléculas de imunoglobulinas vão se diferenciar ainda mais, elas podem ser iguais em toda sua estrutura menos aqui, o que pode causar uma mudança na sua função. Anticorpos As moléculas de anticorpos sempre fazem uma interação especifica enzima-substrato, ou seja, a mesma molécula de anticorpo não interage com antígenos distintos, só interage com determinado antígeno. As interações podem ser múltiplas, quando a mesma molécula tem pelo menos 2 pontos de interações com antígenos, e nesses 2 pontos elas vão reconhecer a mesma coisa. Além disso, essas ligações aqui vão ser reversíveis, diferentes das ligações gerais para enzima-substrato. Essas moléculas de anticorpo possuem uma região da dobradiça, que vai juntar a porção constante com a variável, fazendo com que a molécula tenha uma certa mobilidade espacial. Podem estar presentes na membrana da célula, ou podem ser secretadas, se pegarmos um anticorpo da mesma classe secretado e outro membranar que possuem a mesma especificidade, um IgM por exemplo, a diferença entre os dois é que um vai ter uma parte chamada de porção transmembranar hidrofóbica, que é importante para ancoragem na membrana, além disso, as secretadas não vão possuir as caudas citoplasmáticas das de membrana que possibilitam a ativação de mediadores dentro do citoplasma da célula. As moléculas que vão ser reconhecidas podem estar em alguns estados, o de sua conformação 3D normal, que vai possibilitar o reconhecimento desta pelo anticorpo, o estado desnaturado, que vai impossibilitar o reconhecimento dela pelo seu anticorpo. Esse reconhecimento também pode ser feito por um determinante linear, ou seja, a estrutura 3D como um todo pode estar de qualquer forma, mas se houver uma determinada sequência na forma correta, linearizada, a molécula é capaz de ser reconhecida, ou seja, nesse caso independe se a molécula está ativa ou inativa. O outro determinante é o neodeterminante, quando as moléculas são desnaturadas, elas expõem os seus epítopos antigênicos para reconhecimento (antes, a estrutura ativada meio que esconde o epítopo de ativação), por exemplo com o TGF-beta, que só conhece ser reconhecido pelos anticorpos quando ele está desnaturado. OBS: Reconhecimento de anticorpo independe da natureza do antígeno, elas são plurais, enquanto respostas T são exclusivamente proteicas. A interação entre a molécula de anticorpo e a molécula de antígeno vai nos possibilitar 2 conceitos distintos: 1. Especificidade. 2. Avidez, que significa força de interação, ou seja, a força de interação que o anticorpo vai ter com um determinado antígeno. Uma não está conectada com a outra, ou seja, eu posso ter um ligação de grande avidez, mas com uma baixa especificidade. É importante dizer que, dentro daquela região variável, nós tínhamos a região hipervariável, e é nessaregião que o antígeno reage com maior avidez ao seu anticorpo. OBS: As imunoglobulinas e anticorpos secretados vão possuir uma forma diferente das mesmas imunoglobulinas e anticorpos que estão na membrana, embora sua função e especificidade sejam as mesmas. As monoméricas vão ser sempre as membranares, e as de outra forma vão ser as secretadas. As moléculas de anticorpos podem sofrer mudanças na região constante, mudando de classe, fazendo com que ele desencadeie outras funções. Informação aleatória para as próximas aulas: As células B, diferente das células T, sofrem uma modificação no seu 3 receptor, ou seja, no BCR, que pode estar associada a uma mudança de classe, essa mudança de classe do linfócito é desencadeada pelo contexto inflamatório em que o antígeno está sendo apresentado. MHC É uma célula apresentadora de antígeno para as células T, ele pega uma proteína do antígeno e coloca na membrana, proporcionando o reconhecimento de celulas T sobre aquele antígeno, o que as ativa. Não há a ativação da célula tem sem o MHC, pois ela meio que não consegue ver o antígeno para combater. Assim como não há ativação de célula T se o MHC estiver presente, porém, sem nenhum antígeno. Além disso, não há ativação da célula T se não haver TCR, que são os receptores da célula T. Exemplo de células apresentadoras de antígenos são os fagócitos (macrófagos e células dendríticas), eosinófilos, basófilo, etc. A apresentação de antígeno não existe só para favorecer a ativação da célula T, ela possui uma característica muito mais importante que é a imunovigilância, pois qualquer célula nucleada pode sofrer mutação, então toda célula nucleada possui MHC para proporcionar essa imunovigilância. OBS: Toda célula nucleada possui MHC de classe 1, MHC de classe 2 estão em moléculas mais específicas. As células T só ativam as suas funções reconhecendo proteínas ligadas ao MHC, enquanto as células B podem ter as suas funções ativadas por muitas outras moléculas, não só proteínas. Se houver uma modificação nesse MHC e ele apresentar um glicosídeo por exemplo, a célula T não vai ser ativada. São moléculas que vão estar na membrana, são codificadas por vários genes localizados em cromossomos distintos, e a expressão desses genes se dá por codominância, isso quer dizer que você expressa os dois alelos que você recebeu, tanto os de origem paterna quanto materna. As moléculas de MHC de classe 1 e 2 são bioquimicamente muito parecidas, as moléculas de MHC de classe 1 vão apresentar antígenos para as células T CD8, alocando sequencias menores de até 18 aminoácidos para serem reconhecidos pela célula T. O HMC de classe 2 vai apresentar antígenos para as células T CD4, podendo abrigar uma sequência com até 36 aminoácidos, esse reconhecimento pelo CD4 se dá pois o HMC de classe 2 é o único que tem a ligação beta-2, o HMC de classe 1 não tem essa ligação, por isso necessita de uma outra estrutura. OBS: As moléculas de HMC classe 2 não possuem uma substância chamada beta-2-microglobulina, que é uma estrutura de apoio, ela suporta as moléculas de HMC classe 1 por elas terem só um ponto de inserção membranar, enquanto as moléculas de HMC classe 2 já possuem 2 pontos de inserção membranar. O reconhecimento de antígenos vai ser dependente de 3 elementos, o primeiro é o antígeno que está sendo apresentado, não existe reconhecimento antigênico sem antígeno, o receptor, no caso o TCR, que é o receptor das células T, e a célula apresentadora de antígenos, que pode ser algumas da classe de fagócitos, como os macrófagos ou as células dendríticas, essas tendo as moléculas apresentadoras, que são os HMC. OBS: Dependendo da natureza da apresentação do antígeno a resposta imunológica tende a ser diferente. As APC’s são os fagócitos e os linfócitos B, essa sigla significa células apresentadoras de antígenos, e elas vão mediar a apresentação, o que é exposto para a célula T é uma pequena parte do patógenos, não precisa apresentar ele todo. Tríade: Antígeno + TCR + MHC (na molécula de APC). Essa tríade vai promover tanto na celula apresentadora quanto na celula T mudanças que vão gerar alterações nessas duas células, sendo que essa ativação vai fazer com que a celula T indiferenciada virgem entre em processo de diferenciação, ai dependendo do microambiente (presença de citosinas ou quimiocinas inflamatórias) vai fazer com que essa célula se diferencie subtipos de celulas T helpper, mais isso só acontece por que o linfócito foi ativado pelo mecanismo de apresentação de antígeno no contexto de reconhecimento antígeno-TCR-HMC. Restrição ao MHC: Para que haja o reconhecimento antigênico, eu preciso de peptídeos estranhos em MHC próprios. MHC estranho com peptídeo estranho não gera reconhecimento. • Antígenos extracelulares estimulam respostas mediadas por celulas T CD4, pois estes antígenos são apresentados em MHC de classe II. • Os antígenos citoplasmáticos desencadeiam respostas mediadas por células T CD8, pelo fato deles serem apresentados por MHC de classe I. Apresentação de antígenos via MHC de classe II É o processamento antigênico que vai priorizar as céls T CD4. Estão relacionados com o processamento de 4 antígenos exógenos, ou seja, antígenos do meio extracelular. 1. Captação: A capitação deles é por meio de mecanismos de fagocitose. 2. Destruição: A degradação deles é por meio de proteólise, feito na formação dos fagolisossomos (junção entre o fagossoma e o lisossoma), fazendo a redução de macromoléculas a moléculas simples, todo antígeno captado por fagocitose, necessariamente vai ser reduzido, para que uma parte dele seja apresentado. 3. Carreamento: Depois de degradados vão ser carreados pela estrutura do MHC de classe II, gerando a apresentação de antígenos que necessariamente vão ser associados as celulas T CD4. ORDEM: Primeiro eu tenho o fagossoma, esse vai ser fundido com o lisossoma, o antígeno vai ser degradado gerando moléculas mais simples, essas moléculas mais simples vão se associar aos MHC produzidos no reticulo endoplasmático e transportados por golgi, depois disso esses MHC com as proteínas antigênicas associadas vão ser exibidos na membrana da célula. Os processos de apresentação de antígenos por esse MHC de classe II vão acontecer em dois momentos, que depois são unidos, o primeiro é o patógeno sendo clivado na vesícula, gerando uma vesícula rica em peptídeos. O segundo evento, eu vou ter no meu RE a síntese de moléculas de MHC de classe II, depois elas vão ser transportadas por uma vesícula e posteriormente fundidas na minha vesícula contendo as moléculas de peptídeos, carreamento é o momento onde as moléculas de MHC vão ser carreadas pelo peptídeos do antígeno. No reticulo endoplasmático eu vou ter minha molécula de MHC sendo produzida com a fenda aberta, mas o RE sintetiza outras proteínas importante para o funcionamento do corpo, se eu deixar essa fenda aberta ele vai carrear peptídeos próprios da célula, o que não é interessante, então eu preciso proteger essa fenda no RE. Quando essa estrutura é sintetiza, ela é sintetizada junto com uma molécula protéica chamada de cadeia invariante, que possui um complexo chamado de clipe, que fica dentro da fenda protegendo de ligações de peptídeos próprios, que não são de interesse nesse momento. Há complexos que quebram a cadeia invariante, deixando só o clipe, quem faz isso é a catepsina, quando há a fusão das duas vesículas, as minhas moléculas de MHC ainda vão possuir a proteína do clipe, então é necessário um mecanismo ativo que remova esse clipe e adicione os peptídeos, quem faz isso é uma proteína parecida com o MHC, chamada de HLA-DM, ela sequestra esse clipe e carrega a fenda com peptídeos., isso é feito por um mecanismoativo, ou seja, há gasto de ATP para cada peptídeo carregado na fenda. O MHC de classe II carregado com o peptídeo, vai ser exportado para a superfície celular, se houver MHC vazio sem peptídeo ou ainda com proteína do clipe, essas estruturas todas vão ser enviadas de novo para a degradação pelos lisossomos e os produtos dessa degradação vão ser aproveitados. OBS: Em situações normais, o MHC exibindo antígenos próprios não faz com que haja a ativação da célula T CD4, quando essa ativação acontece nos caracterizados um dos mecanismos pelo qual as doenças autoimunes podem agir. Apresentação de antígenos via HMC de classe 1 Relacionado ao processamento de antígenos endógenos, ou seja, citoplasmáticos, de origem intracelular. 1. Captação: A captação não há, pois o antígenos já estão presentes no citoplasma. 5 2. Destruição: A degradação de antígenos intracelulares vai ser feita via proteassoma, com a formação do complexo de MHC classe I e a apresentação para linfócitos T CD8. O proteassomo só cliva proteínas que estão associadas a ubiquitina, que é extremamente abundante no citoplasma da célula, as proteínas com funções efetoras do citoplasma têm mecanismos que não permitem a ligação dela com a ubiquitina. Quando a proteína perde a sua capacidade funcional, ela perde a capacidade de se proteger da ubiquitina, que se associa a proteína e a conduz para o proteassoma. O proteassoma é um conjunto de proteases, que forma um tubo que vai clivar as ligações peptídicas da proteína. Isso é extremamente importante para o processo de reaproveitamento de aminoácidos em diferentes mecanismos, a famosa reciclagem. As funções do proteassoma podem ser reguladas por citosinas pro-inflamatórias, a celula consegue aumentar o processo de ubiquinização e aumentar a reutilização de peptídeos clivados no proteassoma. Durante inflamação, as céls apresentadoras de antígenos aumentam suas funções, então elas precisam de uma maior quantidade de proteínas, o que aumenta a ação do proteassoma para fornecer substrato necessário para essas células. O reticulo endoplasmático está envolto por uma membrana plasmática que faz o limite entre ele e o citoplasma, então fisicamente eu vou ter uma barreira entre os meus peptídeos antigênicos, que estão no citoplasma, e as minhas moléculas de MHC classe 1, que estão dentro do RE. Os peptídeos não passam passivamente para dentro do RE para serem alocados na fenda do MHC de classe 1, então eu preciso de um mecanismo ativo para isso, quem faz isso é um complexo proteico chamado de TAP1 e TAP2, que são proteínas transmembrana que vão fazer esse processo na presença de ATP, ou seja, abrem um poro, permitindo a entrada de peptídeos para dentro do RE Paralelo rápido Antígenos endógenos são apresentados por MHC de classe 1 gerando repostas mediadas por T CD8, que media a citotoxicidade, que é a morte de céls alvo. MHC de classe 1 se relacionam com antígenos exogenos, apresentados para celulas tcd4 que vão desencadear mecanismos relacionados principalmente a processos inflamatórios, com o recrutamento de macrófagos, por exemplo. Uma serie de patógenos atuam em diferentes pontos de apresentação antigênica, impedindo que os peptídeos virais cheguem na superfície, isso faz com que as respostas mediadas por T CD8 sejam diminuídas, mas em contrapartida eu tenho a ação das NK, essa célula é naturalmente ativa, ela precisa do mecanismo de desativação, ou seja, MHC com proteínas próprias na membrana por exemplo, mostrando para a célula NK que ela não deve nada, se isso não ocorrer, a célula NK destrói a célula. 1 Introdução A aula vai abordar os mecanismos efetores que estão associados a resposta imune humoral e ontogenia de linfócitos (o processo pelo qual os linfócitos passam são os mesmos). Funções dos anticorpos As funções do anticorpos são aglutinação (tem uma função de contenção local de patógenos, fazendo com eu direcione os mecanismos efetores de melhor forma, impedindo o prejuízo de outros locais), neutralização (acaba sendo uma função secundária do processo de aglutinação), opsonização (se liga ao antígeno impedindo o mesmo de se ligar ao receptor, participando do processo de neutralização, e essa ligação faz meio que uma sinalização, além disso, a opsonização permite a fagocitose facilitada, pois na presença de anticorpos o fagocito produz mais radicais ativos, como o óxido nítrico, facilitando a fagocitose do antígeno), ativação do complemento (produz vários componentes que desencadeiam processos que vão gerar as respostas inflamatórias). • Aglutinação. • Neutralização. • Opsonização. • Ativação do complemento. • Inflamação. • Citotoxicidade de célula dependente de anticorpo (ADCC). Estrutura dos anticorpos Vamos ter uma porção FC e uma porção FAD. Na porção FAD vamos ter uma região variável, que vai ser a porção que interage com os antígenos, ou seja, a especificidade. A porção FC, que é formada pela cadeia pesada e leve, vai ser a região constante, que vai ser responsável pela função. Somente essas regiões estáveis (FC) reagem com os componentes do sistema imune, por isso ela é relacionada a função, o receptor presente na membrana dos fagócitos reconhece essa porção FC, que é a região estável. Por exemplo, se o anticorpo vai ativar o complemento, a porção que interage com os receptores do complemento é a porção FC. IgG e IgE são exemplos disso, são moléculas que possuem funções distintas, pois, a IgE vai se relacionar com monócitos, já IgM vai atuar em fagócitos, sendo assim, a função desempenhada pelas células ao reconhecerem o mesmo antígeno vai ser diferente pelo simples fato delas possuírem regiões FC distintas. Na imagem acima, os número 1 e 2 representam as minhas porções FC e FAB, sendo 1 FAB, região da especificidade, e 2 FC, região da função. De acordo com o que foi descrito agora, vamos estudar as características de cada tipo de imunoglobulina: IgM IgM possui uma forma secretada de pentâmero, fazendo com que ela consiga ter uma maior avidez, ou seja, consegue interagir com 10 pontos antigênicos idênticos. Ligada pela cadeia J, que é de junção. Junto com a IgD é a primeira classe de proteína produzida, ou seja, todo linfócito que sai da medula ou expressa IgD ou IgM, e toda imunoglobulina de superfície é monomérica, a forma secretada pode ser diferente, mas quando na superfície elas sempre são monoméricas. É importante pois está associada com a ativação do complemento, junto com a IgG. 2 IgD Receptor de células B, assim como a IgM, tem função biológica desconhecida, funciona na ativação das células B. OBS: Quando eu digo monoclonal, eu digo que todos os clones de um individuo respondem somente a um antígeno especifico, ou seja, diferentes imunoglobulinas com a mesma especificidade. Nós somos indivíduos policlonais, temos clones distintos que reconhecem antígenos diferentes e tem funções distintas. IgG É a forma mais abundante presente no soro, cerca de 80%, faz a proteção fetal, pois é a única que consegue atravessar o trofoblasto, que possui receptores para a porção FC de IgG, atravessando da mãe para o feto, ela ativa o complemento e está associada a opsonização e facilitação da fagocitose. OBS: O fagócito possui um FCR gama (receptor para porção FC de IgG), por isso eles ativam essas células, já os mastócitos, por exemplo, possuem FCR épsilon, ou seja, receptores para a porção FC de IgE, mostrando que o principio é o mesmo. IgE Media a hipersensibilidade imediata, ou seja, a alergia, possui receptores para a porção FC de IgE de alta sensibilidade, quando duas moléculas de IgE interagem com o mesmo antígeno presente na superfície do mastócito ou basófilo faz com que ele degranule,liberando histamina e prostaglandina. É importante para mediar respostas contra parasitas, principalmente contra helmintos, os vermes induzem respostas mediadas por IgE e desencadeiam respostas funcionas mediadas por eosinófilos. IgA É a mais abundante, é secretada nos lúmens da mucosas, a forma secretada dela é um dimérica, é a única que consegue passar pelas celulas epiteliais da mucosas para serem secretadas no lúmen do trato gastrointestinal (se liga a receptores chamados de poli- IgA nas células epiteliais que transferem elas para o lúmen da mucos), tendo a função de conter o crescimento da microbiota ou controlar patógenos que tem entrada pelo ar ou acesso ao trato gastrointestinal, tem relação com os anticorpos adquiridos pelo feto. Neutralização Capacidade da imunoglobulina de se ligar a um patógeno ou toxina, impedindo que esses se relacionem com o receptor da célula alvo, ou seja, tenha uma ação toxica, o exemplo que temos de neutralização é o soro antiofídico. Nós temos a capacidade de produzir esses soros, mas não é tão rápido quanto o necessário, pois uma resposta humoral adaptativa demora normalmente 14 dias, o que para algumas toxinas ou venenos não resolve. Opsonização Os antígenos podem ser ligados por esses anticorpos, como IgG, e os receptores para a porção FC do anticorpo fazem a ativação do fagócito, no caso da IgG por exemplo, essa opsonização vai gerar uma fagocitose facilitada, provocando a morte do antígeno mais facilmente. ADCC Capacidade funcional de células serem citotóxicas, ou seja, eliminarem outras celulas ou eliminares patógenos, duas imunoglobulinas são importantes para isso, a IgG, que pode se ligar as céls infectadas (apresentam receptores estranhos na sua superfície), a célula opsonizada com IgG pode reagir com céls NK, que ao reconhecerem a IgG por meio de receptores, fazem a degranulação da célula alvo. Isso também pode acontecer durante respostas a helmintos, eles expressam antígenos que são ligados por IgE, e a interação dessa IgE com os receptores de IgE em eosinófilos, fazem com que os eosinófilos degranulem, levando a morte do parasita. OBS: As células NK não conseguem reconhecer os antígenos de superfície, sejam eles normais ou anormais, a única forma de fazer com que ela entenda se aquilo é próprio ou estranho é através do anticorpo de superfície. Diferente de células TCD8, que reconhecem antígenos de superfície sem que eles precisem ser apresentados por imunoglobulinas. Vias de ativação do complemento Existem 3 vias, via clássica que depende de anticorpos, IgG e IgM, via alternativa e vias da leptinas, que independem de anticorpo, mas sim de padrões que se repetem nos patógenos. O sistema do complemento se comunica entre as vias, ou seja, algo produzido em uma via influencia outra via fazendo com que ocorra uma amplificação, alguns componentes formados na via alternativa podem ser usados na via clássica, por exemplo. Acabam sendo vias de amplificação, onde a hidrólise desses componentes vai gerar outros componentes ativos, independente da via, que tem 2 funções principais: A primeira função principal é a lise de céls infectadas, eu vou ter esses componentes reagindo, até formar o MAC, que é o complexo de ataque a membrana, que vai gerar um poro, permitindo a lise por choque osmótico. A outra função é a de inflamação que esses componentes do complemento conseguem desencadear, principalmente pelos componentes A, C3A, C4A, C5A, que são componentes ativos resultantes da hidrolise dos componentes das vias e 3 são moléculas quimiotáticas e ativadoras de células endoteliais, ou seja, elas conseguem induzir a vasodilatação de endotélio, recrutamento de leucócitos para o sitio onde há a hidrolise dos componentes do complemento. Qual a importância do complemento para a resposta imune? Do ponto de vista da interação com o patógeno, o complemento é capaz de matar o patógeno, ou seja, tem importância na modulação direta da resposta, além de potencializar a resposta imune, pois os componentes liberados na hidrólise são inflamatórios e tem função tanto direta nas células imunes, como nos macrófagos, tanto podem facilitar a fagocitose realizada pelos fagócitos. Os componentes do complemento favorecem o recrutamento celular e os processos da inflamação, como vasodilatação, etc. OBS: O sistema do complemente acontece fora da célula, seus componentes influenciam transcrição de fatores pró-inflamatórios por se associarem a receptores na membrana das células, e esses receptores geram cadeias de ativação que chegam até o material genético para realizar a transcrição desses fatores. Ontogenia e desenvolvimento de linfócitos Vai explicar a ontogenia com ênfase nas células B, mas a ontogenia é a mesma, e os mecanismos que geram diversidade nesses linfócitos são os mesmos que nas células T. As enzimas que atuam nos mecanismos de diversidade em um são as mesmas que participam dos processos do outro. Para entender os linfócitos é necessário lembrar que eles são produzidos nos órgãos linfóides primários, e vão agir nos órgãos linfóides secundários. A medula óssea é o órgão responsável pela hematopoiese, ou seja, produção de células, e o timo se destaca no processo de maturação dos linfócitos T. A partir disso, podemos concluir que os linfócitos B são produzidos e maturados na medula, enquanto os linfócitos T são produzidos na medula, mas maturados no timo. Esses linfócitos vão desempenhar uma série de funções, mediando uma série de mecanismos totalmente distintos, como a célula B, que através da produção e secreção de anticorpo vai desencadear ações como aglutinação, ativação de complemento, opsonização, neutralização, essas coisas. Temos outras funções efetoras mediadas por células T, como os linfócitos T CD4, que vão ativar as células da imunidade inata por meio da secreção de citocinas inflamatórias, aumentando a atividade fagocitárias das células da imunidade inata. Relembrando: O primeiro sinal para ativação é a relação entre o MHC e o TCR (receptor de célula T), mas esse sinal não é suficiente, então são necessários outros sinais por meios de moléculas co-estimuladoras, como CD40 e CD80, sendo chamadas de segundo sinal de ativação. Além disso, existe um intercâmbio de citocinas produzidas pela APC que estimulam a célula T e citocinas produzidas pela célula T que estimulam a APC, essas moléculas representam o segundo sinal quando as moléculas co-estimuladoras não estão envolvidas no processo de estimulação, se houver molécula co-estimuladora e o MHC junto com TCR, esse será o 3º sinal. Essa interação entre APC e célula T faz com que ambas sejam beneficiadas, as células T efetoras vão favorecer a atividade de células inatas, ou seja, os macrófagos recrutados nesse mecanismo vão eliminar muito mais e muito melhor os patógenos. Os nossos clones de células B e T são gerados a partir de uma célula tronco do precursor linfoide, a partir disso vamos ter 3 eventos que vão ser importantes e determinantes para o desenvolvimento do repertório clonal (que são todos os clones de células B e celulas T que eu possuo, sendo que cada individuo possui um repertório clonal diferente). A geração desse repertório se dá por 3 eventos, o primeiro é a proliferação ou intensa atividade mitótica que acontece na medula óssea no precursor linfoide, fazendo com que esse entre em estado de proliferação celular, gerando mais clones ainda não específicos, ou seja, as células tronco geram células naíve (células virgens). A partir dessa proliferação inicial a partir da IL7, eu vou ter a ativação de mecanismos de recombinação gênica para a geração de receptores funcionais dentro dessas celulas naíve (nascentes), são os mecanismos celulares gênicos que vão estar associadosaos genes que vão codificar a cadeia leve e cadeia pesada dos TCR e BCR. Por fim vamos ter a seleção dos receptores para ver se eles são funcionais ou não. A linha de raciocino é simples, a partir de uma celula eu gero vários clones, nesses clones eu gero os receptores, e no terceiro momento eu preciso checar se esses receptores são funcionais. De todas as células geradas na medula, 95% são inviáveis por disfunção nesses receptores, seja por uma alta estimulação ou por uma falta de estimulação. Os receptores envolvidos nesse processo são os BCR e os TCR, os dois possuem regiões variáveis e constantes e cadeias leves e pesadas, são essas cadeias que são formadas no processo de recombinação somática, que é um processo genético responsável por gerar ou alinhar as sequencias gênicas que vão codificar as proteínas de cada uma dessas cadeias. Em resumo, a produção ou a maturação do TCR ou do BCR vai envolver uma célula tronco que vai dar origem ao linfócito B ou T, essa célula entra em divisão através 4 da IL7, gerando um acúmulo de clones, essas células nascentes ativadas vão expressar cadeia pesada dos receptores, seja do TCR ou do BCR, posteriormente é rearranjado a cadeia leve, e ela é montada junto com a cadeia pesada para formar o receptor, uma vez que eu tenho meu receptor montado com a cadeia leve e pesada alinhadas, eu vou selecionar só meus clones viáveis, que saem da medula e vão para a periferia, isso tudo ocorre nos órgãos linfoides primários. No timo, para as células T acontece a mesma coisa do que esse descrito acima, que é para células B. Durante o processo de diferenciação existe o comprometimento da linhagem, ou seja, temos uma célula tronco geral que vai dar a origem aos dois precursores, linfoide e mieloide, dentro do linfoide vamos ter os precursores que vão dar origem as celulas T (pró-T) e o precursor que vai dar a origem as células B (pró-B), a partir do momento que o percursor comum evolui para pro-T ou pro-B ele não volta mis, isso se chama comprometimento das linhagens B e T. Os linfócitos são uma das poucas celulas em que nos não fazemos testes gênicos, pois eles têm a capacidade de editar o DNA, eliminando informações ou seja, não possuem no seu genoma a mesma sequência somática do que tinham quando eram completamente indiferenciados. Essa capacidade de edição de DNA faz com que as células pró-T, por exemplo, não voltem a ser indiferenciadas e se transformem em células pró-B, pois elas meio que deletaram essa parte do seu DNA quando passaram de células indiferenciadas para pró-T. Depois de virar uma célula pró-B a partir da célula tronco, a célula exibe na sua superfície a cadeia pesada, a partir dessa cadeia pesada nascente vai haver a ativação das células, pois a cadeia pesada é capaz de interagir com receptores expressos em células estromais dos órgãos linfóides primários gerando sinais para a recombinação da cadeia leve, a partir disso vou ter uma célula ainda imatura expressando a cadeia leve e a cadeia pesada. Posteriormente, a célula com o receptor expresso vai passar pelo processo de seleção, se aprovada ela é uma célula madura que está pronta para ir para periferia. Existem duas moléculas importantes nos processos que envolvem a expressão desse receptor, são enzimas chamadas de recombinazes, elas reconhecem os genes, aproximam os genes que vão codificar a cadeia leve e pesada e facilitam a clivagem do DNA para a junção desses genes e a produção de um RNAm que vai ser importante para a produção das proteínas, elas se chamam RAG1 e RAG2. Outro mecanismo de diversidade esta associado a TDT, que é uma DNA ligase. OBS: O mecanismo para a geração do receptor passa por um processo de falha de ligação, que é a janela aberta de leitura para a síntese de aminoácidos. Quando o DNA é clivado ele não é cortado nos pontos específicos do receptor. O receptor é formado por vários segmentos gênicos que são unidos, e são basicamente 3 segmentos gênicos, chamados de V, D e J, que estão localizados em pontos diferentes, de diferentes cromossomos. Esses segmentos precisam ser juntados para formar um segmento VDJ. Além disso, vamos ter outros genes que codificam os tipos de cadeia pesada, por exemplo, um gene que codifica a cadeia pesada da IgG, um da IgE. Então, uma cadeia pesada é formada por segmentos VDJ e um segmento de cadeia pesada produzido por um desses genes de cadeia pesada. Esses segmentos estão perdidos ao longo do DNA em cromossomos diferentes, as RAG reconhecem esses segmentos em diferentes pontos do DNA e aproximam eles, formando alças no DNA, a RAG cliva toda a informação que estava entre os dois segmentos tirando essas alças e deixando os segmentos próximos. Essa parte que sai se junta e vira um RNAm, que vai ser transcrito em proteínas, na hora da união desses segmentos V, D e J, eu vou ter a adição de nucleotídeos por meio da ação da TDT, pois o corte não é preciso, gerando um janela de leitura diferente, pois eu mudei os aminoácidos que estavam ali, e quando mudamos uma aminoácido em uma sequência, isso implica na transcrição de proteínas. 5 Todo o processo descrito anteriormente foi para a síntese de uma cadeia pesada, posteriormente vai ocorrer esse processo novamente para a síntese e recombinação da cadeia leve, porém, as RAG são mais importantes nesse processo. Para a célula B, eu tenho uma estrutura que é importante e fica entre o ponto de síntese da cadeia pesada e o ponto de síntese da cadeia leve, tenho uma estrutura chamada de pré-imunoglobulina ou pré-IgM, que é uma cadeia leve falsa gerada na síntese da cadeia pesada para manter a estruturas da minha cadeia pesada, ela consegue induzir a transdução de sinal que vai estimular a síntese de cadeia leva, ou seja, ela estimula os rearranjos das cadeias leves. OBS: Esse mecanismo de pré-imunoglobulina NÃO está presente na formação de células T. Como um individuo pode produzir imunoglobulinas e receptores para todos os antígenos presentes na natureza? A capacidade de expressão pode chegar a 1018 número de receptores, que é maior que o número de antígenos cadastrados. O nosso corpo consegue fazer isso por meio do rearranjo gênico, vão ser as sequências distintas de DNA unidas por mecanismos enzimáticos de excisão e colagem, gerando uma sequência, que vai gerar uma proteína funcional, o que gera uma grande diversidade do repertório de células. A diversidade se dá por 3 tipos diferentes de recombinação, a somática, que vai gerar a diversidade de segmentos gênicos (V, D e J), ou seja, como eu tenho vários genes codificando esses segmentos eu já vou ter uma grande variedade. Além disso, pode ser a diversidade combinatória, os segmentos gerados precisam ser recombinados, uma cadeia pesada funcional é VDJ constante, então eu preciso combinar esses 3 segmentos (V,D e J) em uma única estrutura, essa combinação dos genes é aleatória, ou seja, esses segmentos que as RAG pegam são selecionados ao acaso, causando uma variedade. Diversidade juncional é a diversidade da ligação pela TDT e também polimeriza possíveis erros da RAG, ou seja, quando a RAG corta demais esses nucleotídeos, a TDT complete essas sequências faltosas, o que pode gerar mais variação ainda. OBS: Todos os segmentos V, D e J que foram falados até aqui são relativos à cadeia pesada, nas cadeias leves nós não temos os segmentos D. Portanto, no fim de tudo, a diversidade é dada por um rearranjo dos segmentos V, D e J da cadeia pesada, dos segmentos V e J da cadeia leve, e da sua parte constante. Uma coisa que acontece com linfócito B e não nos T, uma vez eu as celulas B maduras reconhecem antígeno na periferia, elas podem sofrer novamente os mecanismos de recombinação para poder alterar as porções constantes da molécula,por exemplo, toda célula inicial é IgM ou IgD, a medida que ela reconhece antígenos, ela pode deixar de expressar esse IgG e expressar IgA, por exemplo. O linfócito B saindo da periferia vai expressar IgM ou IgD na sua superfície, e ao entrar em contato com o antígeno, vai ser estimulado, expandindo (expansão clonal), gerando algumas funções efetoras, como a secreção de anticorpo, que pode ser o mesmo expresso pela célula original, como pode ser um anticorpo diferente, ela pode mudar a classe dele por todo aquele processo de recombinação de parte constante de cadeia pesada, a vantagem disso é que você potencializa as suas funções efetoras sobre aquele antígeno, mantendo a especificidade e mudando somente a classe eu potencializo o meu mecanismo de ação sobre aquele antígeno. Além disso, tenho a maturação de afinidade, ou seja, o cara que foi produzido depois tem uma avidez muito maior para tal antígeno do que a célula antes dele, ou seja, os mecanismo de recombinação fizerem ele ter uma melhora da afinidade desse anticorpo pelo antígeno. Nesse processo, eu vou gerar células de memória, que tem a função importante de no contato secundário essas células dão origem a células antígeno especificas muito mais rapidamente. Os BCR englobam tanto as imunoglobulinas como co- receptores associados, tendo esses uma função especifica cada um, atuando na ativação do reconhecimento antigênico. 6 O reconhecimento antigênico na superfície vai fazer com que eu tenha a ativação de segundos mensageiros intracelulares, fazendo com que eu aumente a transcrição de fatores pro inflamatórios, produção de citocinas, secreção de anticorpo, tudo isso vai acontecer após o reconhecimento. Introdução O precursor de células T vai para o timo, onde vai se diferenciar em dois grandes subgrupos, as células TCD4, chamadas de auxiliadoras (helpper), com a função de auxiliar as funções imunes, sejam elas de resposta inata ou adaptativa, elas fazem o reconhecimento via MHC de classe 2, mediando respostas contra patógenos extracelulares, vão mediar essas reações por meio de citocinas, podendo ser pró- infamatórias ou inibitórias. Os TCD4 ainda podem ser divididos em mais subgrupos, como os TH1, TH2, Treg e TH17. Além disso, temos as células TCD8, que vão ter o mecanismo de citotoxicidade, que vão levar a morte celular por apoptose, vai fazer o reconhecimento via MHC de classe 1, fazem a morte celular e ação sobre células infectadas ou tumorais. Tanto CD8 quanto CD4 vão mediar funções completamente distintas, já vimos que os CD8 vão provocar as funções de lise de células infectadas. CD4 vai mediar funções de auxílio, seja para as células da imunidade inata ou adaptativa, as citocinas secretadas por essa célula pode ativar linfócitos B para maturarem a sua especificidade, pode ativar macrófagos a fagocitar mais, pode ativar células CD8 por meio dessas citocinas. As células CD4 vão ser produzidas e maturadas nos órgãos linfoides primários, caindo na circulação e vão reconhecer antígenos apresentados nos órgãos linfoides secundários, sendo recrutadas até o sitio de inflamação para mediar suas funções, essa ligação entre a célula e o local depende da secreção de ligantes, mas todo esse processo ele disse que vai abordar na aula de inflamação. Vamos ter alguns mediadores inflamatórios que vão atuar especificamente sobre tipos de clones celulares. Mas ele chamou atenção para IL2, IL4, IL5 e interferon gama. • O interferon gama é uma citocina ativadora de fagócitos e linfócitos em geral, na presença dessa citocina, essas células vão mediar suas funções. • IL2 é uma citocina que está associada a proliferação celular, na presença dela a célula consegue proliferar melhor e na presença dessa citocina, a célula tem uma sobrevida maior. • IL4 e IL5 estão associadas ao processos inflamatórios do tipo TH2, mas também tem função 7 na mudança de classe dos linfócitos B. Além disso, a IL5 é importante na resposta contra helmintos. Informação aleatória: Na visão geral, as células auxiliadoras vão mediar as suas funções de auxilio de céls inatas e adaptativas, sejam elas da resposta humoral ou celular. Célula TCD4 TH1 São células pró-inflamatórias que vão estar associadas a respostas contra patógenos, bactérias extracelulares, protozoários extracelulares, vão ser esses que vão ativar os mecanismos efetores dessa célula TCD4 TH1, que vai produzir citocinas que vão ativar outras células, como a ativação de macrófagos para fagocitar as bactérias. Célula TCD4 TH2 São células inflamatórias com o perfil associado a respostas alérgicas e contra helmintos, produzem mediadores inflamatórios diferentes dos produzidos pelas células TH1, sendo antagônicos, ou seja, as citocinas produzidas por TH2 inibem as citocinas produzidas por TH1, por isso que num indivíduo alérgico há uma maior concentração de clones de TH2. Célula TCD4 TH17 Estão associadas com respostas inflamatórias agudas e em ambientes de mucosas, relacionadas com a ativação de neutrófilos. Associado a doenças autoimune e mantém a homeostase intestinal. Célula TCD4 Treg Vão ser aquelas que vão suprimir todas as populações de células, ou seja, elas regulam a expressão. O receptor de células T reconhecem o MHC de classe 2 e 1 e não reconhecem o antígeno em si, a partir desse reconhecimento de MHC vai ocorrer a geração de todos os sinais que vão ativar vários fatores de transcrição que vão ser responsáveis por muitas alterações que vão levar a realização da função. Além dos TCR vamos ter as moléculas co-estimuladoras, que vão ser responsáveis pelos segundos sinais, como já dito anteriormente. Da mesma forma que aconteceu com células B, vamos ter o rearranjo dos segmentos V, D, J para a cadeia pesada e V, J para a cadeia leve, quando unidas formam um receptor funcional que já sofreu os processos de recombinação. Nessa hora da aula ele explicou um histórico de como foram descobertas as diferentes classes de células TCD4 e suas citocinas relacionadas, ele estava mais citando do que tudo. Ainda temos as células TH0, que podem sofrer diferenciação para um subtipo TH1 ou TH2, dependendo do contexto inflamatório presente. Se durante a apresentação de antígeno estiverem presentem citocinas do tipo TH1, elas vão diferenciar para serem TH1, e ao contrario para TH2. Como dito anteriormente, as citocinas de TH1 e TH2 são antagônicas, quando eu tenho aumento de citocinas TH1, obrigatoriamente eu tenho diminuição das citocinas de TH2, e vice-versa, ou seja, quando eu priorizo uma determinada resposta, eu diminuo a outra resposta. Um mesmo antígeno pode gerar respostas TH1 e TH2? A resposta é sim se eu considerar momentos diferentes de apresentação desse antígeno, ou seja, em um momento o antígeno pode desencadear a resposta TH1, em outro momento pode desencadear a resposta TH2. Isso é chamado de plasticidade imune, ou seja, a especificidade da célula se mantém (ela reconhece o antígeno X), mas a função a partir desse reconhecimento pode variar, ou seja, a resposta pode ser alterada pela necessidade. OBS: Citocinas do tipo TH1 ou TH2 conseguem modular a resposta adaptativa, por exemplo, na presença de interferon gama, o linfócito B muda de IgD para IgG, enquanto que na presença de IL4, o linfócito muda para IgE. Na presença de inflamação em um ambiente rico em TGF-beta eu vou ter uma diferenciação de células inflamatórias e não de células silenciadas, o ponto de vista prático disso é que, um dos lugares com a maior concentração de TGF-beta no nosso corpo é o fígado, ele é um mediador antinflamatório, ele é uma citocina que inibe as funções efetoras, ou seja, um mecanismo supressor
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