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O desenvolvimento de uma doença infecciosa em um indivíduo envolve interações complexas entre os microrganismos e o hospedeiro. Os eventos chave durante a infecção incluem: 1. A entrada dos microrganismos 2. Invasão e colonização de tecidos do hospedeiro 3. Evasão da imunidade do hospedeiro 4. Lesão tecidual ou comprometimento funcional Os microrganismos são responsáveis por produzir doença ao destruírem as células do hospedeiro ou por liberarem toxinas capazes de causar dano tecidual de desorganização funcional em células e tecidos, próximos ou distantes, que não foram infectados. Além disso, esses microrganismos frequentemente causam doença por estimularem respostas imunes que lesam tanto os tecidos infectados como os tecidos normais Bactérias extracelulares As bactérias extracelulares são aquelas capazes de se replicar fora das células hospedeiras, por exemplo: no sangue, nos tecidos conectivos e nos espaços teciduais, como nas vias aéreas e no trato gastrintestinal. Muitas espécies diferentes de bactérias extracelulares são patogênicas, e a doença é causada por meio de dois mecanismos principais: 1. Essas bactérias induzem inflamação que resulta em destruição tecidual no sítio de infecção. 2. Essas bactérias produzem toxinas que produzem diversos efeitos patológicos. As toxinas são classificadas como endotoxinas, que são componentes das paredes celulares bacterianas, e exotoxinas, que são secretadas pelas bactérias. Porém, a única toxina comumente chamada endotoxina é o lipopolissacarídeo (LPS) de bactérias Gram-negativas, que funciona como um ligante do TLR4 e potente ativador de macrófagos, células dendríticas e células endoteliais. Muitas toxinas são citotóxicas e outras causam doença por vários mecanismos, exemplo: a toxina diftérica, que bloqueia a síntese proteica nas células infectadas; a toxina colérica interfere no transporte de íons e água; a toxina tetânica inibe a transmissão neuromuscular; e a toxina do antraz interrompe diversas vias de sinalização bioquímica importantes nas células infectadas Algumas toxinas ainda interferem nas funções celulares normais sem matar as células e outras estimulam a produção de citocinas causadoras de doença. Imunidade inata a bactérias extracelulares Os principais mecanismos de imunidade inata a bactérias extracelulares são a ativação do complemento, a fagocitose e a resposta inflamatória. • Ativação do complemento: Os peptidoglicanos presentes nas paredes celulares de bactérias Gram- positivas e o LPS encontrado em bactérias Gram- negativas ativam o complemento pela via alternativa As bactérias que expressam manose (um tipo de açúcar) em sua superfície podem se ligar à lectina ligante de manose, a qual ativa o complemento pela via da lectina. Um resultado da ativação do complemento é a opsonização e a aumentada fagocitose das bactérias. Somado a isso, o complexo de ataque à membrana (MAC) gerado pela ativação do complemento lisa as bactérias, em especial as espécies de Neisseria que são particularmente suscetíveis à lise devido a suas finas paredes celulares; e os subprodutos desse complemento estimulam respostas inflamatórias via recrutamento e ativação de leucócitos. • Ativação de fagócitos e inflamação: Os produtos microbianos ativam receptores do tipo Toll, que são responsáveis por estimular as atividades microbicidas dos fagócitos, além de diversos sensores presentes em fagócitos e outras células. Os fagócitos (neutrófilos e macrófagos) usam receptores de superfície, incluindo receptores de manose e receptores scavenger para reconhecer bactérias extracelulares, e esses receptores atuam promovendo principalmente a fagocitose dos microrganismos, receptores Fc para reconhecer bactérias opsonizadas com anticorpos e receptores de complemento pra reconhecer bactérias opsonizadas com proteínas do complemento, sendo esses dois últimos receptores responsáveis por promover tanto fagocitose, como ativação de fagócitos. Em adição, as células dendríticas e os fagócitos ativados pelos microrganismos secretam citocinas que induzir o processo de inflamação, ou seja, têm-se uma grande infiltração de leucócitos para os sítios de infecção. Esses leucócitos recrutados, portanto, ingerem e destroem as bactérias. A maioria das bactérias extracelulares são suscetíveis ao killing pelos fagócitos, já que esses microrganismos não se adaptaram à sobrevivência no interior das células. • As células linfoides inatas (ILCs) também podem atuar na defesa inicial contra estes microrganismos. As ILCs do grupo 3 (ILC3s) podem ser ativadas pelas citocinas produzidas em resposta aos microrganismos e ao dano celular, secretando interleucina-17 (IL-17), IL-22 e fator estimulador de colônias de granulócitos-macrófagos (GM-CSF). Essas citocinas intensificam a função de barreira epitelial e recrutam neutrófilos para os sítios de infecção extracelular, em especial com bactérias e fungos. Imunidade adaptativa a bactérias extracelulares As respostas de anticorpo contra bactérias extracelulares são dirigidas contra os antígenos da parede celular e as toxinas, que podem ser polissacarídeos ou proteínas. Os polissacarídeos são antígenos T independentes, ou seja, eles induzem respostas de anticorpo sem as ativar células T Dessa forma, a imunidade humoral é o principal mecanismo de defesa contra as bactérias encapsuladas ricas em polissacarídeos. Para esses microrganismos, incluindo Streptococcus pneumoniae, espécies de Neisseria e outros, o baço exerce papel importante tanto na produção de anticorpos como na eliminação fagocítica de bactérias opsonizadas. Já os antígenos proteicos, presentes ou secretados pela maioria das bactérias, induzem anticorpos mais potentes já que estão diretamente ligados a imunidade mediada por células. As respostas Th17 induzidas por esses microrganismos recrutam neutrófilos e monócitos, promovendo assim inflamação local em sítios de infecção bacteriana Os mecanismos efetores usados pelos anticorpos para combater as infecções incluem neutralização, a qual é mediada pelos isotipos de alta afinidade IgG, IgM e IgA, com o IgA atuando principalmente nos lúmens de órgãos revestidos por mucosa, opsonização e fagocitose, que é mediada pelas subclasses IgG1 e IgG3 da IgG, e ativação do complemento pela via clássica que é iniciada pela IgM, IgG1 e IgG3. Efeitos Lesivos das Respostas Imunes a Bactérias Extracelulares As principais consequências lesivas das respostas do hospedeiro às bactérias extracelulares são inflamação e sepse. Inflamação: as mesmas reações dos neutrófilos e macrófagos que atuam erradicando a infecção também causam dano tecidual pela produção local de espécies reativas do oxigênio e enzimas lisossômicas. As citocinas secretadas pelos leucócitos em resposta aos produtos bacterianos também estimulam a produção de proteínas de fase aguda e acarretam as manifestações sistêmicas da infecção Sepse: a sepse é uma consequência patológica de infecção grave causada por algumas bactérias Gram- negativas e Gram-positivas (bem como alguns fungos), em que microrganismos ou produtos microbianos estão presentes no sangue. Isso causa distúrbios sistêmicos de perfusão tecidual, coagulação, metabolismo e função orgânica. A fase inicial da sepse bacteriana é causada pelas citocinas produzidas pelos macrófagos ativados por componentes da parede celular bacteriana, incluindo LPS e peptidoglicanos. O fator de necrose tumoral (TNF), IL-6 e IL-1 são as principais citocinas mediadoras da sepse, porém IFN-γ e IL-12 também podem contribuir. Essa secreção intensa de citocinas caracteriza a tempestade de citocinas Há evidências, inclusive, de que na sepse induzida por LPS, a ativação da via não canônica do inflamassomo é essencial para o desenvolvimento da doença. Acontece que, a ativação do inflamassomo também causa uma forma inflamatóriade morte celular programada de macrófagos e DCs chamada piroptose. Uma das principais características da piroptose é a clivagem caspase-mediada de uma proteína chamada gasdermina D que leva à formação de poros na membrana. Portanto, se tem como consequência a perda da integridade da membrana plasmática, inchaço das células e, ainda, liberação de mediadores inflamatórios, incluindo IL-1β, IL-18, TNF, IL-6 e IL-8. Essa piroptose pode ser induzida pela ativação de inflamassomos canônicos que usam caspase-1, a ativação que eu citei na semana passada, e inflamassomo não canônico que usa uma caspase diferente, caspase-4 ou caspase-5. Esse LPS bacteriano no citosol se liga diretamente a uma dessas caspases (4 ou 5), levando à ativação do inflamassomo e, posteriormente, à piroptose. A amplificação da inflamação promovida pela piroptose intensifica uma “limpeza” bacteriana, mas também pode contribuir para o choque séptico pela reação sistêmica a todas essas citocinas Esse choque séptico seria a forma mais grave e frequentemente fatal de sepse, caracterizada pelo colapso circulatório (choque) e coagulação intravascular disseminada. Superantígenos: São toxinas que assim como os antígenos típicos reconhecidos pelas células T, elas ligam-se aos TCRs e a moléculas do complexo principal de histocompatibilidade de classe II. Porém, são capazes de ativar um número muito maior de clones de células T do que aquele induzido pelos antígenos peptídicos convencionais com subsequente produção de grandes quantidades de citocinas que também podem causar uma síndrome inflamatória sistêmica. Acontece da seguinte forma: Antígenos de célula T microbianos convencionais, compostos por um peptídeo ligado à fenda de ligação de peptídeo de uma molécula de MHC, são reconhecidos por uma fração muito pequena de células T, e apenas essas células T são ativadas para se tornarem células T efetoras que protegem contra o microrganismo Um superantígeno se liga a moléculas de MHC de classe II fora da fenda de ligação ao peptídeo, ou seja, ele se liga à uma região variável de muitas cadeias de TCR β diferentes, que fogem daquela especificidade peptídica do TCR.. Então, diferentes superantígenos se ligam a TCRs de diferentes famílias Vβ. Como muitas células T expressam uma cadeia de TCR β de uma família Vβ particular, os superantígenos podem ativar um amplo número de células T. Imunoevasão por bactérias extracelulares A virulência das bactérias extracelulares foi associada a alguns mecanismos que permitem aos microrganismos resistir à imunidade inata. Bactérias com cápsulas ricas em polissacarídeos resistem à fagocitose e são, portanto, mais virulentas do que as cepas homólogas desprovidas de cápsula. As cápsulas de muitas bactérias Gram-positivas e Gram- negativas contêm resíduos de ácido siálico que inibem a ativação do complemento pela via alternativa Um mecanismo usado pelas bactérias para evadir a imunidade humoral é a variação dos antígenos de superfície. As fímbrias são estruturas responsáveis pela adesão bacteriana às células hospedeiras. O principal antígeno das fímbrias é uma proteína chamada pilina Os genes de pilina podem sofrer uma extensiva conversão gênica que permite à progênie de um único organismo produzir até 10 a 6º moléculas de pilina antigenicamente distintas com intuito de selecionar as fímbrias mais aderentes às células do hospedeiro, entretanto, essa habilidade de alterar antígenos ajuda as bactérias a evadirem o ataque por anticorpos pilina- específicos, tornando-as mais virulentas Alterações na produção de glicosidases levam a alterações químicas no LPS de superfície e em outros polissacarídeos, permitindo, assim, que as bactérias evadam as respostas imunes humorais contra estes antígenos. As bactérias também liberam antígenos de superfície em blebs de membrana que seriam bolas que se descolam da superfície de membrana e podem desviar os anticorpos afastando-os dos próprios microrganismos. Imunidade a Bactérias Intracelulares Uma característica das bactérias intracelulares facultativas é sua habilidade de sobreviver e até replicar dentro dos fagócitos. Como esses microrganismos conseguem encontrar um nicho onde se tornam inacessíveis aos anticorpos circulantes, sua eliminação requer os mecanismos de imunidade mediada por células. As bactérias intracelulares facultativas podem viver dentro ou fora das células, enquanto os organismos intracelulares obrigatórios podem viver e se replicar apenas no interior das células Imunidade Inata a Bactérias Intracelulares Os produtos dessas bactérias são reconhecidos por TLRs e proteínas citoplasmáticas da família de receptores do tipo NOD resultando na ativação de fagócitos. Esses fagócitos, inicialmente neutrófilos e depois macrófagos, ingerem e tentam destruir esses microrganismos, porém as bactérias intracelulares patogênicas são resistentes à degradação no interior dos fagócitos.. O DNA bacteriano no citosol, então, estimula respostas de interferon do tipo I através da via STING, sendo esse STING uma proteína adaptadora transmembrana localizada no retículo endoplasmático As bactérias intracelulares induzem a expressão de ligantes ativadores de células NK nas células infectadas e também estimulam a produção, por células dendríticas e macrófagos, de IL-12 e IL-15, que são citocinas ativadoras de células NK. As células NK, portanto, produzem IFN-γ que ativa macrófagos e promove o killing das bactérias fagocitadas, conferindo uma defesa inicial a esses microrganismos, antes do desenvolvimento da imunidade adaptativa. Porém, no caso de bactérias intracelulares, para erradicação do microrganismo envolvido, é necessária a imunidade adaptativa mediada por células. As ILCs do tipo I também defendem contra bactérias intracelulares. Essas células não citotóxicas que expressam T-bet, que é um fator de transcrição, respondem à IL-12, IL-15 e IL-18 produzida por outras células durante a resposta inata a bactérias e, então, secretam IFN-γ e TNF que ativam macrófagos e ajudam a eliminar os patógenos intracelulares. Como as ILCs residem nos tecidos, podem conferir a defesa inicial contra infecções nesses locais. Imunidade Adaptativa a Bactérias Intracelulares A principal resposta imune protetora contra bactérias intracelulares é o recrutamento e ativação de fagócitos mediados pela célula T. Acontece assim: As células T CD4+ se diferenciam em efetores Th1 sob influência de IL-12, produzida por macrófagos e células dendríticas. As células T expressam ligante de CD40 e secretam IFN-γ, e esses dois estímulos ativam macrófagos para a produção de várias substâncias microbicidas, incluindo óxido nítrico, enzimas lisossômicas e espécies reativas do oxigênio.. As bactérias fagocitadas estimulam respostas de células T CD8+ se antígenos bacterianos forem transportados dos fagossomos para o citosol ou se as bactérias escaparem dos fagossomos e entrarem no citoplasma de células infectadas. Acontece que no citosol, os microrganismos deixam de ser suscetíveis aos mecanismos microbicidas e, para a erradicação da infecção, as células infectadas devem ser eliminadas pelos CTLs. Ou seja, os dois mecanismos efetores da imunidade celular atuam de modo cooperativo na defesa contra bactérias intracelulares Essas citocinas junto ao IFN-γ, exercem papéis importantes na defesa contra bactérias intracelulares, como Mycobacterium tuberculosis. O TNF, produzido por macrófagos ativados e outras células, recrutam e ativam fagócitos mononucleares para combater as micobactérias; é por isso que pacientes com artrite reumatoide e outras doenças imunes tratados com antagonistas de TNF se tornam suscetíveis a infecções por micobactérias. A ativação de macrófagos que ocorre em resposta aos microrganismos intracelulares é capaz de causar lesão tecidual. Como evoluíram para resistirao killing no interior dos fagócitos, as bactérias intracelulares frequentemente persistem por longos períodos dentro do organismo do hospedeiro e causam ativação crônica das células T e dos macrófagos, e isso pode resultar na formação de granulomas circundando os microrganismos. É por isso que a marca de uma infecção intracelular é a inflamação granulomatosa, que acompanha os granulomas necrotizantes e a fibrose, importante sinal, inclusive, da tuberculose. Essa lesão pode resultar em reações de hipersensibilidade tardia (DTH), usada como marcador de infecção As diferenças entre os indivíduos quanto aos padrões de respostas de células T a microrganismos intracelulares são determinantes importantes da progressão da doença e do desfecho clínico. Um exemplo disso é a lepra. Existem duas formas polares de lepra: as formas lepromatosa e tuberculoide. Na lepra lepromatosa, os pacientes exibem altos títulos de anticorpo específico, porém respostas celulares fracas aos antígenos de M. leprae. As micobactérias proliferam nos macrófagos e crescimento bacteriano seguido da ativação persistente (porém inadequada) dos macrófagos resultam em lesões destrutivas na pele e no tecido. Do contrário, pacientes com lepra tuberculoide têm imunidade celular forte, porém níveis baixos de anticorpos. Granulomas se formam ao redor dos nervos e produzem defeitos em nervos sensoriais periféricos, lesões cutâneas traumáticas secundárias, porém com menos destruição tecidual e escassez de bactérias nas lesões. Uma possível razão para as diferenças entre essas duas formas da doença causadas pelo mesmo organismo pode ser a existência de diferentes padrões de diferenciação de célula T e produção de citocina nos indivíduos. Alguns estudos indicam que pacientes com a forma tuberculoide da doença produzem IFN-γ e IL- 2 nas lesões (indicativo de ativação de célula Th1), enquanto pacientes com lepra lepromatosa produzem menos IFN-γ e podem exibir imunidade celular fraca e falha em controlar a disseminação bacteriana Imunoevasão por bactérias intracelulares As bactérias intracelulares desenvolveram várias estratégias para resistir à eliminação pelos fagócitos. Entre estas, estão a inibição da fusão do fagolisossomo ou o escape para o citosol, que permite se esconder dos mecanismos microbicidas dos lisossomos; e também a remoção ou inativação direta das substâncias microbicidas, como as espécies reativas do oxigênio. Essa resistência à eliminação fagócito-mediada também é a razão pela qual esse tipo de bactéria tende a causar infecções crônicas que podem durar anos. As infecções fúngicas, também chamadas micoses, estão mais associadas a indivíduos imunodeficientes. Elas podem ser classificadas de 2 maneiras: Endêmicas: são causadas por fungos presentes no ambiente cujos esporos entram nos seres humanos Oportunísticas: porque os agentes causais provocam doença branda ou não causam doença em indivíduos sadios, mas podem infectar e causar doença grave em indivíduos imunodeficientes Diferentes fungos infectam seres humanos e podem viver nos tecidos extracelulares e no interior dos fagócitos. Portanto, as respostas imunes a esses microrganismos muitas vezes são combinações das respostas a microrganismos extra e intracelulares Imunidade Inata e Adaptativa aos Fungos Os principais mediadores da imunidade inata contra os fungos são os neutrófilos, macrófagos e ILCs. Macrófagos e células dendríticas percebem os organismos fúngicos através dos TLRs e receptores do tipo lectina, chamados dectinas, que reconhecem β- glucanas na superfície dos fungos. Esses macrófagos e células dendríticas liberam citocinas que recrutam e ativam neutrófilos diretamente ou via ativação de ILCs residentes teciduais. Os neutrófilos liberam substâncias fungicidas, como as espécies reativas de oxigênio e as enzimas lisossômicas, e fagocitam os fungos para o killing intracelular. Alguns fungos intracelulares podem ser eliminados da mesma forma que acontece com as bactérias intracelulares, enquanto outros podem ser controlados em parte por células ILC1 que expressam T-bet. Alguns fungos extracelulares podem ativar respostas de ILC3 e outros deflagram fortes respostas Th17, que são dirigidas, em parte, pela ativação de células dendríticas pela ligação de glicanas fúngicas à dectina-1. As células dendríticas ativadas por meio desse receptor de lectina produzem citocinas Th17-indutoras, como IL-1, IL-6 e IL- 23. As células Th17 estimulam inflamação, enquanto os neutrófilos recrutados e monócitos destroem os fungos. As respostas Th1 são protetoras nas infecções fúngicas intracelulares, porém essas respostas podem deflagrar uma inflamação granulomatosa que é uma causa importante de lesão tecidual no hospedeiro nessas infecções Os vírus são microrganismos intracelulares obrigatórios que usam componentes do ácido nucleico e a maquinaria de síntese proteica do hospedeiro para se replicar. Os vírus podem causar lesão tecidual e doença por diversos mecanismos, além de causar infecções latentes. A replicação viral interfere na síntese proteica e na função celular normal, leva à lesão e, por fim, à morte da célula infectada. Esse resultado é um tipo de efeito citopático dos vírus, e a infecção é dita lítica porque a célula infectada é lisada. .As respostas imunes inata e adaptativa aos vírus, portanto, são destinadas a bloquear a infecção e a eliminar células infectadas Imunidade Inata aos Vírus A principal forma pela qual o sistema imune inato bloqueia as infecções virais é a indução da expressão de interferons do tipo I, cuja ação mais importante é inibir a replicação viral. Esses interferons do tipo I secretados pelas células atuam em outras células prevenindo a disseminação da infecção viral. Dentre os interferons do tipo I, os mais importantes na defesa antiviral são o IFN-α e o IFN-β. Os estímulos mais potentes para a síntese de interferon do tipo I são os ácidos nucleicos virais. Os receptores do tipo RIG e os sensores de DNA presentes no citosol e os TLRs presentes nas vesículas endossômicas, reconhecem ácidos nucleicos virais e iniciam as vias de sinalização que ativam a família IRF de fatores de transcrição, os quais induzem expressão do gene de interferon do tipo I O receptor para interferons do tipo I, IFNAR1 e IFNAR2, são expressos em todas as células nucleadas. Esse receptor sinaliza para ativar os fatores de transcrição STAT1, STAT2 e IRF9, que induzem expressão de vários genes diferentes cujos produtos proteicos contribuem para a defesa antiviral de vários modos: • Os interferons do tipo I, ativam a transcrição de vários genes que conferem às células uma resistência à infecção viral denominada estado antiviral. Os genes induzidos pelo interferon do tipo I incluem os da serina/treonina proteína quinase ativada por RNA de dupla fita (PKR), que bloqueia eventos de transcrição e tradução viral. A ação antiviral do interferon do tipo I é primariamente uma ação parácrina, no sentido de que uma célula viralmente infectada secreta interferon para atuar e proteger as células vizinhas ainda não infectadas. Não é que os efeitos do interferon do tipo I sejam específicos para a expressão gênica viral, acontece que o bloqueio da disseminação da infecção se dá devido a toxicidade dessas citocinas às células do hospedeiro que estão nas proximidades das células infectadas. As células não infectadas que sofreram ação do IFN expressam enzimas que bloqueiam a replicação viral O interferon secretado por uma célula infectada também pode agir de maneira autócrina, inibindo a replicação viral na própria célula que o secreta. • Os interferons do tipo I causam o sequestro de linfócitos nos linfonodos, maximizando assim aoportunidade de encontrar com os antígenos microbianos. O mecanismo para esse efeito dos interferons do tipo I é a indução de uma moléculanos linfócitos chamada CD69, que forma um complexo e diminui a expressão do receptor de esfingosina 1-fosfato (S1P), o S1PR1. Porém, a saída do linfócito dos tecidos linfoides depende da ligação de S1P ao S1PR1. Portanto, o S1PR1 reduzido inibe esta saída e mantém os linfócitos nos órgãos linfoides. • Os interferons do tipo I aumentam a citotoxicidade das células NK e CTLs CD8+, além de promoverem a diferenciação de células T naive na subpopulação Th1 de células T auxiliares.. Esses efeitos dos interferons do tipo I intensificam as imunidades inata e adaptativa contra infecções intracelulares, incluindo vírus e algumas bactérias. • Os interferons do tipo I regulam positivamente a expressão de moléculas de MHC de classe I e, desse modo, aumentam a probabilidade de as células viralmente infectadas virem a ser reconhecidas e mortas pelos CTLs CD8+. Os CTLs CD8+ vírus- específicos reconhecem peptídeos derivados de proteínas virais ligados a moléculas do MHC de classe I na superfície de células infectadas. Portanto, aumentando a quantidade de MHC de classe I sintetizado por uma célula viralmente infectada, os interferons do tipo I aumentarão o número de complexos peptídeo viral-MHC de classe I expostos na superfície celular que os CTLs poderão detectar e responder. O resultado final é o killing aumentado de células infectadas por vírus e a erradicação das infecções virais. A proteção contra vírus é devido, em parte, à ativação de vias de morte apoptótica intrínsecas nas células infectadas e à sensibilidade aumentada aos indutores extrínsecos de apoptose. As proteínas virais sintetizadas nas células infectadas podem ser dobradas de forma incorreta, e seu acúmulo deflagra uma resposta a proteínas não dobradas que pode culminar na apoptose das células infectadas, caso o acúmulo de proteína incorretamente dobrada não possa ser corrigido. As células NK também matam células infectadas por vírus caracterizando um importante mecanismo que antecede o desenvolvimento da imunidade adaptativa. A expressão de MHC de classe I frequentemente é “desligada” nas células infectadas por vírus, como um mecanismo para escapar dos CTLs. Isso permite que as células NK matem as células infectadas, uma vez que a ausência de classe I libera as células NK de um estado normal de inibição. A infecção viral também pode estimular a expressão de ligantes de célula NK nas células infectadas. Imunidade Adaptativa aos Vírus A imunidade adaptativa contra infecções virais é mediada por anticorpos, os quais bloqueiam a ligação e a entrada do vírus nas células hospedeiras, e por CTLs, que eliminam a infecção destruindo as células infectadas Anticorpos: Os anticorpos são efetivos contra os vírus somente durante o estágio extracelular das vidas desses microrganismos, que seria antes de infectarem as células hospedeiras, quando são liberados das células infectadas por brotamento viral ou com a morte das células infectadas Os anticorpos antivirais se ligam ao envelope viral ou aos antígenos do capsídeo e atuam principalmente como anticorpos neutralizadores, para prevenir a fixação e entrada dos vírus nas células hospedeiras. Assim, os anticorpos previnem tanto a infecção inicial como a disseminação célula à célula. Os anticorpos secretados, especialmente do isotipo IgA, são importantes para neutralizar os vírus juntos aos tratos respiratório e intestinal. A imunização oral contra o poliovírus, por exemplo, responsável pela doença poliomielite, funciona induzindo a imunidade de mucosa Além da neutralização, os anticorpos podem opsonizar partículas virais e promover sua eliminação pelos fagócitos. A ativação do complemento também pode participar na imunidade viral mediada por anticorpo, principalmente pela promoção de fagocitose e pela lise direta dos vírus contendo envelopes lipídicos Os anticorpos neutralizantes bloqueiam a infecção viral das células e a disseminação viral célula à célula, entretanto, depois que os vírus entram e passam a se replicar no meio intracelular, tornam-se inacessíveis aos anticorpos. Portanto, a imunidade humoral induzida por infecção prévia ou vacinação é capaz de conferir proteção aos indivíduos a partir da infecção viral, mas por si só não consegue erradicar uma infecção estabelecida. A imunidade humoral também costuma ser específica para o tipo sorológico do vírus, ou seja, não confere resistência aos outros sorotipos do vírus CTLs: A eliminação de vírus residentes nas células é mediada por CTLs que matam as células infectadas. A maioria dos CTLs vírus-específicos são células T CD8+ que reconhecem peptídeos virais citosólicos apresentados por moléculas de MHC classe I. Se a célula infectada for uma célula tecidual e não uma célula apresentadora de antígeno, a célula infectada pode ser fagocitada pela célula dendrítica que processa os antígenos virais e os apresenta às células T CD8+ naive. A diferenciação integral dos CTLs CD8+ muitas vezes requer citocinas produzidas por células auxiliares CD4+ ou coestimuladores expressos em células infectadas Depois disso, as células T CD8+ sofrem uma intensa proliferação durante a infecção viral, e a maioria das células que proliferaram são específicas para alguns peptídeos virais e outras células T ativadas se diferenciam em CTLs efetores capazes de destruir qualquer célula nucleada infectada. Essas células CTLs promovem principalmente o killing das células infectadas mas também podem eliminá-las por outros mecanismos como a ativação de nucleases nas células infectadas, as quais degradam os genomas virais, e também à secreção de citocinas, como o IFN-γ, que ativa fagócitos, promovendo algum tipo de atividade antiviral. Nas infecções latentes, o DNA viral persiste nas células hospedeiras, porém o vírus não se replica nem mata as células infectadas. Essa latência seria um estado de equilíbrio entre infecção e resposta imune. Os CTLs que são gerados em resposta ao vírus podem controlar a infecção, mas são incapazes de erradicá-la. Como resultado, os vírus persistem nas células infectadas, às vezes, por toda a vida do indivíduo e qualquer deficiência na resposta imune do hospedeiro pode culminar em falha no controle dessa infecção, desencadeando diversos efeitos citopáticos como: a lise das células infectadas ou a proliferação descontrolada dessas células Em algumas infecções virais, a lesão tecidual pode ser causada por CTLs. Um exemplo disso é o vírus da hepatite B. Indivíduos imunodeficientes podem ser portadoras do vírus, inclusive com a capacidade de transmiti-lo para outros indivíduos, porém não desenvolvem a doença pois o vírus tem a capacidade de se instalar na célula sem deflagrar efeitos citopáticos, Por ser imunodeficiente, o portador não desencadeia respostas imunológicas CTLs vírus-específica, ou seja, as células infectadas também não sofrem ação da imunidade celular, podendo conviver normalmente com a doença. Do contrário, indivíduos imunologicamente saudáveis produzem grande números de CTLs restritos ao MHC de classe I vírus específico para o vírus da hepatite, além de várias células T CD8+ que matam as células infectadas culminando na lesão de vários tecidos, no caso da hepatite, principalmente, o tecido hepático. O envolvimento das respostas imunes a infecções virais na produção de doença pode se dar de outros modos. Uma consequência da infecção persistente por alguns vírus, como na hepatite B, é a formação de imunocomplexos circulantes compostos por antígenos virais e anticorpos específicos. Esses complexos são depositados em vasos sanguíneos e levam à vasculite sistêmica. Além disso, algumas proteínas virais contêm sequências de aminoácidos que também estão presentes em certos autoantígenos e devido a esse mimetismo molecular, a imunidade antiviral pode levar a respostas imunes contra esses autoantígenos. Imunoevasãopor vírus Os vírus desenvolveram numerosos mecanismos para evadir a imunidade do hospedeiro. • Os vírus podem alterar seus antígenos e, portanto, deixarem de ser alvos das respostas imunes.: Os principais mecanismos de variação antigênica são as mutações pontuais e o rearranjo dos genomas de RNA Os genomas virais sofrem mutações nos genes codificadores dessas proteínas de superfície, e a variação resultante é chamada deriva antigênica. Os genomas de RNA segmentado de várias cepas de vírus que normalmente habitam diferentes espécies de hospedeiro podem se recombinar nas células hospedeiras, e esses vírus recombinados podem diferir de forma bastante drástica das cepas prevalentes. Essa recombinação de genes virais resulta em alterações significativas na estrutura antigênica, chamadas variação antigênica, que cria vírus distintos Devido à essa variação antigênica, um vírus pode se tornar resistente à imunidade gerada na população por infecções prévias As pandemias de influenza ocorridas em 1918, 1957 e 1968 foram devidas às diferentes cepas do vírus, e a pandemia de H1N1 de 2009 foi causada por uma cepa em que as fitas do genoma de RNA foram recombinadas entre cepas endêmicas em porcos, frangos e seres humanos Existem tantos sorotipos de rinovírus que a vacinação contra o resfriado comum pode não ser uma estratégia preventiva adequada. O HIV-1, causador da Aids, também é capaz de uma tremenda variação antigênica devido a uma elevada taxa de erros na transcrição reversa de seu genoma de RNA durante a reprodução viral. Nessas situações, a vacinação profilática pode ter de ser dirigida contra proteínas virais invariantes. • Alguns vírus inibem a apresentação de antígenos proteicos citosólicos associada ao MHC de classe I. Os vírus produzem várias proteínas que bloqueiam diferentes etapas no processamento, transporte e apresentação do antígeno Essa inibição da apresentação antigênica bloqueia a montagem e expressão de moléculas de MHC de classe I e, consequentemente, a exibição de peptídeos virais. Como resultado disso, as células infectadas por esses vírus não podem ser reconhecidas nem mortas por CTLs CD8+ Como já discutido, as células NK são ativadas por células infectadas, principalmente na ausência de moléculas de MCH de classe I. Alguns vírus podem produzir proteínas que atuam como ligantes de receptores de inibição das células NK e, assim, inibem também a ativação dessas células • Alguns vírus produzem moléculas que inibem a resposta imune: Os poxvírus, por exemplo, codificam moléculas que são secretadas por células infectadas e se ligam a várias citocinas, incluindo IFN-γ, TNF, IL-1, IL- 18 e quimiocinas. As proteínas ligantes de citocinas podem atuar como antagonistas competitivos das citocinas Outros vírus produzem uma citocina homóloga à outras citocinas. No caso do vírus Epstein- Barr, ele produz uma citocina homóloga a IL-10 que inibe a ativação de macrófagos e células dendríticas, tendo assim, a capacidade de suprimir a imunidade mediada por células e por esse motivo, muitas vezes são chamadas de moléculas virais imunossupressoras • Os vírus podem infectar e destruir ou inativar células imunocompetentes. O exemplo evidente é o HIV, que sobrevive infectando e eliminando as células T CD4+, principais indutoras das respostas imunes a antígenos proteicos. Os parasitas incluem protozoários unicelulares, vermes multicelulares complexos (helmintos) e ectoparasitas (p. ex.: carrapatos e ácaros). A maioria dos parasitas passa por ciclos de vida complexos, parte dos quais ocorre em seres humanos (ou outros vertebrados) e parte em hospedeiros intermediários, como moscas, carrapatos e caracóis. Os seres humanos geralmente são infectados pelas picadas dos hospedeiros intermediários infectados ou a partir do compartilhamento de um hábitat particular com um hospedeiro intermediário. Muitas infecções parasitárias são crônicas, por causa de uma imunidade inata fraca e da habilidade dos parasitas de evadir ou resistir à eliminação pelas respostas imunes adaptativas. Além disso, muitos fármacos antiparasitários não são efetivos no killing dos organismos. Imunidade inata aos parasitas A principal resposta imune inata aos protozoários é a fagocitose, mas muitos desses parasitas são resistentes ao killing fagocítico e podem até mesmo se replicar no interior dos macrófagos. Alguns protozoários expressam moléculas de superfície reconhecidas por TLRs e ativam fagócitos, que é o caso do protozoário responsável por causar a malária e a toxoplasmose que contém todos os glicolipídeos que podem ativar TLR2 e TLR4. Os eosinófilos contribuem para a resposta inata aos helmintos liberando os conteúdos dos grânulos que são capazes de destruir os tegumentos dos vermes. Os fagócitos também podem atacar parasitas helmintos e secretar substâncias microbicidas para matar organismos. Entretanto, muitos helmintos têm tegumentos espessos que os tornam resistentes aos mecanismos citocidas de neutrófilos e macrófagos, além de serem também muito grandes para serem ingeridos por estes fagócitos Imunidade adaptativa aos Parasitas Diferentes parasitas induzem respostas imunes adaptativas distintas pois protozoários e helmintos distintos variam enormemente quanto às propriedades estruturais e bioquímicas, ciclos de vida e mecanismos patogênicos. Alguns protozoários evoluíram para sobreviver dentro das células hospedeiras, por isso a imunidade protetora contra estes organismos é mediada por mecanismos similares àqueles que eliminam bactérias e vírus intracelulares. Em contraste, metazoários como os helmintos sobrevivem em tecidos extracelulares e sua eliminação muitas vezes depende de tipos especiais de respostas de anticorpo. O principal mecanismo de defesa contra os protozoários que sobrevivem nos macrófagos é a imunidade celular. Os linfócitos T CD4+ naive podem se diferenciar em células Th1, as quais produzem IFN-γ e ativam fagócitos para a destruição de microrganismos ingeridos. Os linfócitos T CD4+ também podem se diferenciar em células Th2 que produzem IL-4, IL-10 e IL-13 e inibem a ativação clássica de macrófagos, disseminando ainda mais a infecção Existem protozoários que se replicam dentro de várias células hospedeiras e as lisam, estimulando respostas específicas de anticorpo e CTL, similarmente aos vírus citopáticos. Um exemplo desse tipo de organismo é o parasita da malária, que reside principalmente nas hemácias e em hepatócitos durante seu ciclo de vida Os helmintos estimulam a diferenciação de células T CD4+ naive na subpopulação Th2 de células efetoras que secretam IL-4 e IL-5. A IL-4 estimula a produção de IgE, que se liga ao receptor Fcɛ de eosinófilos e mastócitos, e a IL-5 ativa eosinófilos. A IgE cobre os parasitas e os eosinófilos se ligam à IgE e são ativados para liberar os conteúdos de seus grânulos, os quais destroem os helmintos. Essas ações combinadas de mastócitos e eosinófilos também contribuem para a expulsão dos parasitas do intestino. Porém, a expulsão de alguns nematódeos intestinais pode ser decorrente de mecanismos Th2-dependentes que não requerem IgE, como o peristaltismo aumentado. As respostas imunes adaptativas a parasitas também podem contribuir para a lesão tecidual. Alguns parasitas e seus produtos induzem respostas granulomatosas com fibrose concomitante. Os ovos de Schistosoma mansoni, por exemplo, são depositados no fígado e estimulam células T CD4 + que, por sua vez, ativam macrófagos e induzem reações DTH, que são reações de hipersensibilidade do tipo tardio e estão associadas justamente à essa ativação de células T. Essas reações DTH resultam na formação de granulomas ao redor dos ovos. Esse tipo de granulomas Th2-induzidos serve para conter os ovos do esquistossoma, porém a fibrose intensa associada a esta resposta imune celular crônica levaà cirrose, interrupção do fluxo de sangue venoso no fígado e hipertensão portal. Imunoevasão por Parasitas Diferentes parasitas desenvolveram meios notavelmente efetivos de resistir à imunidade: • Os parasitas alteram seus antígenos de superfície durante o ciclo de vida nos hospedeiros vertebrados: Há duas formas de variação antigênica bem definidas. A primeira é uma alteração estágio específica na expressão antigênica, de modo que os estágios teciduais maduros dos parasitas produzem antígenos diferentes daqueles dos estágios infectivos e a segunda e mais comum é a variação contínua dos principais antígenos de superfície, vistos em tripanossomas africanos. Essa variação antigênica contínua é em virtude das alterações na expressão dos genes codificadores do principal antígeno de superfície, ou seja, no momento em que o hospedeiro produz anticorpos contra o parasita, um organismo antigenicamente diferente já está crescido. Inclusive, mais de 100 ondas de parasitemia desse tipo podem ocorrer em uma única infecção. • Os parasitas se tornam resistentes aos mecanismos imunes efetores durante o período em que residem nos hospedeiros vertebrados. • Os parasitas protozoários podem se ocultar do sistema imune, seja vivendo dentro das células hospedeiras, seja desenvolvendo cistos resistentes aos efetores imunes. Alguns parasitas helmintos residem nos lúmens intestinais onde ficam abrigados dos mecanismos efetores imunes celulares. Outros parasitas podem soltar suas coberturas antigênicas, de modo espontâneo ou após a ligação a anticorpos específicos. Essa descamação dos antígenos torna os parasitas resistentes a ataques subsequentes mediados por anticorpo • Os parasitas inibem a resposta imune do hospedeiro por múltiplos mecanismos. Na filariose linfática, por exemplo, a infecção dos linfonodos com subsequente desorganização arquitetônica pode contribuir para uma imunidade deficiente. Alguns parasitas, como Leishmania, estimulam o desenvolvimento de células T reguladoras que suprimem a resposta imune o suficiente para permitir a persistência dos parasitas
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