2.2 Sistema complemento

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Sistema complemento
Introdução
No século XIX, quando as pesquisas científicas relacionadas às minúcias
do comportamento biológico do corpo humano ainda estavam engatinhando, percebeu-se que o sangue possuía uma certa complexidade de componentes que possibilitavam reações que poderiam ser consideradas, no mínimo, interessantes. Sabia-se que, em contato com o sangue, as bactérias causavam uma reação de aglutinação e eram, por fim, lisadas. Para investigar esse padrão de comportamento, foi realizado o seguinte experimento: o soro humano foi aquecido, essa experiência testada novamente e o padrão de resposta foi alterado. A reação passou a ocorrer apenas para a aglutinação, mas
não para a lise.
A partir de experimentos como esse, definiu-se que havia duas classes de substâncias presentes no sangue: o anticorpo, que causa aglutinação e é termoestável; e o complemento, que é termolábil e complementa a
ação do anticorpo ao fazer a lise dos patógenos.
Neste capítulo, você vai aprender as diferentes formas de ativação desse sistema conhecido como complemento, as principais proteínas envolvidas no processo e a resposta imunológica gerada a partir dele.
As diferentes vias do sistema complemento
O sistema complemento gera uma cascata composta por diversas proteínas presentes na circulação sanguínea, sendo produzidas essencialmente no fígado, embora os macrófagos possam cumprir esta função no decorrer do processo inflamatório, sendo essenciais na defesa contra patógenos (MURPHY, 2014). Porém, o conceito de defesa e ataque não caracteriza completamente o sistema complemento, cujos principais resultados da ativação são:
 depuração de complexos imunes;
 liberação de mediadores inflamatórios;
 lise celular.
Tradicionalmente, foi definido que o sistema complemento possui 4 vias: a via clássica, a via da lectina, a via alternativa e a via comum (ou via de ataque à membrana). Outros autores dividem em apenas 3 vias (clássica, lectina e alternativa), pois elas representam o início da cascata proteica e resultam no início da via comum, que de fato causará a lise do patógeno (MURPHY, 2014).
Na Figura 1, é possível observar as três vias de ativação do complemento,
iniciando o processo e culminando na via comum.
A via clássica é dependente de ativação mediante ação de anticorpos com
antígeno de superfície (embora a proteína C reativa possa ativá-la também)
A via clássica
A via clássica é iniciada pela ativação do complexo C1, que é praticamente
um sensor de patógenos e, por ser capaz de reconhecer também os anticor-
pos, pode ser parte da resposta imune inata e da resposta imune adaptativa
(MURPHY, 2014).
O complexo C1 (como pode ser observado na Figura 2), é composto por uma grande subunidade, C1q, e duas serinas-proteases, C1r e C1s. A função de reconhecimento da C1 está localizada na molécula C1q, que, quando interage com um ligante, dispara a ativação do complemento na ausência de anticorpos e altera a conformação do complexo formado pelas S 3 istema complemento
moléculas C1r e C1s, ativando enzimas com atividade catalítica sobre C1r (MURPHY, 2014).
A forma ativa do C1r cliva o C1s, gerando uma serina-protease ativa. O C1s ativado atua nos dois componentes seguintes da via clássica, o C4 e o C2. C4 é clivado, gerando C4b (que se liga à superfície do patógeno). Então
o C4b liga-se a uma molécula de C2, clivada pelo C1s, que produz a serina-
-protease C2a. Esta produz a C3 convertase ativa, a C4b2a, que é a C3 con-
vertase das vias clássica e da lectina. Como ela foi descoberta inicialmente
como componente da via clássica, é conhecida também como convertase C3
clássica.
A via da lectina
As células da imunidade inata identificam os patógenos através de receptores
de reconhecimento de padrões, mas você sabe que padrões são esses. Trata-se dos padrões moleculares associados a patógenos (ou PAMPs) (MURPHY, 2014). Cada perfi l de patógeno terá o seu padrão de moléculas que o caracteriza. Da mesma forma que as outras células da imunidade inata, a via da lectina
também utiliza esses componentes moleculares para iniciar a sua cascata proteica (MURPHY, 2014).
De fato, a via da lectina utiliza receptores de reconhecimento de padrões
para identificar os PAMPs, e a primeira a ser descoberta foi a lectina liga-
dora de manose (MBL), sintetizada principalmente no fígado. Um indivíduo
saudável possui baixos níveis de MBL no sangue, porém, no caso de uma infecção aguda, a produção aumenta rapidamente. As outras moléculas que
também inicializam o processo da via da lectina são chamadas de ficolinas. A L-ficolina e a H-ficolina são produzidas no fígado, já a M-ficolina é produzida nos pulmões e no cérebro (MURPHY, 2014).
Dessa forma, a ligação da MBL ou das ficolinas aos seus respectivos ligantes carboidratos, ativa a serina-protease MASP-2, acarretando a cliva-
gem de C4 pela MASP-2, liberando o fragmento proteico C4b (que se liga à superfície do patógeno). C4b se associa, então, a C2, que é clivada pela MASP-2 liberando o fragmento C2b, mas mantendo C2a associada a C4b. Esse complexo C4b2a é capaz de clivar C3, fazendo-o repetidas vezes para
formar o complexo C4b2a3b associado ao patógeno. É importante lembrar que, independentemente da origem do complexo, o ato de clivar a molécula
C3 dá início à via comum (MURPHY, 2014).
Resumindo, a via da lectina tem como importante atividade a quebra de
moléculas C3, liberando fragmentos de C3b que cobrem a superfície dos patógenos, enquanto a C3a faz a mediação da resposta inflamatória local.
A via alternativa
Hoje a via alternativa é vista como uma via mais primitiva do sistema complemento e seu nome se deve ao fato de ter sido descoberta como uma segunda via (uma via alternativa à via clássica). Os mecanismos efetores da via alternativa remetem à imunidade inata (MURPHY, 2014).
A via alternativa é um ciclo de clivagens proteicas que tem na presença
do microrganismo o estímulo para que eleve a potência da sua atividade. Diferentemente das outras vias, o complexo C3 convertase, produzido pela
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via alternativa, é formado por C3bBb (já nas outras duas vias, é formado por C4b2a), e essa é a razão de ser um ciclo contínuo, pois, ao produzir mais
C3b, ela produz mais de si (sempre completando o complexo C3bBb), assim
como quando alguma outra via produz C3b, a via alternativa potencializa essa produção (ou seja, utilizar a própria C3b para formar C3bBb para clivar C3,
que libera C3b, que, por sua vez, forma C3bBb, e assim por diante) (ITURRY-
-YAMAMOTO; PORTINHO, 2001; MURPHY, 2014).
Em síntese, a via alternativa ocorre da seguinte maneira: a C3b é ligada
à superfície do patógeno, e lá faz ligação com o fator B; assim, permite que
o fator D clive o fator B, liberando Ba e Bb. O fragmento Bb, então, segue
aliado a C3b, formando a C3 convertase C3bBb,
A via de ataque à membrana (via comum)
A via de ataque à membrana, também conhecida como via comum, é a via
na qual desembocam as vias clássica, alternativa e da lectina. É essa a via que de fato terá aderência ao patógeno, levando à sua lise. Essa destruição do
patógeno é fundamental e, ao mesmo tempo, impressionante, pois basta um
pequeno sinal, uma pequena quantidade de patógenos para ativar a cascata,
que resultará na destruição do microrganismo e no início do processo infl a-
matório no local. Se pensarmos, por exemplo, no potencial de replicação de
uma bactéria, de fato, essa cascata proteica se destaca como um sistema de
segurança biológico contra organismos invasões (MURPHY, 2014).
Sistema complemento 6
As três vias terminarão realizando a clivagem de C3 e formando a C5 convertase, e a clivagem da C5 dará início à via comum. Na via comum, ocorrerá a associação do fragmento C5b a C6 e C7, formando o complexo C5b67 capaz de aderir à membrana e de receber uma C8. O complexo C5b678 formado é
capaz de receber não apenas uma molécula C9, mas várias, e essas C9, proteínas finais da via, formarão um canal (poro) que liga o meio intracelular ao meio
extracelular, levando a célula a perder o seu conteúdo intracelular, culminando emlise. Essas proteínas e fragmentos proteicos podem ser vistos e analisados.
Proteínas envolvidas no sistema complemento
A maior parte das proteínas relacionadas com o sistema complemento são séricas, embora algumas ajam associadas à membrana, e a sua concentração
sérica é de 3-4g/L em geral, representando cerca de 10% das proteínas séricas totais (MURPHY, 2014).
Em termos evolutivos, acredita-se que, por se valer de complexos imunes
para que sua ativação seja implementada, a via clássica tenha sido a última
a surgir e, por isso, seja a via mais evoluída. Já a via alternativa se coloca no extremo oposto, pois é ativada e acelerada pela presença do patógeno no
organismo, acelerada, pois a via alternativa nunca para (as suas clivagens ocorrem continuamente liberando fragmentos proteicos do complemento). Já a via da lectina estaria em um âmbito intermediário na escala evolutiva e, assim como a via alternativa, é ativada apenas pela presença do patógeno,
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porém, toda a sua estrutura é muito semelhante à estrutura da via clássica (ITURRY-YAMAMOTO; PORTINHO, 2001; MURPHY, 2014).
No Quadro 1, você pode observar uma lista das principais proteínas relacio-
nadas com a cascata proteica do sistema complemento, classificadas pelo perfil e atividades que executam, inclusive as proteínas relacionadas com o controle da cascata proteica. Entre essas proteínas de controle, destacam-se a C1NH, capaz de inibir a C1; o fator I, que degrada C3b; o fator H, que potencializa a ação do fator I; e, principalmente, a CD59 (ou protectina), que impede a ligação de C9, ou seja, impede que o complexo de ataque à membrana consiga fazer aderência com as células humanas (a sua ausência ou falha de produção poderia causar uma autoimunidade.
Classes funcionais das proteínas do sistema complemento
	Ligação ao complexo Ag-Ac
e superfície do patógeno
	C1q
	Ligação a estruturas de
carboidrato, como manose, nas
superfícies microbianas
	MBL, ficolinas, C1q, properdina (fator P)
	Enzimas ativadoras
	C1r, C1s, C2a, Bb, D, MASP-2
	Proteínas ligadoras de
membrana e opsoninas
	C3b e C4b
	Peptídeos mediadores de inflamação
	C3a, C4a, C5a
	Proteínas de ataque à membrana
	C5b, C6, C7, C8, C9
	Receptores do complemento
	CR1, CR2, CR3, CR4, CRIg
	Proteínas reguladoras do complemento
	C1NH, C4BP, CR1, MCP, DAF, H, I, P, CD59
Já no Quadro 2 estão presentes as principais proteínas relacionadas com a
via clássica. Embora você já tenha visto a presença delas quando abordamos
os mecanismos envolvendo a ativação da via clássica, é importante reforçar
a ação de alguns fragmentos proteicos, como a C3a e a C4a devido à sua importante atividade como mediadores inflamatórios, assim como a C3b e a
C4b, que agem opsonizando os patógenos (M.
Consequência da ativação
do sistema complemento
Como mencionado anteriormente, a ativação do sistema complemento possui
alguns propósitos:
  depuração de complexos imunes;
 lise bacteriana;
 mediação inflamatória.
Depuração de complexos imunes
Quando se considera a quantidade de antígenos que podem existir no organismo circulando de modo saudável e se relaciona com o volume de antígenos gerados no curso de uma infecção, torna-se possível observar o tamanho do problema e a importância da atuação do sistema imunológico (MURPHY, 2014).
Lembre-se que os fragmentos proteicos C3b e C4b têm a propriedade de opsonizar os patógenos que infectam o organismo. Eles realizam ligação não apenas aos patógenos, mas também aos anticorpos que estão circulando, e essa característica impede que surjam complexos imunes grandes demais, deixando-os solúveis (ITURRY-YAMAMOTO; PORTINHO, 2001; MURPHY, 2014).
Essa solubilidade ajuda a impedir a deposição desses complexos, o que
poderia acarretar reação de hipersensibilidade tipo III, porém, apenas essa atividade não resolve completamente o problema. Nesse sentido, as hemácias
possuem o receptor do complemento CR2, capaz de identificar os fragmen-
tos proteicos aderidos aos complexos imunes solúveis e levando-os ao baço
(ITURRY-YAMAMOTO; PORTINHO, 2001; MURPHY, 2014).
Lise bacteriana
Como visto anteriormente, as três vias do sistema complemento culminam na via comum, capaz de formar um complexo de ataque à membrana aderido à célula alvo. Somado a isso, é possível exemplificar outras atividades que podem resultar na lise bacteriana, como ilustra a Figura 4, por exemplo, em que a opsonização, realizada pelos fragmentos proteicos, pôde ativar a fagocitose do macrófago.
 
É interessante como alguns tipos de imunodeficiência podem causar severas patologias em decorrência da falha na produção de alguns componentes do sistema complemento. Algumas delas são bem evidentes, como quando existem deficiências de componentes iniciais do complemento, como C1, C2, C3 e C4, importantes para a produção de opsoninas C3b, que resultam na maior susceptibilidade a infecções bacterianas por S.
pneumoniae ou H. influenza. Porém, essa mesma redução de C3b pode ocasionar o aumento na deposição de imunocomplexos e, com isso, levar ao desenvolvimento da autoimunidade. Já deficiências nos componentes finais do sistema complementam tendem a tornar o indivíduo suscetível a bactérias gram-negativas, como a Neisseria meningitis (PARHAM, 2011; MURPHY, 2014).
Porém, as imunodeficiências relacionadas ao sistema complemento não se restringem a componentes da cascata proteica, podendo atingir também componentes que atuam na regulação da cascata. A falha no controle do sistema complemento pode resultar em graves problemas de saúde, como, por exemplo, a hemoglobinúria paroxística noturna (HPN), patologia causada pela ausência das moléculas de superfícies CD59 (a protectina) e CD55, as quais impedem a aderência do sistema complemento às células humanas e, no caso desta patologia, às hemácias. Assim, as células HPN tornam-se vulneráveis à ativação do complemento, acarretando principal-
mente hemólise e trombose, embora infecções recorrentes e neutropenia também sejam comuns. Para o tratamento, além do transplante de células--tronco hematopoéticas alogênicas, há a utilização de medicamentos como o eculizumab, um anticorpo capaz de impedir a ativação do complemento terminal no nível C5 e, com isso, evitar que os complexos de ataque à membrana sejam formados (ARRUDA et al., 2010). Outro exemplo é a patologia conhecida como angioedema hereditário, em que ocorre um grande acúmulo de peptídeos vasoativos, os quais aumentam a permeabi-
lidade dos vasos sanguíneos e causam edemas localizados, podendo ser Sistema complemento 12
fatal dependo da região afetada. O angioedema ocorre devido à falta do inibidor de C1 e, por esse motivo, a patologia também é conhecida como “deficiência do inibidor de C1 esterase” (GIAVINA-BIANCHI et al., 2010; MURPHY, 2014).
Mediação da resposta inflamatória
Os fragmentos proteicos C4a, C3a e C5a têm uma função semelhante à das
citocinas pró-inflamatórias, auxiliando na promoção da permeabilização vascular no curso de um processo inflamatório. Assim, ao ativar as moléculas
de adesão envolvidas no processo, como as selectinas, permitem que ocorra
a migração dos leucócitos do vaso sanguíneo para o tecido, onde a resposta
imune se mostra necessária,
EXERCÍCIOS
1). Quanto ao sistema complemento podemos afirmar que:
I. Pode ser ativado apenas pela ligação antígeno-anticorpo e por isso faz parte da resposta imune adaptativa;
II. Representa uma forma de proteção inata pois as proteínas do complemento estão presentes no sangue ao nascer e podem defender o organismo mesmo antes dele ativar a imunidade adaptativa.
III. Tem como objetivo destruir micro-organismos invasores por lise celular, ativar o processo inflamatório e eliminar complexos imunes.
Assinale a alternativa correta:
a) Apenas a afirmativa I está correta;
b) Apenas as afirmativas I e II estão corretas;
c) Todas as afirmativas estão corretas;
d) Apenas as afirmativas II e III estão corretas;
e) Apenas a afirmativa III está correta.
2) O sistema complemento consiste em:
A) Uma cascata de aminoácidos.
B) O complemento reveste a superfíciedas bactérias e das partículas virais extracelulares, tornando-as mais facilmente fagocitáveis.
C) Sem essa cobertura proteica, muitas bactérias são mais facilmente fagocitadas, em especial aquelas que são recobertas por espessas cápsulas de polissacarídeos.
D) Uma cascata proteica em que o principal objetivo é a produção de anticorpos.
E) Cascata proteica contendo menos de 30 proteínas insolúveis que circulam na forma ativa pelos nossos tecidos.
3) A ativação do complemento por infecção sempre leva à clivagem de qual proteína?
A) C1.
B) C4.
C) XC3.
D) C5.
E) C9.
4) Assinale quais são as três vias de ativação do sistema complemento.
A) Vias clássica, alternativa e paralela.
B) XVias clássica, alternativa e lectina.
C) Vias clássica, alternativa e selectina.
D) Vias clássica, secundária e lectina.
E) Vias inicial, alternativa e lectina.
5) No tratamento de hemoglobinúria paroxística noturna, dá-se ênfase ao transplante de células-tronco hematopoiéticas alogênicas e ao fármaco eculizumabe, um anticorpo monoclonal humanizado que bloqueia a ativação do complemento terminal no nível
_____ e previne a formação do complexo de ataque à membrana.
A) C3.
B) C1.
C) C9.
D) IC3b.
E) XC5.