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Mecanismos – IMUNO BLOCO 2 – Lara Fernandes – AULA 6 LINFÓCITOS T • São as células mais centrais da resposta imune adaptativa; • Na imunidade inata as células utilizam os receptores de padrão molecular para reconhecimento, porém na imunidade adaptativa isso é diferente. • Uma das principais características dos receptores dos linfócitos, tanto T quanto B é a especificidade. São moléculas extremamente específicas para pequenas porções de macromoléculas. • Linfócitos T: reconhecem moléculas essencialmente proteicas. EPÍTOPOS • São as porções das diferentes proteínas que os linfócitos T são capazes de reconhecer. • Dentro de um antígeno complexo (pode ser um patógeno ou macromolécula) existem porções que são reconhecidas pelo linfócito T, essas são chamadas de epítopos. • O reconhecimento acontece através de um receptor chamado TCR – Receptor de Células T. TCR – RECEPTOR DE CÉLULAS T • É formado por duas cadeias polipeptídicas, uma cadeia denominada alfa (em amarelo) e outra cadeia beta (em verde). • As duas cadeias polipeptídicas são glicoproteínas associadas a carboidratos e são divididas em regiões. • Calda citoplasmática: É bem curta. • Esses receptores não são capazes de transduzir sinal diretamente, eles precisam de proteínas adaptadores. • Tanto a cadeia alfa quanto a beta são compostas por uma região constante (C) e outra região variável (V). REGIÃO VARIÁVEL DO TCR • Nessa região, na superfície da proteína, ficam as porções onde o antígeno é reconhecido, ou seja, a interação com o antígeno ocorre na região variável. • Essa região, como o próprio nome já diz, varia de acordo com cada tipo de linfócito T no indivíduo e também entre indivíduos da mesma espécie que são geneticamente diferentes. • O linfócito T, para reconhecer apropriadamente os antígenos, ele precisa de co-receptores. Esses co- receptores podem ser moléculas CD4 ou CD8 – Isso é o que diferencia as duas linhagens de linfócitos T que temos em nosso organismo. • O TCR é semelhante a porção Fab das imunoglobulinas. • Esses receptores não são capazes de reconhecer antígenos solúveis ou particulados em sua forma inativa, ou seja, esse receptor não é capaz de interagir com as proteínas na sua forma natural. • Para que ocorra o reconhecimento dessas proteínas é necessário que elas estejam em células apresentadoras de antígenos, essas células precisam processar esses antígenos – seja através da via de MHC de classe I ou de MHC de classe I. • Os linfócitos TCD8 reconhecem os antígenos apresentados por MHC de classe I e os linfócitos TCD4 reconhecem os apresentados por MHC de classe II. • Então para o antígeno ser reconhecido ele precisa ser apresentado por uma célula apresentadora em um contexto de MHC. DIVERSIDADE • Uma das principais características dos receptores de linfócitos T é a diversidade. • Acredita-se que exista mais variedade dos receptores de linfócitos do que existam peptídeos naturalmente formados pelos aa. O que significa, teoricamente, que Imunidade adquirida Mecanismos – IMUNO BLOCO 2 – Lara Fernandes – AULA 6 temos mais linfócito do que antígeno para ser reconhecido pelos linfócitos. • Essa diversidade é o que permite que a gente se adapte as mais variadas situações de resposta imune. Nós formamos mais linfócitos durante a vida do que o necessário para os estímulos que iremos ser submetidos. Isso garante que sempre que a gente entre em contato com determinado tipo de antígeno proteico, haja um linfócito T capaz de reconhecer esse antígeno. • Como é que nós conseguimos, com as informações genéticas que temos atualmente, produzir uma variedade tão grande de linfócitos T? Na teoria nós não temos genes suficientes para codificar tantas proteínas diferentes, como acontece com o TCR e com os anticorpos. - As células primordiais, inclusive os linfócitos t que ainda estão em desenvolvimento possuem no locus gênico que codifica para a cadeia alfa e no locus gênico que codifica para a cadeia beta um conjunto chamado segmentos gênicos de DNA, que são os exons que irão formar o gene que codifica para o receptor de linfócito T. A escolha desses segmentos é absolutamente aleatória, não há nenhuma regra ou regulação que determine qual segmento será escolhido, existem mecanismos para que o processo dessa escolha seja feita da forma adequada pois qualquer erro durante o processo de recombinação (na hora de cortar o DNA, juntar as fitas de DNA, formar um gene produtivo) faz com que a célula morra. PORÇÃO VARIÁVEL DA CADEIA ALFA Ex.: Um linfócito T jovem, em desenvolvimento, precisa expressar o seu receptor de linfócitos T para poder completar esse desenvolvimento e se tornar uma célula madura. Com isso, ela tem a disposição no genoma de 70- 80 segmentos V e em torno de 61 segmentos J, além disso, aleatoriamente, esta célula pode escolher um dos segmentos V e um dos segmentos J para poder formar o que chamamos de recombinação VJ. A junção desses dois éxons é que irá formar a porção variável da cadeia alfa do. • A porção constante da cadeia alfa é dada por um gene C que não varia, é igual para todos. PORÇÃO VARIÁVEL DA CADEIA BETA • Algo semelhante ocorre com a cadeia beta, porém, nesse caso, ainda é um pouco mais complexo no número de possibilidades. • A porção variável da cadeia beta é formada por três segmentos gênicos: o segmento V, o segmento D e o segmento J. São aproximadamente 2 segmentos D, 14 segmentos J e 52 segmentos V, disponíveis para formar o que chamamos de recombinação VDJ. • Recombinação VDJ: responsável pela formação do gene que irá codificar para a porção variável da cadeia beta. • A porção constante é formada pelos genes constantes C que não fazem um tipo de variação. • DNA germinativo: É o DNA somático que está presente em todas as células. • Quando eles começam a fazer o reconhecimento, irão rearranjar o DNA. Uma vez feita, não tem volta, pois é uma modificação no DNA da célula. • Quando o gene está completo na cadeia alfa e na cadeia beta, as proteínas são formadas: a porção variável da cadeia alfa, a porção variável da cadeia beta e as porções constantes das duas cadeias. DESENVOLVIMENTO DOS LINFÓCITOS T • A hematopoese é iniciada com uma célula tronco hematopoiética – que é capaz de dar origem a todas as outras células do sangue e todas as células hematopoiéticas do sistema imune. • As duas principais linhagens que existem durante a hematopoese é a linhagem mieloide (derivada do Mecanismos – IMUNO BLOCO 2 – Lara Fernandes – AULA 6 progenitor mieloide comum) e a linhagem linfoide (derivada do progenitor linfoide comum). • O progenitor linfoide comum vai dar origem aos dois tipos de linfócitos do sistema imune adaptativo, os linfócitos B e os linfócitos T. • Esse progenitor linfoide comum, quando estimulado pelos fatores de crescimento necessário para o desenvolvimento de linfócitos T, ele se transforma em uma célula chamada de pré-T. • Pré-T: é uma célula que está comprometida com o desenvolvimento de linfócitos T, essa célula não é capaz de se manter na medula óssea. • O linfócito T é a única célula hematopoiética que precisa ir para um outro órgão para completar o seu desenvolvimento, esse órgão é o TIMO. DESENVOLVIMENTO INTRA-TÍMICO • Lembrando que os dois órgãos linfoides primários, que são os órgãos responsáveis pela formação e produção das células do sistema imune são: a medula óssea e o timo. • O timo é um órgão linfoide primário único e exclusivamente porque ele é o órgão responsável pela formação dos linfócitos T. • Durante o desenvolvimento intra-tímico são formadas as duas linhagens: linfócitos TCD4 e TCD8 – ambas possuem receptor TCR αβ. • A progressão do desenvolvimento do linfócito T no timo, depende da expressão correta dos seusreceptores de superfície, que são: o TCR (t-cell receptor) e as moléculas CD4 e CD8, no timo. Ou seja, a recombinação VJ e VCDJ precisam ser feitas corretamente para que o linfócito consiga progredir com seu desenvolvimento intra-tímico. • O timo é dividido em 4 regiões: região subcapsular (logo abaixo da capsula), córtex (logo atrás da região subcapsular), junção córtico-medular (junção entre o córtex e a medula), medula (centro do órgão). • Todo órgão linfoide precisa manter a estrutura histológica pois as células do sistema imune que estão nesse órgão precisam ser estimuladas dentro desse órgão em regiões específicas. • O pré-T perde a capacidade de ficar na medula, cai na corrente sanguínea e quando ele passa por vênulas associadas ao timo, ele é estimulado a fazer diapedese e é atraído para dentro do órgão. • Uma vez dentro do timo, o pré-T passa a se chamar timócito. • Timócito: começa uma caminhada específica. • As vênulas intra-tímicas estão na região medular do timo, e a célula pré-T ao entrar no timo ela começa a migrar de região em região, cruzando a região córtico- medular, córtex e chegando na região subcapsular. • Ao longo desse processo ela prolifera, e quando chega na região subcapsular ela começa a a migração na direção oposta, ou seja, voltando em direção a medula. • Ao conseguir voltar para a medula sem morrer, ela completa o seu desenvolvimento e mais uma vez cai na corrente sanguínea como linfócito T maduro. • Ao longo desse processo esses timócitos criam uma nomenclatura. FASE DUPLO-NEGATIVA • Num primeiro momento, esses timócitos vão ser chamados de timócitos duplo-negativos. • Os timócitos duplo-negativos não possuem a expressão nem de CD4 e nem de CD8 ao longo das 4 fases desse timócito (DN1, DN2, DN3 e DN4). • Logo quando o pré-T entra na medula, ele já entra como timócito duplo-negativo (DN1). • Ao chegar no córtex DN1 vira DN2 e na região subcapsular DN2 vira DN3. • Ao voltar para o córtex, depois de passar pela região subcapsular ele vira DN4. FASE DUPLO-POSITIVA • Nessa fase as células possuem a expressão tanto de CD4 quanto de CD8. • Esses timócitos duplo-positivos ficam na região córtico-medular. ETAPA SIMPLES-POSITIVA • É a fase em que será definido se o linfócito vai expressar exclusivamente CD4 ou CD8. Mecanismos – IMUNO BLOCO 2 – Lara Fernandes – AULA 6 • Os linfócitos T maduros expressão um ou outro, não expressam as duas moléculas ao mesmo tempo. • No retorno a medula será definido se vai ser CD4+8- ou CD8+4-, que nada mais é o linfócito TCD4 ou linfócito TCD8. IPC: Por que os timócitos, ao longo desse processo, conseguem fazer a recombinação VDJ? • Todas as células do nosso corpo possuem os segmentos VDJ, porém somente os timócitos são capazes de recombinar esses segmentos para poder fazer os genes VDJ (β) e VJ (α). • Essa recombinação ocorre por conta da expressão de duas enzimas que são linfoespecíficas, ou seja, enzimas que são expressas exclusivamente pelos linfócitos T. Essas enzimas são chamadas de: recombinases linfo-específicas (RAG-1 e RAG-2). • RAG-1 e RAG-2 são enzimas capazes de reconhecer os seguimentos VDJ e VJ e realizar a recombinação aleatória para produzir o gene correto. • Essas enzimas só são expressas nessas células, em dois momentos: entre a fase DN2 e DN3 – primeira leva de recombinação, associada a produção da cadeia β. Entre a fase DN4 e duplo-positiva – quando ocorre a recombinação para formação da cadeia α. • Nesses dois momentos, ao expressarem RAD-1 e RAD-2 e fazerem a recombinação correta, a célula expressa o TCR. O TCR é expresso no final da fase duplo-positiva. PASSO A PASSO DO DESENVOLVIMENTO DOS TIMÓCITOS FASE DN1 • É a fase em que o timócito inicia o processo, quando chega na medula do timo. • Ele não possui a expressão de CD4 e CD8, pois está na fase duplo-negativo. • Não possui expressão do TCR pois ele ainda tem os segmentos gênicos na sua conformação normal como todas as células do organismo. • Ainda não ocorreu a recombinação gênica da cadeia VDJ e VJ. • A célula progride no processo de migração dentro do timo, da medula começa a migrar em direção ao córtex. FASE DN2/DN3 • É quando começa a expressão de RAG-1 e RAG-2. • Essa expressão permite o início do rearranjo para a cadeia β, primeiramente Dβ-Jβ, dessa forma ocorre a recombinação, ainda na fase DN2. • Na fase DN3 ocorre o término desse rearranjo com a recombinação Vβ-DJβ. • A partir disso, no locus gênico da cadeia beta não mais está o DNA na sua forma germinativa, ele encontra-se rearranjado, formando o gene que dá origem a cadeia β. • Com o gene rearranjado, ou seja, pronto, a célula pode começar a transcrição e tradução do RNA mensageiro e vai expressar a cadeia β ainda no citoplasma (intracelular). FASE DN4 • Nessa fase ocorre a checagem celular do funcionamento da cadeia β, para isso a célula precisa expressar todos os componentes do TCR, já que a cadeia β é uma estrutura que forma o TCR. • Dessa forma, é expresso um conjunto de proteínas que são comumente chamadas de pré-TCR, não é o TCR completo, mas é o mais próximo possível que a célula consegue chegar do TCR naquele momento, com a expressão ao mesmo tempo de CD4, CD8, CD3 e uma outra proteína chamada de pTα – é uma proteína que tem homologia estrutural com a cadeia α porém o gene que codifica essa proteína não é capaz de ser recombinado e ela não reconhece antígeno. • Isso permite que a cadeia β se estabilize na membrana caso ela seja funcional. • A expressão do pré-TCR na fase DN4 tem uma série de funções, a primeira é garantir que a cadeia β produzida na fase DN2 e DN3 seja funcional. A segunda função é fazer com que esse timócito automaticamente passe para a fase duplo-positiva. Mecanismos – IMUNO BLOCO 2 – Lara Fernandes – AULA 6 • CD3 é um conjunto de proteínas que são capazes de transduzir o sinal recebido pelo TCR, o TCR em si não é capaz de transduzir o sinal, essas proteínas acessórias fazem a função. • A expressão do pré-TCR permite que a célula comece a expressar RAG-1 e RAG-2 novamente. FASE DN4 A DUPLO-POSITIVA • Nessa fase a célula expressa CD4 e CD8. • Expressando RAG-1 e RAG-2 novamente a célula inicia novamente o processo de recombinação, agora a etapa Vα-Jα. • A recombinação VJ da cadeia α, essa recombinação pode ser feita várias vezes até que a célula consiga fazer uma cadeia α funcional. • Ao contrário do que acontece na cadeia β, os segmentos J são subsequentes aos segmentos V. • Toda vez que ocorrer essa recombinação, tudo o que estiver no meio é perdido. • Quando a cadeia α funcional é formada, ela se junta a cadeia β e a cadeia pTα é deslocada, dessa forma a cadeia α toma o lugar da cadeia pTα e origina o TCR. • No final da fase duplo-positiva o TCR está completamente formado e é absolutamente capaz de reconhecer algum tipo de antígeno. • O timócito duplo-positivo é uma célula perigosa para o nosso organismo, pois o processo de recombinação gênica que gera as recombinações variáveis desse receptor, que são as porções que reconhecem antígenos, é totalmente aleatório. Isso significa que esse receptor recém-formado na célula duplo-positiva pode reconhecer “na teoria” qualquer tipo de peptídeo, inclusive os nossos. Então, os peptídeos que são continuamente apresentados pelas nossas células via classe II e classe I. Esse timócito duplo-positivo é potencialmente capaz de reconhecer qualquer tipo de antígeno das nossas células. • Por esse motivo, essa célula duplo-positiva precisa passar por um processo de seleção intra-tímica. SELEÇÃO INTRA-TÍMICA • Antes de sair do timo e ir para a corrente sanguínea e outros tecidos, a célula será selecionada. • Existem dois processos de seleção em que os timócitos passam antesde saírem do timo: a seleção positiva e a seleção negativa. • Seleção positiva: vai ser definido se o TCR é funcional. • Seleção negativa: vai ser definido se esse linfócito é auto-reativo, ou seja, se ele é capaz de reconhecer e ser ativado por antígenos do nosso próprio corpo. • O processo de seleção ocorre em dois momentos: no córtex durante a fase duplo-positiva em que ocorre a seleção positiva e na região medular em que ocorre a seleção negativa. SELEÇÃO POSITIVA • Na seleção positiva a gente vai selecionar os timócitos que são capazes de interagir com antígenos, ocorre na fase duplo-positiva. • Para isso, as células epiteliais corticais do timo vão ser responsáveis por apresentar complexos MHC:peptídeo para seleção positiva. • As moléculas de MHC de classe I e II são as responsáveis por apresentar peptídeos para linfócitos T serem capazes de reconhecer esses peptídeos – o linfócito T não é capaz de reconhecer o peptídeo solúvel, somente são capazes de reconhecer antígenos apresentados no contexto de MHC por células apresentadoras. • Quando o timócito entra em fase duplo-positiva e expressa o TCR, para sobreviver, ele precisa interagir e reconhecer algum complexo MHC:peptídeo na célula epitelial do córtex do timo. • O timócito duplo-positivo é capaz de reconhecer tanto MHC de classe I quanto MHC de classe II pois ele possui CD4 e CD8. • Sem o sinal positivo de reconhecimento do antígeno as células morrem na seleção positiva. • As células epiteliais corticais do timo apresentam antígenos próprios para sem reconhecidos pelos timócitos duplo-positivos. • O linfócito T reconhece o conjunto MHC:peptídeo, ele não é capaz de interagir com o MHC sozinho e nem com o peptídeo sozinho. • Na seleção positiva também é definido se o timócito será CD4 ou CD8. Esse processo depende do MHC que será responsável pela seleção da célula, ou seja, se ele Mecanismos – IMUNO BLOCO 2 – Lara Fernandes – AULA 6 conseguir reconhecer algum MHC apresentando peptídeo, ele irá sobreviver. • Se o MHC for de classe I ele irá se transformar em um timócito CD8. • Se o MHC for de classe II ele irá se transformar em um timócito CD4. • A seleção positiva define a restrição ao MHC. • Restrição ao MHC: os nossos linfócitos T só vão funcionar contra o nosso próprio MHC (do indivíduo), por isso é tão difícil realizar terapia celular com linfócitos T. Então, se pegar um linfócito T e transferir para outro indivíduo para tratar um vírus, por exemplo, não vai adiantar pois o linfócito não reconhece o MHC de outra pessoa. Nesse caso, o TCR reconhece o peptídeo, mas não reconhece o MHC, então vai ser capaz de produzir resposta imune contra o agente. • Todos os timócitos duplo-positivos, para sobreviver, precisam ter o TCR que reconheça as moléculas de MHC que a célula epitelial do córtex do timo apresenta. • Na seleção positiva entre 30 e 70% dos timócitos na fase DN4 morrem por não conseguirem expressar receptores capazes de reconhecer o MHC. • Cada um de nós temos o MHC particular, é quase impossível encontrar alguém com os MHC idênticos ou muito próximos. Nós precisamos que todos os nossos linfócitos passem por esse processo de seleção positiva. • De acordo com o MHC de cada um, nós iremos gerar um repertório de linfócitos T que é diferente do de outros indivíduos. SELEÇÃO NEGATIVA • Acontece depois da seleção positiva. • 100% dos timócitos produzidos após a seleção positiva necessariamente são capazes de reconhecer antígenos complexos MHC:peptídeos próprios (são autoreativos). • A seleção negativa acontece na medula. • É responsável por eliminar timócitos que reconhecem antígenos próprios expressos no timo. Esse reconhecimento precisa levar a ativação do timócito. • Nesse caso, o sinal de sobrevivência do timócito é um sinal negativo para ativação do timócito em contato com antígenos próprios. • A célula responsável por apresentar os antígenos para os timócitos simples-positivos é a célula dendrítica. • As células dendríticas estão presentes na medula do timo para estimular timócitos simples-positivos para selecionar aqueles que não são ativados. • A célula dendrítica é a célula apresentadora de antígeno profissional, pois ela é a célula apresentadora do nosso organismo mais competente em estimular um linfócito T vigem (que nunca foi ativado antes), e é justamente isso que ocorre no timo. • A célula dendrítica interage com o timócito (necessariamente) e ao interagir com essa célula capaz de ativá-lo. Se nessa interação o timócito simples- positivo reconhecer o antígeno apresentado pela célula dendrítica, a ponto de ser ativado, ele morre. • Se o timócito reconhecer o antígeno na célula dendrítica e não for ativado, ele sobrevive e completa sua diferenciação se transformando no linfócito T maduro (virgem). LINFÓCITO T EFETOR • É o linfócito T capaz de efetuar uma resposta imune. LINFÓCITO T CD8 EFETOR • É chamado de linfócito T citotóxico (CTL). Sua função é identificar e matar outras células do nosso corpo, por exemplo quando uma célula está infectada por um vírus ou outros patógenos intracelulares. • Todo e qualquer patógeno que consiga se estabelecer no citoplasma (não em vesícula) de uma célula, seja em todo o processo de infecção ou em alguns momentos, essa célula pode apresentar antígenos desse patógeno via MHC de classe I permitindo a eliminação da célula por um linfócito T citotóxico. Mecanismos – IMUNO BLOCO 2 – Lara Fernandes – AULA 6 LINFÓCITO T CD4 EFETOR • É chamado de linfócito T auxiliar (TH). • Existem vários tipos de linfócitos T auxiliares. • A função dos linfócitos T auxiliares varia de acordo com o tipo de linfócito T auxiliar. • Linfócito TH1: são importantes para ativar macrófagos infectados por patógenos que são intra-vesiculares. • Linfócitos TH2: são extremamente importantes no combate a infecções por helmintos. • Linfócitos TH17: importantes para combater infecções por patógenos extracelulares – bactérias, protozoários e fungos que sobrevivem no líquido intersticial, cavidades etc. • Linfócitos T reguladores (Treg): são células capazes de suprimir respostas imunes. ATIVAÇÃO E DIFERENCIAÇÃO DE LINFÓCITOS T CÉLULAS DENDRÍTICAS: APCS PROFISSIONAIS • A célula dendrítica é uma célula que está nos tecidos periféricos como uma célula imatura. • Nos tecidos periféricos elas encontram patógenos em caso de infecção e são ativadas pelos padrões moleculares associados a patógenos. • Quando a célula dendrítica imatura é ativada por um processo inflamatório, essa célula perde a capacidade de ficar no tecido e ganha a expressão de CCR7. • O CCR7 é um receptor de quimiocina que permite que a célula dendrítica migre para vasos linfáticos e órgãos linfoides secundários. • A célula dendrítica tem uma função primordial que é explicar o que está acontecendo para os linfócitos T. • No caminho até o órgão linfoide secundário, a célula dendrítica ganha algumas características. • Durante o processo de migração, a célula dendrítica é capaz de aumentar a expressão de MHC classe I e II, e expressa necessariamente uma molécula chamada B7. • No órgão linfoide ela vira célula dendrítica madura pois está expressando B7 constitutivamente. • Esses processos fazem com que a célula dendrítica madura seja capaz de ativar um linfócito T virgem e outros tipos também. • As células dendríticas maduras são as únicas células que constitutivamente e profissionalmente são capazes de ativar um linfócito T virgem. • B7 é reconhecida pelo CD28 - um receptor do linfócito T. SINAIS DE ATIVAÇÃO DE LINFÓCITOS T • Independente se é linfócito T CD4 ou CD8, para que o linfócito T consiga ser ativado, ele precisa de no mínimo dois sinais, chamados de primeiro e segundo sinais. PRIMEIROSINAL • Também chamado de sinal de ativação. • Ele consiste no antígeno, que é o MHC:peptídeo. • Se for MHC classe II será um sinal para CD4 e se for MHC classe I será para CD8. • Qualquer linfócito T, em qualquer situação da vida, só exerce algum tipo de função se receber o primeiro sinal – seja o linfócito T virgem, efetor ou de memória. SEGUNDO SINAL • É o sinal derivado das moléculas da família B7: B7.1 e B7.2 (também chamadas de CD80 e CD86). • Também chamado de sinal de sobrevivência. Mecanismos – IMUNO BLOCO 2 – Lara Fernandes – AULA 6 • É bem mais específico para linfócitos T virgens. • Para um linfócito T virgem ser ativado ele precisa necessariamente de dois sinais: o de ativação e o de sobrevivência. • O sinal de ativação, recebido pelo TCR, é extremamente estressante para a célula pois acontecem muitas coisas na célula. Por isso, o linfócito T virgem precisa receber o segundo sinal, que regula uma série de vias anti-apoptóticas que protegem a célula da morte por apoptose, também ativa vias de proliferação importantes para a célula entrar em ciclo celular etc. TERCEIRO SINAL • Também chamado de sinal de diferenciação. • Esse sinal é fundamental para linfócitos T CD4 e opcional para linfócitos T CD8. • Linfócitos T CD4 para completarem a sua ativação precisam do primeiro, segundo e terceiro sinal. • Linfócitos T CD8, para completarem a sua ativação precisam apenas dos dois primeiros sinais, podem receber o sinal de diferenciação, mas não é obrigatório. • O sinal de ativação são as citocinas que a célula dendrítica está produzindo no momento da ativação do linfócito T. • As citocinas que são induzidas nesse tecido (em que está apresentando antígeno) estimulam as células dendríticas a produzirem citocinas do mesmo tipo. • Quando uma célula apresentadora qualquer, que expressa B7 interage com o linfócito T e essa célula apresentadora não tem o MHC:peptídeo específico para o linfócito T, não ocorre efeito nenhum na célula T. • Quando acontece de uma célula tecidual qualquer expressa uma molécula de MHC que apresente um peptídeo, pode ser reconhecida pelo linfócito T. Só que as células do nosso tecido em geral não têm B7 (somente células dendríticas, linfócito B em situação de suprir a estimulação e o macrófago). • Quando o linfócito recebe o sinal de inflamação sem receber o sinal de sobrevivência: ocorre deleção do linfócito T ou inativação perpétua (anergia). LINFÓCITOS T ATIVADOS • IL-2: Citocina chave no processo de ativação de linfócitos T. • Uma das principais diferenças entre um linfócito T virgem e um linfócito T ativado é a expressão do receptor de alta afinidade pela IL-2. • Os linfócitos T virgens expressam o receptor com afinidade moderada pela IL-2, é um receptor formado por duas cadeias: γ e β. • Quando o linfócito T é ativado ele expressa a cadeia α do receptor de IL-2 para completar o receptor trimérico, que é um receptor de alta afinidade pelo IL- 2. SINAIS ENVIADOS POR APCS • Quando o linfócito T recebe o primeiro e o segundo sinais, esses dois sinais juntos induzem a produção de IL-2. Mecanismos – IMUNO BLOCO 2 – Lara Fernandes – AULA 6 • Os dois sinais induzem a produção de 3 fatores de transcrição que vão se ligar ao promotor do gene de IL- 2 ativando a transcrição desse gene. São esses fatores: NFAT, NFkB e AP-1. EXPANSÃO CLONAL • É a capacidade que linfócitos T ativados tem de proliferar agressivamente. • Isso ocorre pois para um dado peptídeo, terá em torno de 100 a 300 linfócitos no organismo capazes de reconhecer esse peptídeo. Esse número é muito pequeno para controlar uma infecção, então quando um desses linfócitos consegue ser ativado, ele prolifera agressivamente para que chegue a alguns milhares ou milhões de linfócitos T que tenham aquela mesma especificidade – por isso clonal. • Quem promove isso é a IL-2, ela é um mitógeno para linfócitos T. Um linfócito T estimulado pela IL-2 prolifera sem parar, nunca entra em G0. • Só pode entrar em expansão clonal o linfócito T que recebeu o primeiro e o segundo sinais. • As células que não têm a mesma especificidade não podem competir pelo espaço com esse linfócito T. REGULAÇÃO DA EXPANSÃO CLONAL • Depende tanto da regulação da IL-2 quanto da expressão do receptor completo para IL-2. • Quando o linfócito T recebe o primeiro e o segundo sinais, ele começa a produzir e secretar IL-2. • Além da produção da IL-2, o primeiro e o segundo sinais também induzem a expressão do gene para cadeia α do receptor de IL-2 (IL-2Rα ou CD25). • A célula expressa um receptor de alta afinidade para IL- 2, permitindo que essa célula consuma a própria IL-2 que ela está produzindo. • Só as células que recebem o primeiro e o segundo sinais que são capazes de produzir IL-2. • Só a célula que recebe o primeiro e o segundo sinais é capaz de expressar o receptor de alta afinidade para o IL-2. • O linfócito T que não está ativado possui o receptor de atividade moderada para IL-2, então mesmo que alguma IL-2 escape e difunda pelo líquido que banha o órgão, os linfócitos que não têm o receptor de alta afinidade perdem a competição com o linfócito T ativo. • Esse é o principal exemplo do sistema imune de ação autócrina de uma citocina, a IL-2 age preferencialmente nos linfócitos que a produzem. Isso acontece pois só o linfócito que produz a IL-2 tem o receptor de alta afinidade para o IL-2. ATIVAÇÃO E DIFERENCIAÇÃO DE LINFÓCITOS T CD8 • Primeira etapa: é a ativação, processo de recebimento dos sinais necessários da célula apresentadora para o linfócito T virgem. • Linfócito T CD8: só precisa do primeiro e do segundo sinais. • O primeiro sinal é o MHC:peptídeo derivado de um antígeno citoplasmático qualquer. • A célula apresentadora precisa ter um segundo sinal, a molécula B7 só é expressa em células dendríticas maduras, então a célula apresentadora necessariamente precisa ter sido ativada em contexto inflamatório. • Ao receber o primeiro e o segundo sinais o linfócito T CD8 ainda dentro do órgão linfoide secundário começa a expressar IL-2 e o seu receptor completo, utilizando de forma autócrina a IL-2 para proliferar. • Durante o processo de proliferação o linfócito passa pelo processo de diferenciação, após esse processo ser finalizado, vai gerar linfócitos T CD8 efetores (linfócito T citotóxico). • Linfócito T citotóxico: tem como função matar células infectadas ou tumorais. O pré-requisito para que ele consiga fazer isso é o primeiro sinal, ou seja, o MHC:peptídeo. • Esse MHC:peptídeo que vai ser reconhecido como primeiro sinal pelo linfócito T CD8 e permite que ele mate essa célula, tem que ser exatamente idêntico ao MHC:peptídeo que foi utilizado pela célula dendrítica para ativar o linfócito T CD8 virgem. • Ao chegar no local inflamado, ele não irá agir indiscriminadamente (como acontece na imunidade inata), ele só vai atuar onde ele reconhecer o mesmo MHC:peptídeo que foi apresentado pela célula dendrítica no momento da ativação do linfócito. • Se o linfócito T CD8 reconhecer o MHC:peptídeo, a célula morre. CÉLULAS CD8 NECESSITAM DA AJUDA DE CÉLULAS CD4 • O terceiro sinal não é fundamental para linfócitos T CD8, porém, se tiver esse sinal, o linfócito é capaz de aumentar o número de células que ele é capaz de matar. Melhora a eficiência em termos quantitativos. Mecanismos – IMUNO BLOCO 2 – Lara Fernandes – AULA 6 • Um dos processos que podem gerar linfócitos T CD8 mais eficientes é quando o linfócito T CD8 recebe a ajuda de linfócitos T CD4. • O linfócito T auxiliar serve justamente para auxiliar outras células, e uma dessas células é a CD8. • Esse processo normalmente acontece com o auxílio de uma célula dendrítica. No órgão linfoide secundário, quando a célula dendrítica estimulalinfócitos T virgens, ela pode estimular ao mesmo tempo o linfócito T CD4 e o linfócito T CD8 pois expressa tanto MHC de classe I quanto MHC de classe II. • Isso ocorre mediado por uma célula dendrítica pois o linfócito T CD4 não é capaz de interagir diretamente com o linfócito T CD8 pois ele não possui receptor de MHC de classe II. Portanto, a célula dendrítica promove a aproximação entre essas células. • A aproximação pode fazer com que citocinas produzidas pelo linfócito T CD4 possam estimular o linfócito T CD8. Isso pode ocorrer com a própria IL-2 e pode acontecer com o interferon γ, estimulando o linfócito T CD8 a aumentar sua capacidade citotóxica. TCD8 E SINAPSE IMUNOLÓGICA • O linfócito T CD8 só é capaz de matar uma célula caso essa célula apresente a molécula de MHC:peptídeo específica com a qual esse linfócito T CD8 reconhece – o mesmo que a célula dendrítica usou para estimular a maturação do linfócito T CD8. • A interação inicial do linfócito T CD8 com um alvo é feita por moléculas de adesão não específicas (normalmente LFA-1 e ICAM). COMO O LINFÓCITO T CD8 MATA AS CÉLULAS? GRÂNULOS CITOTÓXICOS • O processo de diferenciação do linfócito T CD8 nada mais é do que a aquisição da capacidade de produzir os grânulos citotóxicos. • A diferença do linfócito T CD8 virgem no processo de ativação e o linfócito T CD8 no final desse processo, é que o linfócito citotóxico tem os grânulos citotóxicos. • Esses grânulos estão dispersos no citoplasma. • Quando o linfócito T CD8 faz a sinapse imunológica, os grânulos que estavam no citoplasma migram para a região da sinapse imunológica. • Com isso, o linfócito citotóxico libera os grânulos no sítio de contato próximo a célula alvo. • O linfócito T CD8 não mata as células que estão no entorno dele como acontece com o mastócito. Ele só vai liberar os grânulos na região da sinapse, que é a região que ele tem contato íntimo com a célula alvo. O QUE TEM NOS GRÂNULOS CITOTÓXICOS? • Algumas citocinas. • Moléculas citotóxicas efetoras: - Perforina: proteína capaz de formar canais proteicos na membrana que permitem a passagem de determinadas proteínas. - Granzimas e granulizinas: possuem a função de induzir a morte por apoptose. A granulizina é mais comumente produzida em humanos. Mecanismos – IMUNO BLOCO 2 – Lara Fernandes – AULA 6 PROCESSO DE INDUÇÃO DE MORTE POR CD8 • A célula CD8 com os grânulos citotóxicos contendo granzimas, perforinas e granulizinas, quando ocorre a sinapse imunológica, o linfócito citotóxico libera o conteúdo dos grânulos citotóxicos. • A célula infectada recebe esse conteúdo dos grânulos e por conta da ação das perforinas, esse complexo proteico (dos grânulos) é capaz de entrar na célula. • Com isso, as granzimas e granulizinas vão chegar no citoplasma e induzir a apoptose. • Essa indução da apoptose acontece principalmente por conta da caspase 3. • A granzima (ou granulizina) ao chegar no citoplasma da célula infectada é capaz de ativar a caspase 3 e as enzimas pró-apoptóticas da família BCL-2, principalmente BID, mas também BAD, BAX e NOX. • Então, a granzima (ou granulizina) é capaz de ativar a apoptose via mitocondrial – pois induz a ativação das proteínas pró-apoptóticas, o que gera liberação do citocromo c e incapacidade de geração de energia pela célula. • Ao ativar a caspase 3, ela ativa as DNAses (CAD) gerando degradação oligonutricional do DNA, que é uma característica da apoptose e a impossibilidade de transcrição gênica na célula. MANUTENÇÃO DA ATIVIDADE CITOTÓXICA POR LINFÓCITOS T CD8 • O linfócito T citotóxico vai matando as células em sequência, ou seja, interage com a primeira e enquanto a célula está morrendo ele já vai para a próxima. • Esse processo de indução de morte celular vai depender da qualidade da ativação do linfócito T CD8. • Se ele for ativado só pelo primeiro e o segundo sinal fraco, indica uma baixa inflamação, ele mata um número “x” de células. • Se a estimulação via segundo sinal for maior, ele irá matar mais células pois irá se manter vivo por mais tempo. • Se ainda, ele receber o auxílio da célula T CD4 e o terceiro sinal, irá manter a atividade citotóxica dele por mais tempo. LINFÓCITOS T CD4 EFETORES • Os linfócitos T CD4 efetores são chamados de linfócitos T auxiliares. • Possuem como função, auxiliar outras células do sistema imune a exercerem as suas funções de forma mais eficiente. • Cada linfócito T CD4 tem uma forma específica e individual de auxiliar outras células do sistema imune, que são células extremamente capazes de ativar macrófagos. • Os macrófagos são células fagocíticas profissionais que comumente fagocitam patógenos (bactérias, fungos, protozoários). • Alguns dos patógenos fagocitados pelos macrófagos acabam sobrevivendo dentro do macrófago pois são patógenos intracelulares vesiculares, - proliferam no interior de vesículas. • Linfócito TH1: é capaz de reconhecer quando o macrófago está infectado pois o macrófago irá apresentar antígenos via MHC de classe II, e assim ele ativa o macrófago para matar esse patógeno intracelular. É fundamental, por exemplo, para combater tuberculose, leishmaniose, toxoplasmose etc. Mecanismos – IMUNO BLOCO 2 – Lara Fernandes – AULA 6 • Linfócito TH2: são extremamente importantes para o combate de infecções por helmintos. Além disso, também são linfócitos T que estimulam a produção de anticorpos. • Linfócitos TH17: são capazes de estimular principalmente neutrófilos, assim como células epiteliais. Por estimular neutrófilos, estão muito envolvidos com a resposta contra patógenos extracelulares. • Linfócitos T reguladores: são capazes de inibir o sistema imune, tanto inibir as células apresentadoras de antígeno como inibir os linfócitos T CD4 e T CD8. 3º SINAL: INDISPENSÁVEL PARA A DIFERENCIAÇÃO DOS LINFÓCITOS T CD4. • O terceiro sinal para os linfócitos T CD4 é indispensável. • O linfócito T CD8 possui uma diferenciação linear (era efetor e se transforma em citotóxico), com o linfócito T CD4 é diferente. • O linfócito T CD4, de uma célula virgem, pode dar origem a vários linfócitos auxiliares (TH1, TH2, TH17, T regulador etc.). Com isso, ele precisa de uma orientação para poder dar origem ao linfócito mais eficiente pois cada um vai ter uma função diferente. • Quem identifica tipos de infecção é o sistema imune inato e não o adaptativo. • Quem promove a informação de orientação para o linfócito é a célula dendrítica (APC), a partir do terceiro sinal, que são citocinas que definem a diferenciação do linfócito T DC4. • Se a APC, no momento da estimulação via primeiro e segundo sinais, estiver produzindo IL-4 o linfócito T CD4 virgem será estimulado a se transformar no linfócito TH2. • Se a APC estiver produzindo IL-12 o linfócito T CD4 virgem será estimulado a se transformar no linfócito TH1. • Se a APC estiver produzindo TGF-β, IL-23 e IL-6, será induzido a transformação do linfócito T CD4 virgem em linfócito TH17. • Se a APC estiver produzindo TGF-β, será gerado o linfócito T regulador. • A citocina estimula um fator de transcrição que vai regular a expressão gênica no linfócito T CD4 que irá definir o tipo de diferenciação que o linfócito T CD4 vai ser submetido. PRINCIPAL FUNÇÃO DO LINFÓCITO T CD4 EFETOR • A sua principal função é produzir citocinas. • As citocinas são a principal forma que o sistema imune tem de se comunicar entre si. • Os linfócitos T CD4 efetores (auxiliares) tem como principal função produzir linfocinas – citocinas especificas de linfócitos produzidas pelos linfócitos T, que vão ser as citocinas centrais na resposta contra diferentes patógenos. • Linfócito TH2: produz IL-4. • Linfócito TH1: produz INF-γ. • Linfócito TH17: produzIL-17. • Linfócito T regulador: produz TGF-β. EXPRESSÃO DE CD40L • Os linfócitos T CD4 ativados expressam CD40L. • O CD40 é a molécula presente na célula apresentadora que reconhece o CD40L na célula T CD4. • O primeiro e o segundo sinais estimulam que células efetoras CD4 expressem CD40L. • Essa expressão é importante para a função da célula T CD4. • Através do CD40L linfócitos TH1 são capazes de ativar macrófagos para matar patógenos intracelulares. • O CD40L também é importante para induzir a produção de anticorpos. LINFÓCITOS TH1 • Orquestram toda a resposta contra patógenos intracelulares vesiculares. • Através do INF-γ e de CD40L, eles são capazes de estimular macrófagos a destruir patógenos que são fagocitados. Mecanismos – IMUNO BLOCO 2 – Lara Fernandes – AULA 6 • Esses linfócitos também são capazes de produzir fatores de crescimento – citocinas que promovem a hematopoese (IL-3 e GM-CSF) que vão induzir o aumento da produção de macrófagos na medula óssea. • Então além de ativar macrófagos essas células também induzem o aumento da quantidade deles. • Os linfócitos TH1 também estimulam a migração dos macrófagos para os sítios onde eles são necessários, tanto através do aumento do endotélio por ativação da diapedese quanto pela produção de quimiocinas que atraem os macrófagos induzindo o acúmulo de macrófagos nos sítios de infecção. LINFÓCITOS TH2 • Orquestram toda a resposta no que diz respeito a infecção por helmintos. • Através da citocina IL-13 esses linfócitos auxiliares induzem o aumento da descamação do endotélio intestinal e o aumento da produção de muco, o que dificulta que diferentes helmintos consigam permanecer aderidos ao epitélio do intestino • Através da produção de IL-4 e IL-13 esses linfócitos são capazes de induzir o aumento da contração muscular da musculatura lisa associada ao intestino. Se há aumento da contração da musculatura lisa, aumenta também os movimentos peristálticos, então o intestino consegue expulsar com mais facilidade o conteúdo intestinal. • Essas funções em conjunto facilitam a expulsão dos helmintos presentes no epitélio intestinal. • Os linfócitos TH2 são capazes de promover a produção de anticorpos, geralmente IgE que estão envolvidos na resposta contra helmintos. • Os linfócitos TH2 também promovem a ativação de granulócitos que são responsáveis também pela ação contra esses patógenos como eosinófilos e mastócitos através da produção de IL-5, IL-3 e IL-9. • Os eosinófilos (através da ativação de IL-5) vão ser ativados e participarão da resposta de combate a esses parasitos. • Os mastócitos (através da ativação de IL-3 e IL-9) são células que produzem histamina e vão proporcionar respostas inflamatórias para recrutar células e promover o remodelamento da mucosa infectada pelo helminto. • Os linfócitos T CD4 são na verdade a principal célula do sistema imune. São células capazes de regular a produção de anticorpos, ativação do linfócito T CD8 e a atuação direta na regulação da resposta de macrófagos, granulócitos, neutrófilos, eosinófilos, mastócitos, promovendo regulação da resposta imune como um todo (até a inata). • Indivíduos que possuem a imunodeficiência adquirida (HIV): o HIV promove imunodeficiência severa apenas porque ele é capaz de infectar linfócitos T CD4, esses linfócitos são destruídos.
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