Aula 2 - Imuno

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IMUNOLOGIA
AULA 2– SISTEMA COMPLEMENTO
Sistema Imune Inato/natural: Em linhas gerais, o sistema imune inato ou natural é o que nasce com o organismo e não se altera na capacidade funcional, nem na efetuação da resposta desse sistema até a sua morte. Tendo como características:
A especificidade desse sistema é herdada do genoma (então todos nós respondemos da mesma forma) – Todos nós já nascemos com um conjunto de genes que codificam as proteínas que vão ser responsáveis pelo reconhecimento e função do sistema inato. Estas proteínas são iguais dentre todos os indivíduos de uma mesma espécie, não havendo diferença de funcionamento quando o estímulo é o mesmo. Assim, nós herdamos esse sistema do genoma, e isso não pode ser modificado – todas as características dos genes envolvidas com a ativação e regulação do sistema são herdadas do genoma e estão no DNA somático;
Dentro de um indivíduo, todas as células de um determinado tipo vão ter a mesma expressão – Ex: os macrófagos, independente da sua localização, irão se comportar da mesma maneira, com mesmo tipo de função quando o estímulo é o mesmo, assim como células dendríticas, neutrófilos, mastócitos e outras células granulosas;
A resposta é imediata – O maior exemplo é a confirmação de diagnóstico por infecção por dengue: Com a aparição dos sintomas clínicos da dengue, o paciente procura o médico e este faz o tratamento sintomatológico, mas o diagnóstico sorológico só é feito entre 5 a 7 dias depois. Há o acompanhamento, então, das plaquetas, o tratamento dos sintomas do momento e, apenas depois de uma semana, se faz o diagnóstico sorológico. Isso porque esse teste é baseado em anticorpo, que faz parte do sistema imune adaptativo e, por isso, demora mais tempo para aparecer quando infectado. Já a resposta do sistema imune inato, diferentemente, é imediata. A resposta inflamatória, parte importante do sistema imune inato, acontece no exato momento que se entra em contato com um agente infeccioso – Assim, todas as respostas do sistema imune inato são IMEDIATAS, o que muito tem a ver com os granulócitos que tocam as citocinas no interior do citoplasma dentro dos granulócitos
No que se refere ao reconhecimento do que é dano ou infeccioso para o sistema inato, ele utiliza de uma estratégia de reconhecimento baseada na baixa especificidade, reconhecendo classes abrangentes de patógenos – Esse sistema consegue reconhecer que “alguma coisa” está errada, causando danos, seja por bactéria ou seja por vírus, mas todo esse reconhecimento ocorre de maneira inespecífica, o que é diretamente proporcional a uma maior eficiência. Quando se tem um teste complementar com uma especificidade muito alta, a eficiência é menor, o número de falsos negativos é maior. Quando um teste complementar tem uma especificidade muito baixa, mesmo gerando um número elevado de falsos positivos, a eficiência como um todo é maior. Pois esse sistema não consegue identificar o tipo específico de bactéria, mas sim classes, ou seja, que “alguma coisa está errada”, podendo ser bactéria ou vírus;
O sistema imune inato é extremamente eficiente, mas ele não é tão específico assim, por isso que em muitos casos há inflamações que causam mais danos do que efetivamente combater determinado patógeno. Já o sistema imune adaptativo é extremamente específico, sendo capaz de reconhecer não só o tipo de bactéria, mas também, um aminoácido uma proteína
dessa bactéria;
O sistema imune inato interage com uma variedade de moléculas que são estruturalmente semelhantes, então ele não reconhece um dado aminoácido ou peptídeo, ele reconhece açúcares, lipídeos, ou seja, classes de moléculas, que, na maioria das vezes, não são produzidas por humanos – Ex: Nas membranas celulares dos humanos há a maior abundância de colesterol, já em fungos e protozoários é o ergosterol, que é reconhecido pelo sistema imune inato. Outra molécula reconhecida são os açúcares acetilados, que indicam ao sistema que há uma infecção, sendo o exemplo mais comum o lipopolissacarídeo LPS, que indica que estamos sendo infectados por uma bactéria gram negativa (membrana externa) , que são de vários tipos, mas que mesmo assim indica que deve ser eliminada.
O comportamento do sistema imune inato é semelhante em indivíduos da mesma espécie, no que tange a expressão de diferentes receptores nas células dos indivíduos, da resposta imediata e do reconhecimento com baixa especificidade.
CARACTERÍSTICAS GERAIS
O sistema imune inato apresenta várias etapas e uma delas é o sistema complemento.
Histórico:
descoberto no fim do século XIX por Jules Bordet;
componente termolábil do plasma que aumenta os efeitos microbianos dos anticorpos (opsonização e destruição de bactérias);
*Foi descoberto que o contato do soro de um indivíduo (contendo tanto as proteínas plasmáticas, quanto anticorpo) com bactérias, faz com que elas morram. Se há o aquecimento desse soro, ele perde parcialmente essa capacidade de matar essas bactérias, por isso sendo um componente termolábil. ASSIM, essas proteínas do complemento são capazes de, no soro, quando ativas, ou seja, quando não estão submetidas a altas temperaturas, elas são capazes de auxiliar os anticorpos do soro a matar os patógenos, sendo um complemento às atividades dos anticorpos.
o nome complemento é originado pelo fato de que o sistema complementa a atividade antibacteriana do anticorpo;
embora tenha sido observado como um sistema que complementa, e portanto, é independente da presença de anticorpos, sabemos hoje que este sistema é um componente do sistema inato de proteção contra infecções e que sua ação precede a produção de anticorpos pelo organismo, LOGO, o complemento é capaz de matar e inativas patógenos mesmo sem a presença de anticorpos – ASSIM, anticorpos mata patógenos, complemento também mata patógeno, e os dois juntos matam muito mais, uma vez que o sistema é complemento;
Definição: é um conjunto de ptns plasmáticas que podem ser ativadas através de uma reação em cascata, isto é, cada componente ativado é capaz de ativar o outro componente do sistema complemento;
Nomenclatura: é composto mais ou menos por 30 ptns diferentes, normalmente denominadas pela letra C seguida do número de acordo com a descoberta de cada proteína, MAS a sequência de reação clássica é C1, C4, C2, C3, C5, C6, C6, C8 e C9. Nessa composição, elas ainda são proteínas plasmáticas inativas. A medida que vai ocorrendo a ativação, por
proteólise, fragmentos são gerados por clivagem, sendo que os fragmentos maiores recebem a denominação b e os menores a, por exemplo C4b e C4a. A exceção é C2, já que o fragmento maior é denominado C2a e o menor é o C2b. Outra exceção são as ptns C1q, C1r e C1s que, na verdade, são subunidades da ptn C1 (nunca é clivado – essas subunidades, ao se juntarem, formam C1, que é ativo) e, portanto, não são produtos de clivagem. Na via alternativa de ativação do complemento (que são diferentes – fator), os componentes são denominados por letras, B, D e P, mantendo-se a regra para fragmentos maiores e menores, podendo gerar fator Ba e Bb;
Produção: as ptns do sistema complemento são produzidas principalmente por hepatócitos e sua produção é aumentada durante processos inflamatórios através da ação sistêmica de citocinas – Macrófagos também produzem proteína de complemento;
As principais células produtoras de complemento são hepatócitos. Quando há uma resposta inflamatória, citocinas inflamatórias com ação endócrina, TNF- alfa e IL-6, agem em diferentes locais do corpo, regulando a resposta inflamatória. Então, além de efetuarem atividades especificas do sistema imune, essas citocinas agem no sistema nervoso, produzindo febre; agem na medula óssea, aumentando as células da medula óssea; e agem no fígado ativando a produção de proteínas de fase aguda de inflamação, que terão como objetivo detoxificar o organismo de produtos que são produzidos tanto pelo sistema imune quanto pelos patógenos, durante uma resposta inflamatória
O fígado produz essas proteínas de forma constitutiva, em nível baixo. Então, o organismoapresenta proteínas na circulação, em um nível basal, e no líquido intersticial (tecidos), uma vez que ele é composto de plasma e quando ele extravasa da circulação sanguínea, ele carrega junto essas proteínas do complemento. Quando tem uma resposta inflamatória acontecendo, por conta das citocinas inflamatórias que ativam o fígado a produzirem mais proteína, a concentração no sangue e no tecido aumenta.
FUNÇÕES DO SISTEMA COMPLEMENTO
Lise: destruição direta de células e patógenos por necrose celular/lise – O sistema complemento é capaz de destruir a membrana plasmática tanto dos patógenos quanto das nossas células;
Opsonização: A fagocitose (macrófagos são as principais células fagocíticas) é um processo que depende de receptor, diferentemente da pinocitose, para reconhecimento superficial e desencadeamento desse processo. Toda e qualquer molécula da superfície de uma bactéria, vírus ou de uma célula morta que seja capaz de promover a fagocitose é chamada de molécula opsonizante. Existem ligantes naturais que são opsonizantes e existem anticorpos, cuja principal função é se ligar a um patógeno para ser posteriormente reconhecido pelo macrófago, em uma interação entre o receptor do macrófago e o anticorpo, que garantirá a endocitose. O sistema complemento é capaz de promover, então, a opsonização. A proteína pode se ligar a célula ou patógeno e promover a lise, além disso, promove a opsonização do patógeno, em que o fagócito (macrófago com seus receptores) reconhece a proteína do complemento e gera a fagocitose. Toda vez que o sistema imune tem uma atividade ativada, ele, ao mesmo tempo, estimula um feedback negativo. Tem local do sistema imune que tem que estar suprimido, então o complemento não está envolvido. Isso porque, por exemplo, o sistema imune do sistema nervoso central é suprimido devido a barreira hematoencefálica, que impede que infecções cheguem. Assim, o sistema complemento só será ativo se o patógeno estiver nessa região do sistema nervoso, que passará por regulação para que não promova ações danosas a ponto de prejudicar o SN e não conseguir matar a bactéria, gerando uma regulação de intensidade e não uma inibição completa.
*Cada micro sistema do sistema imune apresenta formas de inibição
Existem células fagocíticas (macrófagos, por ex), mas para isso, essas células precisam
reconhecer “algo” na estrutura que será fagocitada (bactéria, vírus ou célula morta) – a ptn que está na bactéria que será reconhecida pelo macrófago, por exemplo, que é opsonizante, sendo, então, reconhecida;
Resposta inflamatória: ativação de monócitos e granulócitos teciduais + migração dessas células para dentro dos tecidos + ativação do endotélio – é um conjunto de atividades celulares e teciduais, incluindo ativação do endotélio, que em última análise vai determinar que a resposta inflamatória está acontecendo, que é quando há as alterações patológicas da inflamação (rubor, dor, etc). O sistema complemento, então, é capaz de ativar todos esses passos, até a ativação do endotélio, ativando monócito e granulócitos teciduais, ou seja, parte celular da resposta inflamatória, que é capaz de promover a migração dessas células para dentro do tecido e ativação do endotélio.
Imunocomplexo: o sistema complemento se liga aos Imunocomplexos, destruindo-os – São estruturas formadas por anticorpos e antígenos. Em uma infecção geral sistêmica, há a produção de anticorpos, que no seu sangue, irão se encontrar com vírus, formando imunocomplexos. São complexos proteicos que irão crescer indefinidamente, uma vez que tem anticorpos e vírus no sangue. Se esses anticorpos ou imunocomplexos estiverem com uma concentração muito elevada no sangue ou com tamanho muito grande no sangue pode gerar complicações, como trombose, ativação inespecífica do endotélio, falência renal, etc. Assim, é necessário que haja a eliminação desses imunocomplexos, antes que essas estruturas causem problemas fisiológicos no organismo. Dessa forma, o sistema complemento se liga ao complexo que facilita a destruição pelos macrófagos.
ATIVAÇÃO DO COMPLEMENTO
O complemento funciona também na completa ausência do anticorpo quando a via da leptina é ativada;
Via clássica: foi a primeira descrita e é a que depende do anticorpo;
Via das leptinas: leptinas são ptns que se ligam em açúcares específicos de patógenos (como manoses e açúcares acetilados) – receptores proteicos que são capazes de reconhecer açúcares. É independente do anticorpo;
Via alternativa: é uma via de feedback positivo das outras duas vias;
As 3 vias convergem para a formação da proteína C3 convertase;
A partir da C3 convertase começam as etapas do complemento que estão envolvidas com as funções (já descritas anteriormente). Antes desse momento, não há expressão de nenhuma função do sistema complemento. Então, com a ativação da C3 convertase, começam a serem formadas as proteínas do complemento funcionais, que são: C3a e C5a (envolvidas na regulação da resposta inflamatória), C3b (que promove a opsonização e remoção dos complexos imunes) e os componentes terminais do complemento que vai de C5b até C9 (são chamadas de complexo de ataque a membrana, que promove a lise das células alvos).
ATIVAÇÃO DA VIA CLÁSSICA
· As proteínas do complemento estão no plasma, mesmo em pessoas que não apresentam resposta inflamatória, uma vez que o fígado as produz constitutivamente, e quando há resposta inflamatória ele as produz mais. Contudo, elas estão no plasma de forma INATIVADA, em quantidades iguais para todos (C1q, C1r, C1s, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8, C9, fator B, D e P);
· O que impede que todas essas proteínas estejam sendo ativadas e produzam as proteínas que são ativas (C3a, C5a e etc) é um processo chamado de fixação do complemento – O complemento precisa se ficar a um substrato para ser ativado;
· Circulando no sangue, essas proteínas estão inativas, não conseguem se ativar, e só vão conseguir quando estiverem fixas a um substrato;
· Isso só vai acontecer quando reconhecer algo reconhecível pelo sistema complemento (sistema imune inato – baixa especificidade).
· C1: a primeira ptn da via clássica do sistema complemento
· É formada por 3 subunidades: C1r, C1q e C1s; Para C1 ser ativada é preciso de 6C1q, 1C1r e
· 1C1s;
· A movimentação do sangue e,
· consequentemente, dos seus componentes, faz com que as chances dessa combinação acontecer por acaso seja quase nula. Isso só vai acontecer quando C1q reconhecer alguma coisa na superfície de uma célula (bactéria, protozoário, fungo, célula própria).
(1) A primeira C1q se liga a superfície, posteriormente outra C1q irá se ligar na mesma estrutura, no mesmo tipo de molécula (apresenta mais que uma na superfície) e assim sucessivamente. Ocorrendo isso, C1s e C1r são capazes de se ligar. A esse processo damos o nome de fixação do complemento – quando a adesão na superfície de um número de C1q é suficiente para gerar as regiões de fixação de C1r e C1s e, assim, formar C1 ativa.
(1) C1 reconhece e se liga a estruturas polianiônicas diretamente na superfície de bactérias (e.g. ácido lipoteicoico);
* Bactérias GRAN positivas apresentam uma camada densa de peptideoglicanos, que é a estrutura primordial da parede bacteriana; já as GRAN negativas têm menor camada de peptideoglicano, mas membrana externa de LPS (Lipopolissacarídeo). Junto ao peptideoglicano, a parede bacteriana é formada por ácido teicóico e ácido lipoteicóico, entre outros. Por tanto, é o tipo de estrutura que garante a fixação – estruturas de repetição na superfície do substrato.
A proteína C1q reconhece e se liga também a ptn C-reativa (PCR), que está presente na fase aguda de inflamação, sendo um sensor de inflamação subclínica (sem sintomas) e que se liga a fosfocolina, muito presente em patógenos em geral;
C1q reconhece e se liga, também, a porção Fc de anticorpo, sendo o modelo que foi detectado primeiro;
Então, C1q é capaz de reconhecer e ativar complemento, mesmo na ausência de anticorpos, uma vez que ele pode se ligar ao ácido lipoteicóico de bactérias GRAN positivas ou mesmoreconhecer PCR ligada a fosfocolina. Conclui-se, então, que o reconhecimento para fixação pode ser tanto por substratos próprios do nosso corpo (anticorpo) – o que, quando sem regulação, pode causar doenças autoimunes – quanto por outros organismos (fosfocolina e ácido lipoteicóico);
O que a C1 ativa é capaz de fazer?
Quando C1 está ativo, se torna uma protease (capacidade proteolítica);
Tem afinidade com outras proteínas do complemento (essas proteínas são ativadas em cascatas, normalmente por proteólise), iniciando a cascata. Tendo, então, afinidade com a próxima proteína do complemento, que é a C4;
C4, então, é clivado por C1 em uma porção menor, que é a C4a, que vai para o plasma ou para o interstício, dependendo da localização da célula, e em uma porção maior que é a C4b, que precisa se ligar imediatamente a uma membrana (lembrando que C2 é uma exceção – C2b é a porção menor e não maior) – C4a é liberado e C4b se liga a membrana;
A porção B deve se inserir necessariamente onde C1 está ligado, na mesma membrana – C4b se liga na superfície do patógeno* (isso sempre acontece na forma b), sequestrando moléculas de C2;
A fixação do complemento é fundamental para impedir que moléculas do complemento sejam ativadas e deflagrem as funções que são responsáveis inespecificamente em qualquer lugar do corpo;
A mesma coisa acontece com as outras etapas, C4a não terá função importante para o organismo, enquanto C4b é fundamental para que a cascata continue acontecendo. Se C1 clivasse C4a e C4b e esse C4b ficasse “boiando”, ele poderia se ligar em células do organismo ao invés do patógeno, desencadeando a cascata na célula do organismo, fazendo-a sofrer opsonização ou lise. Logo, é importante a fixação de C4b na mesma membrana onde C1 está ligado. Assim, é importante uma regulação de C4b que impeça que ela tenha função endócrina (em células distantes) ou parácrina (em células vizinhas), devendo ter uma função autócrina (na própria célula);
Além de C4, C1 também tem afinidade por C2, mas possui conformação diferente. Isso porque C1 só tem afinidade com C2, que vai para superfície da membrana, quando há liberação de C4b e posterior ligação de C2 com C4b;
C1 cliva C4 solúvel no líquido intersticial, formando C4b, que se liga a membrana da célula, do lado de C1, e ela tem afinidade por C2;
C1 (C1s) cliva C2, liberando C2b, que é a porção menor (C4b se insere na
membrana, assim como a maioria das proteínas complemento “b”, mas no caso de C2, a porção que fica ligada a célula não é a porção que se insere na membrana ligada a C4b, logo, eles invertem as letras para mostrar que C2a não apresenta a mesma estrutura de C4b);
C4b, então, vai para a via do cininogênio, já C2a se liga a C4b, formando um complexo que fica ligado a membrana da célula, o C4b2a, que tem atividade C3 convertase (todas as vias convergem para formação de C3 convertase) – C2b é liberado, e o que permanece na superfície do patógeno é o complexo C4b2a.
	
-C3 CONVERTASE
Converte C3 em C3a e C3b;
C3a é liberado para o líquido intersticial;
C3b pode se ligar imediatamente a superfície do patógeno, de maneira individual ou complexado a C4b2a, formando C4b2a3b, que é a C5 convertase.
** Se tiver fagócitos pertos e estejam aptos, eles reconhecem o C3b e começam a fagocitar as bactérias, a cascata de ativação do complemento pode parar aí.
C5 convertase: cliva C5 em C5a e C5b;
C5a é liberado e C5b se liga imediatamente a membrana do patógeno de maneira individual.
A cascata de ativação do complemento termina com a formação d C5b, a partir de C5b, então, vai para os complementos terminais do complemente, sendo o fim das clivagens. Logo, C5b inicia a ativação terminal do complemento.
* Essas ptns do sistema complemento sempre vão estar no meio extracelular, ou seja, no plasma, liquido intersticial ou sangue.
INTERAÇÃO Cxb COM A PAREDE DO PATÓGENO
Por que as porções “b” precisam se ligar na
mesma membrana onde C1 foi ativado?
As frações “b” das ptns do complemento têm uma porção tioester com alta capacidade reativa com grupamentos amina ou hidroxila na superfície celular, formando ligações covalentes. Entretanto, esses grupamentos são tão reativos que são rapidamente hidrolisados, sendo inativados por água. Então se essas porções ficarem no líquido intersticial, mesmo por pouco tempo, uma molécula de água se liga ao resíduo tioester, e essa proteína é inativada. Por isso a
importância de se ligar imediatamente ao substrato – Caso esta ligação não ocorra, a ptn Cxb é hidrolisada, perdendo a atividadeAssim, essa necessidade de fixação já é um mecanismo de regulação, uma vez que impede que a ativação do complemento se estenda ao tecido como um todo e restringe a cascata a célula abarcada por C1.
ATIVAÇÃO DO COMPLEMENTO – VIA DAS LECTINAS
· Essa via é idêntica à clássica (dependente de C1), o que muda é o primeiro componente;
· Na via das lectinas, as proteínas que vão iniciar a cascata ou são as proteínas leptinas ligadoras de manoses (MBL) ou as ficolinas;
· Quando há uma superfície de patógeno ou de uma célula com vários resíduos de manoses, várias MBLs vão se ligando nessa superfície, formando sítios de ligação de MASP-1 e MASP-2, que são proteínas homólogas funcionais a C1r e C1s;
· MASP-1 se liga antes do que MASP-2, sendo esta a que contém atividade proteolítica;
· MASP 2 é capaz de clivar C4, formando C4b e C4a;
· MASP 2 também é capaz de clivar C2, na presença de C4b na superfície dos patógenos, ou seja, mesma coisa que aconteceria com C1;
· As ficolinas se ligam a oligossacarídeos com açúcares acetilados. Quando se tem essa estrutura em grande quantidade na superfície do patógeno, várias dessas ficolinas de ligam, gerando sítios de ligação de MASP-1 e MASP-2, sendo esta contendo a atividade proteolítica que irá fazer o início da cascata com clivagem de C4;
· Com isso é formada a C3 convertase da via das lectinas – C4b2a;
· Portanto, a C3 convertase da via das lectinas é idêntica à da via clássica, uma vez que as vias são parecidas, virando apenas o primeiro item (todas as vias convergem para a produção de C3 convertase);
· O que determina a via a ser tomada é a superfície do patógeno. A via clássica é mais eficiente para bactéria, já a da Lectina para outros patógenos;
· Por isso, diferentes vias amplificam a capacidade imunológica do organismo, uma vez que C1 é mais eficiente na presença de anticorpo e, com a via das lectinas, amplia-se para diferentes açúcares que podem ser reconhecidos de diferentes patógenos;
ATIVAÇÃO DO COMPLEMENTO – VIA ALTERNATIVA
** Amplifica os efeitos da via classica e da via lectina
· É um feedback positivo para a produção de C3;
· Há duas funções para a via alternativa: uma fisiológica, ou seja, dentro da ação do complemento é uma via normal, que é a do feedback positivo; e outra patológica;
FUNÇÃO FISIOLÓGICA
Na superfície do patógeno pode haver uma ligação com C1 ou lectina, que irá clivar C4, ocorrendo posteriormente uma clivagem de C2 e formação da C3 convertase, que cliva C3, formando C3b e liberando C3a;
C3b pode seguir dois caminhos: se ligar sozinho a superfície do patógeno ou junto a
C4b2a;
Quando C3b se liga de forma
independente na superfície da célula, tem função de opsonização, assim como, de ativação da via alternativa. Esse C3b sozinho na superfície de patógenos tem afinidade pela proteína plasmática fator B, de uma forma semelhante como ocorre com C4b e C2. Esse complexo proteico, por sua vez, tem afinidade por outra proteína plasmática envolvida na ativação do complemento, que é o fator D;
Esse fator D, que estava “boiando”, irá clivar (há a aplicação da regra das subunidades do complemento) o fator B, formando C3bBb, e liberando o fator Ba;
C3bBb, por sua vez, tem atividade
de C3 convertase da via alternativa, gerando, assim, um feedback positivo perfeito, amplificando a formação de C3b e C3a. Então, a C3 convertase irá se ligar a C3, clivando-a, para liberar C3a e C3b. Esse C3b se liga na superfície da célula recebendo outro fator B, fazendo a via alternativa permanecer funcionando;
· Assim,enquanto o patógeno estiver presente, a via alternativa estará ativa, mesmo que esse patógeno tenha maneiras de escapar da via das lectinas ou da via clássica, como patógenos que são capazes de ativar anticorpos (prejudica a via clássica, mas a via alternativa permanece funcionando, o que garantirá uma auto alimentação);
· Dessa forma, a via alternativa é extremamente importante para patógenos mais resistentes, uma vez que garante um aumento de C3b disponível, a fim de garantir a eliminação do patógeno;
· O caminho de C3b, em relação as vias, é uma questão de saturação química da membrana. Se tiverem vários complexos C4b2a, C3b vai se ligar complexado, mas se tiver menos, vai se ligar de forma independente;
· O C3b está a todo momento sendo produzido pela atividade da C3 convertase, então é comum haver a saturação de C4b2a, formando vários C5 convertase;
· O excesso de C3b é utilizado sozinho na superfície, servindo como moléculas para manter a via alternativa funcionando ou como molécula opsonizante;
· O fator D está ativo, mas só conseguirá clivar quando o fator B estiver ligado a C3b e fixados em uma superfície;
FUNÇÃO PATOLÓGICA
· Há patologias que dependem do complemento, ou seja, quando o complemento começa a ser superativado, começa a atacar o próprio corpo. Isso ocorre muito quando há resposta inflamatória exacerbada; ou seja, quando a concentração de proteínas de fase aguda é muito elevada;
C3H2O;
Quando isso ocorre, pode acontecer a formação, por hidrólise, da molécula de
Quando C3 na circulação
está em grande concentração, ele começa a ser hidrolisado por água, o que é um mecanismo de eliminação de C3, de controle de sua concentração;
Entretanto, C3H20 tem afinidade pelo fator B, se ligando a ele na circulação. O fator B, por sua vez, se torna suscetível a clivagem pelo fator D, formando C3H20Bb, que é uma C3 convertase fase fluída, uma vez que pode se formar na circulação;
Essa C3 convertase irá se ligar a C3, gerando C3a e C3b na circulação. Esse C3b, por sua vez, pode se ligar a qualquer coisa: célula endotelial, célula circulante, ativar
via alternativa (gerando mais C3b), destruir células, ativar outras vias, etc – Isso gera respostas inflamatórias, dano endotelial, doenças vasculares, etc.
Dessa forma, esta convertase é rapidamente inativada, caso não se ligue ao patógeno;
É raro, mas possível de acontecer. Há pessoas mais suscetíveis e outras menos suscetíveis. Pode acontecer como complicação de uma doença inflamatória mais grave, como uma doença autoimune, doença inflamatória crônica, infecção aguda ou crônica. Pode ser detectada em exames complementares, em dosagens de C3 convertase fase fluida no sangue. Pode estar associada, também, dependendo da manifestação clínica, com algumas complicações vasculares, anemia, etc;
A CLIVAGEM DE C3 SÓ OCORRE ENQUANTO O PATÓGENO ESTIVER VIVO, logo, como esse
patógeno, na prática, vai morrendo com a ativação do sistema complemento, há muito mais C3 livre no sangue ou no tecido do que você tem C3 convertase para consumir esse C3;
Todas as proteínas podem ser inativadas por água, quando ocorre com C3b, C4b ou C5b, é uma inativação total, não sendo revertida. Já quando ocorre com C3H20, pode entrar em contato com fator B, gerando C3 convertase de fase fluida (em um fluido, na circulação ou no interstício). Esse C3b, se não se ligar a nenhuma superfície, vai ser ligado à água para inativação;
· Os casos de processos inflamatórios dependentes da produção de C3 de um sistema complemento não fixado são raros, uma vez que tem diversos processos que podem inibir isso. A C3 convertase de fase fluída pode se ligar a um substrato ou ser inativada; o C3H20 precisa estar em concentração muito elevada e também pode ser inativado. Mas, ainda assim, é uma possibilidade.
COMPLEXO DE ATAQUE A MEMBRANA
Esse complexo é dependente da atividade de C5b, que é formada pela C5 convertase;
A partir de C5b não há mais eventos proteolíticos acontecendo;
É uma sequência de ligação, de ativação alostérica, ou seja, uma ativação por mudança conformacional;
C5b ligado a membrana se torna suscetível a ligação de outras duas proteínas, que são C6 e C7;
C5b se liga à C6 na membrana do patógeno, formando o complexo C5b6;
C5b6 interage com C7, expondo um sítio hidrofóbico em C7, o qual permite que se formem proteínas transmembrana, levando a uma inserção deste novo complexo – C5b67 – na bicamada lipídica da membrana do patógeno;
Diferentemente de C7, as proteínas b (C4b, C5b e C6b) são proteínas ancoradas a membrana. Elas expõem o tioester e se ligam a um grupamento amina ou hidroxila em ptns que estão na membrana, ancorando-se. Assim, há uma inserção do complexo C5b67 e um ancoramento;
C8, por sua vez, tem duas subunidades (β e α-γ). Uma dessas subunidades tem resíduo hidrofóbico que se insere na membrana. Assim, há um complexo de proteínas, C5b678, que tem três subunidades de proteínas inseridas na membrana do patógeno;
· Esse complexo é o centro do complexo de ataque a membrana, que forma um poro que acaba com a regulação osmótica da célula, levando a morte da mesma. Esse poro é formado por C5b678 como cerne; ancora desse processo, que será o início para polimerização de diversas proteínas C9, que tem resíduos hidrofóbicos e, portanto, se inserem na membrana, formando o complexo de ataque à membrana – C8 α-γ inserido na membrana induz a polimerização de várias unidades C9, que vão constituir as paredes do poro.
· Essas proteínas são semelhantes e conservadas em diferentes organismos. Então, esses poros passam a ser muitos semelhantes, principalmente no que se refere a diâmetro, número de subunidades, estrutura da âncora central do complexo de ataque à membrana, etc;
· In vitro, todas as bactérias e muitos outros patógenos são capazes de serem eliminados pelo complemento, devido a esse complexo de ataque a membrana. Entretanto, esse tipo de atividade é muito incomum de acontecer in vivo
(pouco eficiente). Ou seja, quando somos infectados por uma bactéria, o complexo de ataque à membrana raramente é a porta pelo qual o complemento tem a sua atividade principal. Por quê?
Por causa das funções do complemento (lise, opsonização e ativação da resposta inflamatória por C3a, C5a e C4a - anafilotoxinas) – a bactéria é resistente a resposta inflamatória e a opsonização;
A lise é dependente do complexo de ataque a membrana e a opsonização é dependente de C3b ligada a superfície de maneira individual. Os fagócitos possuem CRs (receptores
de complementos), que são receptores das porções ativas que estão associadas à função, opsonizando essas proteínas. Toda essa cascata estudada anteriormente acontece na superfície desse patógeno, que é recoberto por várias moléculas de C3, C3b. C3b é então reconhecido por receptor CR1, promovendo a endocitose da bactéria;
A bactéria, então, é reconhecida por um anticorpo, pela via clássica, o que ativa o complemento e a recobre de C3b. Assim, o fagócito entra em contato com a bactéria, a reconhece e a endocita, efetuando a digestão desse patógeno para destruição;
Já a resposta inflamatória, principalmente das células inflamatórias e do endotélio, depende de C3a, C5a e um pouco de C4a.
Nessas figuras: Na primeira, o endotélio está integro, as células e moléculas da circulação estão dentro do endotélio e o tecido está na cor da pele. Quando se tem a resposta inflamatória ativada, o endotélio se torna ativado, portanto, vaso dilatado, e permeável, ou seja, as células começam a sair do endotélio, gerando edema, extravasamento do plasma, e, por isso, fica vermelho. C3a, C5a e C4a fazem todas essas etapas. Essas moléculas são capazes de ativar o endotélio (por interação com os receptores), tornando-o permeável e dilatado, atrair as células que estão na circulação para fora do endotélio, gerando, por fim, a resposta inflamatória tecidual;
C3a e C5a, principalmente, são também chamadas de anafilotoxinas, uma vez que elas na circulação sanguínea, em grandes concentrações, causam choque anafilático. Isso porque ativa o endotélio, torna-o permeável, garantindoa perda de plasma sanguíneo, promovendo uma baixa volemia, o que o acarreta em choque. Por isso, essas bactérias são extremamente toxicas e só podem ser produzidas onde o patógeno estiver presente para ser combatido;
Em uma situação real, uma bactéria é reconhecida pelo complemento, que começa a ser ativado. A primeira molécula produzida mais potente que terá uma função será C3b (há também a C4b e a C4a, que têm alguma função, mas é pouco), que começará a promover opsonização, promovendo a produção de C5, C5a, C5b. Posteriormente, junto a C5a e C5b, C3b e C3a chegam, sendo produzidas antes de qualquer possibilidade de produção do complexo de ataque à membrana. 
Antes da formação do complexo de ataque à membrana, ela já está opsonizada, já tem C3a e C5a e, com isso, a inflamação está acontecendo. Por isso que in vivo a maior parte das bactérias é controlada pelo complemento por opsonização e resposta inflamatória (já ativou o fagócito, ativou o endotélio e trouxe mais células para a região).
In vivo, o complexo de ataque à membrana é importante para matar a Neisseria, uma vez que ela é resistente à opsonização e à resposta inflamatória. Bactérias produtoras
de cápsula são bactérias resistentes à utilização da resposta inflamatória, uma vez que impede a entrada de macrófagos, granulócitos e a fagocitose dessas bactérias. O complemento é composto de proteínas solúveis, logo, conseguem chegar lá, podendo formar, assim, complexo de ataque à membrana para eliminar esse patógeno.
PROTEÍNAS REGULATÓRIAS
Quando o fígado é ativado para produzir as ptns do complemento, ele começa, ao mesmo tempo, a produzir as ptns regulatórias – toda vez que o sistema imune é ativado, ele começa uma contra atividade que vai regular a atividade inicial - Essas ptns são produzidas pelo fígado e macrófagos no momento em que há a resposta inflamatória;
São ptns secretadas na fase aguda de inflamação;
E, ao mesmo tempo, são produzida as proteínas regulatórias do complemento, que têm função de inibir as etapas do complemento com o objetivo de colocar um limiar de ativação para o complemento, tentando estabelecer um nível máximo em que o complemento pode ser ativado no organismo;
Nesta classe de proteínas agudas de inflamação estão as proteínas do complemento, as que ativam o complemento (proteínas Cs clássicas) e as proteínas da via alternativa (fator B e D);
As ptns regulatórias competem, interagem e clivam (fator I) o complemento;
Há dois grupos de proteínas regulatórias: as que competem com as proteínas que ativam o complemento (ptns de competição – inibem a ativação de ptns do complemento) e as que clivam as ptns que ativam o complemento;
Então há aquelas que vão se ligar a uma proteína do complemento qualquer, interagindo com ela e inibindo (como proteases) sua atividade (como o inibidor de C1, que se liga à C1r e C1s, tirando elas de C1q, inativando-as);
· Há, também, proteínas que clivam, como o fator I, que é capaz de clivar C4b e C3b em formas dessas proteínas inativas: iC3b, que é o C3b inativo; e C4d e C4c que são subunidades sem utilidade;
· E dentre essas proteínas é importante ressaltar a CD59 ou protectina (protege as nossas células do complexo de ataque a membrana, sendo expressa por todas as nossas células) 🡪 Ela previne a polimerização de C9 por se ligar a C5b678 e está envolvida com a doença
hemoglobinúria paroxística noturna;
· CD são proteínas que determinam o reconhecimento de células e do seu comportamento;
A regulação é fundamental para que não haja uma resposta inflamatória exacerbada. Assim, ao mesmo tempo em que são produzidas proteínas do complemento, também são produzidas proteínas inibitórias, logo, há uma competição – Serve para estabelecer o nível máximo que a atividade do complemento pode atingir – impede ações danosas ao nosso organismo;
Esse é um problema da imunidade inata – por ser pouco específica, quando exacerbada, causa muitos danos ao nosso corpo (como problemas fisiológicos);
Se tiver muita bactéria, vai haver muito sinal, e por sua vez mais proteínas de complemento ativas;
Já no complemento final, haverá mais proteínas inibitórias do que proteínas do complemento ativadas.
C1 inibidor (C1INH) – dissocia C1r e C1s de C1q inibindo a ativação espontânea de C1 e limita a produção de C2 e C4 ativadas em complexos aderidos em membranas – essa proteína inibidora compete com C1r e C1s para a ligação com C1q, inativando C1q (mas não para sempre);
O resíduo tioester das frações C4b e C3b é extremamente reativo e pode se ligar a qualquer membrana contendo resíduos específicos;
CR1 remove C2a da C3 convertase. C4b livre pode se ligar a MCP, DAF (CD55), C4BP ou CR1 é clivada pela protease plasmática fator I, se transformando em C4d e CD4c, formas inativas da molécula;
O fator I também é capaz de clivar o C3b;
Além de CR1, o fator H também age removendo C3b, que complexado a estas moléculas fica disponível a ser clivado pelo fator I em IC3b ou C3dg;
Dessa forma existem 2 classes de ptns envolvidas com a inativação de C3b e C4b. As que competem com seus pares, interrompendo a cascata de ativação e as que tem papel proteolítico, inativando estas moléculas;
DAF, que é o CD55, ainda é capaz de inibir a ligação de C3b com o fator B, inibindo a via alternativa.
· C4bp, CR1, DAF e MCP proteínas ligadas a membrana da célula que competem com C4b, impedindo que C4b consiga formar C3-convertase (C4bC2a). Então quando DAF está ligada a
C4b, ela não consegue se ligar a C2a e não forma a C3-convertase. C4BP é a mesma coisa, se liga à C4b e libera C2a. CR1 se liga em C4, liberando C2a. São quatro proteínas competindo com C4b, liberando C2a. O fator I age clicando C4b em subunidades que não possuem função, como C4c e C4d, que são moléculas que não se ligam a nenhuma proteína do complemento. O fator I também é capaz de clivar C3b em IC3b (C3b inativo). CR1 é capaz de se ligar a C4b e o fator H que se liga a C3b, inibindo-o. São só exemplos. O importante é saber a função!
Estabelecer um limiar de ativação para as proteínas do complemento.
As hemácias senescentes são opsonizadas pelo sistema complemente para que macrófagos no fígado e no baço removam as hemácias velhas ao passarem por esses órgãos. Essa diferença entre hemácias novas e velhas está diretamente relacionada com a protectina. Pois, hemácias não têm núcleo, logo não sintetizam novas ptns (não há reposição de CD59). Ao longo da vida as hemácias vão perdendo CD59 e, conforme vão ficando velhas, podem ser opsonizadas pelo sistema complemente para serem removidas no baço e fígado. CD59 é um marcador de idade para as hemácias. CD59 e CR1 (proteínas ligadas à membrana) protegem as células contra a atuação do sistema complemento.
DEFICIÊNCIAS DE COMPLEMENTO (resposta do sistema imune que nunca acaba)
Deficiências de complemento das vias mais acima, como C1, C4, C3 ou das leptinas, levam a repetição de infecções variadas;
Isso ocorre porque quanto mais acima, pior é a deficiência do complemento;
Não havendo C3, por exemplo, o complemento não funciona em nenhuma via;
De C4 e C2 tem uma quantidade maior, em termos numéricos, de infecções que são capazes de se estabelecerem no indivíduo, pois elas estão relacionadas nas 3 vias do sistema complemento;
E as deficiências nas ptns reguladoras variam bastante, mas normalmente apresentam doenças de cunho inflamatório, sendo muitas delas consideradas doenças autoimunes e outras não;
Mas se houver deficiência de C5, C6, C7, C8 e C9, que é quando há resistência do complexo de ataque à membrana, o paciente fica suscetível a um único gênero de bactéria, que é a Neisseria, que causa meningite meningocócica e gonorreia – Proteínas da fase lítica: infecções repetidas por Neisseria (LES), que são mais resistentes;
Lúpus está muito associado ao sistema complemento.
CASO 1
Paciente com 73 anos, homem, com histórico de múltiplas tromboses.
Hemoglobinúria paroxística noturna (se apresenta com anemia e/ou trombocitopenia);
Mutação somática adquirida da enzima fosfatidilinositol glicana A (que permite o ancoramentode proteínas na superfície das células). Logo, essa mutação impede a formação de âncoras de fosfatidilinositol, levando a deficiência de ptns regulatórias do complemento, com manifestações mais comuns a trombose e hemólise.O que gera várias deficiências de proteínas que se ancoram por fosfatidilinositol. As proteínas regulatórias do complemento se ancoram por fosfatidilinositol. Logo, o paciente produz as ptns, mas elas não estarão aderidas à membrana da célula, onde as proteínas do
complemento são ativadas, não havendo regulação do complemento por parte das ptns regulatórias.
Normalmente a observação do sangue da urina (hemoglobinúria) acontece na primeira urina do dia, pois a concentração ocorre a noite.
Tratamento: anticorpo que se liga a C5, bloqueando-o, diminuindo a atividade lítica do complemento, melhorando a sintomatologia apresentada.