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RESUMO IMUNOLOGIA – PROFº ADOLFO. 2º MÓDULO. Antigenos é uma entidade real da ligação de anticorpos (ato de ligar) Imunógenos: substancia capaz de ativar os componentes do sistema imune; ativa receptores de membrana, estimula a mitose, estimula a diferenciação celular. É importante fazer essa diferenciação, pois existe substancia antigênicas e imunogênicas, mas existem aquelas que são apenas antigênicas, ou seja, são alvo de ligação de anticorpos, mas não são capazes de ativar os componentes do sistema imune. Portanto, um antígeno pode ser bom para um diagnostico, mas não necessariamente é bom para produção de uma vacina, pois para isso é obrigatório que os componentes do sistema imune sejam ativados O que é o antígeno? ▪ Alvo de ligação de anticorpos ▪ Possuem diferentes epítopos (determinantes antigênicos) Alguns epítopos se repetem ▪ Um epítopo é alvo de ligação de um paratopo ▪ Diferentes paratopos podem se ligar ao mesmo epítopo ▪ Em virtude do processo de enovelamento da molécula há diferentes formas de estrutura dentro da molécula, consequentemente, dificilmente terá um epítopo repetido. Proteínas, lipídeos e carboidratos e ácidos nucleicos não são considerados bons alvos de ligação. ▪ As respostas imunes feitas dentro do organismo costumam ser policlonais (Respostas poli clonais) ▪ Quando existe uma variação no número e na frequência de determinados EPITOPOS na estrutura de determinados antígenos, na hora de produzir uma resposta imune é necessário que a resposta seja a mais adequada possível a frequencias dos epítopos. Mas por outro lado, se você só produzir anticorpo para esse antígeno, perde-se a cobertura para os demais epítopos distintos, por isso as respostas imunes são feitas dentro dos organismos são policlonais. ▪ Quando se tem um antígeno com diferentes epítopos e ele também se comporta como imunógenos, ele leva a ativação de diferentes Linfócitos B que vão dar origem a diferentes plasmócitos que irão secretar anticorpos com regiões variáveis distintas. A ligação entre anticorpo e antígeno consiste no mesmo principio da equação de equilíbrio químico. O Linfócito B pode sofrer modificações, diferente dos plasmócitos, que não sofrem, um plasmócito so secreta um determinado tipo de anticorpo com um determinado tipo de região variável. Rede diótipica: teoria de que o sistema imune funciona em resposta segundo o reconhecimento de semelhante e parte do pressuposto que todo sistema imune esta conectado. Idiotopas: Anticorpos multiconectados funcionam como imagem interna de antígeno que estão no meio externo. Diferente da teoria da seleção clonal, existem alguns animais que apresentam anticorpos sem nunca terem entrado em contato com antígeno, isso contradiz a teoria da seleção clonal, já que essa diz que o organismo só produz anticorpos quando entram em contato com o patógeno. Com o envelhecimento o organismo vai perdendo essa característica policlonal, se tornam oligoclonais, portanto se ficar ‘mexendo’ muito no sistema imune dos seres vivos idosos, corre o risco de desconectar a rede diotipica e isso pode vim a causar uma doença autoimune (um exemplo disso é o risco das vacinações: Tema delicado, uma vez que envolve interesses financeiros das industrias farmacêuticas) ▪ Como o Anticorpo se liga ao Antigeno? o Modelo chave-fechadura não é certo Diferentes paratopos podem se ligar com afinidade distintas Ligação paratopo-epitopo: o Não é um processo sim-não, existem faixas de afinidade determinada pela resultante de interações moleculares: Interação dipolo-dipolo Interação dipolo induzido Ligações de hidrogênio Quando o antígeno é uma molécula muito pequena, este pode ser denominado de hapteno. Caracterizado como sendo um tipo de antígeno que apesar de conseguir se ligar aos receptores dos linfócitos T não apresentam capacidade de ativa-los. HAPTENOS (Molécula pequena) Descobriu que os anticorpos podem se ligar a moléculas pequenas Para que essas peq. moléculas pudessem gerar a produção de anticorpos, as mesmas teriam que estar ligadas as proteínas maiores(macromoléculas) chamadas de proteínas carreadoras. ▪ Esse complexo formado, ao contrário do hapteno livre pode formar um imunógeno. ▪ As macromoléculas são maiores do que a região de ligação ao antígeno de uma molécula de anticorpo. Portanto, o anticorpo liga-se apenas a uma porção especifica da macromolécula, chamada de determinante antigênico ou epítopo. Anticorpos naturais: são produzidos independentes do contato com o patógeno, isso acontece com os tipos sanguíneos LIGAÇÃO ANTIGENO X ANTICORPO ▪ Essa ligação é dependente da afinidade (equilíbrio entre o que esta ligado e o que não esta ligado), ou seja depende da interação entre epítopo e paratopo. ▪ Existem diferentes classes de anticorpos:IgG(2 paratopos), IgA(4 paratopos), IgM pentamerica (10 paratopos), o numero de paratopos em determinados anticorpos resultara na valência que são os pontos de ligação entre epítopos e paratopos. ▪ E existe a avidez, que é o resultado final da capacidade de ligação, que depende da afinidade e da valência, então a combinação do numero de paratopos e a força das ligações entre epítopos e paratopos nos fornece a avidez 2 Se uma pessoa do tipo O receber um sangue que não seja do tipo O, pode em 15 dias desenvolver uma doença chamada de Doença do Soro Isso acontece, porque no organismo já existe anticorpos que reconhecem antígenos dos demais tipos sanguíneos. Isso acontece porque os anticorpos naturais são produzidos independente da estimulação antigênica externa, esses anticorpos que reconhecem os tipos sanguíneos, são os anticorpos naturais. Só que esta produção de anticorpos naturais não está prevista na teoria da seleção clonal, mas prevista na teoria da rede diotipica, que defende que nos produzimos imagens internas de antígenos externos. O Anticorpo natural é produzido por um plasmócito chamado de PLASMOCITO B1 que fica na CAVIDADE PERITONEAL, bem caracterizado em camundongos. Vale lembrar, que o anticorpo natural faz parte da primeira linha de defesa humoral antes do sistema imune ser desafiado. ▪ Os anticorpos podem ter avidez distintas, o que possuir maior avidez possui maior capacidade de ligação ▪ Se possuir maior afinidade irá haver menos paratopos, o Ig6(2 paratopos) por exemplo pode ligar menos a um antígeno que uma IgM pentamerica(10 paratopos) que possui menos afinidade, mas possui mais paratopos (vários pontos de ligações aos antígenos) FORMAÇÃO DE IMUNOCOMPLEXO • Resultado da ligação de um conjunto de antígenos e anticorpos, é formado em situações onde há intensa produção de anticorpos, como em processos infecciosos. • São moléculas grandes e que podem se acumular na microcirculação (glomérulos renais, articulações), sua estrutura é de alto peso molecular, pouco solúvel, em meio liquido forma um corpo difuso observado a olho nu. • Amiloidose: deposição do excesso de proteínas, nos rins causa uma perda nas unidades de filtração glomerular (quadro de insuficiência renal) • Muito utilizado para diagnostico e detecção de doenças através do teste in vitro e identificar se o animal teve contato com o patógeno, por exemplo se o animal teve contato com o patógeno da brucelose ou com o vírus da anemia infecciosa equina. • Zona de equivalência: onde é consultado o soro e que permite identificar a quantidade de imunocomplexo • Endometrite em cadelas: comum a deposição de imunocomplexo nos glomérulos renais levando a quadro progressivo de insuficiência renal. Artrite em potrosapós infecções por enterobactérias, e cura mal feita do umbigo também é um exemplo. O teste de soro aglutinação é feito através de ajustes de diluições e por meio da zona de equivalência entre AG e Ac, na sua essência, esse teste consiste em misturar soro e antígeno com determinadas concentrações e observa-se se houve a formação do imunocomplexo(formação de grumos) • Dizemos que foi formado o imunocomplexo na zona de equivalência, situação em que há uma proporção entre concentração de Ac e Ag onde se forma grandes arranjos moleculares e que tende a formar uma precipitação indicando a presença do imunocomplexo. • No primeiro os anticorpos estão em excesso; os anticorpos se ligam e não formam o imunocomplexo aquela trama de alto peso molecular que vai formar o corpo difuso. Quando o anticorpo está em maior quantidade do que o antígeno é chamado de prezona de imunocomplexo • Na segunda há uma concentração adequada entre anticorpos e antígenos formando então o imunocomplexo. Quando há a formação do imunocomplexo há a zona de equivalência • Na terceira situação, há maior quantidade de antígeno do que anticorpos, então não há a formação de imunocomplexo. E quando há antígeno em excesso é chamado de poszona TITULO: Inversão da diluição onde há ligação imperceptível entre Ag e Ac O soro é diluído para diminuir os efeitos da pre e pos zona até haver a formação do imunocomplexo • Utilização: o Diagnóstico: ▪ Aglutinação ▪ Imunodifusão ▪ ELISA o Tratamento: ▪ Anti-soros produzidos por equinos contra toxinas de serpentes (exemplo) IMUNODIFUSÃO ▪ Utiliza o principio de modo que as moléculas conseguem se difundir em Agar gel ▪ Necessita de soro padrão (soro que é sabidamente positivo) ▪ Antigeno purificado ▪ Utilizado para diagnósticos de anemia infecciosa equina ▪ Antigeno é colocado no centro da placa, e os soros nas extremidades, aqueles que formam linhas fortes são os positivos. ▪ Quando surge o imunocomplexo, a zona de equivalencia, há a formação de um risco entre a área de difusão do soro e do antígeno. ▪ O agar gel permite a movimentação dos Ac que estão no soro e o Ag e a medida que se dinfundem, se encostam formando uma linha de turbidez (proporção tal zona de equivalencia) ▪ Resumindo: os testes baseados no imunocomplexo são o de soroaglutinação e imunodifusão. ELISA (Teste imunoenzimatico ligado) ▪ Anticorpos ligados a enzimas, o ensaio é colocado em uma placa de titulação, de 96 pocos (wells), e cada poço com 400 microlitros ▪ Através de um aparelho fotométrico chamado leitor de placas, através de espectro fotométrico vitaminado, mede a quantidade de luz absorvida e permite medir a concetração de um determinado soluto. ▪ Quanto mais intensa a cor, mais luz absorvida, logo onde está escuro → Mais ligações entre Ag e Ac ▪ Enzime ▪ Linked ▪ Immunoassay o Principios do ensaio ELISA (provável cair na prova) ▪ Ligação de um Ac a um Ag a ser detectado ▪ Presença de enzima ligada a um anticorpo de detecção ▪ Reação cromógena: Utiliza um Ac conjugado e um Ag ligado a uma enzima que atua sobre uma substancia. ▪ Quanto mais ligação entre Ac e Ag: mais escura será a cor o COMO É FEITO O ENSAIO? ▪ Cobre-se a placa com Ag e deixa na placa de um dia para outro (sensibilizar) ▪ No dia seguinte lava-se a placa com um detergente especial chamado twenn ▪ Seca-se a placa e aplica uma solução de bloqueio, proteína que tampa os espaços(bloquear) ▪ O soro é coletado depois de bloquear a placa ▪ O soro que tiver a capacidade de ligação a esse antígeno vai tender a ficar ligado ▪ Lava-se a placa para retirar o Ac que não se ligaram ▪ Fica ligado o Ag e Ac, e nesse momento inclui um anticorpo secundário que reconhece o Ac ▪ Esse Ac secundário esta ligada a uma enzima que pode ser peroxidase(laranja) ou fosfatase alcalina(azul) ▪ Novamente lava-se para retirar os Ac que não ligaram ao Ac do teste e coloca-se uma reação cromógena ▪ Quanto mais ligações, mais intensidade de cor, então pode se dizer que a intensidade da cor sera uma medida direta da quantidade de Ag ligado ao Ac ▪ Coloca-se a solução cromógena e 10 minutos depois para-se a reação e coloca no leitor de placas que permite ler a absorbância: ▪ + cor + Ac secundário + AcAg (Ac variável pela quantidade de soro, Ag padrão) ❖ Existe uma variante chamada Elisa Sanduiche ▪ Utilizada para detectar a presença de Ag na solução ▪ Começa-se colocando o Ac que sabe-se que liga a determinado Ag ▪ Sensibiliza a placa e bloqueia ▪ Coloca os soros, o liquido cefalorraquidiano para verificar se tem o Ag que queremos identificar ▪ Depois coloca-se o Ac, faz um sanduiche AcAg-Ac, lava e coloca-se o Ac secundário ligado a enzima que reconhece o 2º anticorpo. ▪ Coloca-se a solução e analise a intensidade da cor... ▪ Medida concentração de Ag e não é baseado em imunocomplexo ❖ Doenças que usam esse método: BVD, neospora, leishmaniose, Blue Thongue. A especifidade dos ensaios(testes) imunológicos, surgem da diversidade dos componentes do sistema imune, pois tem-se um painel único de paratopos para combinar com um painel único de epítopos Os testes são específicos: ajusta-se diluição, ajusta tempo e condições de incubação. • ELISA SANDUICHE ▪ Medida da concentração de Anticorpos ▪ Não é baseada em imunocomplexo ▪ Mensura a absorvância ▪ BVD, neospora, blue thongue o Considerações finais: ▪ Especifidade: Painel de epítopo x Painel de paratopo ▪ Diversidade ▪ A especifidade dos ensaios surge da diversidade CITOCINAS Citocinas são proteínas secretadas pelas células que participam da imunidade inata, resposta imune adquirida e hematopoiese; sendo capazes de regular varias funções celulares, como resposta inflamatória. São produzidos em resposta aos microrganismos e à estimulação com diferentes antígenos • MECANISMOS A citocina é secretada por uma célula, ela se liga a um receptor de uma célula que pode ser a mesma que a secretou ou outra. A partir do momento que ela se liga a um receptor da célula ela gera um sinal para o interior da célula, e essa sinalização gera efeitos biológicos sendo o mais comum a ativação de fatores de transcrição que levam a vários efeitos biológicos que envolvem a produção de outras citocinas, modificações de tecidos, estimulo para a produção de outras células. As citocinas servem de comunicação entre as células e inclusive podem levar a um processo patológico grave, letal, e conhecido como choque séptico Na imunidade inata: macrófago: célula sentinela localizada no tecido conjuntivo, é ativada e ao ser ativada promove o recrutamento de neutrófilos. Quando o macrófago é ativado, pelo fator ou por ter reconhecido um patógeno, ele produz: • Citocina fator de necrose tumoral, esse fator vai alterar o endotélio do vaso sanguíneo fazendo com que esse endotélio tenha a capacidade de segurar neutrófilos que estão na corrente sanguínea. • O fator de necrose tumoral também provoca um relaxamento de musculatura lisa, aumentando o calibre dos vasos sanguíneos causando uma diminuição na pressão e velocidade sanguínea, favorecendo assim a adesão do neutrófilo nessa região. • Portanto o neutrófilo só consegue migrar da corrente sanguínea para o sitio de infecção porque há a atuação de citocinas. • IL8: atrai o neutrófilo para o sitio de infecção o Essa citocina que são produzidas no primeiro momento da infecção em resposta a presença de microrganismos são chamados de citocinas da imunidade inata, são elas: ▪ Fator de necrose tumoral (TNFalfa) ▪ IL1, IL12 ▪ Interferon-I ▪ Quimosinas • O segundo grupo são das citocinas da imunidade adaptativa, elas estão envolvidas principalmente na ativação dos linfócitos, o primeiro a serativado é o linfócito T pois ele coordena a resposta imune e a atividade de outras células do sistema imune • IL2: Importante para a ativação do linfócito T e levar ao processo de proliferação; é a primeira citocina que vai levar realmente a ativação de linfócitos • IL4: Importante para a ativação do linfócito B e o mesmo se diferenciar em plasmócito, secretor de IgE, forte estimulador de diferenciação de células tronco da medula óssea em eosinófilos (relacionada aos processos alérgicos e de parasitismo) • Interferon gama (IFN gama): produzido pelos linfócitos T, mas também pelas células NK, cuja a função é induzir a apoptose; A célula NK produz interferon gama no inicio da infecção, mas as células T CD4+ também produzem interferon gama. • TFG beta: sua ação é controlar a resposta imune adaptativa. PROPRIEDADES GERAIS DAS CITOCINAS • Secreção breve e limitada, o organismo não produz citocinas durante muito tempo, a percepção de citocinas é feita em questão de horas, exemplo: após a injeção de uma substancia produzida por micróbios LPS (lipopolissacarideos) ele leva a produção do fator de necrose tumoral TNF alfa, essa produção é perceptível no sangue durante apenas 1 hora (tem um período de pico e depois ela diminui) • AÇÃO PLEIOTRÓPICA (importante): uma mesma citocina pode atuar sobre diferentes células ou tecidos-alvos, as citocinas também podem influenciar a ação de outras citocinas • REDUNDANCIA: diferentes citocinas podem estar atuando em uma mesma célula. Ex: IL4, Il5 e IL2 estimulam a proliferação de linfócitos B • SINERGIA: A ação de uma citocina completa a da outra, ação conjunta de diferentes citocinas, amplificando seus efeitos. EX: IFN-j e TNF alfa atuando sinergicamente na ativação de macrófagos • ANTAGONISMO: quando o efeito de uma citocina inibe ou diminui o efeito da outra. Ex: A IL-1 estimula a fagocitose, e a IL-10 diminui a ação do macrófago, inibe a fagocitose. • A ação dessas citocinas deve ser breve e limitada pois se elas perpetuarem no organismo, os efeitos passam a ser nocivos e maléficos ao invés de benéficos. • As citocinas da imunidade inata estão envolvidas nos chamados processos inflamatórios • INFLAMAÇÃO (DEFINIÇÃO): É uma resposta tecidual do tecido conjuntivo e é caracterizado por 5 sinais cardinais: 1. Dor 2. Rubor 3. Tumor (aumento de volume) 4. Calor (aumento de temperatura) 5. Perda de função • Na inflamação, há a participação de citocina • Para a imunologia a inflamação causada por agentes infecciosos é mais interessante, eles provocam a inflamação a partir da substancia LPS (lipopolissacarideo), molécula presente na membrana externa das bactérias gram. Negativas • O problema é que quando elas morrem e o LPS é absorvido pela parede do intestino e segue em direção ao sistema porta do fígado e lá encontram com os macrófagos • Ao haver esse encontro a LPS induz os macrófagos a produzirem uma grande quantidade de TNFalfa, em baixas concentrações=OK, no entanto, quando há grande quantidade de LPS, vai haver maior produção de citocinas, respectivamente maior produção de TNFalfa, a quantidade exagerada de TNFalfa se espalha pelo organismo e provoca uma coagulação nos capilares, que vai resultar em morte tecidual. ▪ A ideia de coagular é interessante quando ocorre localmente, para isolar o sitio de infecção e não disseminar para o resto do tecido. IMPORTANTE: O manejo alimentar do cavalo deve ser feito com muito cuidado, o cavalo é monogástrico e herbívoro e consegue fazer o aproveitamento da celulose na seco, nesse local ocorre a alteração da microbiota que faz o processo de fermentação e isso acarreta em alguns problemas Um cavalo que comeu muito farelo e concentrado, esse excesso de energia vai fazer com que as bactérias do intestino delgado e intestino grosso comecem a intensificar o processo de fermentação, essa por sua vez produz ácidos que diminuem o PH do meio, essa acidez causa a morte dessas bactérias que se proliferaram. Quando essas bactérias morrem é liberado para a luz do intestino o LPS, esse cai na corrente sanguínea e segue para o fígado, lá estimulam as células de Kurferr (macrófagos) a produzir TNFalfa (fator de necrose tumoral); o TNF cai na circulação e promovem a coagulação, mas no cavalo há a preferencia em afetar a microcirculação que irriga o casco (que possui uma porção extremamente vascularizada) resultando assim em um processo de necrose no casco, inflamação com processo isquêmico (laminite) CLASSIFICAÇÃO DAS CITOCINAS DE ACORDO COM O TIPO DE SECREÇÃO QUE REALIZAM • AUTÓCRINA: A citocina é produzida por uma célula, e o alvo da citocina é a mesma célula que a produziu • PARACRINA: A citocina age em uma célula próxima. Ex: o INF-j produzido por células infectadas, mas não é com o objetivo de produzir a célula infectada e sim estimular as células vizinhas a se prepararem para a infecção viral • ENDÓCRINA: A citocina é produzida em tal concentração que cai na corrente sanguínea e atua em células distantes de onde foi secretada. Ex: o próprio TNFalfa quando estimulado pelo LPS; produzido no macrófago do fígado e vai atuar no tecido da lâmina do casco do cavalo. • As citocinas promovem varias ações: atuam na imunidade inata, adaptativa, hematopoiese. • Quando o macrófago entra em contato com o antígeno ele pode produzir TNFalfa e IL- 1, isso fara com que o fibroblasto opere seu mecanismo de produção da matriz extracelular e vão atuar também (TNFalfa e IL-1) sobre as células endoteliais dos vasos sanguíneos e expressarão umas proteínas chamadas de selectinas, que são alvo de ligações de proteínas presentes na membrana de neutrófilo e estes começam a sair do sangue e seguem para o tecido conjuntivo onde estão os macrófagos, o próprio macrófago também estimula através do TNF e IL-8 que entram na corrente sanguínea e influenciam na medula óssea onde ocorre a liberação de reserva de neutrófilo • Esses neutrófilos estimulados por essas citocinas vai para a corrente sanguínea, se esse estimulo perdurar começam a ser liberados para a corrente sanguínea formas jovens de neutrófilos • CASCATA DE INDUÇÃO: a produção de uma citocina induz a produção de outras citocinas • IFN-j: • apresentadora de antígeno • Mais enzimas em lisossomos • Aumenta a capacidade fagocítica do macrófago • Efeito amplificador • Perigoso para o organismo se feito descontroladamente, o IL-10 inibe esse processo • IL-10: citocina inflamatória, produzida a partir do próprio TNFalfa e IL-1 funciona como um feedback negativo. Se o estimulo for intenso a lesão tecidual é incompatível com a vida, portanto o mecanismo de controle se faz necessário • Quando a IL-6 é produzida sem a participação do TNFalfa e IL-1, sua ação é anti- inflamatória. Se IL-6 é produzida na presença de TNFalfa e IL-1 ela tem ação pró- inflamatória. Hoje sabe-se que a IL-6 produzida por estímulos de atividades físicas, por exemplo, tem ação anti-inflamatória. CARACTERISTICAS DAS CITOCINAS • Local e sistêmica • Ação a partir da ligação e receptores de membrana: • Expressão de receptores • Expressão genica • Regulação da resposta Como as citocinas atuam mediante a receptores, cada grupo de citocinas tem uma família de receptores: • Receptores da super família das imunoglobinas • Receptores das citocinas de classe I • Receptores das citocinas de classe II • Receptores de fator da necrose tumoral • Receptores de quimiocinas FATOR DE NECROSE TUMORAL: 1º citocina da imunidade inata • Mediador da inflamação aguda • Respostas a bactérias gram. negativas (LPS) • Produzido por macrófagos ativados • E por todas as células que pertencem a linhagem do macrófago: cel de Kupffer, cel da micróglia, osteoclastos por estímulos oriundos dos patógenosou outras células do sistema imune • Leva a ativação do fator de transcrição NF kapa beta • Fator de transcrição é um componente que ativa regiões do DNa para serem transcritas), ou seja, para servirem de molde na síntese de RNA • Portando, NFKb é ativado pelo TNF, isso resulta em vários efeitos biológicos tais como a produção de outras citocinas: IL-1; IL-8. AÇÕES BIOLOGICAS DO TNF • Estimula o recrutamento de neutrófilos • Alteração do endotélio vascular • Estimula a secreção de quimiocinas • Estimula a atividade microbicida dos neutrófilos • Ação sobre o hipotálamo • Atua sobre os hepatócitos • Ação prolongada provoca a caquexia (perda de gordura e massa muscular) • Concentrações elevadas provocam: hipotensão, trombose e hipoglicemia. O TNF pode levar a dois efeitos; o primeiro é a apoptose, então não necessariamente leva a infecção, o segundo efeito é o inflamatório (pró-inflamatório) • IL-1 (Interleucina-1) = 2º ocitocina da imunidade inata • Produzidos por fagócitos mononucleares • Ativa o fator de transcrição NfKb • Outras células também produzem • Existe IL-1alfa e IL-1beta IMPORTANTE: QUAL A IMPORTANCIA NO NFKB PARA O TNF? O NFKb é o fator de transcrição que levará a síntese de TNF e ao mesmo tempo ele é ativado pela própria ação no TNF. Tanto importante por ser ativado pelo LPS quanto pelo TNF AÇÃO DA IL-1 • Expressão de moléculas na superfície do endotélio • Expressa ligante para integrina AÇÃO SISTEMICA DA IL-1 • Febre • Síntese de proteína de fase aguda, feita no fígado, a PROTEINA C REATIVA é um marcador de processo inflamatório agudo e é produzida pelos hepatócitos. • Ela também estimula a produção de IL-6 e estimula a medula óssea na produção de plaquetas e neutrófilos QUIMIOCINAS (da imunidade inata) São citocinas que promovem a quimiotaxia, caracterizadas por apresentarem resíduos de aminoácidos de cisteinas • Quimiocinas CC • Quimocinas CXC • Quimiocinas C • Quimiocinas Cx3C A mais importante das quimiocinas é a IL-8 que é classificada como CXC, produzida por monócitos, macrófagos, fibroblastos e queratinócitos em função do TNF; Elas tem uma ação quimiotaxia (são atratoras de linfócitos T). O IL-8 é importante no processo inflamatória na atração e ativação de neutrófilos FUNÇÃO/AÇÃO DAS QUIMIOCINAS • Realizam essencialmente o recrutamento de leucócitos para o sitio de infecção • Regula o trafego de linfócitos em tecidos linfoides periféricos • Atuam na angiogênese; formação de novos vasos sanguíneos • Importantes no desenvolvimento de órgãos linfoides IL-12: • Produzida após a produção do IFN-j e após a produção de IL-1 e IL-6 • A IL-12 também estimula a produção de IFN-j, esse por sua vez é produzido pelo linfócito T no sitio de infecção. • Uma outra célula que produz a IFN-j é a célula NK, elas se diferenciam no tempo de produção do IFN-j; a célula NK produz no inicio da infecção; • Já o linfócito T CD4+ produz interferon-j quando a infecção já está avançada, aproximadamente 7 dias • Produzida por células dendríticas e macrófagos ativados • Diferenciação de linfócitos T CD4+ auxiliares em células Th1 Th1 LINFOCITO T CD4+: baseados nos tipos de proteínas que secretam Th2 Th1: • Produz principalmente IFN-j e estimulara a imunidade celular: macrófago → fagocitose Th2: • Produz principalmente IL-4, estimula a produção fatores solúveis da imunidade: Ac, liberação de histamina, etc. • Acentua a citotoxidade de células Nk e linfócitos T citotóxicos IFN-I: • Inibem a replicação viral, são produzidos por células infectadas • Essas células infectadas atuam nas células vizinhas, ação PARÁCRINA, elas aumentam a expressão de moléculas de MAC-I nas células vizinhas, controlando assim a infecção viral IL-10: • Inibidor do processo inflamatório • Inibidor de macrófagos e células dendríticas • Controla a produção de citocinas AÇÃO BIOLOGICA DE IL-10 • Inibe a produção de IL-12 • Inibe a produção de coestimuladores • Inibe a expressão de moléculas de MHC II em macrófagos e células dendríticas, sem isso não tem a ativação de linfócitos T no sitio de infecção Esta figura ilustra o papel das citocinas em respostas do hospedeiro a bactérias que produzem LPS. • A LPS atua em macrófagos para induzir a secreção de múltiplas citocinas, incluindo TNF, IL-1 e IL-12, os quais podem ser medidos no soro de indivíduos tratados com LPS ou infectados com bactérias produtoras de LPS. • O TNF e a IL-1 estimulam a inflamação aguda por suas ações nas células endoteliais e leucócitos. • A IL-12 estimula a produção de IFN-j o qual pode tambem ser medido no soro. CATEGORIAS FUNCIONAIS DAS CITOCINAS As citocinas são classificadas em 3 principais categorias funcionais (baseado em suas principais funções ecológicas) • Mediadoras e reguladoras da imunidade natural: são produzidas principalmente por fagócitos mononucleares em respostas a agentes infecciosos. • Mediadoras e reguladoras da imunidade adquirida: produzidos principalmente por linfócitos T, em resposta ao reconhecimento especifico de antígenos estranhos. • Estimuladoras da hematopoese: são produzidos pelas células do estroma da medula óssea, leucócitos e outras células, e estimulam o crescimento e a diferenciação de leucócitos imaturos CITOCINAS DA IMUNIDADE ADQUIRIDA/ADAPTATIVA IL-2 • Fator de crescimento • Sobrevivencia • Diferenciação • Produção de linfócitos T CD4+ • Produção é transitória • Sinapse imunológica • Diferenciação dos linfócitos T virgens em efetores; através da apresentação via MHC II, a participação de moléculas coestimulatorias, e ai sim através de uma ação autocrina capaz de promover a diferenciação e sobrevivência de células T • Depende do contato do LTCD4+ com macrófago ou célula dendrítica AÇÕES BIOLOGICAS DA IL-2 • Sobrevivência de células T reguladoras • Sobrevivência de células T ativadas por antígenos • Promove a proliferação de células NK • Promove a diferenciação de células NK IL-2 • Principal estimulo para produção de Ac IgE • Principal estimulo para desenvolvimento de célula Th2 INTERFERON J (IFN-j) • Principal ativadora de macrófago • Atua na imunidade natural e adquirida • Produzido por Linfocito T CD4+ no sitio de infecção onde o IFN-j estimula macrófago a aumentar a sua capacidade de realizar fagocitose. AÇÕES BIOLOGICAS DO IFN-j • Ativação de macrófagos para destruir microrganismos • Diferenciação para Th1 • Inibe Th2 • Troca para IgG2a • Inibe troca para IgE • Estimula a expressão de MHC I e MHC II AÇÕES BIOLOGICAS DE TGF-beta • Contrário a interferon-j e IL-4 • Inibe a proliferação de células T • Inibe a atividade de macrófagos • Regula a diferenciação de subconjuntos de células T • Estimula a produção de IgA (GALT): secretada na luz intestinal para neutralizar patógenos • Regula a reparação tecidual • Não permite que a resposta imune adaptativa seja muito amplificada, pois se for extremamente ativo pode levar a morte do próprio organismo • Mesmo o IFN-j sendo produzido pelos linfócitos T, a ação maior deles é amplificar a ação da imunidade inata a partir do momento em que eles estimulam e ativam os macrófagos • O TGF-beta é uma citocina que desempenha uma ação inibitória sobre as demais citocinas, ela tende a diminuir a ação da imunidade adaptativa HEMATOPOESE • Na hematopoese essas citocinas promovem a produção de células do sangue (eritrócitos, plaquetas, basófilos,eosinófilos, neutrófilos e monócitos) • A ação concomitante de determinadas citocinas e a ordem como estas atuam definem qual tipo de célula será produzido • Duas linhagens podem ser formadas: mieloide e linfoide • Quando se tem o comprometimento da célula tronco com a linhagem linfoide tem-se a ação das citocinas clássicas, IL-1, IL-2, IL-7... originando linfócito B, linfócito T e células NK • A produção de leucócitos é mediada por citocinas, condicionada a influenciar a concentração dos leucócitos no sangue. EXEMPLO: em casa de infecção aguda, há um aumento na concentração de neutrófilos no sangue, pois durante um processo infecioso o TNF ele libera as células que estão em processo de maturação na medula óssea para a corrente sanguínea. RESUMO SISTEMA DE COMPLEMENTO . ❖ Conjuntos de proteínas funcionalmente ligadas que interagem entre si de maneira regulada. Consiste em aproximadamente 30 proteinas que circulam pelo soro. ❖ Promovem a lise celuar ❖ Capaz de promover a opsonização (Se ligar ao Ag e facilitar o processo de fagocitose) assim como o Ac Descoberta por Jules Borded em 1896- Belga ❖ As proteínas do sistema de complemento são produzidas no fígado ❖ Jules observou que aquecer o soro este perdia a sua capacidade de promover a lise celular ❖ O sistema de complementa funciona formando poros nas paredes das bactérias, ao fazer essa perfuração, as bactérias perdem o seu equilíbrio eletrolítico; sistema de poros ❖ Além disso, promove a opsonização para facilitar a fagocitose que ocorre depois da lise da bactéria ❖ O sistema de complemento também remove imunocomplexo, fragmentos apoptóticos (fragmentos que sofreram morte programada) ❖ Sistema complemento: ZIMOGÊNIO, quando se tem uma enzima inativa e por algum mecanismo é ativado e ao ativar passa a ter sua função catalítica. ❖ Zimogenio ou cascata de zimogênio: um primeiro componente inativo, por algum estimulo é ativado que atua sobre o segundo componente inativo que é ativado e depois ativa o terceiro componente. ❖ Cascata de zimogênio = cascata de ativação, análoga a cascata de coagulação. ❖ Sistema de complemento – zimogênio. Ex: Pepsinogenio: suco gástrico • Composto de aproxidamente 30 proteínas. • O início da síntese começa no primeiro trimestre de vida fetal • As proteínas do Sh são produzidos principalmente nos macrófagos hepáticos (90%) o C1 produzido no intestino o Fator D nos adipócitos o C7 células derivadas da medula óssea • O objetivo final do sistema de complemento é produzir poros nas paredes das bactérias e existem 3 vias pelas quais esse objetivo pode ser alcançado. • Existem 3 maneiras para ocorrer a ativação: 1. A via clássica, geralmente ativada por grupos de moléculas de anticorpos na superfície de um organismo estranho. Associada com a resposta adaptativa. Ela só pode ser ativada depois que os anticorpos sejam produzidos. 2. A via alternativa, é desencadeada quando as paredes celulares microbianas interagem com componentes do sistema complemento na corrente sanguínea. Este é um componente essencial da imunidade inata. 3. A via lectina, envolve o uso de moléculas de reconhecimento de padrões solúveis que reconhecem os carboidratos microbianos. Essas lectinas se ligam aos micróbios e assim ativam as proteases que ativam o complemento. Assim como a via alternativa, esta é uma via inata estimulada simplesmente pela presença de PAMPs bacterianos CLASSES FUNCIONAIS DAS PROTEINAS DO SISTEMA DE COMPLEMENTO • C1Q: Se liga a porção Fc do Ac, Tem a capacidade de ligar aos anticorpos que estão ligados a superfícies de patógenos (FAB se liga ao AG; Fc fica livre, exposto) o Fc é alvo de ligações das proteinas do sistema de complemento, em especial a C1Q(1º proteína do sistema de complemento, e que é característica da via clássica) OBS: FAB: Fragmento de ligação a antígeno Fc: Fragmento cristalizável • MBL: lecitina, se liga de maneira direta a manose presente na parede celular de patógenos. Não necessita de Ac opsonizar, é caracterizado como um componente da imunidade inata (1º a ser ativado) pois liga diretamente com o componente da parede do patógeno sem precisar de nenhum componente da imunidade adaptativa. Portanto, a via das lecitinas é a 1º a ser ativada • Ativadores enzimáticos: C1R, C1S, C2B, Bb, D, MASP-1, MASP-2 o Todas essas proteínas são zimogênios, pois se encontram na forma inativa e ao serem estimulados são ativados após a ativação dos ligadores. • Proteínas de ligação a membrana e opsoninas: C4B, C3B • Os receptores dessas facilitam o processo de fagocitose, se ligam no patógeno ou no fragmento apoptótico e como existem receptores na superfície de macrófagos para essas proteínas, o processo de fagocitose é facilitado. • Não participam do processo de perfuração de poros • Ação inflamatória: promovem a quimiotaxia do local onde o Sistema de complemento está atuando, promovem a migração de leucócitos para onde o sistema esta atuando (C3a, C4a, C5b) • Onde tem patógeno, no sitio de ligação, o sistema imune atua através do sistema de complemento que é ativado pelo patógeno e libera componentes que atraem os leucócitos que irão realizar a fagocitose, logo, além de opsonizar ele também vai atrair celular que realizam a fagocitose. • Portanto existe as seguintes classes: • Ligação • Ativadoras • Promovem a opsonização • Promovem a quimiotaxia Ligadores C4 C1q ativado cliva simultaneamente: C2 C4a, C3a, C5a C3b Promovem a quimiotaxia, atrai leucócitos e promovem a inflamação. Facilita a fagocitose(opsonizadora); Os macrófagos possuem receptores para o C3b Ativa MAC, C5b, C6, C7, C8, C9. C2b C2a C4a C4b C4b2a: C3 convertase da via clássica. O complexo semelhante a C1 na via das lecitinas também cliva C2 e C4 em C2b, C2a e C4b, C4a. Na via alternativa, o C3 é clivado naturalmente pelo organismo em C3a e C3b. Quando o C3b se liga ao fator D, ele cliva B: O tipo de exposição do Fc determina a eficiência de ligação do componente, precisa-se pelo menos a ligação em 2 Fc. • Complexo C1 o 3 tipos de Subunidades:C1q, C1s e C1r. o Formação do Poli C9 = MAC o Outra função das proteínas do sistema de complemento é a capacidade de desgranular mastócitos • O que é determinante na ativação da via clássica? o Ligação de C1 ao complexo Ac-Ag • O que é determinante na ativação da via alternativa? o Ligação de C3 a superfície do patógeno sem inibição • O que é determinante na ativação da via das lecitinas? o Ligação da MBL a manose na superfície do patógeno • Todas elas convergem para a ativação de uma enzima, a C3 convertase, que atua sobre C3 clivando em C3a(função de quimiotaxia) e em C3b( se à c3 convertase)→ C5 convertase atua sobre C5 → C5a+C5b o C5b: Fator critico para a formação da MAC • Para ativar a via clássica, não é qualquer Ac que realiza essa ativação, é ativada especificamente por 2 classes: IgM e IgG. Uma molécula de IgM se liga a vários epítopos e a IgG se liga a 2. Algumas moléculas possuem mais facilidade de realizar essa ligação devido a exposição do Fc. A IgM pentamerica por exemplo expõe 5 Fc’s. O complexo C1q precisa se ligar pelo menos a 2 regiões Fc’s para ser ativado. Ba Bb B3bBb C3 convertase • A função do C1q é ativar os componentes C1s, C1r e isso so acontece quando ele se liga pelo menos 2 Fc’s de moléculas de Ac. • A via alternativa, como não depende de Ac para se ativar, ela faz parte da imunidade inata, sera mais efetiva quando a via clássica ou a via das lecitinas forem ativadas, pois estas duas geram componentes C3b e essa por sua vezalém de ativar a C3 convertase, elas podem se ligar a membrana servindo de alvo de ligação no fator D. Portanto, amplifica o Sistema de complemento. • A formação do C5b é ponto critico na formação do poro, ele funciona como uma estaca na parede celular das bactérias e serve de ancoragem para outros componentes do complexo para a formação de poro(formação do complexo Poli-CA) • Portanto, as 3 consequencias de ativação do Sc são: o Recrutamento de células inflamatórias o Opsonização de patógenos; C3b, C2b o Morte do patógeno devido a lise causada pelo poro MAC • O Sc também promove a desgranulação do mastócito que são rico em substancias vaso ativas e substancias pro inflamatórias. • O Sc promove a quimiotaxia • O complexo Ag-Ac é alvo dos componentes do Sc. • Existem raças caninas que podem ter deficiência na produção de componentes do sistema de complemento e isso acarreta em problemas clássicos; o Suscetibilidade de infecções o Insuficiência renal o Ex: linhagens de Poodle Devido a essa deficiência, quando o organismo do animal forma imunocomplexo, ele não consegue retira-los de circulação e esse imunocomplexo então acaba sendo depositado na circulação. Complexo principal de Histocompatibilidade (MHC) MHC: molécula que tem a capacidade de se ligar a pedaços de antígenos (que foram processados e apresentados) CÉLULAS DENDRITICAS: células especializadas na apresentação de antígeno, realiza o processo de fagocitose, ela quebra as proteínas, transforma essas moléculas proteicas em peptídeos de no máximo 10 resíduos de aminoácidos, e fazendo esse processo ela consegue ‘mostrar’(apresentar) os antígenos aos linfócitos T auxiliares. Portanto, a molécula de MHC tem essa importância de apresentar os antígenos aos linfócitos T auxiliares. Importante para transplante e transfusão na clínica veterinária. • Linfócitos T: • Os linfócitos T ativam outras células (Linfócitos T auxiliares – coordenam e ativam outras células do sistema imune) • Os linfócitos T dependem de células apresentadores de Ag (células dendrítica) • Os linfócitos T não reconhecem antígenos íntegros, somente reconhecem pedaços de antígenos (tanto o linfócito CD4: linfócito T auxiliar quanto o Linfocito CD8: linfócito T citotóxico) • Linfócito T citotóxico: • Capaz de induzir apoptose das células infectadas por vírus ou células neoplásicas, mesma função desempenhada pelas células NK, com diferença que a célula NK atua na imunidade inata e o linfócito T citotóxico na imunidade adaptativa. • Funções de diferentes células apresentadoras de Antígenos • Essas células apresentam antígenos que foram fagocitados (processados e lisados) e esses Ag serão expressos na superfície das células ligadas as moléculas de MHC, se não tiver molécula e MHC na superfície, o antígeno não será apresentado. • A célula dendrítica é encontrada em vários tecidos; na pele é caracterizada como células de de Langerhans, faz a fagocitose, cliva a molécula de Ag em pedaços menores e expressa esses peptídeos na superfície de uma molécula de MHC, ao mesmo tempo que realiza esse processo, ela sai do tecido onde entrou em contato com o patógeno e migra para o órgão linfoide mais próximo, geralmente algum linfonodo drenante da região onde se instalou o sitio de infecção. Uma vez no órgão secundário ou periférico, que pode ser um linfonodo, essa célula vai para a região para cortical e lá apresentara para os linfócitos t auxiliares que estão na região paracortical os pedaços de Ag. E o linfócito T auxiliar ao receber esse contato, ele irá sofrer o processo de ativação e dará origem as células T efetoras. • Essa forma de apresentação é a única maneira de ativar a célula T virgem (células que nunca tiveram contato com o patógeno) • A célula T virgem recebendo o estimulo da apresentação feita pela célula dendrítica ela será ativada e dará origem a copias (clones) através de mitose intensa(proliferação), expansão clonal, dando origem assim aos linfócitos T efetores (linfócitos que já tiveram contato com o patógeno) • Os linfócitos T efetores podem permanecer no órgão linfoide secundário, mas podem recircular por meio da corrente sanguínea e seguem para o sitio de infecção, por exemplo. • No sitio de infeção essas células T efetoras, são atraídas para próximo de onde estão os macrófagos, e no tecido conjuntivo ela será estimulada por esses macrófagos. • MACROFAGO: célula sentinela cuja a principal função é a fagocitose do patógeno no sitio de infecção. • O macrófago em si não estimula muito bem a célula T virgem, o macrófago estimula melhor o linfócito T efetor, esta então é uma diferença marcante entre o macrófago e as células dendríticas. • Alguns linfócitos T ficam no próprio órgão linfoide, e estas possuem a capacidade de ativar os linfócitos B e esses se diferenciarem em plasmócitos, mas para que isso ocorra é necessário que o linfócito B seja capaz de fagocitar, processar e apresentar o antígeno para o linfócito T efetor (isso ocorre na fronteira entre a região para cortical e paracortical) • Os linfócitos B se localizam na região cortical dos órgãos linfoides periféricos ou secundários. • Para que o linfócito T efetor possa ser ativado entre a região paracortical e cortical é necessário que esse mesmo antígeno que levou a apresentação e ativação da célula dendrítica para ativar a célula T virgem seja o mesmo antígeno que vai ativar o linfócito B: para que um linfócito B seja ativado por um linfócito T efetor ele tem que apresentar para esse linfócito T efetor o mesmo antígeno que gerou esse linfócito T efetor a partir do linfócito T virgem. • Não é um processo aleatório, quando ocorre a fagocitose no sitio de infecção e a célula dendrítica leva o antígeno fagocitado até o órgão linfoide periférico, também vão junto com a linfa partículas do antígeno livre, que entraram no órgão linfoide secundário e serão captados pelos linfócitos B que fará a mesma coisa que a célula dendrítica só que no órgão linfoide secundário, ele fagocita, quebra e apresenta na sua superfície esse pedaço de antígeno ligado a molécula de MHC CONTEXTO HISTORICO MHC • A primeira coisa que se descobriu do MHC foi a sua função, que o MHC era controlado por um grupo de genes • A molécula de MHC condicionava a resposta imune a câncer e a tolerância. o Portanto, os dois aspectos que foram diretamente atribuídos ao MHC foram: ▪ A capacidade de fazer resposta imune a diferentes antígenos, inclusive antígenos associados a células neoplásicas, e também a resposta ou não resposta chamada de tolerância a determinados antígenos . • O entendimento da molécula de MHC permitiu avanços na medicina com a realização de transplantes. • Ray Owen: observou o quimerismo em gêmeos bivitelinos • Observou que era possível realizar transplante de pele entre gêmeos sem que houvesse rejeição (Portanto, existia uma determinada tolerância) • Suas observações foram importantes para a conceituação de tolerância e fundamentar as bases do transplante. • ANASTOMOSE FETAL: ocorre trocas de células sanguíneas entre os fetos através da placenta • QUIMERA: individuo formado pela combinação de mais de um ser vivo • Outra questão importante na descoberta do MHC: • Desenvolvimento de isogenia em ninhadas de ratos (linhagens isogênicas são grupos de camundongos que são idênticos geneticamente). Feitos através de cruzamentos de animais da mesma ninhada. • Mesma carga genética: Permite tratar um grupo de indivíduos como um único indivíduo • Dr. Little: Desenvolveu a primeira linhagem isogênica – linhagem DBA • Brasileiro: Peter Medawar: Petrópolis 1915; Prêmio Nobel 1960 • Trabalho medico na 2º Guerra Mundial • Fez experimento baseado nas ideias de Ray Owen • Pegou células de uma linhagemisogênica e transferiu para outra linhagem DBA, que recebeu e funciona como uma quimera, não houve rejeição porque foi transplantado no período neonatal • Baseado nessas observações, Peter Medawar elaborou a seguinte teoria: ▪ Durante a formação do sistema imune existe um período em que pode ser induzida a tolerância aos antígenos. • Base do fenômeno: capacidade de gerar resposta e capacidade de não gerar resposta • Quem elucidou esse problema foi George Davis Snell fazendo o cruzamento e testando diferentes linhagens ele observa que o fenômeno era genético e controlado por um conjunto de genes e esse conjunto de genes era polimórfico. • George Davis Snell: Seus estudos foram baseados na tolerância; ganhou o prêmio Nobel da paz em 1980 • POLIMORFISMO GENETICO: 2 genes controlam mais de 1 característica. Mais de 2 alelos possíveis para a mesma característica • G. D. Snell descobriu que o gene que controlava a resposta imune e que controlava a tolerância eram genes POLIMORFOS • A base genética da resposta imune varia entre as populações • A partir do estudo da resposta ou não-resposta descobriu-se que tinha uma base genética, mas que ela é controlada por genes polimorfos, isso significa dizer que populações distintas podem ter frequências de alelos distintos para os genes de MHC. • Qual a importância pratica dessa característica? • Índios: Contato com os europeus • Trouxeram germes, os ameríndios ao entrar em contato com o patógeno não tinham o MHC necessário para desenvolver uma resposta imune a esses patógenos • Algumas populações foram extintas, outras não, pois estas no ponto de vista do polimorfismo tinham alelos capazes de apresentar o MHC • Se não tiver o polimorfismo adequado de MHC: morrem • O MHC por ser polimorfo tem a capacidade de variar: utilizando alelos distintos dentro de uma população. • RESUMINDO: Do ponto de vista do polimorfismo, algumas populações sobreviveram a esse contato com o patógeno porque o MHC dessas populações era capaz de apresentar esses antígenos aos linfócitos T; se tenho 1 gene polimorfo, tenho mais de 1 alelo possível: quanto mais alelos dentro de uma população, maior a probabilidade dessa população sobreviver a uma epidemia. • A capacidade de lidar com os diferentes patógenos está relacionada com o polimorfismo do MHC e os genes de MHC codificam uma proteína que esta envolvida no processamento e apresentação de antígeno. RECONHECIMENTO DE ANTIGENO POR LINFOCITOS T Quando um antígeno é processado e apresentado gera pequenos peptídeos (pequenas sequencias de resíduos de aminoácidos), esses peptídeos tem que estar ligados a moléculas de MHC para serem apresentados aos linfócitos T auxiliares (CD4+) e linfócitos T citotóxicos (CD8+) • Existem 2 classes das moléculas de MHC: (IMPORTANTE) • MHC de Classe II (MHC II): Apresenta peptídeos para os linfócitos T CD4+: Linfócitos T auxiliares • MHC de Classe I (MHC I): Apresenta peptídeos para os linfócitos T CD8+: Linfocitos T citotóxicos (Todas as células nucleadas apresentam MHC de classe I, incluindo células dendríticas, macrófagos e Linfocitos B) • Porque toda célula do organismo apresenta MHC de classe 1 em sua superfície? • Isso acontece porque toda célula nucleada esta sujeita a ser infectada ou apresentar atividade neoplásica, e para o organismo reconhecer essas alterações, elas expressam antígenos virais a proteínas alteradas nas moléculas de MHC I, portanto toda célula nuclear precisa possuir em sua superfície MHC I. ESTRUTURA DA MOLECULA DE MHC • A molécula de MHC funciona como um TCR (receptor de células) • Região de bolso: região onde se encaixam os resíduos de aminoácidos • Ela funciona como uma plataforma sobre a qual os peptídeos são colocados. • O peptídeo oriundo da quebra do antígeno se prende por meio de ligações intermoleculares fracas na superfície da molécula de MHC • Na superfície da molécula de MHC existem regiões que são polimórficas, ou seja, que variam em função do tipo de alelo ou está sendo utilizado para produzir molécula de MHC e existe a região de ligação ao peptídeo. O conjunto formado pelas partes polimórficas da molécula de MHC mais o peptídeo associado formam uma estrutura que varia dependendo da molécula de MHC e do peptídeo que estaria sendo ligado, essa estrutura variável será conhecida por receptor de célula T, isso vale tanto para o MHC I e MHC II. • OBS: Isso significa dizer que a ligação é dependente de uma interação simultânea tanto como MHC quanto como peptídeo RESTRIÇÕES DO MHC • Quando a célula dendrítica, macrófago ou linfócito B estão apresentando, eles estão apresentando peptídeos no MHC para o TCR • O MHC é polimórfico, isso significa dizer que é possível ter mais de 2 alelos em uma população, no individuo são somente 2, mas na população são frequências distintas. • O TCR é variável, durante o processo de formação do sistema imune os diferentes TCR’s que são produzidos, principalmente até a puberdade serão selecionados para o tipo de MHC que está sendo produzido por este individuo, e isso é um fenômeno chamado de restrição do MHC • RESUMINDO: Ou seja, o individuo quando está desenvolvendo o seu sistema imune ele tem de alguma forma durante o período que está formando a população no timo, ele tem que testar se as suas moléculas de MHC interagem bem com os TCR’s dos linfócitos T’s; caso contrário, se o MHC não conseguir interagir com o TCR, o processo de ativação do linfócito T não acontecera. • Por isso que o timo é um local de maturação importante, pois este processo de restrição do MHC ocorre no timo até a puberdade • As células apresentadoras de antígenos apresentam complexos peptídeos- MHC para células T • Além disso, as células apresentadoras de antígenos APC elas fornecem estímulos adicionais, elas colocam moléculas na superfície das células que vão estimular o linfócito T a ser ativado, e essas são intensificadas após o contato com antígeno microbiano; quando uma célula apresentadora de antígeno fagocita um patógeno e quebra o antígeno em peptídeos, a APC (célula apresentadora de antígeno) muda o seu metabolismo e passa a produzir e expressar em sua superfície uma maior quantidade de moléculas de MHC para garantir que o contato da célula apresentadora e o linfócito T seja mais efetivo e leve a ativação da célula T. • FUNÇÃO: As APC que apresentam antígeno as células T também recebem sinais desses linfócitos que intensificam a sua função de apresentar antígeno: feedback positivo • ROTAS DE ENTRADA DE ANTIGENOS:Pele/mucosa ▪ Trato respiratório ▪ Trato gastrointestinal • Dependendo da rota de entrada do patógeno, ocorre o seguinte: esse patógeno encontra uma célula dendrítica que ao entrar em contato com o antígeno é ativada, segue pelos vasos linfáticos e chega pelos vasos eferentes até a região paracortical onde apresenta os peptídeos para os linfócitos T auxiliares e caso os antígenos sigam pela corrente sanguínea esses peptídeos serão apresentados no baço (na polpa cinzenta) • Existem variações entre as células dendríticas: o Células dendríticas convencionais o Células dendríticas mieloides (não será tratado na matéria) CÉLULA DENDRITICA • Emite projeções e captam o antígeno para processar o peptídeo e leva-lo para o tecido linfoide mais próximo para fazer a ativação da célula T auxiliar e virgem. • As diferenças entre as células dendríticas imatura e as células dendríticas madura seguem 5 parâmetros: ▪ A função principal da célula ▪ Expressão de receptores Fc; receptores de manose ▪ Expressão de moléculas envolvendo linfócitos T ▪ O tempo que o MHC II fica na superfície da célula ▪ E o numero de MHC II na superfície da célula o Quanto a função, a célula dendrítica imatura somente capta os antígenos; já a célula dendrítica madura migram para apresentaros antígenos as células T, em virtude disso ela terá um fenótipo condizente com a sua função. o Com relação a expressão dos receptores de manose: manose é um carboidrato comum na parede celular de bactérias, a célula dendrítica possui receptores para manose, portanto será mais eficiente em fagocitar, e quando a célula está madura, chegando próximo ao órgão linfoide secundário ela praticamente não apresenta receptores de manose • Quanto a expressão de moléculas envolvendo linfócitos T: no sitio de infecção não faz sentido existir a expressão de moléculas envolvendo linfócitos T, isso só faz sentido quando chega perto do órgão linfoide secundário (relacionado com a ativação do linfócito T) • A outra diferença entre essas células é a meia vida das MHC II, ou seja, tempo que essas moléculas ficam expressas na sua superfície, na imatura ficam aproximadamente 10 horas, já nas maduras ficam mais de 100 h • E outra diferença, é o numero de MHC II na superfície, na imatura 10^6, e na madura 7x10^6, ou seja, nas maduras, elas têm 7 vezes maior a capacidade de apresentar antígenos na sua superfície. MHC • Molécula (proteína) • Sua estrutura funcional é caracterizada por um sulco de ligação de peptídeos de origem extracelular. (Ag) • Além do sulco, a molécula de MHC possui o domínio semelhante à imuglobulina (Ig) • Possui também: • Domínios transmembrana: ancoragem • Domínio citoplasmático: sinalização e transdução de sinal MHC II: • Possui duas cadeias polipeptídicas, alfa e beta, e o domínio alfa 1 e o beta 1 se combinam para formar o sulco local em que irá ligar o peptídeo • Esse peptídeo é de origem fagocitária, porque o MHC II está presente na superfície de macrófagos, linfócitos B e células dendríticas. Os domínios não polimórficos semelhantes a Ig das moléculas de MHC contém: • Sítios de ligação para as moléculas CD4+: linfócitos T auxiliares possui molécula CD4+ na superfície • Sítios de ligação para as moléculas CD8+: linfócitos T citotóxicos possuem molécula CD8 na superfície Isso é importante, pois quando falamos de CD4+ e CD8+ estamos falando de moléculas, essas moléculas auxiliam na fixação do lado da molécula de MHC (domínio alfa 1), por isso há uma relação na presença do CD4+ e o MHC II nas APC (células apresentadoras de antígenos) elas são complementares não apenas na relação MHC- peptídeo- Tcr, mas também no reconhecimento que é feito pela molécula auxiliar CD4+ IMPORTANTE: O fenômeno de restrição pelo MHC diz que células apresentadoras de antígenos de determinados organismos só irão interagir com TCR’s que foram produzidos dentro daquele mesmo organismo. Pois como o Mhc é polimorfo, é pouco provável que tenha os mesmos alelos em dois indivíduos Transplante de medula, o organismo está apresentando um tipo de molécula de MHC e vai produzir linfócitos T de um doador cujo TCR não foi selecionado, por isso são feitos os testes de compatibilidade para avaliar o grau de semelhança dos genes de MHC do polimorfismo para o transplante pegar. DEMONSTRAÇÃO EXPERIMENTAL DO FENOMENO DE RESTRIÇÃO MHC DOS LINFOCITOS T Os linfócitos T citotóxicos (CTL) específicos de vírus, gerados em camundongos de cepa A, infectado por vírus, matam apenas as células-alvo isogênicas (cepa A) infectadas por aquele vírus. Os linfócitos T citotóxicos não matam alvos de cepa A não infectados (que expressam peptídeos próprios, mas não virais) ou alvos de cepa B infectados (que expressam diferentes alelos MHC em comparação com a cepa A). Com o uso de cepas congênitas de camundongos, que diferem apenas nos MHC de classe I, foi provado que o reconhecimento de antígeno por linfócitos T citotóxicos CD8+ é restrito pelo MCH de classe I Uma linhagem de camundongo foi infectada com LCMV, se é uma infecção viral será mediada por linfócitos T citotóxicos. Como a célula apresentadora de antígeno e o linfócito T são do mesmo organismo e elas sofreram o processo de restrição do MHC, quando juntamos as duas células alvo da cepa A, irá morrer, pois o linfócito T citotóxicos reconhece o peptídeo viral + MhC próprio, quando se coloca a célula alvo da outra linhagem (cepa B) ela não morre, já que o MHC da cepa B não consegue interagir com o TCR da linhagem A. Quando ocorre a resposta imune são produzidas citocinas, hormônios celulares responsáveis pela comunicação celular, uma dessas é a interferon, ele está intimamente relacionado com quantidade de moléculas de MHC que são expressas nas células apresentadoras. NK: Possui função análoga aos linfócitos T citotóxicos, induz a apoptose, mas não usa a interação TCR-MHC, ela tem receptores que reconhecem diretamente moléculas dos patógenos, por isso ela começa a exercer as atividades de linfócitos t citotóxicos já nos primeiros momentos de infecção; o linfócito T citotóxico vai 72h depois e o pico da atividade dos linfócitos T citotóxicos é em aproximadamente 7 dias depois. Primeira linha de defesa, reconhece muito bem carboidrato, glicoproteínas, glicídios (que estão presentes nas paredes de bactérias e fungos) MHC I: • Formado por 2 cadeias polipeptídicas quartenaria • Fenda formada pela alfa 1 e alfa 2 da cadeia alfa • Possui domínio transmembrana • Possui domínio semelhante a IG • IMPORTANTE: O MHC I expressa peptídeos que foram produzidos (geralmente), são apresentados para o linfócito T citotóxico CD8+, aloja peptídeos mais curtos enquanto que a molécula de MHC II apresenta antígeno que foram fagocitados e são apresentados para os linfócitos T auxiliares CD4+ PROCESSAMENTO DE ANTIGENOS PROTEICOS Via do MHC I: Os antígenos proteicos são sintetizados dentro das células, alguns são fagocitados e transportados para o citosol, esse peptídeo que são feitos no interior das células são quebradas por um complexo enzimático chamado PROTEASSOMAS de aspecto cilíndrico e quando encontra uma molécula de antígeno dentro do citosol, ele abre esse cilindro que na verdade é um conjunto de enzimas e quebra esse antígeno em pequenos resíduos (peptídeos) que são transportados para o reticulo endoplasmático rugoso onde são incorporado as moléculas de MHC I que estão sendo formadas no reticulo endoplasmático e ai ocorre a expressão do complexo peptídico MHC I na superfície da célula Via do MHC II: ocorre a endocitose através da emissão de pseudópodes com a formação do fagossoma este por sua vez se funde com o lisossoma e cliva o antígeno e os peptídeos são enviados em direção da vesícula secretória A molécula de MHC II é estabilizada por uma proteína chamada de CADEIA INVARIANTE que mantem a estrutura da molécula de MHC II enquanto o peptídeo não estiver próximo para substitui-la IMPORTANTE:DIFERENÇAS DO PROCESSAMENTO DAS MOLECULAS QUANTO AS VIAS MHC I E MHC II? Qual via usa TAP? MHC II Qual via usa cadeia invariante? MHC II Qual via leva o peptídeo para o reticulo endoplasmático? MHC I Qual via leva para a vesícula exocitica? MHC II VIAS DE APRESENTAÇÃO DE ANTIGENO PELO MHC(IMPORTANTE) • Via endocitica, fagolisossomica ou via exógena (MHC I) • Peptídeos derivados de proteínas do meio externo • Sequencia básica de processamentos: proteína englobada, formação de vesículas endossomicas, degradação da proteína no fagolissossoma, produção de peptídeos, ligação dos peptídeos, ligação dos peptídeos gerados com proteínas do MHC disponíveis no endossoma, expressão do MHC II- peptídeo na superfície celular • Via citosólica ou citoplasmática (MHCII) ▪ Peptídeos derivados de patógenos intracelulares e proteínas mutantes ▪ Sequencia de processamento: Proteína intracelular; proteassomas (grandes coleções enzimáticas no citosol); produção de peptídeos, bombeamento ativo para a luz do RER através de canais criados pelas proteínas transportadoras TAP1 e TAP2; associação com proteínas de MHC 1, transporte do complexopara a superfície celular. O que significa dizer que os genes do MHC são polimorfos? Significa que existem mais de 2 alelos possíveis na população, em virtude disso a capacidade de responder a antígeno e a capacidade de tolerar antígeno pode ser distinta entre indivíduos de uma população e entre populações, isso é importante pois explica porque a entrada de animais em rebanhos ou a migração de grupos para locais onde já existiam uma população residente consiste em um risco epidemologico, pois os indivíduos que chegam estão levando patógenos para o qual aquela população esta estabilizada e que não possui um MHC adequado para realizar o processamento e apresentação, ou seja, não será possível desenvolver uma resposta imune adequada. • IMUNIDADE INATA • Primeira que atua • Não é direcionada para componentes exclusivos dos patógenos • Não gera memoria • Imunidade relacionada a infecção, processos inflamatórios e resistência a infecções virais. • PRIMEIRA LINHA DE DEFESA? • Completamente funcional antes do encontro com os microrganismos • Rapidamente ativa pelos patógenos • Acontece antes das respostas imunológicas adaptativas • A imunidade inata evolui juntamente com micro-organismos, prepara os antígenos para serem reconhecidos pelo organismo • OBS: Antes de nascer a imunidade inata já existe só não está totalmente madura. Os componentes moléculas do sistema imune da imunidade inata dos mamíferos são muito semelhantes as plantas e insetos • Defensinas • Receptores semelhantes a toll CARACTERISTICAS DA IMUNIDADE INATA • Reconhecer produtos microbianos que são essenciais a sobrevivência dos microrganismos • Reconhecem moléculas endógenas que são produzidas ou liberadas por células danificadas ou mortas • Depende de receptores celular para identificar moléculas características de micro- organismos e de células danificadas • Não reage contra células e tecidos normais e saudáveis RELAÇÃO IMUNIDADE INATA X IMUNIDADE ADAPTATIVA • A imunidade inata é a primeira que interage com os micro-organismos e por ser a primeira ela também prepara os antígenos desses micro-organismos para que estes sejam reconhecidas pela imunidade adaptativa. o Os receptores da imunidade inata reconhecem padrões moleculares sem especifidade • A imunidade adaptativa por sua vez melhora os mecanismos antimicrobianos da imunidade inata. A imun. Adaptativa consegue reconhecer uma gama muito maior de substancias, ela apresenta memoria ao entrar em contato com o antígeno, e existe uma especialização dos mecanismos efetores. o Os receptores da imunidade adaptativa são específicos para determinados antígenos RECEPTORES DA IMUNIDADE INATA • Receptor semelhante a Toll • Receptor de manose • Receptor scavenger • Receptor de N-formil-metionil. FORMIL-METIONIL: presente em bactérias (resíduos de aa) reconhecido pelo N-Formil—metionil receptor COMPONENTES DA IMUNIDADE INATA Dividido em 6 grupos: • DEFESAS FISICAS: o Integridade da pele queratinizada o Cobertura pilosa de alguns animais • DEFESAS QUIMICAS: o Produção de substancias antibióticas pela pele e mucosas o Sucos digestivos • BARREIRAS EPITELIAIS: o União entre as células que dificultam a entrada de patógenos • CÉLULAS – FAGÓCITOS: o Macrofágos e neutrófilos: reconhecem patógenos através de receptores de padrão molecular e realizam o processo de fagocitose. o Celulas NK: reconhecem células infectadas por vírus e células neoplásicas, induzem a apoptose nessas células e estimula a ativação de macrófagos, estão no início da imunidade inata o A ativação do macrófago é dependente do reconhecimento de receptores de padrão molecular, ou seja, receptores presentes na superfície dos macrófagos reconhecem padrões moleculares presentes nos micro-organismos que estão entrando no tecido conjuntivo o O macrófago só consegue desempenhar o seu papel de sentinela pois apresenta em sua superfície receptores de padrões moleculares: ▪ Recep semelhante a toll ▪ Recep de manose ▪ Recep do tipo scavenger ▪ Recep N-formil-metionil • As células NK também monitoram o tecido conjuntivo através de receptores de padrão molecular, e ao reconhecer a presença de um microorganismo intracelular ela induz a apoptose nessa célula e estimula o macrófago a ser ativado. Como ela monitora a infecção intra celular, ela promove um fenômeno interessante, ela prepara células não infectadas e estimula essas células a serem mais resistente a infecção do parasita intracelular através da substancia INTERFERON RECEPTORES DE PAMP E DAMP • PAMP: Padrão molecular associado a patógeno • DAMP: Padrão molecular associado a danos ❖ A imunidade inata reconhece tanto os padrões associados aos patógenos quanto aos danos PROTEINAS CIRCULANTES ❖ Pentarinas (Proteína C reativa) ➢ Produzida pelo fígado dos animais e quando estas estão envolvidos em um processo inflamatório agudo é um indicativo da gravidade deste processo. ❖ Proteínas do sistema de complemento ❖ Fibrinogênio, pode ser tomada como uma proteína da imunidade inata RECONHECIMENTO DE PAMP E DAMP ➢ É fundamental e é o primeiro estagio da imunidade inata do ponto de vista molecular, as células da imunidade inata só vão entrar em ação se houver reconhecimento do padrão molecular de patógeno ou célula danificada ➢ OU SEJA, sem reconhecimento não há ativação ➢ Células que possuem esses receptores de reconhecimento: neutrófilo, macrófago, células dendríticas, células epiteliais (pois são as primeiras células que entram em contato com os patógenos) ➢ Os receptores de padrão moleculares são codificados da maneira que estavam presentes no momento da fecundação, ou seja, não há nenhum mecanismo de alteração do DNA ➢ Os receptores de PAMP e DAMP estão associados a vias intracelulares de transdução de sinal que ativam diversas respostas celulares Existem subgrupos de receptores de padrão molecular associada a patógenos: ➢ Receptor semelhante a Toll (TLR) ✓ Reconhece componentes bacterianos, virais, ou até de vermes que estão na superfície desses animais, entram em contato com a membrana externa da célula da imunidade inata ➢ Receptores citosolicos de PAMP e DAMP: ➢ Tipo 9 ➢ Tipo 1 Tipo 1: reconhecem componentes do patógeno no interior das células, importante em infecções virais, pois essa produz componentes moleculares no interior da célula infectada Os receptores semelhantes a toll reconhecem RNA de fita dupla • TLR3; TLR7 e TLR8: reconhecem RNA viral • TLR9: reconhece DNA viral • TLR1, TLR2, TLR6: reconhecem LPS de bactérias gram. positivas • TLR2: reconhece ácido (lipoteicoico) presente em parede de peptideoglicano • TLR4: reconhece o LPS de bactérias gram. negativas ▪ Logo, para cada tipo de padrão molecular, existira um tipo de TLR Os receptores semelhantes a Toll também reconhecem moléculas de dano, sendo as seguintes as mais importantes: ▪ HSP: induzida por estresse, ela mantém a estrutura nativa das proteínas nas células dos hospedeiros, sua função é não permitir a desnaturação de todas as moléculas do organismo ▪ PROTEINAS NUCLEARES HMGB1: a presença dessas proteínas no organismo indica que está ocorrendo um dano, ou seja, que uma célula foi destruída e a sua integridade nuclear foi perdida ▪ HSP e HMGB1 são excelentes sinalizadoras de dano celular COMO OS TLR’s(RECEPTORES DO TIPO TOLL) são ligados e como interagem com os padrões moleculares presentes nos patógenos? ▪ A exemplo usaremos o TLR4 que reconhece LPS(lipopolissacarideo) 1. Primeiro o LPS deve se associar a uma proteína chamada de proteína ligadora de LPS : MBL 2. Uma vez que ocorreu a ligação entre LPS e MBL, esse conjunto se liga no TLR4, receptor presente na superfície das células, macrófago por exemplo.3. Quando o TLR4 se liga ao complexo LPS-MBL ela pode ser alvo de ligação de uma segunda molécula de TLR4 4. E a ligação dessas duas moléculas, a qual chamamos de DIMERIZAÇÃO é fundamental para que seja enviado um sinal para o interior do macrófago e essa sinalização ativa uma cascata de enzimas e de proteínas cruzando com um fator de transcrição conhecido como NF-Kb NF-KB: esse fator de transição é um componente que ativa regiões de DNA para serem transcritas, ou seja, servirem de molde na síntese de RNA, a ativação do NF-Kb é o passo inicial para ocorrer a transcrição da região do DNA que codifica para as citocinas. Portanto, toda resposta que ocorrera tanto celular quanto no sitio de infecção vai ser dependente dessas citocinas, e isso tudo só foi possível, pois houve reconhecimento do padrão molecular associado ao patógeno. LOCALIZAÇÂO DOS RECEPTORES SEMELHANTE A TOLL NAS CELULAS ▪ Membrana plasmática (extracelular): TLR1 e TLR2 (lipopeptideo bacteriano), TLR2(dímero peptideoglicano gram positivo), TLR4 (LPS), TLR5 (reconhece flagelina), TLR2 e TLR5( lipopeptideos) ▪ INTRACELULAR: quando o patógeno acessa o interior da célula, nesse caso será um outro conjunto de TLR: • TLR3 (reconhece RNA de fita dupla= citosolico: NOD e RIG, endosssomal(vesículas): TLR • TLR7 e TLR8 (reconhecem RNA de fita simples) • TLR9(reconhece dímeros de ocitocina e guanina fosforilados, características de bactérias, fungos e alguns protozoários) AÇÃO • Ativação de diversas vias de sinalização • Ativação de fatores de transcrição • Expressão de genes: respostas inflamatórias, respostas antivirais RECEPTORES CITOSOLICOS SEMELHANTES A NOD • NOD: Domínio de oligomerização nucleotídeo o Está na forma de um receptor livre no citosol, sua forma monomérica é inativa, para ser ativada, isto e, assumir a sua forma dimerica assim como os TLR’s, deve haver a ligação de um agente patogênico ao NOD, esse complexo se associa a proteína ASC e também a CASPASE (2 vezes) formando assim um dímero ativo chamado de ONRLE83 inflamossoma, esse por sua vez cliva a IL1B(beta) que é altamente ativa • NOD: dão origem a enzimas que tornam a IL-1 mais ativa, atuam de maneira complementar aos TLR • Existe 20 diferentes proteínas citosolicas • Estrutura: • Domínio rico em repetições de leucina • Domínio NACH T • Domínio efetor (CARB, PIRINA e BIR) PROTEINAS CIRCULANTES • PENTRAXINAS • No meio extracelular possuem a forma pentagol • PROTEINA C REATIVA: produzida nos hepatócitos, facilita a fagocitose, opsonizam patógeno (assim como anticorpo; e proteínas do sistema de complemento) • Quando ocorre um caso de infecção aguda, a proteína C reativa tem sua concentração aumentada no sangue, indicativo de processo inflamatório seja por patógeno ou rompimento celular ▪ FACE A: patógeno FACE B: liga-se ao macrófago FUNÇÃO DA IMUNIDADE INATA • 1º resposta ao microrganismo: • Previne • Controla • Elimina (o sitio de infecção) • Reconhece moléculas microbianas • Reconhece estruturas danificadas do organismo PAMP e DAMP PADRÕES MOLECULAS ASSOCIADOS A DANOS (DAMP) • Proteínas induzidas por estresse: HPS (proteína de choque térmico); para evitar a desnaturação das proteínas do organismo • OBS: O HPS mantém o enovelamento das proteínas nativas e sinaliza que está ocorrendo um dano • Cristais: urato monossódico • Proteínas nucleares: HMGB1 MECANISMO DE AÇÃO • Inflamação • Defesa antiviral • Estimula a imunidade adaptativa INFLAMAÇÃO • Leucócitos e proteínas plasmáticas circulantes são enviadas aos sítios de infecção • Destruição de agentes agressores • Reação as células danificadas ou mortas • Reação ao acumulo de substancias anormais DEFESA ANTIVIRAL • Entra em ação as células NK • Ficam no tecido conjuntivo monitorando a presença de patógenos, células infectadas e alteradas do próprio organismo • Preparam células que não foram infectadas para tentar impedir a replicação viral • NK produz dois tipos de inteferon: • IFN-j • IFN-1 A célula infectada também produz interferon do tipo 1 (IFN-1) e este atua nas células que não foram infectadas e estas entrarão no estado antiviral: conjunto de modificações nas células não infectadas que diminuem as chances de o vírus infectar essa célula.
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