Apresentação de antígenos e complexo MHC

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Universidade Federal do Rio de Janeiro 
Campus Macaé 
Enfermagem 
Angie Martinez 
Apresentação de antígenos 
 
Figura 1.11, pág. 13, Imunologia de Janeway, 8 ed 
• O tecido infectado possui as características de 
uma inflamação: citocinas, patógenos – caso o dano venha 
de uma infecção, e células do sistema imune inato, 
exercendo diversas funções. 
• As células dendríticas, quando ativadas no tecido 
danificado, adquirem a capacidade de sair desse tecido e 
ir para órgãos linfoides secundários. Nesse órgão ela 
iniciará uma série de processos envolvidos com a 
imunidade adaptativa. A célula dendrítica é a principal, 
mas existem outras células do sistema imune que podem 
realizar essa função: ser estimuladas em locais de resposta 
inflamatória e transcrever as informações coletadas (nível 
de inflamação, tipo de infecção, duração...), levando-as 
em forma de sinais até os linfócitos T da imunidade 
adaptativa, em um processo chamado de Apresentação de 
antígenos. 
 
Slides Saúde e medicina. Disponível em 
< https://pt.slideshare.net/fabwild/transplantes-55137607> 
Representação do processo. 
• A APC (célula apresentadora de antígeno), 
comumente a célula dendrítica, apresenta ao 
linfócito T o antígeno, para que esse possa 
reconhecê-lo. O antígeno pode ser qualquer tipo de 
microrganismo, células do nosso corpo, antígenos 
ambientais etc. Contudo, apenas proteínas são 
apresentadas para os linfócitos T. Logo, embora o 
antígeno possa ser derivado de um patógeno 
complexo, a parte dele que será apresentada é 
sempre uma proteína, mais especificamente um 
peptídeo. 
• No desenho falta apontar que a mãozinha entre a 
célula apresentadora de antígeno e o antígeno 
equivale à proteína do MHC. 
Processamento do antígeno 
• Essa apresentação foi ¨descoberta¨ ao observar 
que os linfócitos T, ao entrar em contato com um 
microrganismo, não são capazes de interagir nem 
reagir de nenhuma maneira. O mesmo acontece 
ao colocar linfócitos T, microrganismos e células 
APC. 
• É preciso que o mecanismo se ligue à célula APC, 
seja endocitado por fagocitose ou pinocitose e 
comece a ser degradado pela célula APC. A partir 
do momento em que ele começa a ser degrada, a 
célula começa a apresentar pedaços desses 
microrganismos (peptídeos) na sua parte externa. 
Com isso, o linfócito T é capaz de interagir com 
a célula apresentadora e desencadear uma 
resposta. Esse processo dura em torno de 60 
minutos. 
• Logo, linfócitos T só reconhecem antígenos após 
o processamento do material a ser apresentado. 
Vias 
• As duas vias de apresentação de antígenos são: a 
via do MHC de classe I e a via do MHC de classe 
II. 
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Figura 6.2, pág. 203, Imunologia de Janeway, 8 ed. 
• A via do MHC de classe I é responsável pela 
apresentação de patógenos 
citoplasmáticos/endógenos. Microrganismos ou 
proteínas derivadas que estejam no citoplasma 
são apresentadas a partir da via do MHC de classe 
I (o equivalente ao braço na charge). Neste caso, 
a degradação do antígeno acontece no citoplasma 
e ele é apresentado por proteínas de MHC de 
classe I. O linfócito T que reconhece esse tipo de 
antígeno é o T CD8. O efeito na célula que está 
apresentando o antígeno é a morte celular. Isso é 
essencial para as respostas contra vírus, 
patógenos e na resposta tumoral. 
• A via do MHC de classe II está relacionada com 
patógenos vesiculares ou extracelulares que são 
endocitados – mais especificamente os antígenos 
exógenos à célula que sofrem 
endocitose/fagocitose. Esses antígenos são 
degradados em fagolisossomos, por vesículas 
endocíticas cujas enzimas lisossomais são 
responsáveis pela quebra e digestão das proteínas 
para formação dos peptídeos. As moléculas 
envolvidas na apresentação são as proteínas de 
MHC de classe II. Os linfócitos que reconhecem 
essa apresentação são os linfócitos T CD4. Os 
efeitos na célula apresentadora são diversos. 
• É importante saber quais células podem realizar 
esse processo. No caso da via de MHC de classe 
I, qualquer célula nucleada pode apresentar esses 
antígenos (neurônios, células musculares, 
hepatócitos e etc. Apenas as hemácias não 
conseguem). A via de MHC classe II, apenas as 
células fagocíticas conseguem realizá-la 
(macrófagos, células dendríticas, epiteliais, 
linfócitos B e neutrófilos). 
Mas, o que é o MHC? 
• O MHC é chamado de complexo principal de 
histocompatibilidade. Ou seja, é o principal 
complexo relacionado com a compatibilidade 
entre tecidos. 
• Ele é um complexo de diferentes genes que vão 
codificar várias proteínas envolvidas não só com 
a apresentação de antígenos, mas também com a 
resposta inflamatória. 
 
Figura 6.14, pág. 218, Imunologia de Janeway, 8 ed 
Estrutura do MHC humano com o complexo gênico 
dividido em três classes: classe I, classe II e classe III. 
• O MHC humano tem a denominação HLA – 
ligantes de antígenos de leucócitos humanos. 
• Os genes que codificam as proteínas que 
apresentam antígenos são: no MHC de classe I, 
os genes A, B e C. Para a classe II, os genes DP, 
DQ e DR. Cada uma dessas ̈ caixinhas¨ codificam 
para uma proteína e/ou subunidade. 
• No classe II cada gene tem duas subunidades (alfa 
e beta) – DP e DQ, sendo que DR possui 3 
subunidades (2 beta e um alfa). 
• A estrutura das proteínas do MHC: 
 
Figura 6.19, pág. 223, Imunologia de Janeway, 8 ed 
• O MHC de classe I é formada por uma única 
proteína alfa, que tem 3 subunidades. Possui uma 
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proteína acessória que não pertence a ela, 
chamada de beta-2-microglobulina. 
• O MHC de classe II é formado por duas proteínas 
(alfa, com 2 subunidades e beta, com 2 
subunidades). 
• A parte em vermelho é onde o antígeno se liga, 
chamada de fenda. 
• São proteínas transmembranares (classe I com 
um domínio transmembranar e a classe II com 2). 
• O MHC é poligênico: vários genes podem 
expressar essas proteínas (no caso da classe I, os 
genes A, B e C; na classe II, vários genes podem 
produzir as subunidades, DR, DQ e DP). Isso não 
é normal, apenas para proteínas com diferentes 
funções. No caso do MHC, há mais de um gene 
que codifica a proteína com a mesma função ao 
mesmo tempo – uma proteína derivada de cada 
gene, sendo 6 no total (3 de cada). 
 
Figura 6.17, pág. 221, Imunologia de Janeway, 8 ed 
• Estrutura completa do MHC: 
 
Figura 6.15, pág. 219, Imunologia de Janeway, 8 ed 
O MHC de classe III não tem nenhuma proteína que 
apresenta antígenos. 
• O MHC é um conjunto de genes que são ativados 
durante a resposta inflamatória. Uma de suas 
funções é a apresentação de antígenos. Contudo, 
há várias proteínas envolvidas no processo, além 
das apresentadoras, como por exemplo: TNF-
alfa, fator B do complemento, C4 do 
complemento... há vários genes importantes 
nesse complexo. 
• Além da poligenia, o MHC possui a característica 
de polimorfismo. Isso significa genes que 
possuem estruturas diferentes que condificam 
proteínas com a mesma função. 
• Em muitos casos, ocorre a inibição de um alelo, 
expressando só um do par. No caso do MHC, são 
expressos os dois alelos recebidos, tanto do pai 
quanto da mãe. 
 
Figure 5.13. Immunobiology, 5 ed (Garland Science). 
Demonstração dos genes de uma das moléculas de MHC. 
Quando ocorre a geração dos filhos, um alelo de cada vai 
ser transmitido. Isso gera variabilidade e combinações 
diferentes. Acaba gerando uma variabilidade muito 
grande no MHC, pois há alelos diferentes expressos ao 
mesmo tempo – que apresentam antígenos diferentes e a 
poligenia – pela qual todas as proteínas podem ser 
expressas através de genes distintos. 
• Juntando o polimorfismo e a poligenia, há a 
possibilidade de que: 
- Para proteínas de MHC de classe I, há a possibilidade deexpressar 6 diferentes proteínas na superfície (3 com uma 
parte da mãe e uma do pai). 
- 6 proteínas para o MHC de classe II. Uma do gene DP, 
uma do gene DQ e uma do gene DR, os quais vem da mãe 
e do pai). 
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• Logo, com a junção dessas características, são 
geradas proteínas que apresentam uma variedade 
de antígenos em cada uma das células (nucleadas 
classe I e fagocíticas classe II). 
 
Figura 6.17, pág. 221, Imunologia de Janeway, 8 ed 
• Isso se relaciona ao fato que as moléculas de 
MHC são extremamente importantes para 
conseguir desenvolver uma resposta imune. 
• A apresentação de antígenos é o momento em que 
a imunidade inata informa à imunidade 
adaptativa quais são os tipos de resposta 
específicos que precisam acontecer. 
 
Figura 6.19, pág. 223, Imunologia de Janeway, 8 ed 
• Na fenda no MHC existem diversos pontos de 
contato entre antígenos e o MHC. Se a molécula 
de MHC é diferente, os pontos de contato serão 
diferentes. Com isso, diferentes antígenos se 
ligam. 
• Logo, é essencial a variabilidade de MHC. Se 
não, com os antígenos impossibilitados de se 
ligar, o sistema imune não teria resposta para o 
antígeno que está infetando. 
• Esses diferentes formatos e capacidade de 
antígenos gerou uma pressão natural para seleção 
dessas moléculas. SO polimorfismo se 
acumularam na população humano pela 
importância dessas proteínas em atuar no 
combate/controle de resposta imune efetiva. 
 
Figura 6.16, pág. 220, Imunologia de Janeway, 8 ed 
Quantitativo de alelos existentes para MHC na população. 
• Essa variedade faz com que seja muito difícil que 
duas pessoas tenham os alelos de MHC iguais. 
Importante ressaltar que essa variabilidade genética não 
muda sua função, apenas quais antígenos ela 
apresentará. 
Apresentação – via MHC classe II 
• As proteínas de MHC de classe II são produzidas 
no RE e direcionadas à membrana plasmática 
através do complexo de golgi – por meio de um 
compartimento endossomal celular. 
 
Figura 6.12, pág. 213, Imunologia de Janeway, 8 ed 
• Essa proteína de MHC classe II (azul e amarela 
na imagem) para se manter inserida na membrana 
precisa ser estabilizada, pois é uma proteína 
muito instável. Para que isso ocorra, ela precisa 
ter alguma estrutura ligada constantemente na 
fenda de ligação ao antígeno. No RE, a proteína 
cadeia invariante forma um complexo com a 
molécula de MHC, bloqueando a ligação de 
outros peptídeos e proteínas, além de permitir a 
estabilização para que a proteína possa seguir em 
direção à membrana. 
• No caminho da vesícula até a membrana ocorre a 
acidificação endossomal, a qual vai promover a 
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clivagem da cadeia invariante, restando na fenda 
apenas uma proteína CLIP – essa proteína 
mantem a estabilidade, 
• Ocorre também muita fusão endossomal – 
endossomas e exossomas se fundem, gerando a 
possível fusão de um endossoma fagocitado com 
uma vesícula contendo as moléculas de MHC 
classe II. Quando acontece essa fusão, é gerada 
uma competição: peptídeos produzidos pelo 
processo de degradação do conteúdo fagocitado 
vão disputar a ligação ao MHC com a proteína 
CLIP. Se esses peptídeos tiverem uma maior 
afinidade à molécula de MHC classe II, vão se 
ligar a ela e o CLIP será liberado. Esse processo 
ocorre com o auxílio de uma molécula codificada 
pelo MHC, a HLA-DM. Essa molécula facilita o 
processo de competição, pois permite a abertura 
da fenda para liberação de CLIP e uma nova 
ligação com peptídeos de maior afinidade. 
• Uma vez totalmente estabilizada, com o peptídeo 
ligado, a MHC se estabelece na membrana. 
• Se não ocorrer a ligação do peptídeo à fenda, que 
permita que esse MHC apresente o peptídeo 
exógeno que foi fagocitado, a molécula será 
reciclada para um novo processo de apresentação 
ou será degradada para formar aminoácidos. 
• Apenas células fagocíticas fazem esse processo: 
macrófagos, células dendríticas, células 
epiteliais, linfócitos B e neutrófilos (nem 
sempre). 
• Quem faz o processo do antígeno para que 
pequenos fragmentos peptídeos possam ser 
apresentados pelo MHC de classe II é o 
compartimento fagolisossomal. 
 
Figura 6.9, pág. 211, Imunologia de Janeway, 8 ed 
• É possível observar uma partícula sendo 
endocitada. Essa partícula pode ser uma proteína, 
complexo fragmento de microrganismo ou 
inclusive um microrganismo inteiro. 
• Após a endocitose, esse organismo se funde a 
lisossomos e as proteases lisossomais são 
ativadas, digerindo o material endocitado. 
• Essas vesículas se fundem entre si e com outras 
vesículas. Algumas das vesículas fusionadas são 
as que contêm a molécula de MHC classe II, que 
se encontram fazendo tráfego vesicular naquela 
célula. 
Apresentação via MHC classe I 
• As moléculas de MHC classe I também são 
produzidas no retículo endoplasmático. Assim 
como as moléculas de MHC classe II, precisam 
ser direcionadas para a membrana através de uma 
vesícula. 
 
Figura 6.5, pág. 207, Imunologia de Janeway, 8 ed 
• Ela sai do retículo endoplasmático com o 
antígeno ligado. 
• Para se tornar estável, precisa de proteínas 
acessórias que mantenham sua estabilidade. 
• São diversas proteínas. Por exemplo, a beta2m 
faz parte do complexo, mas não é uma proteína 
do MHC. Forma-se um grande complexo ligado 
à MHC. 
• Enquanto um antígeno não se ligar à fenda para 
estabilizá-la, ela continuará presa no retículo. 
• O complexo proteico tem duas funções: manter a 
MHC estável e aproximá-la da TAP. A TAP são 
2 proteínas que formam um canal proteico na 
membrana do RE, o qual seleciona e bombeia 
peptídeos (fragmentos de proteína) para dentro do 
retículo endoplasmático. Esses fragmentos se 
encontram no citoplasma. A TAP bombeia 
apenas fragmentos com o tamanho adequado para 
se ligar ao MHC de classe I. 
• Uma das principais fontes de peptídeos desse 
tamanho é o proteossomo – complexo proteico 
responsável pela reciclagem de proteínas 
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citoplasmáticas, que foram clivadas por diversos 
motivos. 
• Como o TAP está muito perto da MHC, os 
peptídeos rapidamente interagem com ela. Se 
forem altamente afins, estabiliza completamente 
a molécula, a qual se solta de todas as outras 
proteínas e é direcionada à membrana. 
Em infecções virais: normalmente os vírus pegam a 
maquinaria celular de síntese proteica da célula e 
produzem apenas partículas virais, gerando muitas 
partículas virais degradadas por proteassomos, as quais 
serão apresentadas ao MHC na tentativa de 
reconhecimento que a célula está infectada. 
Isso acontece na tumoração também. 
• Todas as células nucleadas fazem esse processo, 
pois todas são capazes de ser infectadas por um 
vírus, virar célula tumoral... é importante que 
todas tenham esse mecanismo. 
A apresentação de antígenos não é apenas associada a 
infecção. Todas as células nucleadas do corpo 
apresentam moléculas MHC o tempo inteiro. Elas podem 
estar com fragmentos típicos de proteínas normais 
recicladas. 
A molécula de MHC pode ser um padrão molecular de 
dano, dependendo de sua quantidade expressa. 
Complexo MHC+peptídeo ou p:MHC 
• O complexo formado pelo MHC + o peptídeo é 
chamado de p:MHC. Esse é o antígeno que o 
linfócito T reconhece. 
 
Figura 1.16, pág. 17, Imunologia de Janeway, 8 ed 
• O linfócito T reconhece o antígeno através do 
receptor TCR. O antígeno é o conjunto da 
molécula de MHC + o peptídeo que está sendo 
apresentado. 
• Esse peptídeo pode ser derivado de qualquer 
pedaço de qualquer proteína do antígeno 
principal. Esse pedaço é chamado do epítopo – 
local específico onde o linfócito T vai interagir. 
Ex: a bactéria inteira é o antígeno, mas o epítopopode ser 
qualquer pedaço de proteína daquela bactéria. 
• Lista das células que apresentam moléculas de 
MHC: 
 
Figura 4.27, pág. 151, Imunologia de Janeway, 8 ed 
Células dentríticas 
• Também chamadas de células apresentadoras de 
antígeno profissionais. 
• São estruturadas para ter como principal função a 
apresentação de antígeno. 
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Figura 9.9, pág. 343, Imunologia de Janeway, 8 ed 
• Visualização da célula dendrítica na periferia 
(todo tecido que não é linfóide). Nessa região são 
chamadas de células dendríticas imaturas. Estão 
esticadas e em todos os pontos de contato 
possíveis fará endocitose. Possui extrema 
capacidade endocítica e baixa capacidade de 
apresentação de antígenos, pois expressam 
poucas moléculas de MHC. 
• Com o reconhecimento de padrões moleculares, a 
célula começa o processo de maturação – começa 
a ser estimulada pelas citocinas e pelo sistema 
complemento, a fagocitar o patógeno... é 
completamente ativada e a maturação começa 
com o processo de migração para vasos linfáticos. 
• Essa célula perde a capacidade de se manter 
ligada à matriz extracelular do seu tecido 
originário. Ela será absorvida junto ao edema 
gerado a partir da inflamação pela linfa. Por meio 
dessa, chegará aos órgãos linfoides secundários. 
• Nos vasos linfáticos: assume uma conformação 
mais esférica. Começa a aumentar a expressão de 
moléculas de MHC na membrana e a reduzir os 
processos de endocitose quase completamente. 
Começam a se preparar para tornar-se boas 
apresentadoras de antígenos. 
• Ao chegar no linfonodo ou outro órgão linfoide 
secundário, como baço e órgãos linfoides 
associados a mucosa, ela se estica e liga na matriz 
extracelular desse órgão, se estendendo o máximo 
possível – para aumentar a superfície de contato 
com os linfócitos T. Os linfócitos T começam a 
se ligar a ela, interagindo com ela e reconhecendo 
os antígenos. 
• No linfonodo vai expressar uma grande 
quantidade de moléculas de MHC do tipo I e II. 
• A célula dendrítica não permanece no tecido. 
Saem do tecido, mudando suas características ao 
longo da migração e aumentando sua capacidade 
de expressar MHC e consequentemente de 
apresentar antígenos. 
Migração de células dendríticas 
 
Figura 9.13, pág. 346, Imunologia de Janeway, 8 ed 
• Fundamental para que ela seja a célula 
apresentadora de antígeno profissional. 
• Ela sai do tecido e vai para os órgãos linfoides 
secundários. 
• Os padrões moleculares associados a patógenos 
induzem a produção de citocinas em várias 
células do sistema imune, as quais estimulam aa 
células dendríticas para que ocorra sua ativação, 
junto com o sistema complemento. Esse conjunto 
de estímulos e informações leva a célula a se 
tornar ativa e começar o processo de maturação - 
o qual começa com a saída da célula do tecido 
através de um vaso linfático. 
• Ela entra no sistema linfático e adquire a 
capacidade de se ligar à matriz extracelular e ao 
parênquima de órgãos linfoides. Vão se 
estabelecer em órgãos linfoides secundários, mais 
especificamente na área de linfócitos T para 
apresentar antígenos. 
Maturação de células dendríticas 
• Característica fundamental para definir o 
processo de antígeno por células dendríticas, que 
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ocorre durante o processo de maturação das 
células dendríticas. 
• A maturação envolve um aspecto principal: a 
capacidade de aumentar a apresentação de 
antígenos. 
• Envolve ter mais moléculas de MHC e a 
diminuição da capacidade fagocítica 
 
Figura 9.11, pág. 345, Imunologia de Janeway, 8 ed 
• Comparação de uma célula imatura nos tecidos 
periféricos e uma célula dendrítica em um órgão 
linfoide. 
• Modificação em relação a moléculas de adesão, 
perda de receptores de quimiocinas... 
• A proteína B7.1 (e a B7.2) são importantes. 
• Essa proteína B7 sinaliza para o linfócito T que a 
célula dendrítica é uma célula madura. 
 
Figure 8.16. Immunobiology, 5 ed. (Garland Science). 
• Primeira situação: a célula dendrítica entra em 
contato com uma proteína não bacteriana. Isso 
significa que ela não foi estimulada em um 
ambiente infeccioso (se não há patógeno, não há 
inflamação/infecção, logo não há dano). Quando 
acontece de células dendríticas não estimuladas 
interagirem com o linfócito T, elas podem até ter 
a molécula de MHC classe II com peptídeo, no 
entanto, ela não tem a molécula da família B7 
(células dendríticas imaturas não a expressam). 
Portanto, não são capazes de estimular o linfócito 
T. 
• Quando um linfócito T reconhece moléculas na 
ausência de B7, tornam-se células anérgicas – não 
poderá ser ativado nunca mais. Evita respostas 
autoimunes. 
• Segunda situação: há uma infecção. A célula 
dendrítica é estimulada pela infecção e todo o 
processo inflamatório. Quando ativada, será 
capaz de expressar B7 e enviar o sinal derivado 
do reconhecimento de antígeno bacteriano para 
que o linfócito T o reconheça. Receberá o sinal da 
proteína B7, que confirma a presença de infecção, 
inflamação, dano... Se houver muitos B7 
expressos, significa que a inflamação é muito 
intensa. Com isso, o linfócito vai se diferenciar e 
proliferar. 
Sinapse imunológica 
• É o local/microambiente de contato entre a célula 
apresentadora de antígeno e o linfócito T. 
 
Figura 9.31, pág. 368, Imunologia de Janeway, 8 ed 
• Visão do linfócito T no local da apresentação. 
Expressão de proteínas marcadas por 
fluorescência. É possível observar dois anéis 
(vermelho e verde) 
• Esses anéis são chamados de pSMAC (periférico) 
e cSMAC (central). No anel central estão 
localizadas as principais moléculas responsáveis 
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pelo processo de apresentação de antígenos 
(TCR, CD4/CD8, CD28 e o p:MHC). As 
moléculas de adesão estão associadas ao pSMAC. 
 
Figure 1. Huppa, J., Davis, M. T-cell-antigen recognition and the immunological synapse. 
Nat Rev Immunol 3, 973–983 (2003). https://doi.org/10.1038/nri1245. 
• Visão da interação. A região no meio é a do anel 
central, que possui os receptores. Na periferia, é 
o anel pSMAC, onde estão as moléculas que 
promovem adesão entre o linfócito T e a célula 
apresentadora de antígeno – permitindo que as 
interações menos intensas possam acontecer. 
• Ocorre um processo de polarização nessas 
células. Só há expressão das moléculas em uma 
área. Isso significa que as proteínas que se 
encontravam na superfície como um todo 
migraram para a região específica da sinapse 
imunológica. Até a síntese de citocinas passa a 
ocorrer nessa região. 
A propensão genética a desenvolver alergias está 
relacionado com MHCs que dão maior propensão por 
expressar em maior quantidade esse composto. Isso 
acontece com tumores, doenças etc.