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IMUNOLOGIA (Abbas – capítulo 15) Gabriela Chioli Boer – T9 IMUNOLOGIA – TOLERÂNCIA IMUNOLÓGICA E AUTOIMUNIDADE A tolerância imunológica é definida como a não responsividade a um antígeno, induzida pela exposição prévia a esse mesmo antígeno. Quando encontra antígenos, os linfócitos específicos podem ser ativados, induzindo respostas imunes, ou podem ser inativados ou eliminados, levando à tolerância. O mesmo antígeno pode induzir uma resposta imune ou tolerância, dependendo das condições de exposição e da presença ou ausência de outros estímulos concomitantes (como coestimuladores) Autotolerância é a tolerância aos autoantígenos, é uma propriedade fundamental do sistema imunológico, e a falha na autotolerância resulta em reações imunes contra antígenos próprios. Essas reações são denominadas autoimunidade, e as doenças que causam são as doenças autoimunes. VISÃO GERAL DA TOLERÂNCIA IMUNOLÓGICA Os mecanismos de tolerância eliminam ou inativam linfócitos que expressam receptores de alta afinidade para autoantígenos A tolerância é antígeno-específica, resultante do reconhecimento antigênico pelos clones individuais de linfócitos A autotolerância pode ser induzida em linfócitos imaturos autorreativos nos órgãos linfoides geradores (tolerância central) ou em linfócitos maduros nos sítios periféricos (tolerância periférica). A tolerância central garante que o repertório de linfócitos naive maduros se torne incapaz de responder a autoantígenos que são expressos nos órgãos linfoides geradores (o timo para células T, e a medula óssea para os linfócitos B → órgãos linfoides centrais). Entretanto, a tolerância central não é perfeita, e muitos linfócitos autorreativos completam sua maturação. Portanto, os mecanismos de tolerância periférica são necessários para prevenir a ativação desses linfócitos potencialmente perigosos. A tolerância central ocorre durante um estágio da maturação dos linfócitos, quando um encontro com o antígeno pode levar à morte celular ou à substituição de um receptor antigênico autorreativo por outro não autorreativo. Linfócitos maduros que reconhecem autoantígenos nos tecidos periféricos se tornam incapazes de serem ativados pela reexposição àquele antígeno ou morrem por apoptose A tolerância periférica também é mantida pelas células T reguladoras que suprimem ativamente a ativação dos linfócitos específicos para antígenos próprios e outros antígenos. A supressão mediada pelas Tregs ocorre nos órgãos linfoides secundários e nos tecidos não linfoides Alguns autoantígenos são secretados do sistema imune, e outros antígenos são ignorados. A indução da tolerância imunológica é uma potencial abordagem terapêutica para a prevenção de respostas imunes prejudiciais (doenças autoimunes e alérgicas) TOLERÂNCIA DOS LINFÓCITOS T TOLERANCIA CENTRAL DA CÉLULA T Durante sua maturação no timo, muitas células T imaturas que reconhecem antígenos com grande avidez morrem, e algumas das células sobreviventes da linhagem CD4+ se desenvolvem em Tregs. A morte de células T imaturas como resultado do reconhecimento de antígenos no timo é conhecida como deleção, ou seleção negativa Esse processo afeta as células T restritas ao MHC I e II, sendo importante para a tolerância nas populações de linfócitos TCD8+ e CD4+ Antígenos que estão presentes no timo incluem muitas proteínas circulantes e proteínas associadas a células que estão amplamente distribuídos nos tecidos. O timo conta ainda com um mecanismo especial de expressão de muitos antígenos proteicos que estão presentes em diferentes tecidos periféricos, de modo que as células T imaturas específicas para esses antígenos podem ser deletadas do repertório de células T em desenvolvimento IMUNOLOGIA (Abbas – capítulo 15) Gabriela Chioli Boer – T9 Esses antígenos de tecidos periféricos são produzidos nas células epiteliais medulares tímicas (MTECs) sob o controle da proteína reguladora autoimune (AIRE). Mutações no gene da AIRE → síndrome poliendócrina autoimune tipo 1 (APS1) A sinalização do TCR em células T imaturas dispara a via mitocondrial de apoptose. Algumas células TCD4+ autorreativas que encontram autoantígenos no timo não são deletadas; em vez disso, diferenciam-se em células Tregs específicas para esses antígenos. As Tregs deixam o timo e inibem as respostas contra autoantígenos na periferia TOLERANCIA PERIFÉRICA DA CÉLULA T Os mecanismos de tolerância periférica são anergia (não responsividade funcional), supressão pelas Tregs e deleção (morte celular). Esses mecanismos podem ser responsáveis pela tolerância das células T a autoantígenos tecido-específicos, especialmente aqueles que não são abundantes no timo. Os mesmos mecanismos podem também induzir não responsividade a antígenos estranhos que são apresentados ao sistema imune sob condições tolerogênicas ANERGIA (NÃO RESPONSIVIDADE FUNCIONAL): A exposição de células TCD4+ maduras a um antígeno na ausência de coestimulação ou imunidade inata pode tornar as células incapazes de responder àquele antígeno. Nesse processo (anergia) as células autorreativas não morrem, mas tornam-se responsivas a um antígeno. A ativação total das células T requer 3 sinais. O sinal 1 prolongado (reconhecimento do antígeno pelo TCR), quando sozinho, pode levar à anergia. É provável que os autoantígenos sejam exibidos continuamente às células T específicas na ausência de imunidade inata e forte coestimulação (sinal 2). Diversos mecanismos podem atuar na indução e manutenção do estado anérgico: I. A transdução de sinal induzida pelo TCR é bloqueada em células anérgicas II. O reconhecimento de autoantígenos pode ativar as ubiquitinas ligases celulares, as quais ubiquitinam as proteínas associadas ao TCR e as direcionam para a degradação proteolítica nos proteassomos ou lisossomos. O resultado é a perda dessas moléculas de sinalização e ativação defeituosa das células T III. Quando as células T reconhecem autoantígenos, estes podem engajar receptores de inibição da família CD28, cuja função é finalizar as respostas das células T REGULAÇÃO DAS RESPOSTAS DAS CÉLULAS T POR RECEPTORES INIBIDORES (CTLA-4 E PD-1): CTLA-4: membro da família de receptores CD28; liga-se às moléculas B7. Inibe a ativação das células T de duas maneiras diferentes: I. Mecanismo celular intrínseco: células T ativadas começam a expressar CTLA-4, que “desliga” a ativação adicional dessas células, finalizando a resposta IMUNOLOGIA (Abbas – capítulo 15) Gabriela Chioli Boer – T9 II. Via celular extrínseca: as Tregs expressam altos níveis de CTLA-4, utilizando para prevenir a ativação de células responsivas O CTLA-4 atua como inibidor competitivo de CD28 e reduz a disponibilidade de B7 para o receptor CD28 (internaliza o B7) PD-1: outro receptor de inibição da família CD28; reconhece dois ligantes: PD-L1(expresso nas APCs e células teciduais) e PD-L2 (nas APCs) O acoplamento de PD-1 com qualquer um de seus ligantes leva ao recrutamento de fosfatases para a cauda citoplasmática de PD-1. Essas enzimas neutralizam a sinalização induzida por quinases e inibem os sinais provenientes do complexo TCR-correceptor, do CD28 etc., resultando na inativação de células T A expressão de PD-1 em células T aumenta com a estimulação crônica pelo antígeno, sendo importante para controlar respostas decorrentes de exposição antigênica prolongada (autoantígenos, tumores, infecções crônicas) Mais importante para finalizar as respostas das células CD8+ nos tecidos periféricos, enquanto CTLA-4 limita a ativação inicial de células T em órgãos linfoides secundários SUPRESSÃO PELAS TREGS: Tregs são uma subpopulação de células TCD4+; sua função é suprimir respostas imunes e manter a autotolerância. Expressam altos níveis de CD25(receptor de IL-2) e do fator de transcrição FoxP3, membro da família de fatores de transcrição forkhead, críticos para o desenvolvimento e função da maioria das Tregs As Tregs são geradas principalmente pelo reconhecimento de autoantígenos no timo e pelo reconhecimento de autoantígenos e antígenos estranhos em órgãos linfoides periféricos. A geração de algumas Tregs necessita da citocina TGF- β; a sobrevivência e a competência funcional das Tregs são dependentes da citocina IL-2 As Tregs parecem suprimir as respostas imunológicas em múltiplos estágios – na indução da ativação das células T nos órgãos linfóides; na fase efetora dessas respostas nos tecidos; na supressão direta da ativação das células B; e na inibição da proliferação e diferenciação de células NK. IMUNOLOGIA (Abbas – capítulo 15) Gabriela Chioli Boer – T9 ▪ Produção das citocinas imunossupressoras IL- 10 (inibe a produção de IL-12 por DCs e macrófagos ativados – não há secreção de IFN- γ; inibe a expressão de coestimuladores e de moléculas de MHC II em DCs e macrófagos) e TGF-β (inibe a proliferação e as funções efetores das células T e a ativação dos macrófagos – inibe a ativação clássica; regula a diferenciação de subpopulações de Tregs; estimula a produção de IgA pela indução da troca para esse isotipo nas células B; promove o reparo tecidual após o término das reações imunes e inflamatória locais) ▪ Capacidade reduzida das APCs em estimularem células T, através da ligação do CTLA-4 (nas Tregs) às moléculas B7 (nas APCs), resultando em inibição competitiva da coestimulação mediada por CD28 ▪ Consumo de IL-2, privando outras populações desse fator de crescimento, o que resulta na redução da proliferação e diferenciação de outras células dependentes de IL-2 DELEÇÃO DAS CÉLULAS T VIA MORTE CELULAR POR APOPTOSE: Linfócitos T que reconhecem autoantígenos com alta afinidade ou que são repetidamente estimulados por antígenos podem morrer por apoptose. Há duas vias principais e ambas estão envolvidas na deleção periférica das células T maduras: I. Via mitocondrial (intrínseca): regulada pela família Bcl-2; citocromo c, APAF-1; ativação das caspases II. Via do receptor de morte (extrínseca): receptor Fas; ligante FasL; Bid, Bax e Bak; induz a via mitocondrial As células em apoptose desenvolvem blebs na membrana e fragmentos do núcleo e do citoplasma são segregados em estruturas ligadas à membrana (corpos apoptóticos). Essas alterações são reconhecidas por receptores nos fagócitos e os corpos apoptóticos e as células são englobados e eliminados sem elicitar resposta inflamatória. A fagocitose de células apoptóticas pode induzir a produção de mediadores anti-inflamatórios pelos macrófagos Essas duas vias de morte podem funcionar de diferentes maneiras para manter a autotolerância: I. Células T que reconhecem autoantígenos na ausência de coestimulação podem ativar Bim, resultando em apoptose pela via mitocondrial A via mitocondrial Bim-dependente também está envolvida na seleção negativa de células T autorreativas no timo e na fase de contração das respostas imunes, depois que o antígeno tiver sido eliminado II. A estimulação repetida das células T resulta na coexpressão do receptor de morte Fas e seu ligante FasL, e a ativação de Fas desencadeia a morte apoptótica FATORES QUE DETERMINAM A TOLEROGENICIDADE DE ATUTOANTÍGENOS A natureza da DCs que exibe antígenos para os linfócitos T é um determinante importante na resposta subsequente. As DCs residentes dos órgãos linfoides e dos tecidos não linfoides podem apresentar autoantígenos para os linfócitos T e manter a tolerância. TOLERÂNCIA DOS LINFÓCITOS B TOLERANCIA CENTRAL DAS CÉLULAS B Linfócitos B imaturos que reconhecem autoantígenos na medula óssea com alta afinidade mudam sua especificidade ou são deletados ▪ Edição dos receptores: se células B maduras reconhecem autoantígenos que estão presentes em alta concentração na medula óssea, e especialmente se o antígeno é exibido em uma forma multivalente, muitos receptores antigênicos em cada célula B fazem fazem IMUNOLOGIA (Abbas – capítulo 15) Gabriela Chioli Boer – T9 ligações cruzadas, transmitindo fortes sinais para as células. Como resultado, uma nova cadeia leve de Ig é expressa criando, assim, um receptor de célula B (BCR) com uma nova especificidade. ▪ Deleção: se a edição falhar, as células B imaturas podem morrer por apoptose ▪ Anergia: se as células B em desenvolvimento reconhecerem antígenos fracamente, as células tornam-se funcionalmente não responsivas e saem da medula óssea nesse estado de não responsividade. A anergia decorre da regulação negativa da expressão do recepto, assim como a um bloqueio na sua sinalização TOLERANCIA PERIFÉRICA DAS CÉLULAS B Linfócitos B maduros que reconhecem autoantígenos em tecidos periféricos na ausência de células T auxiliares específicas podem ser considerados funcionalmente não responsivos ou morrer por apoptose. Os sinais das célulsa T auxiliares podem estar ausentes se essas células T tiverem sido deletadas ou estiverem anérgicas, ou se os autoantígenos forem antígenos não proteicos. Uma vez que autoantígenos geralmente não elicitem respostas imunes inatas, as células B também não serão ativadas via receptores de complemento ou receptores de reconhecimento de padrões. Desse modo, assim como ocorre com as células T, o reconhecimento de antígeno na ausência de estímulos adicionais resulta em tolerância. Os mecanismos de tolerância periférica também eliminam clones de células B autorreativos que podem ser gerados como uma consequência não intencional da mutação somática nos centros germinativos ▪ Anergia e deleção ▪ Sinalização pelos receptores de inibição. Células B que reconhecem autoantígenos podem ser impedidas de responder por meio do acoplamento de vários receptores de inibição. A função destes é definir um limiar para a ativação da célula B e assim permitir respostas a antígenos estranhos, porque estes tipicamente elicitam sinais fortes provenientes da combinação do BCR, de correceptores, receptores de imunidade inata e células T auxiliares, mas não respostas a autoantígenos, as quais acoplam apenas o BCR MECANISMOS DE AUTOIMUNIDADE Fatores que contribuem para o desenvolvimento da autoimunidade são a suscetibilidade genética e os desencadeadores ambientais, como infecções e lesão tecidual local IMUNOLOGIA (Abbas – capítulo 15) Gabriela Chioli Boer – T9 CARACTERÍSTICAS GERAIS DAS DOENÇAS AUTOIMUNES As doenças autoimunes podem ser sistêmicas ou órgão- específicas, dependendo da distribuição dos autoantígenos que são reconhecidos Vários mecanismos efetores são responsáveis pela lesão tecidual em diferentes doenças autoimunes. Esses mecanismos incluem imunocomplexos, autoanticorpos circulantes e linfócitos T autorreativos Doenças autoimunes tendem a ser crônicas, progressivas e de autoperpetuação, pois os autoantígenos que desencadeiam essas reações são persistentes e, uma vez que a resposta imunológica se inicia, muitos mecanismos de amplificação são ativados e perpetuam essa resposta. Além disso, uma resposta iniciada contra um autoantígeno que lesiona tecidos pode resultar na liberação e alteração de outros antígenos teciduais, na ativação de linfócitos específicos para esses outros antígenos e na exacerbação da doença (propagação do epítopo) ANORMALIDADES IMUNOLÓGICAS QUE LEVAM A AUTOIMUNIDADE I. Autotolerância defeituosa. Eliminação ou regulação inadequadas das células B ou T, levando ao desequilíbrio entre ativação e controle de linfócitos, é causa subjacente a todas as doenças autoimunes II. Exibição anormal de autoantígenos III. Inflamação ou resposta imune inata inicial BASES GENÉTICAS DA AUTOIMUNIDADE A maioriadas doenças autoimunes é decorrente de traços poligênicos complexos nos quais os indivíduos afetados herdam polimorfismos genéticos múltiplos que contribuem para a suscetibilidade à doença. Esses genes agem em conjunto com os fatores ambientais para causarem as doenças ASSOCIAÇÃO DE ALELOS DE MHC COM AUTOIMUNIDADE: Dentre os genes que estão associados à autoimunidade, as associações mais fortes são com os genes MHV. Alguns alelos do MHC (como HLA) ocorrem com maior frequência nas doenças autoimunes Em muitas doenças autoimunes, os polimorfismos de nucleotídeos associados à doença codificam aminoácidos nas fendas de ligação de peptídeos das moléculas de MHC ATIVAÇÃO ESPECTADORA As infecções geram processos inflamatórios e, com isso, expressão da molécula coestimuladora nas DCs e outras APCs. Sendo assim, a molécula coestimuladora expressa em um linfócito autorreativo, pode haver ativação da resposta imune adquirida contra constituintes do hospedeiro INFECÇÕES E DOENÇAS AUTOIMUNES Infecções virais ou bacterianas contribuem por ativação espectadores, em que as APCs começam a expressar coestimuladores e a secretar citocinas ativadoras de células T, resultando no colapso da tolerância da célula T. Normalmente, o encontro de uma célula T autorreativa madura com um autoantígeno apresentado por uma APC em estado quiescente com deficiência de coestimulador resulta em tolerância periférica por anergia Microrganismos podem encontrar receptores tipo Toll em DCs, levando à produção de citocinas ativadoras de linfócitos; microrganismos também podem encontrar células B autorreativas, levando à produção de autoanticorpo Mimetismo molecular: linfócitos produzidos para conter determinado patógeno pode realizar reações cruzadas com antígenos próprios (febre reumática) MECANISMOS RELACIONADOS A ESCLEROSE MÚLTIPLA A esclerose múltipla é uma doença autoimune do SNC, na qual células TCD4+ das subpopulações Th1 e Th17 reagem contra os antígenos próprios de mielina, resultando em inflamação do SNC com ativação de macrófagos ao redor dos nervos do cérebro e da medula espinhal, destruição da mielina, anormalidades na condução nervosa e déficits neurológicos. No exame patológico há inflamação da substância branca e desmielinização secundária. Fraqueza, paralisia e sintomas oculares com exacerbações e remissões Uma infecção viral pode ativar as células T reativas à mielina própria pelo fenômeno de mimetismo molecular ou pode ser por fator genético do alelo DR2 dos genes HLA. Assim, células T autorreativas são geradas contra as proteínas da mielina, ativando uma resposta imune, com liberação de citocinas, recrutamento e ativação de outras células de defesa, IMUNOLOGIA (Abbas – capítulo 15) Gabriela Chioli Boer – T9 como micróglias ativadas; TCD4 Th1; TCD4 Th17; linfócitos TCD8 e linfócitos B A doença é propagada por meio de um processo conhecido como espalhamento de epítopos. A ruptura do tecido resulta na liberação de novos antígenos proteicos e expressão de novos epítopos (antes não presentes como epítopos e após lesão há uma expressão aumentada desses epítopos que são tidos como intolerantes), previamente sequestrados, que ativam mais células T autorreativas MECANISMOS RELACIONADOS AO DIABETES TIPO 1 A diabetes tipo I insulino-dependente é resultante da produção prejudicada de insulina; decorre do comprometimento das células B pancreáticas (secretoras de insulina). A predisposição genética a esta patologia relaciona-se com os alelos DR3 e DR4 dos genes HLA. O HLA é um complexo com muitos locus gênicos e codifica as glicoproteínas de reconhecimento dos antígenos, como o MHC. Assim, uma mutação neste local pode gerar moléculas de superfície que reconheçam e se liguem a autoantígenos Causas: inflamação mediada por células Th1 CD4+ reativas com antígenos das ilhotas (incluindo insulina), lise de células das ilhotas mediadas por CTL, produção local de citocinas (TNF e IL-1) que danificam células das ilhotas e autoanticorpos contra as células das ilhotas Um fator ambiental que pode contribuir a essa patologia é a infecção pelo vírus coxsackie B4. Isto porque ele tem tropismo pelo pâncreas e causa uma inflamação na região. A destruição de células libera muitos autoantígenos, que são capturados pelos linfócitos autorreativos. Como existe uma infecção e inflamação, as DCs expressão coestimuladores. No entanto, estas coestimuladoras acabam por ativar linfócitos contra o vírus e linfócitos contra os autoantígenos, causando grande destruição das células beta → ATIVAÇÃO ESPECTADORA Os tipos celulares envolvidos na patologia incluem: macrófagos, linfócitos Th1, linfócitos TCD8 e linfócitos B MECANISMOS RELACIONADOS À ARTRITE REUMATÓIDE É uma doença inflamatória crônica que envolve desde articulações pequenas (dedos), até articulações maiores (joelhos). Ela está envolvida na inflamação da sinóvia, com destruição das superfícies articulares. As células efetoras respondem a proteínas citrulinadas e incluem macrófagos, TCD4 Th1, TCD4 Th17, linfócitos TCD8, linfócitos B (fator reumatoide – FR), sendo que várias citocinas estão envolvidas, principalmente o TNF, que estimula as células da sinóvia a produzir colagenases e outras enzimas proteolíticas que acabam por degradar a cartilagem, ligamentos e tendões Geralmente, a artrite reumatoide também está relacionada com fatores reumatoides, que são anticorpos (IgM ou IgG) autorreativos, com mutações nas suas extremidades Fc. A suscetibilidade genética está envolvida com os alelos DR4 e os fatores ambientais são infecções e tabagismo
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