Antígenos: O que são e como funcionam

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Antígenos 
O sistema imune adaptativo pode 
reconhecer e responder a quase todas as 
macromoléculas estranhas presentes no 
microrganismo invasor. Essas macromoléculas 
são denominadas antígenos. 
Um antígeno é qualquer substância que 
pode ser especificamente ligada por um 
anticorpo ou receptor de célula T. 
Os microrganismos não são a única fonte 
de antígenos. Os alimentos podem ser antígenos 
ao causar uma reação alérgica, assim como a 
poeira inalada. O transplante de órgãos também 
tem uma alta quantidade de material estranho. 
Os anticorpos reconhecem como 
antígenos metabólitos, açúcares, lipídeos, 
autacoides, hormônios, carboidratos complexos, 
fosfolipídios, ácidos nucleicos e proteínas. Já as 
células T reconhecem apenas peptídeos. 
A capacidade que uma substância tem de 
se ligar a um dos componentes do sistema imune 
é chamada de antigenicidade. Porém, nem 
todos os antígenos podem ativar os linfócitos. 
As moléculas que estimulam a resposta imune 
são chamadas de imunógenos. 
Em algumas situações um animal pode 
desenvolver respostas imunes contra 
componentes normais do corpo (respostas 
autoimunes). Nesse caso os antígenos são 
chamados de autoantígenos. 
Bom Antígeno 
Em geral, as proteínas estranhas são os 
melhores antígenos. 
Os polissacarídeos simples não são bons 
antígenos, pois são frequentemente degradados 
antes do sistema imune responder a eles. Se 
ligados a proteínas podem ser mais eficazes. 
Os lipídeos são antígenos fracos por 
causa de sua ampla distribuição, simplicidade, 
instabilidade estrutural e metabolismo rápido. 
Quando ligados a proteínas podem desencadear 
respostas imunes. 
Os ácidos nucleicos de mamíferos são 
antígenos muito fracos, pois são simples, 
flexíveis e degradados rapidamente. Já os ácidos 
nucleicos microbianos podem estimular 
respostas imunes muito eficientes. 
As proteínas são os antígenos mais 
eficazes, pois são moléculas muito grandes. 
Moléculas grandes são melhores 
antígenos do que moléculas pequenas. Proteínas 
com menos de 1.000 Da não são 
imunogênicas, proteínas com 1.000 a 6.000 Da 
são imunogênicas e proteínas com mais de 
6.000 Da são muito imunogênicas e mais 
facilmente fagocitadas. 
Além disso, quanto mais complexo for 
um antígeno melhor. Portanto, polissacarídeos 
com sequências repetidas de monossacarídeos 
são antígenos fracos. Já proteínas complexas são 
muito eficientes. 
A estabilidade estrutural também é 
importante. Moléculas altamente flexíveis sem 
forma fixa são antígenos fracos. 
Moléculas com alta uniformidade 
celular e inertes (como implantes de pinos 
ósseos de aço inoxidável e válvulas cardíacas 
plásticas) não desencadeiam resposta imune. 
Estranheza 
As células que respondem aos antígenos 
não se ligam a antígenos próprios, porém se 
ligam a moléculas estranhas que diferem até em 
aspectos mínimos das normais. Células que se 
ligam aos antígenos próprios são mortas ou 
suprimidas. 
Do mesmo modo, antígenos singênicos 
(de indivíduos geneticamente idênticos, ou seja, 
gêmeos) não desencadeiam resposta imune. 
Antígenos alogênicos (de indivíduos 
diferentes geneticamente, mas da mesma 
espécie) produzem resposta imune. 
Antígenos xenogênicos (de indivíduos 
de espécies diferentes) produzem uma resposta 
imune ainda mais rápida. 
Quanto mais diferentes 
filogeneticamente maior a rapidez da resposta 
imune, ou seja, quanto mais estranho o antígeno 
maior a resposta imune gerada. 
Capacidade de Ser Degradado 
Antígenos que são facilmente 
fagocitados são mais imunogênicos, pois a 
maioria dos antígenos necessitam ser 
fagocitados por APCs, processados e depois 
apresentado para linfócitos T CD4+ para assim 
iniciarem uma resposta imune. 
Haptenos 
Moléculas menores que 1.000 Da não 
são imunogênicas, porém se elas forem ligadas 
a uma molécula proteica grande, novos epítopos 
serão formados. Se esse complexo molecular for 
injetado em um animal, poderá desencadear 
resposta imune contra a molécula pequena e 
contra a proteína ligada. 
As moléculas pequenas que podem 
funcionar como epítopos, apenas quando ligadas 
a outras moléculas maiores, são chamadas 
haptenos. A molécula antigênica à qual os 
haptenos se ligam, é denominada carreadora. 
Qualquer modificação na forma, 
tamanho ou carga de um hapteno altera sua 
habilidade de se ligar a anticorpos. Como 
exemplo de haptenos temos as drogas penicilina 
e aspirina. 
Fatores que Influenciam a 
Imunogenicidade 
Existem vários fatores que influenciam 
na imunogenicidade de um antígeno, como a 
dose, a via de administração, a composição 
química e a presença de adjuvantes. 
A composição química já foi citada e 
basicamente proteínas são mais imunogênicas, 
mas sua estrutura (primária, secundária, terciária 
ou quaternária) pode influenciar nisso. 
A dose aplicada de antígeno é muito 
importante. Pouco antígeno não gera resposta, 
assim como muito antígeno também não gera 
resposta. Isso é muito importante nas vacinas. 
A rota de administração também deve ser 
levada em consideração. Antígenos injetados 
por via oral são rapidamente degradados pelas 
enzimas digestivas. Antígenos injetados por via 
intravenosa são rapidamente removidos pelo 
sangue e as proteínas pequenas são rapidamente 
catabolizadas. Quando injetado em via 
intramuscular, neutrófilos e macrófagos 
fagocitam o material e algumas DCs o capturam 
e iniciam a resposta imune. Também temos a via 
subcutânea, mas a melhor é a via 
intradérmica, pois na pele existem DCs 
especializadas (células de Langerhans) que 
capturam o antígeno e o apresenta diretamente 
para os linfócitos. 
Os adjuvantes são substâncias capazes 
de aumentar a resposta imune específica e 
auxiliar o antígeno a desencadear uma resposta 
imune precoce, elevada e duradoura. Existem 
três tipos de adjuvantes. Os adjuvantes de 
depósito causam uma resposta imune 
prolongada e uma liminação antigênica lenta, os 
adjuvantes particulados aumentam a 
apresentação dos antígenos e os adjuvantes 
imunoestimuladores estimulam TLR, 
aumentam a produção de citocinas aumentam as 
respostas de linfócitos T CD4+, aumentam a 
imunidade mediada por células e aumentam a 
produção de anticorpos. 
Depuração Antigênica 
Antígenos aplicados por via intravenosa 
são removidos do sangue. Seu destino depende 
da espécie animal. Cães, roedores e humanos 
possuem a depuração central no fígado pelas 
células de Kupffer. 
Nos ruminantes, suínos, equinos e 
felinos, o material estranho é depurado 
principalmente pelos macrófagos que revestem 
o endotélio dos capilares dos pulmões. 
Vale ressaltar que o baço também é um 
importante local de depuração antigênica, 
principalmente para materiais opsonizados por 
anticorpos. 
Locais de depuração antigênica nos animais 
domésticos 
Epítopos 
Macromoléculas são muito maiores do 
que a região de ligação ao antígeno do anticorpo. 
Desse modo, o anticorpo se liga somente a uma 
porção da macromolécula, o epítopo ou 
determinante antigênico. 
Antígenos com a presença de múltiplos 
epítopos (idênticos ou diferentes) são referidos 
como antígenos multivalentes. Antígenos 
monovalentes possuem apenas um epítopo. As 
proteínas geralmente possuem muitos epítopos 
diferentes, já polissacarídeos e ácidos nucleicos 
possuem muitos epítopos idênticos. 
A organização espacial de diferentes 
epítopos pode influenciar a ligação de 
anticorpos. Quando os epítopos estão bem 
separados, duas moléculas de anticorpos podem 
se ligar a eles sem problemas. Porém quando 
eles estão bem próximos, a ligação de 
um anticorpo ao primeiro epítopo pode interferir 
na ligação de outro anticorpo ao segundo 
epítopo, podendo ocorrer alteração 
conformacional na estrutura do antígeno (efeito 
alostérico). 
Qualquer forma disponível em uma 
molécula que possa ser reconhecida por um 
anticorpo pode constituir um epítopo. Epítopos 
formados por vários resíduosadjacentes de 
aminoácidos são chamados de epítopos 
lineares. 
Se os epítopos lineares aparecerem na 
superfície externa da proteína nativa, eles 
podem ser acessíveis aos anticorpos. Se os 
epítopos lineares estarem inacessíveis na 
conformação nativa da proteína, eles devem ser 
desnaturados para aparecer. Nesses dois casos se 
chamam determinantes lineares. 
Já os determinantes conformacionais 
são formados por resíduos de aminoácidos que 
não estão em sequência, mas se tornam 
espacialmente justapostos na proteína nativa. 
Temos também os determinantes 
neoantigênicos. Esses epítopos são ausentes na 
proteína nativa, mas são criados pela proteólise 
da proteína. 
Natureza dos determinantes antigênicos 
Tipos de Antígenos 
Temos dois tipos principais de antígenos, 
os antígenos T dependentes e os antígenos T 
independentes. 
Os antígenos T dependentes são 
proteínas que induzem a produção de 
anticorpos com a ajuda de linfócitos T CD4+. As 
APCs capturam esse antígeno, processam e o 
apresenta para anticorpos, macrófagos e 
linfócitos, levando a resposta imune. Eles 
induzem a troca de isotipo e a maturação de 
afinidade dos anticorpos, além de produzir 
memória com IgG. 
Os antígenos T independentes podem 
ser polissacarídeos, ácidos nucleicos e 
glicolipídios. Ele induz a resposta imune sem a 
ajuda dos linfócitos T CD4+. Os anticorpos se 
ligam a esse antígeno e iniciam a produção de 
anticorpos IgM, sem a produção de memória. Há 
pouca ou nenhuma troca de isotipo. 
Sítio de Resposta ao Antígeno 
Primeiramente, o antígeno é incorporado 
por uma APC e transportado do local de 
infecção até um linfonodo regional pelos vasos 
linfáticos. 
No linfonodo, a APC apresenta o 
antígeno para os linfócitos inativos, causando 
sua diferenciação em linfócitos efetores e de 
memória. Os linfócitos T efetores entram na 
circulação, atingindo os tecidos para a 
eliminação do antígeno e os linfócitos de 
memória permanecem esperando a próxima 
infecção. 
As células B conseguem reconhecer 
proteínas, polissacarídeos, ácidos nucleicos, 
dentre outros antígenos. Seu reconhecimento 
ocorre sem o processamento do antígeno, porém 
ela não reconhece todos os epítopos, apenas os 
imunodominantes localizados externamente. 
Já as células T reconhecem proteínas e 
alguns lipídeos. Mas tal reconhecimento ocorre 
após o processamento do antígeno em uma APC 
e posterior apresentação por meio do MHC. 
Superantígenos 
Algumas moléculas como enterotoxinas 
e exotoxinas bacterianas são capazes de causar a 
ativação inespecífica de um grande número de 
células T. Essas moléculas são os 
superantígenos. 
Eles se ligam externamente ao complexo 
MHC e ao TCR da célula T, levando a uma 
ativação muito mais forte das células T. Com 
isso temos uma alta produção de citocinas 
inflamatórias, causando uma reação autoimune 
fatal ou um choque anafilático. 
Diferença de ligação de um antígeno 
convencional e um superantígeno