MHC e apresentação de Antígenos

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MHC � apresentaçã� d� Antígen��
Introduçã�
- Foi visto anteriormente que os antígenos
se ligam a dois tipos de receptores de
anticorpos e das células t.
- Os anticorpos diretamente ao antígeno
- Já receptor da célula t não se liga de
forma bruta ao antígeno. este receptor só pode
ligar ao antígeno que estiver preparado, com
tamanho exato. e que eles esteja ligado a uma
molécula apresentadora de antígeno
- Isso representa um mecanismo de
segurança, para que não sejam facilmente
ativadas, esse mecanismo favorece o estímulo
da T quando se tem uma real necessidade.
- célula t não reconhece o antígeno na sua
forma solúvel
- os linfócitos t só reconhecem fragmentos
peptídicos ligados ao complexo de
histocompatibilidad principal ( mhc)
-
- MHC - Na verdade não existe uma função
fisiológica para essa molécula para saber se o
tecido( enxerto) será histocompatível com outro
tecido. Essa molécula foi descoberta em estudo
em transplantes entre indivíduos. Viram que o
sucesso ou fracasso estava atrelado com a
compatibilidade dessas moléculas. Hoje se sabe
que o MHC não tem por finalidade fisiologia se
um tecido vai ser compatível ou não. sua função é
apresentar antígeno.
- As células colágenas é quase 100%
compatível para todo mundo
- MHC representa o conjunto de genes
responsável por codificar as moléculas de
histocompatibilidade em uma determinada
espécie, sendo chamado no ser humano de
sistema HLA (Human Leukocyte Antigen)
- A grande variedade de moléculas entres
os indivíduos se dá no MHC. É o gene mais
polimórfico que existe. As moléculas que serão
percebidas como estranhas no tecido são as
MHC. Se tiver um alto grau de compatibilidade a
chance do transplante dar certo é grande.
- 2 classes de MHC: o tipo 2 nas células
apresentadoras de antígeno e o tipo 1 em todas
as células nucleadas.Polimorfismo
- Esses linfócitos t só irão reconhecer
antígenos ligados no MHC
- Células apresentadoras de Ag (APC)
levam o conjunto MHC+ peptídeos ao contato dos
receptores membranas dos linfócitos.
- Existe variabilidade tanto no mhc1 e no
mhc2
- Os linfócitos não vão reconhecer a forma
do antígeno. o que vai acontecer é
reconhecimento da sequência de aminoácido, ou
seja a resposta imune CT só ocorre por meio de
Antígeno protéicos
- Já na célula B, os anticorpos têm a
capacidade de reconhecer antígenos proteicos e
não proteicos. O que vai acontecer é o formato
da molécula. é algo mais físico do que quimo
- Raras células T reconhecem Ag não
peptídicos - células tY- alfa.
- CD8 e CD4 só vai reconhecer antígenos
ligados ao MHC
- Os linfócitos T reconhecem não só o Ag
como também o MHC que está ligado. Existe
uma complementaridade entre o MHC e receptor
da célula t. O MHC de um indivíduo de outra
linhagem não vai ser capaz de apresentar para
um linfócito t de outra linhagem, por que é
necessário que ocorra uma complementaridade
entre o linfócito T e o receptor do MHC.
- TCD4 vai se ligar ao mhc do tipo 2 e o
CD8 ao mhc de tipo 1
● Exemplo: Em um experimento é possível
analisar essa questão da complementaridade e
necessidade do que o mhc seja reconhecido pelo
linfócito t.
● cobaia com vírus - cria cd8 específico. se
você cultivar células apresentadoras Ag de dois
tipos (linhagens). Uma de uma mesma linhagem
de onde você coletou os linfócitos e a outra
linhagem diferente da que você coletou os
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linfócitos não. A primeira linhagem vai
reconhecer o antígeno e a célula citolítica vai
matar a célula infectada. Se você cultivar esse
linfócito com uma célula não infectada não vai ter
reconhecimento e nem morte.Se vc cultivar
linfocti t anti-lcmv mais células apresentadoras
de antígenos mesmo infectadas com o mesmo
vírus e não forem da mesma linhagem, não vai ter
reconhecimento e efetividade da morte celular.
MHC
- O mhc é um locus genético ( região do
dna) com vários genes polimórficos. A mais
polimórficas.
- Os TCR ( receptores de células t) são
específicos para os os Ags e para os MHCs.
- Existe uma área de receptor-
reconhecimento do antígeno e do MHC no próprio
tcr.
- Essa descoberta foi feita em estudos de
transplantes. sabia que em enxertos de doadores
e receptores da mesma linhagem tinha sucesso,
mas quando era de linhagem diferente tinha
rejeição. Foi estudado os mecanismos que eram
a incompatibilidade dos genes MHC.
- MHC nos humanos são chamados HLA (
Ag leucocitários humanos).
- Quando foi pesquisado e foi estudado o
DNA (humano) uma compatibilidade entre a
região polimórficas e os murinos. Nos humanos
esse gene não tinha um papel fisiológico de
aceita ou não enxertos, e sim fazer uma
apresentação de antígeno. Passaram a ser
chamados de HLA ( antígenos leucocitários
humanos).
- Foram identificados 3 genes: HLA-A, B e
C
- Depois com reações mista de linfócitos,
cultivam linfócitos de linhagens diferentes.
Acharam outros genes presentes nesse
complexo. Esse genes dessa cultura passam a
ser chamados de HLA-D (definido
sorologicamente)
- Esse gene HLA-d codifica uma proteína
HLA-DR ( relacionada ao gene HLA-D) ao gene
HLA-D
- identificam mais duas proteínas - HLA-dp
e HLA-DQ.
- Esses 6 genes são os mais polimórficos
do complexo mhc .
- Há outros genes que participam do
processamento de antígeno com também da
resposta imune em geral. Genes que participam
do reconhecimento, citocinas, sinalização
- MHC-1 e 2, vai gerar proteínas
apresentadoras que têm estruturas diferentes. A
formação é bem diferente, mas a fenda de ligação
é semelhante. O tipo um tem uma cadeira grande
e uma pequena. a pequena apresenta o gene
beta 2 microglobulina que é um gene fixo sem
polimorfismo e nem codificado pelo complexo
mhc.
- Enquanto o tipo 2 poção alfa e beta são
idênticas de tamanho semelhante, são chamados
de globulinas porque têm esse domínio globoso.
Típicos das moléculas que participam do sistema
imune
● Características gerais do MHC
- são os genes mais polimórfico presentes
no geomas
- - os alelos são co-dominantes. Tanto do
pai como da mãe vão ser transcritos, isso
aumenta o arsenal de mhc. Vai ter um maior
arsenal para apresentar antígeno.
● Estrutura:
- Aspectos gerais: fenda extracelular de
ligação ao peptídeo
- dois domínios semelhantes à IG
- Um Domínios transmembrana e um
citoplasmático.
- São moléculas de sinalização que
recebem sinal externo, modificam sua forma
tridimensional, apresentam os itans e sofrem
modificação e começam a cascata de
sinalização.
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- Os resíduos polimórficos se localizam nas
fendas e nas adjacências. Na região de tcr (
receptor de celular t). Na fenda é onde tem mais
polimorfismo
● Classe 2:
- uma cadeia alfa e uma beta que são
codificadas pelo MHC. Além disso, a molécula
celular quando se liga à porção beta e ao
peptídeo antigênico. A molécula só vai ficar
estável na superfície se estiver bem ligada.
Quando ocorre uma ligação bem feita do mhc
classe 2 com a presença de antígeno, sem ele a
molécula é metabolizada, isso favorece a ligação
do antígeno na superfície celular.
● Ligação ao peptídeo:
- A fenda de ligação pode abrigar diferentes
peptídeos.
- Os peptídeos apresentam características
específicas para cada tipo de MHC - Cada
peptídeo formado vai ter uma afinidade por tipos
diferentes de MHC. Como somos capazes de
expressar vários subtipos de MHC ( 6 tipos de
genes- apresentamos vários subtipos- cada um
vai ser responsável por apresentar determinado
antígeno. O que vai determinar qual o tipo de
gene que vai ser expresso? o fato dele se ligar ou
não ao antígeno. Quando você não consegue
ligar esse MHC a esse antígeno, já se passa a
produzir outro subtipo de antígeno- HLA-B. ou
HLA-C. Então a presença do antígeno vai mudar
a expressão gênica de cada célula? Exatamente,
e isso ocorre dentro da célula- antígeno fica
dentro da célula-
- A interação é de lenta taxa de
dissociação- fixa e muito firme- ou seja a partir
do momento que você tem um mhc ligado a um
antígeno expresso na superfície celular, ele vai
permanecer um longo período nessa superfície
celular. isso garante que poucos mhvs ligados a
antígeno sejam capazes de produzir uma
resposta.
- MHCs apresentam tanto Ags estranhoscomo próprios. Na verdade, a grande maioria dos
antígenos expresso na superfície celular são
antígenos próprios. Há um grande gasto
energético para não gerar respostas. A
apresentação gasta muita energia.
- A ausência de linfócitos responsivos ao
seu próprio corpo que garante que não se tenha
doença autoimune
● Organização genética
- Muitas das proteínas de processamento
antigênica se apresentam no mesmo locus
genético- são codificadas no MHC.
● Expressão do MHC
- O mhc 1 vai está presente em todas as
células nucleare. pq elas tem a capacidade de
apresentarem antígenos para cd8, pois são
células de ação citolíticas.Os cd8 vão matar as
células infectadas.| Toda célula nucleada por ser
atacada por vírus→ então elas tem que sinalizar
para o cd8.
- o mch2 são expressos nas células que
têm capacidade de apresentar antígenos, células
que apresentam antígenos e levam ao contato do
linfócitos.
- Essa expressão de mhc 1 e 2, é de nível
basal, mas se tiver processo inflamatório, vai
apresentar um maior número de mhc. Expressa
na sua superfície maior quantidade de mhc pq
foi sinalizar que estava tendo um processo
inflamatório, então ela tem que apresentar esses
antígenos.
- A velocidade de transição aumenta pela
ativação dos fatores de transcrição que
normalmente são liberados no processo de
inflamação.
- Só se acha compatibilidade de 100% de
HLA em gêmeos univitelinos
- O transplante terá sucesso dependendo
da quantidade de HLA idênticos e qual será o
esquema de imunossupressão. Isso influencia na
vida do indivíduo e no transplante.
Apresentação de antígenos.
● Apresentação de antígenos ao linfócitos T
CD4.
- O mhc 2 será expresso nas células
apresentadoras - são células acessórias (APC) →
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ela vai capturar antígeno e vai converter a
molécula grande em pequenos peptídeos → além
disso ela vai ter a capacidade de co-estimular a
célula t. Então não é suficiente apresentar o
antígeno, além disso é preciso um estímulo
adicional para estimular a celular t→ mecanismo
de segurança . A capacidade da célula T de
reconhecer antígeno não garante que ela vai
responder ao antígeno é preciso um fator co-
estimulador dizendo que realmente é importante.
● Adjuvantes
- São substâncias, normalmente produtos
microbianos → para que se tenham esses
co-estimuladores é preciso os adjuvantes → são
substâncias que geram inflamação e estas vão
ser orquestradas por mecanismo da imunidade
inata. A imunidade inata percebe a inflamação e
gera uma inflamação no local → essa inflamação
promove liberação de citocinas que promovem o
aumento do mhc e dos co-estimuladores.
- Estimulam as APCs na secreção de
co-estimuladores e citocinas.
- Prolongam a apresentação de Ag.
- Sem os adjuvantes os Ag falham na
indução de Células T ou causam a tolerância. Por
exemplo, pacientes alérgicos → imunoterapia →
antígenos em pequenas quantidades para os
linfócitos reconhecem sem adjuvantes e isso faz
com que não tenha inflamação.
- Quando se vai procurar desenvolver uma
vacina→ além do antígeno, vai ter o vírus
inativados e adjuvantes (moléculas que geram
inflamação no local que é responsável por
recrutar células apresentadores, favorecer a
apresentação de mhc e favorecer a apresentação
de co-estimuladores) → somente antígenos não é
capaz de gerar respostas.
● Tipos de APCs
- Para que uma célula seja vista como
apresentadora profissional são necessárias duas
características: → Capacidade de processar Ag
endocitados → ou seja capturar, processar e
apresentar o antígeno na superfície. Só
apresentar não é suficiente -> ela tem que
apresentaram co-estimuladores → expressar o
gene
- A principal APC é a célula dendríticas →
têm um nível de produção de mhc e
co-estimuladores muito alta.
- Macrófafo → mais numeroso e bem
distribuido → faz com que tenha um importante
papel
- |Células b → primeira resposta é fraca →
para ter uma melhor resposta é precisa de uma
co- estimulada pelo linfócito t → só ocorre se a
célula b for capaz de induzir resposta na célula t
→ a tcd4 vai gerar mudança de classe e
produção de anticorpo mais efetivo.
● Células dendríticas:
- apresentam forma irregular e são
derivadas de linhagem monocítica
- não são fagocíticas
- apresentam Ag a células T CD4 e TD8
- São as mais competentes para iniciar a
resposta
- Altos níveis de co-estimuladores
- Exemplo - células de Langerhans
● Macrófagos:
- São células fagocíticas
- Derivadas de linhagem monocitária
- Apresentam Ag derivados de bactérias e
parasitas
- Nível basal de MHC 2 baixo → mas pode
ser aumentado em decorrência do processo
inflamatório.
- São estimulados por INF-gama → pois
podem aumentar o nível de mhc 2.
● Linfócitos B:
- Usam receptores de membrana para Ag →
presentes na membrana são imunoglobulinas
- Quando se liga ao Ag promovem a
endocitose de Ag e processamento
- vão ligar o complexo MHC 2 nos
peptídeos e passam a apresentá-los ao linfócitos
T CD4
- Importante para a produção de anticorpos
dependentes de células T auxiliares - direcionados
a Ag protéicos.
- Se o Linfócito b tem uma resposta que é
dependente da celular t → e a t só vai responder a
antígeno protéico → isso mostra por que uma
resposta de produção de anticorpos para
moléculas inorgânicas sempre será mais fraca do
que para resposta orgânica. Ex: zinco vai ser mais
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leve do que uma alergia a albumina do ovo →
zinco não tem resposta medicada por cd4.
● Então as 3 são consideradas APCs
profissionais:
- Expressam MHC2
- Secretam co-estimuladores
● As não profissionais:
- São aquelas que expressam mhc 2, mas
não apresentam co-estimuladores
- Algumas células endoteliais e
mesenquimais
- Dificilmente tem resposta efetiva
● Captura e apresentação:
- A função é mostrar o antígeno ao
linfócitos t
- Células de Langerhans e outras células
dendríticas imaturas têm o papel de capturar o
Ag e o levam para os tecidos colonizados pelos
linfócitos.
- Durante a migração preparando o
Antígeno e aumentando sua produção de Mhc2
e de co-estimuladores
- A presença dos adjuvantes promovem
uma inflamação local com liberação de
citocinas e isso provoca uma modificação no
padrão de expressão genética proteico da célula
de Langerhans e faz com que ela migre para o
linfonodo
- Nos linfonodos entra em contato com as
células T virgens.
- Os Ag também podem chegar aos
linfonodos na forma solúvel
- A função das APCs é capturar, acumular
e concentração Ag nos linfonodos para exibi-los
ao linfócitos CD4 específicos. Como os CD4
ficam circulados no linfonodos → eles ficam
entrando em contato com essas células e Ag →
quando ele reconhece o seu específico, ele é
capaz de gerar uma resposta se for bem
estimulado.
Apresentação dos antígenos ao linfócito T CD8
- Todas as células nucleadas tem a
capacidade de ser infectadas → produz proteína
do microorganismo que podem ser expressas
na superfície → apresentada por meio do MHC1
- A maioria dos Ag citosólicos são
sintetizados endogenamente ( ex. proteínas
virais).
- Com isso, todas as células nucleadas
expressam o MHC 1.
Todas podem apresentar Ag ao
CD8.
o CD8 → Pode eliminar qualquer
célula que esteja infectada.
- Como ele é muito potente, só vai ser
ativado com um grau de co-estimuladores muito
alto. Nem sempre essa co-estimulação está na
célula infectada, muitas vezes é preciso do
auxilio do CD4 através da liberação de citocinas
que vai aumentar o número de co-estimuladores
- Ou seja, a resposta imune mediada por
cd8 necessita do reconhecimento do complexo
MHC 1 + peptídeo e secreção de
co-estimuladores ou sinalização de CD4.
● Processamento de antígenos
- Da mesma, os ag produzidos no
citossol é preciso ser processado para
poder se ligar na fenda do mhc 1, ou seja
processamento converte os Ag protéicos
em peptídeos e os associa a MHC para
apresentá-los aos linfócitos T.
- Somente aqueles bem ligados vão estar
presentes na superfície celular. A associação do
MHC 1 + peptídeos ocorre antes de surgir na
membrana.
- Quando se fala de via de processamento,
vai ter antígeno capturado no meio externo ( nos
fagolissosomas) e outros produzidos pelas próprias
células ( apresentados viaMHC 1 ). Assim, os Ag
dos compartimentos ácidos do APCs se associam
ao MHC 2 e citosólicos ao MHC 1.
● Processamento de Ag endocitados:
- Captação de proteínas extra-celulares
por APCs nos endossomos → As APCs irão
apresentar receptores de membrana para esses
antígenos que vai facilitar a captura e processo
destes.
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- Por exemplo → macrofagos com
receptores de membrana para a porção Fc dos
anticorpos e para a proteínas c3b do
complemento → esses receptores se ligam a
moléculas opsonizados ou o complemento →
captura esses antígenos → uma vez capturado
forma-se um fagossoma que é interiorizado para
célula → esse fagossoma se junta com o
lisossoma onde ocorre a liberação desse
conteúdo ácido→ digestão das proteínas (
proteases).
- Autofagia - proteínas citosólicas ou de
membrana da própria célula podem ser
processadas em vesículas endossomais e gerar
pe´tides para o MHC2 → Grande parte das
proteínas são próprias ( autofagias), ou seja elas
também podem ser expressas por via do mhc 2.
● Processamento de Ag endocitados:
- Biossíntese de MHC 2 → Sintetizado no
retículo endoplasmático em duas cadeias alfa e
beta → essas cadeias unidas vão ser levadas do
retículo em direção ao fagolisossomas com uma
proteínas de cadeia invariável (Li) → tem esse
nome por que pode se ligar a todas as fendas de
ligação presentes no MHC2 → Li ocupa a fenda
de ligação ao peptídeo.
- Associação peptídeo + MHC 2 → nesse
processo ocorre a degradação proteolítica de LI →
o fragmento que fica ligado à fenda é chamado de
cadeia peptídica invariável ligada à classe 2 -CLIP
- O CLIP só vai ser removido no
fagolisossoma → outro tipo de HLA-DM vai ser
capaz de remover o clip e a fenda de ligação vai
ficar livre → com isso ela pode se ligar ao Ag
específico.
- Peptídeos se ligam nessa região da fenda
- Somente aqueles MHC2 estáveis ( somente
se for bem ligado), bem formados e ligados ao
peptídeos que são expressos na superfície.
- Segurança que só os bem ligados são
expostos
- Essa ligação é dissociação lenta - aumento
o tempo exposto → várias dias na superfície
celular
● Exposição dos complexos na superfície
celular
- A maioria dos complexos expostos é de
autoproteínas → a maioria dos antígenos na
superfície são autoantigenos → não vai ter
respostas →as células T específicas contra as
autoproteinas são destruídas no seu período de
processamento.
- Se você tem um Mhc bem formado, bem
estável com taxa de dissociação lenta → poucos
MHcs são capazes de gerar um resposta caso
tenha uma co-estimulação → não precisa de uma
grande quantidade de antígeno exposta para que
gere uma boa resposta → basta um bom nível de
co-estimulação.
- De outra forma aquelas proteínas que são
produzidas na propias células → ag citossolicos
vão seguir outra via de apresentação → essas
proteínas podem ser:
Produtos de vírus
Autoproteínas
Produtos tumorais ou genes mutados
micróbios ou Ag facotiso podem escapar do
fagossoma ganhem o citossol e sobreviverem →
podem ser apresentadas e processadas via MHC
1.
● Processamento de Ag citosólicos:
- Degradação proteolítica: essas proteínas do
citosol → marcadas pela ubiquitina → essa
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marcação vai iniciar o processo de degradação →
o proteassoma é um complexo proteico que
funciona como lixeira da célula → tudo em acesso
degradação pelo proteassoma.
- Uma característica é que interferon gama
liberadas no processo inflamatório pode estimular
a produção de 2 proteínas LM-P2 EMP-7. Essas
proteínas vai diminuir o tamanho dos peptídeos
gerados →Essas proteínas grande dificulta a
ligação dos peptídeos na fenda do MHC
- Proteassoma no processo inflamatório
passa a digerir as proteínas de forma mais
específica para gerar respostas → sem inflamação
não há cortes.
- peptídeos formados nadando no citossol →
transportados para o retículo endoplasmático →
esse transporte é feito pela TAP ( faz o transporte
dos peptídeos para o retículo endoplasmático).
- O mhc1 está sendo formado no retículo
endoplasmático ao mesmo tempo que a proteína
está sendo sintetizada no proteassoma → esse
mhc vai se encontrar ligado na extremidade do
complexo TAP → O complexo tap faz a passagem
através de um canal no retículo endoplasmático →
Existe uma proteína ligadora chamada de
tapasina → essa tapasina liga o mhc1 ao
complexo tap.
- Então, esse peptídeo entra via tap →
cortado por uma enzima (erap) para melhor se
ligar.
- Essa união do MHC1 e do peptídeo ainda
vai se dá no retículo endoplasmático → se o
peptideo entra no retículo endoplasmático o que
vai ter lá? →Vai ter a produção do MHC1 e tem
MHC2, por que não se llga ao MHC2? Primeiro o
mhc1 está ligado a tap assim que ele entrar já vai
achar a fenda de ligação. Além disso, o MHC2
está protegido pela proteína de cadeia invariável.
- Uma vez bem ligado, bem formado e
ligação estável → levado a superfície → passa
pelo complexo de golgi → podem se ligar ao T CD8
- Alguns vírus bloqueiam a formação do
mhc1 e peptídeos e não chega à superfície. Sendo
capazes de sobreviver dentro das células → se
eles afetarem a formação do mhc1, não chega na
superfície → as nk vão atacar, pois o mhc1 é quem
desliga elas, mas o vírus não permitiu que ela
chegasse à superfície.
- por que mhc1 só se liga a cd8 e mhc2 ao
cd4? → isso se deve aos domínios
imunoglobulinas de alfa e beta → especificidade de
resposta.
- O mhc 2 e mhc 1 vai expor ags próprios e
estranhos
- Células t são extremamente sensíveis a
Ags estranhos → vai se ligar e vai ser estável -- o
que vai definir é a presença dos co-estimuladores
- Os co- estimuladores das células APC -
aumenta a resposta a ags estranhos.
- Os adjuvantes → agentes infecciosos
aumentam a produção de co- estimuladores -
aumentando a resposta a ags estranhos.
- boa estimulação → eficácia da resposta
● Natureza das respostas das células T:
- Dependendo se o antígeno está ligado ao
MHC1 ou 2 a resposta será CD8 OU CD4
- O cd4 pode ativar linfócitos b, fagócitos
para eliminar Ags, extra-celulares → atua como
maestro da resposta.-
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- Cd8 vai provocar lise das células infectadas
por agentes citossólicos → vai matar a célula
infectada.
● Imunogenicidade dos Ag protéicos:
- Existe um sistema de apresentação de
Ag que não usa o MHC
- Imunogenicidade → capacidade de
resposta a determinado antígeno → epítopo
dominante é o que tem mais afinidade para se
ligar ao MHC → A afinidade dele se liga ao
MHC e aos receptores das células t.
- Geralmente os antígenos mais
dominantes são gerados por proteólise → a
proteólise é capaz de abrir na moléculas
regiões que irão se ligar aos receptores de
células t =.
- Existe um sistema de apresentação de
Ags que não usa o MHC, usa a molécula CD1
que é semelhante ao MHC, mas com efetividade
de resposta mais baixa.
- Expressa em APCs e epitélios
- Apresentam ácidos graxos e lipoglicanos
derivados de bactérias às células NK
- Nós começamos produzindo um
determinado alelo de mhc e o que vai
determinar se ele vai continuar sendo produzido
ou trocado é justamente a capacidade de
resposta ao antígeno. Se o antígeno estiver bem
ligado, significa que a célula vai continuar
produzindo o alelo → sem boa ligação outro
gene vai ser expresso → a expressão de um
determinado alelo vai determinar a capacidade
de responder a determinado Ag.
- Modelo de seleção de epítopo → os
produtos de gene MHC vão determinar quais serão
os epítopos imunogênicos.