MHC E APRESENTAÇÃO DE ANTÍGENOS

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MHC E APRESENTAÇÃO DE ANTÍGENOS
BBPM III - Alex
Complexo Maior de Histocompatibilidade (MHC)
Uma célula apresentadora de antígeno (APC) tem a função de apresentar antígenos (peptídeo) à célula TCD4+ (TCR = receptor da célula T) e o faz através de uma molécula MHC.
Características dos antígenos reconhecidos pelas células T
1. A maioria das cél. T reconhece peptídeos somente → apenas peptídeos se ligam às moléculas de MHC;
2. As cél. T reconhecem peptídeos lineares e não determinantes conformacionais de antígenos proteicos → os peptídeos lineares se ligam às fendas das moléculas do MHC e a conformação da proteína é perdida durante a geração desses peptídeos;
3. As cél. T reconhecem antígenos associados às células e não solúveis → a maioria dos receptores das cél. T reconhecem somente complexos peptídeo-MHC e as moléculas do MHC são proteínas da membrana que apresentam peptídeos ligados de maneira estável nas superfícies celulares;
4. As cél. T CD4+ e CD8+ reconhecem preferencialmente antígenos monitorados no ambiente extracelular e citossólico, respectivamente → as vias de montagem das moléculas do MHC garantem que as moléculas da classe II apresentem os peptídeos derivados de proteínas extracelulares e capturados em vesículas das APCs e que as moléculas da classe I apresentem peptídeos de proteínas citossólicas; o CD4 (helper) e o CD8 (citolíticas) se ligam a regiões não polimórficas das moléculas do MHC da classe II e I, respectivamente.
APCs
· CÉL. DENDRÍTICA → melhor APC; expressa MHC e co-estimulador B7 que se liga do receptor CD28 → ativação da cél. T imatura, expansão clonal e diferenciação em cél. T efetoras; aumentado pelo IFNγ;
· MACRÓFAGO → se liga à célula T efetora, que ativa macrófagos (imunidade mediada por células); aumentado pelo IFNγ;
· CÉLULA B → se liga à célula T efetora, que ativa cél B e produção de anticorpos (plasmócito; imenidade humoral); aumentado pelo IFNγ;
· CÉL. ENDOTELIAIS VASCULARES → poucos co-estimuladores; pode promover a ação de células T antígeno-específicas no local de exposição do antígeno; induzível pelo IFNγ;
· CÉL. MESENQUIMAIS E EPITELIAIS → poucos co-estimuladores; induzível pelo IFNγ.
Células dendríticas (CD)
Na pele, trato intestinal e trato respiratório, há CD capazes de capturar antígenos. Quando capturam, migram através de vasos linfáticos até linfonodos para a apresentação a cel. T e B.
Em casos em que o antígeno caia na circulação sanguínea, esse passa pelo baço, onde é capturado por APCs.
Pele
Na pele, há CD residentes da epiderme (célula de Langerhans) que capturam antígenos e se torna ativas (CD migratórias), que migram, através da via linfática, até os linfonodos.
	
	CD RESIDENTES
	CD ATIVADAS
	Função principal
	CAPTURA DE ANTÍGENOS
	APRESENTAÇÃO DE ANTÍGENOS A CEL. T
	Expressão de receptores Fc e de manose
	++
	-
	Expressão de moléculas envolvidas na ativação de cél. T - B7, ICAM-1, IL-12
	- ou baixo
	++
	Moléculas do MHC-II:
	
	
	Meia-vida
	~10h
	>100h
	N. de moléculas de superfície
	~10^6
	~7x10^6
obs.: CD da linhagem mieloide = clássicas; CD da linhagem linfoide = plasmocitoides.
1. CD CLÁSSICAS PRINCIPAIS → imunidade inata - fonte de citocinas inflamatórias; i. adaptativa - captura e apresentação de antígenos principalmente para células T CD4+; 
 1. MARCADORES DE SUPERFÍCIE = BDCA-1'CD1c'
 2. TLR EXPRESSOS = TLR 2,3,4,5,8,9
 3. CITOCINAS PRODUZIDAS = IL-12, IL-23, TNF, IL-6
2. CD CLÁSSICAS APRESENTAÇÃO CRUZADA → I.A. - captura e apresentação de antígenos principalmente para células T CD8+;
 1. MARCADORES DE SUPERFÍCIE = BDCA-3/CD141', CLEC9A'
 2. TLR EXPRESSOS = TLR 3,11
 3. CITOCINAS PRODUZIDAS = IL-12, IL-23, TNF, IL-6
3. CD PLASMOCITOIDES → i. antiviral - resposta inata precoce; monitoramento de cél. T antivirais.
 1. MARCADORES DE SUPERFÍCIE = BDCA-2/CD303'
 2. TLR EXPRESSOS = TLR 7,9
 3. CITOCINAS PRODUZIDAS = IFN tipo 1*
Fenômeno de restrição de MHC
Década de 60. Em um camundongo da linhagem A com vírus da coriomeningite linfocitária (LCMV), após 7 dias, coletaram linfócitos T CD8+ (citolítica) específicos contra tal vírus. Paralelamente, coletaram cél. da linhagem A (APC; MHC = camundongo) e infectaram com o LCMV, bem como fizeram com células da linhagem B (MHC diferente do camundongo). Quando colocaram a cél. da linhagem A infectada em contato com o linfócito T CD8+, o CD8 era ativado (reconhecia peptídeos virais + MHC próprio) e tinha efeito citolítico. Quando colocaram a cél. da linhagem A infectada em contato com um linfócito T CD8+ não específico, não havia resposta, bem como quando colocavam a cél. da linhagem B em contato com o linfócito específico.
Assim, conclui-se que o MHC é restrito - TCR precisa reconhecer o antígeno e o MHC próprio.
HLA (Antígeno Leucocitário Humano)
HLA é o gene que codifica o MHC.
obs.: nos transplantes, é necessário haver homologia entre doador e receptor para evitar rejeição.
· HLA-I → porções A, B e C
· HLA-II → porções DP, DN, DM, DO, DQ, DR
Tais porções dos HLA podem apresentar diversas variações e, logo, codificar diversos MHC diferentes → dificuldade para transplantes → cél. T não reconhece/reconhece como não próprio → reação negativa.
Há possibilidade de polimorfismo e/ou poligenia → dificuldade para transplantes (achar alguém semelhante), porém maior variabilidade de reconhecer e apresentar antígenos diferentes.
obs.: lócus do MHC da "classe III" codifica proteínas do sistema complemento (CD4,CD2, fator B e citocinas - TNF-alfa).
Há uma relação entre HLA específicos e doenças → hanseníase (HLA B40), esclerose múltipla (HLA B12, A11, B16, Cw7 etc), leucemia linfoide (HLA B35), psoríse (HLA A1, B17, Cw6 etc), espondilite anquilosante (HLA B27), lúpus (HLA DRB*03 etc), HIV-1 (HLA B*3520, B*1801 etc), hepatites autoimunes.
· No geral, cél. linfoides apresentam MHC-I (sinaliza para T CD8+) e MHC-II.
· No geral, neutrófilos, hepatócitos, cél, rim e do cérebro apresentam MHC-I (sinaliza para T CD8+ → citolítica) e não MHC-II.
· Cél. vermelhas do sangue (anucleadas → não expressam gene HLA, logo, sem MHC) não há expressão de MHC-I, nem de MHC-II.
obs.: por isso que parasitas que ficam dentro de cél. anucleadas ficam "protegidas", pois a célula não expressará antígenos em sua superfície, dado a falta de expressão de moléculas do MHC.
HLA da classe I
MHC-I possui 3 domínios alfa (α1, α2 e α3 - **α1 e α2 formam a fenda de ligação do peptídeo (folha-β pregueada = sulco da fenda - precisa de peptídeos pequenos) e α3 possui uma região transmembrana que ancora a proteína na membrana) e 1 domínio beta (β2 microglobulina - dá sustentabilidade ao MHC). Há uma reação entre o peptídeo e a fenda de ligação do peptídeo - interação maior com a porção α1 e a parte de folha-β pregueada (sulco) → variabilidade de resíduos de aa (produz diversos tipos de MHC - não muda quando já pronto) → permite maior ligação com o antígeno (pontes de H). 
HLA da classe II
MHC-II possui 2 domínios alfa (α1 e α2 - **α2 possui porção transmembrana para ancoragem na célula e α1 forma a fenda de ligação do peptídeo) e 2 domínios beta (β2 possui porção transmembrana para ancoragem na célula e β1 forma a fenda de ligação do peptídeo). Há uma reação entre o peptídeo e a fenda de ligação do peptídeo - interação maior com a porção β1 e sua parte de folha-β pregueada (sulco) → variabilidade de resíduos de aa na β1 e seu sulco (produz diversos tipos de MHC - não muda quando já pronto) → permite maior ligação com o antígeno (pontes de H). 
obs.: MHC-II possui maior variabilidade do que o MHC-I → MHC-II apresenta antígenos extrecelulares (maiores) e precisa de maior variabilidade para reconhecer e apresentar para T CD4+, enquanto que MHC-I apresenta antígenos intracelulares (menores) e, logo, precisa de menos variabilidade para reconhecer e apresentar para T CD8+.
obs.: pode expressar mais HLA-DR ou HLA-DQ ou HLA-DN - muda a estrutura um pouco.
Ligação entre APC e linfócitos T
Para haver a apresentação de antígenos, o TCR da célula T deve reconhecer a presença do peptídeo E a estrutura do MHC. Se NÃO reconhecerOU um outro, NÃO haverá reconhecimento. Logo, o MHC deve ser próprio, porque o TCR foi feito para reconhecer os MHC do próprio organismo.
obs.: TRANSPLANTES → se o TCR não reconhecer como próprio, a cél. T pode destruir tal célula ou apresentar para cél. T alorreativas, que destruirão tal célula = REJEIÇÃO.
Se houver uma produção/presença em excesso de peptídeos na fenda de ligação, não haverá reconhecimento e, portanto, não haverá ativação de cél. T. 
obs.: VACINAÇÃO → deve-se colocar uma quantidade de antígenos suficiente para captura por APCs, mas não em excesso, pois pode inibir a apresentação e a ativação de células T
Vias de ativação do MHC
O processamento de captura de antígenos para apresentação ao MHC-I é definido por 4 etapas:
1. CAPTURA DO ANTÍGENO → proteínas citossólicas (já estão dentro da célula)
2. PROCESSAMENTO DO ANTÍGENO → proteossoma que faz
3. BIOSSÍNTESE DE MHC → RE
4. ASSOCIAÇÃO PEPTÍDEO-MHC 
O processamento de captura de antígenos para apresentação ao MHC-II é definido por 4 etapas:
1. CAPTURA DO ANTÍGENO → endocitose de proteína extracelular
2. PROCESSAMENTO DO ANTÍGENO → fagolissoma destrói
3. BIOSSÍNTESE DE MHC → RE
4. ASSOCIAÇÃO PEPTÍDEO-MHC 
Vale ressaltar que tais processos ocorrem simultaneamente à resposta imune inata → células NK produzem IFN-gama (também produzido por cél. T CD4+ ativadas), que estimulam a expressão de MHC-II em APCs e, logo, a apresentação de antígenos e a resposta de cél. T. Logo, IFN-gama é estimulador de cél. T.
Vias de ativação do MHC-I
1. PRODUÇÃO DE PROTEÍNAS NO CITOSOL → microrganismo produz dentro da célula ou APC capturou e a proteína está no citosol;
2. DEGRADAÇÃO PROTEOLÍTICA (UBIQUITINAÇÃO) → ubitiquinase coloca um marcador na região N-terminal da proteína, o que faz com que ela seja levada ao proteossoma (região rica em enzimas proteolíticas), o qual cliva a proteína em pequenos peptídeos (para poderem entrar na fenda de ligação);
3. TRANSPORTE DE PEPTÍDEOS DO CITOSOL PARA O RE → RE produz proteínas da estrutura do MHC-I (estabilizadas por chaperonas); TAP/tapasina transporta os peptídeos para entrarem no RE; ERAP cliva o peptídeo, fazendo com que uma porção entre na fenda do MHC; 
4. MONTAGEM DOS COMPLEXOS PEPTÍDEOS-CLASSE I DO RE → quando o MHC está pronto, com o peptídeo em sua fenda, são formados vacúolos no Golgi;
5. EXPRESSÃO NA SUPERFÍCIE DOS COMPLEXOS PEPTÍDEO-CLASSE I → exocitose de vesículas com o MHC com peptídeo, a fim de apresentá-los a TCR e co-receptor CD8 de linfócitos TCD8+.
A função do CD8+ é citolítica.
Paralelamente, uma célula infectada que apresente MHC-I, pode ser fagocitada por uma APC, que processará esses antígenos e apresentará o MHC-I com o peptídeo da cél infectada na sua superfície, o que ativará (proliferação) mais células T CD8+, a fim de que essas destruam cél. infectadas.
obs.: se o microrganismo houver uma mutação na região restrita ao MHC-I do peptídeo, esse pode evadir da defesa por cél. T CD8+.
Vias de ativação do MHC-II
1. CAPTURA DE PROTEÍNAS EXTRACELULARES PARA OS COMPARTIMENTOS VESICULARES DA APC → endocitose;
2. PROCESSAMENTO DE PROTEÍNAS INTERNALIZADAS NAS VESÍCULAS ENSOSSOMAIS/LISOSSOMAIS → fagolisossoma/endossoma cliva a proteína em pequenos peptídeos num vacúolo;
3. BIOSSÍNTESE E TRANSPORTE DE MOLÉCULAS DO MHC-II PARA OS ENDOSSOMAS → paralelamente, moléculas no MHC-II são formadas no RE (estabilizadas por chaperonas) e migram para o Golgi, que forma uma vesícula exocítica; proteína I se liga à fenda e impede que peptídeos da própria célula se liguem;
4. ASSOCIAÇÃO DE PEPTÍDEOS PROCESSADOS COM MOLÉCULAS DO MHC-II NAS VESÍCULAS → peptídeos se ligam às moléculas de MHC-II (HLA-DM tira a proteína I); formação de um vacúolo que é exocitado;
5. EXPRESSÃO DE COMPLEXOS PEPTÍDEO-MHC NA SUPERFÍCIE CELULAR → exocitose de vesículas com o MHC com peptídeo, a fim de apresentá-los e ativar células T CD4+ (MHC se liga à molécula CD4).
Quando uma célula T CD4+ é apresentada a um antígeno (epítopo imunodominante), ela inicia um processo de clonagem, em que diversas cél. T (CÉL. T CD4 helper) que respondem a esse mesmo antígeno são formadas. 
Cél. T ativadas podem estimular macrófagos (fagocitose) e cél. B (anticorpos) através de citocinas.
obs.: mutações em peptídeos relacionados ao MHC-II geram menores padrões de resposta T CD4+ contra o peptídeo - baixa apresentação de antígeno.
Função da célula T CD8 - citotóxica/citolítica
Ao reconhecer, via TCR, uma APC com MHC-I próprio e peptídeo não-próprio, a cél. T CD8 expressa citocinas, que estimulam a produção de perforina e granzima. A perforina leva à formação de poros na cél. infectada, onde entrarão as moléculas de granzimas, as quais destroem a cél. infectada.
Função da cél. T CD4 - helper
Ao reconhecer, via TCR, uma APC com MHC-II próprio e peptídeo não-próprio, a cél. T CD4 sofrerá uma seleção clonal, se multiplicará em cél. T helper (efetoras) e em cél. memória. Cél. Th efetoras produzirão IL-4 (associadas à ativação de cél. B, com produção de anticorpos e cél. memória - resposta imune humoral), IL-2 e IFN-gama (aumenta a resposta imune celular - cél. T citolíticas - e a RII - fagocitose por macrófagos) e outras citocinas (aumenta a RII - fagocitose por macrófagos).