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IMUNOLOGIA (Abbas – capítulo 16) Gabriela Chioli Boer – T9 IMUNOLOGIA – IMUNIDADE AOS MICRORGANISMOS VISÃO GERAL DAS RESPOSTAS IMUNES AOS MICRORGANISMOS Os principais eventos que ocorrem durante a invasão dos tecidos por patógenos são: I. Entrada do microrganismo II. Invasão e colonização dos tecidos do hospedeiro III. Evasão de imunidade do hospedeiro IV. Lesão tecidual ou dano funcional Microrganismos produzem doença diretamente através da morte de células d hospedeiro ou liberando toxinas que podem causar dano tecidual e distúrbios funcionais nas células vizinhas de tecidos distantes que não estão infectadas; também causam doenças indiretamente por estimulação da resposta imunológica que prejudica tanto os tecidos infectados quanto os normais A defesa é mediada pelos mecanismos efetores da imunidade inata (defesa inicial) e adaptativa (resposta mais forte e sustentada, com células efetoras e anticorpos para eliminar o microrganismo e células de memória que protegem contra infecções posteriores) Há organismos que evoluíram para serem resistentes à imunidade inata Diferentes microrganismos requerem diferentes formas de eliminação A sobrevivência e patogenicidade dos microrganismos em um hospedeiro são criticamente influenciadas pela capacidade dos microrganismos para evadir-se ou resistir aos mecanismos efetores da imunidade Muitos microrganismos estabelecem infecções latentes ou persistentes, nas quais a resposta imune controla, mas não elimina o microrganismo e o microrganismo sobrevive sem propagar a infecção. Em muitas infecções, as lesões teciduais e doenças podem ser causadas pela resposta do hospedeiro ao microrganismo mais do que pelo próprio microrganismo Defeitos hereditários e adquiridos na imunidade inata e adaptativa são importantes causas de susceptibilidade a infecções (ex AIDS) IMUNIDADE A BACTÉRIAS EXTRACELULARES IMUNIDADE INATA A BACTÉRIAS EXTRACELULARES Sistema complemento: Ativação pela via alternativa (LPS nas bactérias gram - / peptideoglicanos nas bactérias gram +) e ativação pela via da lectina (manose) → aumento da opsonização e fagocitose dessas bactérias, formação de MAC (que causa lise, principalmente em Neisseria – meningite), e os subprodutos do complemento estimulam respostas inflamatórias (recrutamento e ativação de leucócitos) Atividade de fagócitos e inflamação: Fagócitos usam receptores de superfície (de manose, scavenger) para reconhecer bactérias extracelulares, e receptores Fc e de complemento para reconhecer bactérias opsonizadas e proteínas do complemento. Produtos microbianos ativam receptores do tipo Toll (TLRs) e diversos sensores presentes em fagócitos e outras células. Esses receptores atuam promovendo fagocitose e estimulando atividades microbicidas dos fagócitos Além disso, DCs e fagócitos ativados secretam citocinas que induzem infiltração de leucócitos em sítios de infecção (inflamação). Esses leucócitos recrutados ingerem e destroem bactérias (killing) IMUNIDADE ADAPTATIVA A BACTÉRIAS EXTRACELULARES Produção de anticorpos (imunidade humoral): Tanto para microrganismos quanto para toxinas; realizam neutralização das toxinas, ativação do complemento (pela via clássica) e opsonização para fagocitose A imunidade humoral é a principal defesa contra bactérias encapsuladas em polissacarídeo! Células TCD4+: Produtoras de IFN-γ, que estimula função dos fagócitos (aumenta a secreção de citocinas inflamatórias e IL-12; aumenta a produção de EROs, NO, enzimas lisossomais; aumenta a expressão dos coestimuladores e MHC) As respostas Th17 recrutam neutrófilos e monócitos, promovendo inflamação local Neutralização → IgM, IgG, IgA Opsonização → IgG Ativação do complemento → IgM e IgG IMUNOLOGIA (Abbas – capítulo 16) Gabriela Chioli Boer – T9 EFEITOS LESIVOS DAS RESPOSTAS IMUNES A BACTÉRIAS EXTRACELULARES Inflamação pode causar danos ao tecido do hospedeiro. Ela geralmente é autolimitada e controlada Sepse é uma consequência patológica de infecção grave causada por bactérias (gram – e +) e fungos, em que microrganismos viáveis ou produtos microbianos estão presentes no sangue, causando distúrbios sistêmicos de perfusão tecidual, coagulação, metabolismo e função orgânica. Ela leva à produção de TNF, IL-1, IL-6, IL-12, IFN-γ A fase inicial da sepse é causada pela tempestade de citocinas liberadas pelos macrófagos ativados pelo PLS e peptideoglicanos A fase final é o choque séptico, que geralmente lava a óbito SUPERANTÍGENOS Toxinas bacterianas que estimulam todas as células T que expressam membros de uma família particular de genes do receptor TCR Sua importância reside em sua habilidade de ativar muitas células T, com subsequente produção de grandes quantidades de citocinas que também podem causar síndrome inflamatória sistêmica IMUNOEVASÃO POR BACTÉRIAS EXTRACELULARES Bactérias com capsulas ricas em polissacarídeos resistem a fagocitose, portanto são mais virulentas. Capsulas de muitas bactérias gram + e – contêm resíduos de ácido siálico, que inibem a ativação do complemento pela via alternativa Variação de antígenos de superfície, como na pili (estruturas responsáveis pela adesão bacteriana às células do hospedeiro), ajudando na evasão das bactérias ao ataque por anticorpos específicos para pilina IMUNIDADE A BACTÉRIAS INTRACELULARES Bactérias intracelulares sobrevivem e se replicam dentro dos fagócitos IMUNIDADE INATA A BACTÉRIAS INTRACELULATES Mediada principalmente por fagócitos e células NK. Interações entre eles são mediadas por citocinas (IL-12 e IFN-γ Reconhecem as bactérias por meio de receptores Toll e NLR O DNA bacteriano no citosol estimula as respostas IFN- I através da via STING IMUNIDADE ADAPTATIVA A BACTÉRIAS INTRACELULARES Recrutamento e ativação de fagócitos mediados pela célula T (imunidade celular) IMUNOLOGIA (Abbas – capítulo 16) Gabriela Chioli Boer – T9 Células TCD4+ se diferenciam em Th1, sob influência de IL-12. Essas células são responsáveis pela produção de IFN-γ e coestimulação CD40 → estimular funções dos fagócitos e das CTLs, resultando no killing de microrganismos ingeridos que sobrevivem dentro dos fagolisossomos dos fagócitos e destruição de células infectadas Se os antígenos atingirem o citosol e forem apresentados via MHC I, as células TCD8+ atuam realizando morte de células infectadas A ativação dos macrófagos, que ocorre em resposta aos microrganismos intracelulares, é capaz de causar lesão tecidual, resultado de reações de hipersensibilidade tardia (DTH) aos antígenos de proteína microbiana. Devido a essas bactérias resistirem à destruição dentro dos fagócitos, causando estimulação antigênica crônica e ativação das células T e de macrófagos, o que pode resultar na formação de granulomas em torno dos microrganismos (inflamação granulomatosa) Esse tipo de reação pode servir para localizar e impedir a propagação dos microrganismos, mas está também associada ao comprometimento funcional grave causado pela necrose do tecido e fibrose IMUNOEVASÃO POR BACTÉRIAS INTRACELULARES Inibição da formação do fagolisossomos, inativação de ERRO e NO, ruptura da membrana do fagolisossomos tendo escape para o citosol (evasão do fagolisossomo) IMUNIDADE AOS FUNGOS Infecção fúngica = micose Fungos são oportunistas, principalmente em indivíduos imunodeficientes IMUNIDADE INATA E ADAPTATIVA AOS FUNGOS Os principais mediadores da imunidade inata são os neutrófilos, macrófagos e ILCs. Macrófagos e DCs percebem os organismos fúngicos através dos TLRs e receptores do tipo lectina (dectinas) que reconhecem β- glucanas na superfície dos fungos; essas células liberam citocinas que recrutam e ativam neutrófilos diretamente ou via ativação de ILCs residentes teciduaisCryptococcus neoformans inibem a produção de citocinas, tais como o TNF e a IL-12 por macrófagos e estimulam a produção de IL-10, inibindo assim a ativação dos macrófagos Neutrófilos liberam substâncias fungicidas, como EROs e enzimas lisossômicas, e fagocitam os fungos para killing intracelular. A imunidade mediada por células é o principal mecanismo da imunidade adaptativa contra as infecções por fungos intracelulares. Histoplasma capsulatum (que vive em macrófagos) é eliminado pelos mesmos mecanismos celulares que são efetivos contra bactérias intracelulares. As células TCD4+ e CD8+ cooperam para eliminar as formas de levedura C. neoformans, as quais tendem a colonizar os pulmões e o cérebro em hospedeiros imunodeficientes. Muitos fungos extracelulares deflagram fortes respostas Th17, que são dirigidas, em parte, pela ativação de DCs pela ligação de glicanas fúngicas à dectina-1 As DCs ativadas por meio desse receptor de lectina produzem citocinas Th17-indutoras (IL-1, IL-6, IL-23). As células Th17 estimulam inflamação, enquanto neutrófilos recrutados e monócitos destroem fungos. IMUNOLOGIA (Abbas – capítulo 16) Gabriela Chioli Boer – T9 As respostas Th1 são protetoras nas infecções fúngicas intracelulares, como a Histoplasmose, porém essas respostas podem deflagrar uma inflamação granulomatosa que causa importante lesão tecidual no hospedeiro Os fungos também podem deflagrar respostas de anticorpo específicas que podem ter valor protetor IMUNOEVAÇÃO DE FUNGOS Induzem a produção de IL-10 (inibindo atividade de macrófagos) e inibem a produção de TNF e IL-12 IMUNIDADE AOS VÍRUS São obrigatoriamente intracelulares; usam componentes do ácido nucleico e a maquinaria de síntese proteica do hospedeiro para se replicar Infectam vários tipos celulares por endocitose mediada por receptor, após a ligação a moléculas de superfície celular normais. Os vírus podem causar lesão celular e doença por diversos mecanismos. A replicação viral interfere na síntese proteica e na função celular normal, leva à lesão e, por fim, à morte da célula infectada, por lise. IMUNIDADE INATA AOS VÍRUS Os principais mecanismos da imunidade inata contra vírus são a inibição da infecção por IFN-I e o killing das células infectadas mediado por células NK. A infecção por muitos vírus está associada à produção de intérferons tipo I pelas células infectadas, bem como por DCs Diversas vias bioquímicas disparam a produção de IFN: reconhecimento de RNA e DNA viral por TLRs endossômicos e a ativação de receptores tipo RIG citoplasmáticos, bem como da via STING, pelo RNA e DNA viral. Essas vias convergem na ativação de proteínas quinases que, por sua vez, ativam fatores de transição IRF, que estimulam a transcrição do gene de IFN. Os IFNs tipo I atuam inibindo a replicação viral tanto em células infectadas como em células não infectadas. As células NK matam células infectadas por vírus e constituem um importante mecanismo de imunidade contra vírus no inicio do curso da infecção. A expressão de MHC-I frequentemente é “desligada” nas células infectadas por vírus, como um mecanismo para escapar dos CTLs. Isso permite que as células NK matem as células infectadas (a ausência de classe I libera as células NK de um estado normal de inibição). A infecção viral também pode estimular a expressão de ligantes de célula NK nas células infectadas IMUNIADE ADAPTATIVA AOS VÍRUS A imunidade adaptativa contra infecções virais é mediada por anticorpos, os quais bloqueiam a ligação e a entrada do vírus nas células hospedeiras e por CTLs, que eliminam a infecção destruindo as células infectadas Os anticorpos são efetivos contra vírus somente durante o estágio extracelular das vidas desses microrganismos. Os vírus podem ser extracelulares antes de infectarem as células hospedeiras, ou quando são liberados das células infectadas por brotamento viral ou com a morte das células infectadas Os anticorpos antivirais se ligam ao envelope viral oi aos antígenos do capsídeo e atuam principalmente como anticorpos neutralizados, para prevenir a fixação e entrada dos vírus nas células hospedeiras. Assim, os anticorpos previnem tanto a infecção inicial como a disseminação célula à célula. Os anticorpos secretados (IgA) são importantes para neutralizar os vírus junto aos tratos respiratório e intestinal Anticorpos também podem opsonizar partículas virais e promover sua eliminação pelos fagócitos. A ativação do complemento também pode participar na imunidade viral mediada por anticorpo, principalmente via promoção de fagocitose e, possivelmente, pela lise direta dos vírus contendo envelopes lipídicos A eliminação de vírus residentes nas células é medias por CTLs que matam as células infectadas. A maioria dos CTLs vírus-específicos são células TCD8+ que reconhecem peptídeos virais citosólico, em geral sintetizados endogenamente, apresentados por moléculas de MHC I. se a célula infectada for uma célula tecidual e não uma APC, a célula infectada pode ser fagocitada pela DC que processa os antígenos virais e os apresenta às TCD8+ naive As células T se diferenciam em CTLs que exerce seus poderes antivirais através do killing de células infectadas, da ativação de nucleases nas células infectadas e da secreção de citocinas (IFN-γ) que ativa fagócitos e pode ter alguma atividade antiviral IMUNOLOGIA (Abbas – capítulo 16) Gabriela Chioli Boer – T9 Nas infecções latentes, o DNA viral persiste nas células hospedeiras, porém o vírus não se replica nem mata as células infectadas Em algumas infecções virais, a lesão tecidual pode ser causada por CTLs IMUNOEVASÃO POR VÍRUS Os vírus podem alterar seus antígenos e, portanto, deixarem de ser alvos das respostas imunes. Isso ocorre principalmente por mutações pontuais e rearranjo dos genomas de RNA, que levam à deriva antigênica e à variação antigênica Alguns vírus inibem a apresentação de antígenos proteicos citosólico associada ao MHC I Alguns podem produzir moléculas que inibem a resposta imune. Essas moléculas se ligam a citocinas como IFN, TNF, IL-1, IL-18 e quimiocinas e podem atuar como antagonistas competitivos delas Algumas infecções virais crônicas estão associadas à falha das respostas de CTLs, chamada exaustão, a qual permite a persistência viral Vírus podem infectar e destruir ou inativar células imunocompetentes IMUNIDADE AOS PARASITAS A infecção parasitária refere-se à infecção com parasitas de animais, tais como os protozoários, helmintos e ectoparasitas A maioria das infecções parasitárias são crônicas devido a fraca imunidade e a capacidade dos parasitas para fugir ou resistir à eliminação por respostas imunológicas adaptativas. Além disso, muitos fármacos antiparasitários não são eficazes em destruir os organismos IMUNIDADE IANATA AOS PARASITAS PROTOZOÁRIOS A principal resposta da imunidade inata aos protozoários é a fagocitose, mas muitos desses parasitas são resistentes à fagocitose e podem se replicar mesmo dentro de macrófagos São reconhecidas por TLRs que ativam os fagócitos. As espécies de Plasmodium (malária), o Toxoplasma gondii (toxoplasmose), e espécies de Cryptosporidium (causa a diarreia em pacientes infectados pelo HIV), todos expressam lipídios glicosil fosfatidilinositol que podem ativar TLR2 e TLR4 HELMINTOS Eosinófilos e mastócitos → degranulação Atuam pela liberação de enzimas que causa destruição direta do patógeno ou pela indução de peristaltismo, que causa a expulsão do helminto Os fagócitos também podem atacar os parasitas helmintos e secretar substâncias microbicidas para matar organismos que são muito grandes para serem fagocitados. No entanto, muitos helmintos possuem tegumentos espessos que os tornam resistentes aos mecanismos de citocinasde neutrófilos e macrófagos, e que são muito grandes para serem ingeridos pelos fagócitos Alguns helmintos podem ativar a via alternativa do complemento, embora pareçam ter desenvolvido resistência à lise mediada pelo complemento IMUNIDADE ADAPTATIVA AOS PARASITAS PROTOZOÁRIOS Respostas de células TCD4+: A infecção pode gerar um padrão Th1 ou Th2 e isso determina a resistência ou a susceptibilidade à doença Exemplo: Leishmania major (protozoário que sobrevive dentro dos endossomas de macrófagos) ▪ A resistência à infecção está associada à ativação de células TCD4+ Th1 específicas para Leishmania, que produzem IFN-γ e assim ativam os macrófagos para que destruam os parasitas intracelulares ▪ Os parasitas podem ativar as células TCD4+ Th2, que irá produzir citocinas como IL-4, resultando em um padrão de inibição da atividade clássica dos macrófagos, levando a uma susceptibilidade da doença causada devido às ações supressoras de citocinas Th2 de macrófagos Respostas de células TCD8+: Protozoários intracelulares → mecanismos citotóxicos → destruição de célula infectada Anticorpos IMUNOLOGIA (Abbas – capítulo 16) Gabriela Chioli Boer – T9 HELMINTOS Respostas de células TCD4+ → Th2 Ocorre a formação de granulomas no fígado por ovos de Schistosoma mansoni As células TCD4+ ativam os macrófagos e induzem as reações DTH que causam lesão tecidual levando a fibrose. Normalmente os granulomas são causados por respostas Th1 Liberação de citocinas (principalmente pelo Th2): IL-4 → produção de anticorpos IgE que se ligam aos eosinófilos IL-5 → induz recrutamento de eosinófilos e os ativa Anticorpos: IgE → ligam-se na superfície do patógeno e induzem a degranulação de mastócitos e eosinófilos IMUNOEVAÇÃO POR PARASITAS Parasitas evadem a imunidade protetora diminuindo a própria imunogenicidade e inibindo as respostas imunes do hospedeiro: ▪ Alteram seus antígenos de superfície durante o ciclo de vida nos hospedeiros ▪ Tornam-se resistentes aos mecanismos imunes efetores durante o período que residem nos hospedeiros ▪ Protozoários podem se ocultar do sistema imune (vivendo dentro das células hospedeiras ou desenvolvendo cistos resistentes aos efetores imunes) ▪ Inibem a resposta imune do hospedeiro por múltiplos mecanismos
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