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Existem diversas células responsáveis por atuar nas respostas imunes, seja ela inata ou adaptativa. Quase todas elas derivam de células-tronco hematopoiéticas (CTHs), existentes na medula óssea, e se diferenciam a partir de linhagens ramificadas. Elas podem ser amplamente classificadas em células mieloides, que incluem os fagócitos e a maioria das células dendríticas, e células linfoides que englobam todos os linfócitos. As proteínas expressas nas superfícies das células (membrana), são utilizadas para distinguir populações de células no sistema imune. Elas são conhecidas como marcadores por identificar e discriminar populações celulares distintas, além de exercer diversas funções nos tipos celulares em que são expressos A nomenclatura de grupamento de diferenciação (CD) é o método utilizado para nomear as moléculas de superfície celular, têm estrutura definida e são reconhecidas por um grupo de anticorpos monoclonais Fagócitos Os fagócitos são células cuja função primária é ingerir e destruir microrganismos e remover tecidos danificados As respostas desses fagócitos em relação ao hospedeiro ocorrem seguindo uma sequência: 1. Recrutamento das células para os sítios de infecção 2. Reconhecimento e ativação por microrganismos através do processo de fagocitose 3. Ingesta dos microrganismos através do processo de fagocitose 4. Destruição dos microrganismos ingeridos Os fagócitos, então, se comunicam com outras células pelo contato direto ou pela secreção de citocinas para promover ou regular as respostas imunes Eles são divididos em neutrófilos e monócitos. Os dois são produzidos na medula óssea, circulam no sangue e são recrutados para os sítios inflamatórios, porém possuem características bastante distintas Os fagócitos, como um todo, são importantes para a imunidade inata e para a fase efetora de algumas respostas imunes adaptativas Neutrófilos Os neutrófilos, também chamados de leucócitos polimorfonucleares (PMNs), constituem uma população mais abundante de leucócitos circulantes e o principal tipo celular nas reações inflamatórias agudas. Possuem uma vida curta (1-2 dias) e utilizam rearranjos do citoesqueleto e montagem de enzimas para gerar resposta rápidas. Sua principal função é fagocitar microrganismos e produtos de células necróticas, e destruí-los nos fagolisossomos. O citoplasma dessas células possui 2 tipos de grânulos ligados à membrana. A maioria desses grânulos, chamados grânulos específicos, contém diversas enzimas como: lisozima, colagenase e elastase. O restante desses grânulos, chamados de azurofílicos, contém enzimas e outras substâncias microbicidas como as defensinas e catelicidinas. Importante ressaltar que as substâncias desses grânulos matam microrganismos extracelulares mas também danificam tecidos sadios. Os neutrófilos surgem de precursores que também originam fagócitos mononucleares e sua produção é estimulada pelo fator estimulador de colônia de granulócito (G-CSF) e pelo fator estimulador de colônia de granulócito-macrófago (GM-CSF) Os neutrófilos migram rapidamente para os sítios de infecção após a entrada de microrganismos. Após entrarem nos tecidos, os neutrófilos atuam apenas durante o seu tempo de vida e morrem Fagócitos mononucleares O sistema de fagócitos mononucleares inclui células circulantes chamadas monócitos que se transformam em macrófagos ao migrarem para os tecidos, podendo viver por longos períodos, ou seja, tendo uma resposta com duração mais prolongada (para isso, contam principalmente com a transição de novos genes), e macrófagos residentes teciduais, que são derivados principalmente de precursores hematopoiéticos durante a vida fetal Os macrófagos estão amplamente distribuídos em todos os órgãos e no tecido conectivo. Em adultos, as células da linhagem monócito-macrófago surgem a partir de células precursoras comprometidas existentes na medula-óssea dirigidas por uma citocina chamada fator estimulador de colônia de monócito (ou macrófago) (M-CSF). Esses precursores amadurecem em monócitos, os quais entram na circulação sanguínea e migram para os tecidos, especialmente durante as reações inflamatórias, onde amadurecem ainda mais em macrófagos Muitos tecidos são povoados por macrófagos residentes de vida longa, os quais derivam do saco vitelínico ou de precursores do fígado fetal (durante o desenvolvimento fetal). São transportadas para o sangue, sofrem diferenciação e assumem fenótipos especializados de acordo com o órgão. (ex: células microgliais – cérebro, células de Kupfer – fígado, macrófago alveolar – pulmão, macrófagos sinusoidais – baço) Subpopulações de monócitos. Os monócitos possuem citoplasma finamente granular contendo lisossomos, vacúolos fagocíticos e filamentos de citoesqueleto. Essa classe é heterogênea e dividida em subpopulações de acordo com os marcadores de superfície celular nelas existentes e por suas funções. Os monócitos mais numerosos são chamados de monócitos clássicos ou inflamatórios os quais produzem mediadores inflamatórios, são fagocíticos e rapidamente recrutados para sítios de infecção ou lesão tecidual. São células encontradas também no baço e podem ser recrutadas para a circulação em resposta a estímulos inflamatórios sistêmicos. São identificados pela alta expressão de CD14 na superfície celular, ausência de expressão CD16 e expressão do receptor de quimiocina CCR2 O segundo tipo de monócito circulante é conhecido como monócito não clássico e é recrutado para os tecidos após a infecção ou lesão e pode contribuir para o reparo. Constituem uma minoria dos monócitos sanguíneos e são identificados por baixos níveis de CD14, altos níveis de CD16 e do receptor de quimiocina CX3CR1 Funções dos macrófagos Os macrófagos desempenham funções importantes tanto na imunidade inata quanto na imunidade adaptativa. Uma das principais funções dos macrófagos na defesa do hospedeiro é ingerir microrganismos por meio do processo de fagocitose e, então, destruir os microrganismos ingeridos. Além desses microrganismos, os macrófagos também ingerem células necróticas resultadas da morte do tecido, seja ele por toxinas, traumatismo ou por interrupção de suprimento sanguíneo e englobam células apoptóticas antes que estas liberem o seu conteúdo, culminando em uma inflamação Esses macrófagos são ativados por substâncias microbianas e secretam diferentes citocinas que atuam sobre as células endoteliais do revestimento dos vasos sanguíneos, intensificando o recrutamento de mais monócitos e outros leucócitos do sangue para os sítios de infecção. Outras citocinas também vão atuar nos leucócitos e estimular sua migração para sítios teciduais de infecção ou dano. Outra função importante do macrófago é o reparo de tecidos lesados estimulando a angiogênese e a síntese de matriz extracelular rica em colágeno (fibrose). Essa função também é mediada pelas citocinas. Os macrófagos não respondem aos microrganismos que estão por perto tão rapidamente quanto os neutrófilos, porém, sobrevivem por um tempo muito maior nos sítios de inflamação, além de poder sofrer divisão celular em um sítio inflamatório. Portanto, são eles as células efetoras dominantes nos estágios mais tardios da resposta imune inata, decorridos vários dias do início de uma infecção Receptores e ativação dos macrófagos Os macrófagos são ativados para desempenharem funções através do reconhecimento de muitos tipos diferentes de moléculas microbianas e de moléculas do hospedeiro produzidas em respostas a infecções e lesões. Eles podem ser ativados por receptores do tipo toll e pelas opsoninas que são substâncias que recobrem as partículas das células, marcando-as para serem fagocitadas. Exemplo de receptores de opsonina são: receptores de complemento e receptores de Fc de imunoglobulina G (IgG) Subpopulações de macrófagos Essesmacrófagos assumem características distintas dependendo do tipo de estimuladores a que são expostos. Algumas citocinas ativam esses macrófagos tornando-os mais eficientes no killing dos microrganismos, chamada de ativação clássica e essas células são chamadas de macrófagos M1. Outras citocinas ativam os macrófagos para que promovam o remodelamento e reparo tecidual, o que é chamado de ativação alternativa, e essas células são chamadas de macrófagos M2. Os macrófagos também podem assumir morfologias diferentes de acordo com estímulos que os ativam. Alguns desenvolvem citoplasma abundantes e podem ser chamados de células epitelioides outras podem se fundir para formar células gigantes multinucleadas, o que ocorre geralmente no caso de infecções microbianas. Mastócitos, Basófilos e Eosinófilos São 3 tipos celulares responsáveis também por atuar na imunidade inata e adaptativa. Possuem grânulos citoplasmáticos contendo vários mediadores inflamatórios e antimicrobianos, os quais são liberados mediante ativação. Além disso, essas células conferem proteção contra helmintos e nas reações causadoras de doenças alérgicas Mastócitos Presentes no epitélio da pele e mucosas. Ao serem ativados liberam numerosos mediadores inflamatórios que conferem defesa contra infecções por parasitas ou produzem os sintomas das doenças alérgicas. O desenvolvimento desse mastócito é mediado por uma citocina chamada fator da célula-tronco (ou c-Kit- ligante). Os mastócitos maduros não são encontrados na circulação sanguínea, porém, estão presentes nos tecidos, adjacentes a pequenos vasos sanguíneos e nervos. Seu citoplasma contém numerosos grânulos ligados à membrana, repletos de mediadores inflamatórios pré-formados como a histamina. Vários estímulos podem ativar os mastócitos e fazê-los liberar os conteúdos dos grânulos citoplasmáticos no espaço extracelular, bem como sintetizar e liberar citocinas e outros mediadores inflamatórios. Eles expressam receptores na membrana plasmática com alta afinidade por um tipo de anticorpo determinado IgE e geralmente são recobertos por esses anticorpos. Quando os anticorpos presentes na superfície do mastócito se ligam ao antígeno, são induzidos eventos sinalizadores que levam à ativação do mastócito Basófilos São granulócitos sanguíneos que amadurecem na medula óssea (sua linhagem é diferente da linhagem dos mastócitos) e circulam no sangue. Constituem menos de 1% dos leucócitos sanguíneos. Estão ausentes nos tecidos mas podem ser recrutados para alguns sítios inflamatórios. Além disso, também expressam receptores de IgE Eosinófilos São granulócitos que expressam grânulos citoplasmáticos os quais contém enzimas nocivas às paredes celulares de parasitas mas que também podem danificar as células do hospedeiro Eles circulam no sangue de onde podem ser recrutados para os tecidos. As citocinas GM-CSF, interleucina-3 (IL-3) e IL-5 são responsáveis por promover a maturação desses eosinófilos. Estão presentes nos tecidos periféricos (revestimento de mucosa do trato respiratório), gastrointestinal e geniturinário. Seu número pode aumentar por meio do recrutamento do sangue em um processo de inflamação. Células dendríticas São residentes nos tecidos e também circulantes. Atuam como sentinelas de infecção com intuito de iniciar uma resposta inata rápida Essas células expressam TLRs e outros receptores que reconhecem moléculas microbianas, e respondem aos microrganismos secretando citocinas que recrutam e ativam células inatas nos sítios de infecção As DCs são extremamente eficientes na captura de antígenos proteicos de microrganismos, degradação desses antígenos e exibição de partes desses antígenos para reconhecimento pelas células T Desenvolvimento das células dendríticas Possui longas projeções membranosas, são dotadas de capacidades fagocíticas e são amplamente distribuídas nos tecidos linfoides, epitélio de mucosa e parênquima de órgãos Surge de um precursor que também pode se diferenciar em monócitos. A maturação dessas células depende de uma citocina chamada Flt3-ligante que se liga ao receptor tirosina quinase Flt3 nas células precursoras. As células de langerhans se desenvolvem a partir de precursores embrionários no saco vitelínico ou fígado fetal, no início do desenvolvimento do organismo, ou seja, assumem a residência da pele antes mesmo de nascermos Expressam moléculas do complexo principal de histocompatibilidade (MHC) de classe I e II, essenciais para a apresentação de antígeno às células T CD8+ e CD4+ Subpopulações de células dendríticas Existem duas populações principais de DCs: As DCs clássicas (ou DC convencionais) que é o principal tipo de DC envolvida na captura de antígenos proteicos de microrganismos que entram através do epitélio, bem como na apresentação de antígenos às células T. É a subpopulação mais numerosa em epitélios e órgão linfoides. A maioria dessas células derivam de precursores mieloides que migram da medula óssea para se diferenciarem localmente em DCs residentes em tecidos linfoides e não linfoides, de forma similar aos macrófagos teciduais. Elas podem ser divididas em duas subpopulações principais, sendo que todas as DCs clássicas expressam MHC de classe II e CD11c. A subpopulação mais numerosa distinguida pela alta expressão de BCDA- 1/CD1c e fator de transcrição IRF4, sendo mais potente na condução de respostas de células T CD4+ Outra subpopulação é identificada pela expressão de BDCA-3 e fator de transcrição IRF8, sendo especializadas na apresentação de antígenos às células T CD8+ e direciona sua diferenciação em CTLs. Algumas CDs clássicas encontradas nos tecidos podem ser derivadas de monócitos sanguíneos recrutados, especialmente em situações de inflamação A outra subpopulação é conhecida como DCs plasmacitoides os quais produzem a citocina antiviral interferon (IFN) tipo I em resposta aos vírus, e podem capturar microrganismos transmitidos pelo sangue e transportar seus antígenos para o baço para apresentação às células T. Originam-se dos mesmos precursores que dão origem às DCs clássicas, sendo encontradas no sangue e em pequenos números em órgãos linfoides Existem ainda as células dendríticas foliculares (FDCs), que não derivam de precursores hematopoiéticos. Estão envolvidas na ativação da célula B junto aos órgãos linfoides Linfócitos Os linfócitos são classes distintas com diferentes funções e produtos proteicos. Eles se desenvolvem a partir de células-tronco da medula óssea e amadurecem nos órgãos linfoides geradores: medula óssea para células B e timo para células T e circulam através do sangue para os órgãos linfoides secundários. (linfonodos, baço, tecidos linfoides regionais como o MALT) Os linfócitos B são as células produtoras de anticorpos que tem apenas sua maturação inicial na medula óssea. Já os linfócitos T são os mediadores da imunidade celular, que surgem a partir de células precursoras na medula óssea que migram e amadurecem no timo. Subpopulações dos linfócitos B As principais subpopulações de células B são células B foliculares, células B da zona marginal e células B-1., localizadas em posições anatômicas distintas junto aos órgãos linfoides e no sangue As células B foliculares originam a maioria dos anticorpos de alta afinidade e as células B de memória são responsáveis por proteger as pessoas contra infecções repetidas pelos mesmos microrganismos. As células B-1 e as células B da zona marginal constituem uma população menor de células e produzem uma quantidade limitada de anticorpos. As células B-1 são encontradas em tecidos de mucosa, cavidades peritoneal e pleural, já as células da zona marginal estão presentes principalmente no baço. Subpopulações de linfócitos T As duas subpopulações principais de células T são os linfócitos T auxiliares CD4+ e os CTLs CD8+, osquais expressam receptores antigênicos chamados receptores de célula T alfa beta, e atuam como mediadores da imunidade celular As células T auxiliares CD4+ secretam citocinas que atuarão em outras células como outros linfócitos T, células B e macrófagos Os CTLs CD8+ reconhecem e matam células infectadas por vírus e outros microrganismos, e matam células cancerígenas As células T reguladoras CD4+ constituem uma terceira subpopulação de células T as quais expressam receptores alfa beta e são responsáveis por inibir as respostas imunes, ou seja, seria responsável pela manutenção da autotolerância) As células T natural killer (NKT), células T invariantes associadas à mucosa (MAIT) e células T gama-delta constituem 3 subpopulações numericamente menores as quais expressam TCRs com diversidade limitada, análoga aos anticorpos produzidos pelas células B-1. Populações de linfócitos distinguidas pela história de exposição aos antígenos Os linfócitos naive são células maduras que migram para os órgãos linfoides secundários onde são ativados por antígenos para então se proliferarem e se diferenciarem em células efetoras e células de memória. Eles podem ser encontrados na circulação e nos órgãos linfoides periféricos As células T naive emergem do timo e as células B imaturas emergem da medula óssea e migram para os órgãos linfoides secundários. Lá as células B completam sua maturação, caracterizando-as em células B naive. Os linfócitos naive, portanto, são células T ou B maduras que jamais encontraram um antígeno estranho As células B e T naive possuem pouca funcionalidade nesse momento. Posteriormente, elas são ativadas por antígenos e se diferenciam em linfócitos efetores e1 de memória. Os linfócitos efetores e de memória, portanto, migram para os sítios de infecção em tecidos periféricos e os anticorpos secretados pelas células B efetoras nos órgãos linfoides entram no sangue e são distribuídas para os sítios de infecção Os linfócitos, agora ativados, são maiores e podem ser chamados de linfócitos grandes ou linfoblastos Linfócitos Naive A sobrevida dessas células requer sinais fornecidos por receptores antigênicos e citocinas, os quais expressam receptores para essas citocinas. Dentre elas estão: IL- 7, fator ativador de célula B (BAFF), que é essencial para as células T naive; e o fator de necrose tumoral (TNF), que é necessária à sobrevivência da célula B naive. No estado estável, o pool de linfócitos naive é mantido através do equilíbrio entre a morte espontânea e a produção de novas células nos órgãos linfoides geradores. Qualquer perda desses linfócitos, portanto, vai gerar uma resposta compensatória de proliferação pelas células remanescentes e um débito aumentado pelos órgãos geradores. Essa resposta imune é conhecida como proliferação homeostática. Essa compensação ocorre, inclusive, na transferência dessas células naive para um hospedeiro deficiente em linfócitos, que se proliferam até atingir o número de linfócitos encontrados em animais normais; um exemplo disso é o transplante de células-tronco hematopoiéticas Linfócitos efetores Após a proliferação dos linfócitos naive, algumas células se diferenciam em linfócitos efetores, os quais têm a capacidade de produzir moléculas capazes de eliminar antígenos estranhos. Os linfócitos T efetores incluem: células T auxiliares CD4+ e os CTLs CD8+, que ativam linfócitos B, macrófagos e células dendríticas. Já os linfócitos B efetores são células secretoras de anticorpo, principalmente plasmócitos.. Os CTLs possuem grânulos citoplasmáticos repletos de proteínas que, quando liberadas, matam as células reconhecidas como células infectadas e células tumorais Linfócitos de memória As células de memória são geradas durante infecções mas podem sobreviver em um estado funcionalmente calmo ou de ciclagem lenta, durante meses ou anos após a eliminação do microrganismo. Essas células possuem proteínas de superfície as quais promovem sua migração para os sítios de infecção localizados em qualquer parte do corpo É interessante ressaltar que a frequência de células de memória aumenta com a idade porque os indivíduos são continuamente expostos a microrganismos ambientais. Os linfócitos B de memória podem expressar certas classes de Ig de membrana, como IgG, IgE ou IgA enquanto as células B naive expressam apenas IgM e IgD. A expressão de CD27 é um marcador de células B de memória. Células Natural Killer e células linfoides inatas secretoras de citocinas Possuem como principais funções conferir defesa inicial contra patógenos infecciosos, reconhecer as células dos hospedeiros estressadas e lesadas e ajudar a eliminá- las, e influenciar a natureza da resposta imune adaptativa subsequente. As células natural killer (CK) têm funções citotóxicas, circulam no sangue e estão presentes em vários tecidos linfoides. A células linfoides inatas (ILCs) são secretoras de citocinas. Elas são raras no sangue e estão presentes sobretudo nos tecidos, principalmente naqueles de mucosa como pulmão e os intestinos. O progenitor linfoide comum na medula óssea que origina os linfócitos T e B também origina um precursor comum de células NK e ILCs secretoras de citocinas. Os órgãos linfoides geradores são os sítios onde os linfócitos expressam pela primeira vez os receptores antigênicos e alcançam a maturidade. A medula óssea e o timo são os componentes dessa classe, responsáveis por fornecer fatores de crescimento aos linfócitos Os órgãos linfoides secundários são os locais onde as respostas dos linfócitos a antígenos estranhos são iniciadas e desenvolvidas. Os linfonodos, o baço e componentes do sistema imune da mucosa são os componentes dessa classe Medula óssea É o sítio de geração de células sanguíneas circulantes, incluindo hemácias, granulócitos e monócitos, bem como o sítio de maturação da célula B. A hematopoiese ocorre inicialmente durante o desenvolvimento fetal nas ilhotas sanguíneas junto ao saco vitelínico, mudando para o fígado entre o 3º e 4º mês de gestação até finalmente seguir para a medula óssea. Ao nascimento, ela ocorre nos ossos longos mudando para os ossos chatos ao longo da vida., mais especificamente na medula óssea vermelha encontrada nas trabéculas de ossos de ossos longos.. A proliferação e maturação de células precursoras na medula óssea são estimuladas por citocinas chamadas de fatores estimuladores de colônia Quando a medula óssea é lesada, há uma demanda excepcional pela produção de novas células sanguíneas através do fígado e do baço As CTHs são multipotentes, ou seja, uma única célula dessa pode gerar todos os diferentes tipos de células maduras, e autorrenováveis. As hemácias, granulócitos, monócitos, células dendríticas, mastócitos, plaquetas, linfócitos B e T e ILCs se originam de uma célula tronco hematopoiética. As CTHs são identificadas pela presença de marcador de superfície CD34 e c-Kit e pela ausência de marcadores linhagem-específicos expressos nas células maduras Elas originam dois tipos de células: uma que gera células linfoides (T, B e ILC) e algumas células mieloides e outra que produz mais células mieloides, eritrócitos e plaquetas (hemácias maduras, plaquetas, neutrófilos, eosinófilos, basófilos e monócitos). A maioria das DCs surge de um ramo da linhagem monocíticos progenitores de mastócitos imaturos surgem a partir de um precursor granulócito/monócito comum, deixa a medula óssea, e amadurecem em mastócitos nos tecidos periféricos. A medula óssea também contém numerosos plasmócitos secretores de anticorpo de vida longa. Essas células são geradas em órgãos linfoides periféricos como consequência da estimulação de células B por antígenos e células T auxiliares e então migram para a medula óssea. Pode haver lá também, linfócitos T de memória de vida longa Timo É o local de maturação dacélula T Ele involui após a puberdade tornando-se indetectável nos adultos. O córtex tem uma densa quantidade de células imaturas. É onde se inicia o processo de maturação, enquanto a medula possui uma maior quantidade de células T naive maduras, além de conter DCs e macrófagos As células epiteliais corticais produzem IL-7, necessária ao desenvolvimento inicial da célula T Linfonodo São órgãos linfoides secundários que tem acesso aos antígenos encontrados nos epitélios originários da maioria dos tecidos que são drenados pela linfa.. ou seja, estão situados ao longo dos canais linfáticos. As citocinas chamadas quimiocinas são responsáveis por determinar onde as células B e T irão residir nos linfonodos Baço As principais funções do baço são remover das circulação as células sanguíneas envelhecidas e danificadas como as partículas imunocomplexos e microrganismos opsonizados, além de iniciar respostas imunes adaptativas a antígenos transportados pelo sangue Anticorpos são proteínas circulantes produzidas em vertebrados em resposta à exposição a estruturas estranhas conhecidas como antígenos, e são os mediadores da imunidade humoral contra todas as classes de microrganismos. As substâncias que estimulam a produção de anticorpos ou são reconhecidas por eles são denominadas antígenos Os anticorpos são sintetizados somente pelas células da linhagem de linfócitos B e existem em duas formas: anticorpos ligados à membrana na superfície dos linfócitos B que atuam como receptores antigênicos, e anticorpos secretados que atuam na proteção contra microrganismos O reconhecimento dos antígenos pelos anticorpos ligados à membrana nas células B naive ativa esses linfócitos e inicia a resposta imune humoral. As células B ativadas se diferenciam em plasmócitos que secretam anticorpos com a mesma especificidade do receptor antigênico. As formas secretadas dos anticorpos estão presentes no plasma (a porção fluida do sangue), nas secreções mucosas e no fluido intersticial dos tecidos. A imunidade inata (também chamada de imunidade natural ou imunidade nativa) é essencial para a defesa contra microrganismos nas primeiras horas ou dias após a infecção, antes que as respostas imunes adaptativas tenham se desenvolvido. Essa imunidade é mediada por mecanismos que já existem antes da ocorrência de uma infeção e que facilitam rápidas respostas contra microrganismos invasores. A resposta imune inata combate microrganismos por meio de duas reações principais: pelo recrutamento de fagócitos e outros leucócitos que destroem os microrganismos, no processo chamado inflamação; e pelo bloqueio da replicação viral ou pelo killing de células infectadas por vírus, sem a necessidade de uma reação inflamatória. O sistema imune inato reconhece estruturas moleculares produzidas por patógenos microbianos conhecidas como padrões moleculares associados ao patógeno (PAMPs). Diferentes microrganismos podem expressar diferentes PAMPs. Esses padrões podem ser carboidratos, proteínas, lipídios da parede celular, ácidos nucleicos. Existem PAMPs característicos de um determinado grupo de agentes infecciosos, os quais darão a informação para o sistema imune inato de qual patógeno está ameaçando a homeostase do organismo naquele determinado momento. Portanto, a presença de um determinado carboidrato, por exemplo, pode definir qual tipo de patógeno está presente no organismo O sistema imune inato também reconhece moléculas endógenas que são produzidas ou liberadas por células danificadas ou que estão morrendo. Essas substâncias são chamadas padrões moleculares associados ao dano (DAMPs). Os DAMPs podem ser produzidos como resultado de dano celular causado por infecções, mas também podem indicar lesão estéril causada por uma dentre inúmeras possibilidades, como toxinas químicas, queimaduras, traumatismo ou perda do suprimento sanguíneo. É importante ressaltar que esses padrões moleculares não são liberados pelas células em processo de morte por apoptose. Em alguns casos, moléculas endógenas produzidas por células sadias são liberadas quando ocorre dano celular e, então, estimulam respostas inatas. Essas moléculas são um subconjunto de DAMPs e muitas vezes recebem o nome de alarminas Os principais componentes do sistema imune inato são as superfícies epiteliais, que bloqueiam a entrada dos microrganismos; as células-sentinela teciduais, incluindo macrófagos, células dendríticas e mastócitos, os quais detectam microrganismos que conseguem romper os epitélios e iniciam as respostas do hospedeiro; as células brancas do sangue (leucócitos), incluindo neutrófilos, macrófagos derivados de monócitos, células natural killer e outras células, que entram nos tecidos vindas do sangue e eliminam os microrganismos que invadiram os epitélios, além de se livrarem das células danificadas do hospedeiro; e diversos tipos de proteínas plasmáticas, as quais combatem os microrganismos que entraram na circulação. O sistema imune inato possui algumas características gerais importantes como: 1. Mantém defesas físicas e químicas nas barreiras epiteliais, como a pele e o revestimento dos tratos gastrintestinal e respiratório, os quais bloqueiam a entrada microbiana. É de extrema importância pois os microrganismos só conseguem colonizar os tecidos quando são capazes de atravessar os epitélios. Se essas barreiras forem danificadas então, os microrganismos conseguem penetrá-las, e é necessário então uma linha de defesa mais articulada 2. A imunidade inata elimina células danificadas e inicia o processo de reparo tecidual A lesão que deflagra essas respostas inatas geralmente ocorre como resultado de infecção gerada pelo combate ao patógeno ou não 3. As respostas imunes inatas estimulam respostas imunes adaptativas e influenciam a natureza dessas respostas, para torná-las efetivas contra diferentes tipos de microrganismos. Ou seja, ela fornece os sinais de perigo que alertam o sistema imune adaptativo para responder. 4. Os dois tipos principais de reações protetoras do sistema imune inato são a inflamação e a defesa antiviral. A inflamação é o processo pelo qual leucócitos circulantes e proteínas plasmáticas são levados aos sítios de infecção nos tecidos e são ativados para destruir e eliminar os agentes agressores e é a principal reação a células danificadas ou mortas, aos acúmulos de substâncias anormais nas células e tecidos. O sistema imune inato usa vários tipos de receptores celulares, presentes em diferentes locais nas células, e moléculas solúveis presentes no sangue e nas secreções de mucosas, para reconhecer PAMPs e DAMPs. Moléculas de reconhecimento são expressas pelas células do sistema imune inato e os re0ceptores celulares de padrões moleculares associados ao patógeno e ao dano também são denominados receptores de reconhecimento de padrão. Esses receptores são expressos na superfície, em vesículas fagocíticas e no citosol de vários tipos celulares. Quando esses receptores de reconhecimento de padrão célula- associados se ligam aos PAMPs e DAMPs, eles ativam vias de transdução de sinal que promovem as funções antimicrobianas e pró inflamatórias das células que expressaram essa informação. Há também muitas proteínas presentes no sangue e nos fluidos extracelulares que reconhecem PAMPs e são responsáveis por facilitar a depuração de microrganismos e ativar mecanismos de killing extracelular Receptores de reconhecimento de padrão associado a célula e sensores de imunidade inata Os receptores de reconhecimento de padrão estão ligados a vias de transdução de sinal intracelulares que ativam várias respostas celulares, incluindo a produção de moléculas promotoras de inflamação e moléculas que destroem microrganismos. Receptores do tipo Toll Os receptores do tipo Toll, reconhecidos também pela sigla TLRs, constituem umafamília de 9 receptores (TLR1 a TRL9) de reconhecimento de padrão expressos em muitos tipos celulares, que reconhecem produtos de vários microrganismos e moléculas expressas ou liberadas por células estressadas e em processo de morte. Quanto a sua constituição, elas são glicoproteínas integrais de membrana do tipo I que contêm repetições ricas em leucina flanqueadas por motivos ricos em cisteína característicos em suas regiões extracelulares que estão envolvidos na ligação ao ligante, e com um domínio receptor Toll/IL-1. Os TLRs de mamíferos estão envolvidos nas respostas de moléculas expressas por microrganismos Alguns exemplos de produtos bacterianos que se ligam aos TLRs são os constituintes da parede celular bacteriana LPS e ácido lipoteicoico e a flagelina, uma subunidade proteica componente dos flagelos de bactérias móveis. Alguns ácidos nucleicos que são ligantes de TLR como RNA de fita dupla (dsDNA), que constituem os genomas de alguns vírus e que são gerados também durante o ciclo de vida deles, RNA de fita simples e dinucleotídeos CpG não metilados, que são bastante comuns em procariontes. Os TLRs também estão envolvidos nas respostas a moléculas endógenas cuja expressão ou localização indica dano celular. São exemplos de moléculas do hospedeiro que engajam TLRs, as proteínas de choque térmico (HSPs), que são chaperonas induzidas em resposta a vários estresses celulares, e a proteína de alta mobilidade do grupo box 1 (HMGB1,) que é uma proteína de ligação ao DNA envolvida na transcrição e no reparo desse DNA. Interessante que essas duas proteínas são intracelulares mas podem se tornar extracelulares ao serem liberadas por moléculas lesionadas ou que estão morrendo, justamente para sinalizar os receptores que estamos falando. Quando estão no meio extracelular, essas proteínas ativam a sinalização de TLR2 e TLR4 em DCs, macrófagos e outros tipos celulares. A base estrutural das especificidades do TLR reside nos múltiplos módulos extracelulares ricos em leucina desses receptores, que se ligam diretamente aos PAMPs ou a moléculas adaptadoras que se ligam aos PAMPs O LPS se liga primeiro à proteína solúvel de ligação ao LPS no sangue ou no fluido extracelular, e esse complexo serve para facilitar a distribuição do LPS à superfície da célula respondedora. Uma proteína extracelular chamada MD2 se liga ao componente lipídeo A do LPS e forma um complexo que então interage com o TLR4 e inicia a sinalização. Outra proteína chamada CD14 também é requerida para uma sinalização LPS-induzida eficiente. CD14 é expressa na maioria das células (exceto nas células endoteliais), na forma de uma proteína solúvel ou como uma proteína de membrana ligada ao glicofosfatidilinositol. Ambas, CD14 e MD2, também podem se associar a outros TLRs. Sendo assim, diferentes combinações de moléculas acessórias nos complexos TLR podem servir para ampliar a gama de produtos microbianos capazes de induzir respostas imunes inatas. Os TLRs são encontrados na superfície celular e em membranas intracelulares, sendo assim capazes de reconhecer microrganismos em diferentes localizações celulares. Em contraste, os TLRs 3, 7, 8 e 9 são expressos principalmente dentro das células, no retículo endoplasmático e nas membranas endossômicas, onde detectam vários ácidos nucleicos microbianos diferentes.. Entre estes, estão o RNA de fita dupla, que se liga ao TLR3; o RNA de fita simples, que se liga ao TLR7 e TLR8; e os motivos CpG não metilados no DNA, que se ligam ao TLR9. Os RNAs de fita simples e de fita dupla não são exclusivos de microrganismos, mas sua localização nos endossomos tende a refletir a origem microbiana. Isso se deve ao fato de o RNA da célula hospedeira normalmente estar ausente nos endossomos, enquanto o RNA microbiano pode terminar nos endossomos de neutrófilos, macrófagos ou DCs quando os microrganismos são fagocitados por estas células. A digestão enzimática dos microrganismos junto aos endossomos resulta na liberação de seus ácidos nucleicos, os quais então podem se ligar aos TLRs presentes na membrana endossômica. Assim, os TLRs endossômicos podem distinguir entre os ácidos nucleicos das células normais e os ácidos nucleicos microbianos com base na localização celular dessas moléculas. Uma proteína presente no retículo endoplasmático chamada UNC-93B é requerida para a localização endossômica e funcionamento adequado dos TLRs 3, 7, 8 e 9. A deficiência genética de UNC-93B leva à suscetibilidade a certas infecções virais. O reconhecimento de ligantes microbianos pelo TLR resulta na ativação de diversas vias de sinalização e, por fim, de fatores de transcrição, induzindo a expressão de genes cujos produtos são importantes para as respostas inflamatória e antiviral As vias de sinalização são iniciadas pela ligação do ligante ao TLR, levando à dimerização das proteínas de TLR. É previsto que a dimerização do TLR induzida pelo ligante aproxima os domínios TIR das caudas citoplasmáticas de cada proteína entre si. A isso se segue o recrutamento de proteínas adaptadoras contendo domínio TIR, que facilita o recrutamento e ativação de várias proteínas quinases, levando à ativação de diferentes fatores de transcrição. Os principais fatores de transcrição ativados pelas vias de sinalização de TLR são o fator nuclear κB (NFκB), a proteína de ativação 1 (AP-1), o fator regulador de interferon 3 (IRF3) e IRF7. NFκB e AP-1 estimulam a expressão de genes codificadores de muitas moléculas requeridas para as respostas inflamatórias, inclusive citocinas Receptores Citosólicos para Padrões Moleculares Associados ao Patógeno e Padrões Moleculares Associados ao Dano Os microrganismos podem produzir toxinas que criam poros nas membranas plasmáticas celulares do hospedeiro, inclusive nas membranas endossômicas, através dos quais as moléculas microbianas conseguem entrar no citosol. Esses poros também podem resultar em alterações na concentração de moléculas endógenas, como íons, no citoplasma, as quais constituem sinais confiáveis de infecção e dano, e são detectadas por receptores citosólicos. Os receptores do tipo NOD (NLRs, do inglês, NOD-like receptors) constituem uma família de mais de 20 proteínas citosólicas diferentes, algumas das quais reconhecem PAMPs e DAMPs, além de recrutarem outras proteínas para formar complexos de sinalização promotores de inflamação. Os NLRs típicos incluem um domínio de repetição rico em leucina C-terminal que percebe a presença do ligante; um domínio NOD central, requerido para a ligação de um com outro e para formação de oligômeros; e um domínio efetor N-terminal, que recruta outras proteínas para formar complexos de sinalização. Existem três subfamílias NLR que atuam como receptores imunes inatos, cada uma das quais usando um domínio efetor diferente para iniciar a sinalização. São elas: NLRB, que usa o domínio efetor BIR, NLRC, que usa CARDs e NLRP, que usa domínios pirina NOD1 e NOD2 são membros da subfamília NLRC, expressos no citosol de vários tipos celulares, incluindo células epiteliais de mucosa e fagócitos, e respondem a peptidoglicanas da parede celular bacteriana. NOD2 é altamente expresso nas células de Paneth intestinais, no intestino delgado, onde estimula a expressão de substâncias antimicrobianas chamadas defensinas em resposta aos patógenos. NOD1 reconhece um tripeptídeo glicosilado chamado DAP (ácido diaminopimélico) derivado principalmente de peptidoglicana de bactérias Gram- negativas enquanto NOD2 reconhece uma molécula distinta chamada MDP derivada de peptidoglicanas de bactérias Gram-positivas e Gram- negativas.
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