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Imunologia – aulas Youtube durante a quarentena Mila Schiavini MED101 Aula 1 • Todas as células do sistema imune têm origem da medula óssea. Parte dessas células têm origem, a princípio, do saco vitelínico, depois, o fígado passa a ser o órgão hematopoiético a partir das células tronco hepáticas, a seguir, a medula óssea assume o comando, • A imunidade inata é o tipo de imunidade em que as células não formam clones; elas utilizam receptores de padrões moleculares. As células da imunidade adaptativa, da mesma forma que as células da imunidade inata, têm origem a partir da medula óssea e são formadas por linfócitos B e linfócitos T. • Linfócitos B: ainda como células imaturas na medula óssea, adquirem o receptor de antígeno dela (BCR) e esse receptor de antígeno é uma molécula de IgM ou uma molécula de IgD (dois das 5 classes de imunoglobulinas existentes). • As imunoglobulinas M (principal receptor) ficavam na membrana da célula na forma de monômeros, enquanto as IgM secretadas iam para o soro na forma de pentâmeros, ou seja, 5 moléculas unidas através da fração (ou porção) FC. • As células T também tem origem na medula óssea e são fornecidas por ela para o sistema imune. As células T não saem da medula óssea como células T. A medula óssea (órgão linfoide primário) fornece às células, que chegarão ao timo, onde se transformarão verdadeiramente em células T. • As células pré T precisam chegar ao timo. Quando chegam no timo, sofrem a influência do ambiente tímico, do estroma do timo, onde entrarão em contato com antígenos. Ao passarem pelo timo e por um processo rígido de seleção, deixarão o timo como subpopulações de células T. • As células T também apresentam receptores (apesar dos receptores de células B e T serem parecidos, eles apresentam funções distintas). As células T possuem receptores TCR, que ficam exclusivamente nas membranas das células T. não há TCR circulante e TCR com funções muito definidas diluídos no soro. • Os anticorpos, sejam os ligados à membrana das células B (IgM e IgD), reconhecem antígenos na sua forma tridimensional (terciária). • O sítio antigênico (local de ligação) é chamado de epítopo. O epítopo só pode ser reconhecido quando a molécula está dobrada em sua forma tridimensional, pois, os aminoácidos podem estar muito separados na forma linear (primária). Em uma só molécula, pode haver vários epítopos sendo reconhecidos por células B diferentes. • Uma mesma proteína pode ser reconhecida por centenas de células B diferentes. • Apesar de uma célula T e uma célula B poderem reconhecer antígenos ou epítopos sobre a mesma proteína, enquanto a célula B reconhece epítopos presentes na molécula na sua estrutura terciária, a célula T reconhece antígenos na estrutura primária da célula, ela reconhece fragmentos peptídicos (pedaços da molécula na estrutura primária). • Se uma proteína estiver no organismo em sua forma tridimensional, é preciso que ela seja parcialmente digerida para que fique em forma linear para que as células T possam reconhecer os antígenos presentes nessa proteína. • As células T não conseguem transformar as proteínas de microrganismos que estão em sua estrutura terciária em estrutura primária. Quem faz isso são as células apresentadoras de antígenos, além de segmentar a cadeia de aminoácidos aleatoriamente. As células apresentadoras de antígenos são os macrófagos, células dendríticas e células B. Elas colocam os fragmentos peptídicos na superfície da célula. Aula 2 • APC: células apresentadoras de antígenos. As principais são: macrófagos, células B (não fazem parte da imunidade inata) e células dendríticas (são as mais eficientes). • São as APC responsáveis por pegar um patógeno ou uma proteína qualquer, endocitar, fagocitar, digerir e transformá-la em sua estrutura primária. • As células B são células da imunidade adaptativa que apresentam na sua superfície o seu receptor de antígeno (IgM e IgD) que ficam presentes na superfície da célula e são capazes de se ligar a antígenos e endocitar todo o conjunto, onde é digerido e os fragmentos peptídicos que sobraram vão para o complexo de golgi e depois para o retículo endoplasmático onde se juntam a um conjunto de moléculas chamadas moléculas de histocompatibilidade. • Quando as células pré T chegam no timo, permanecem nele por um tempo, sofrem um processo rígido de seleção, onde as células T terão que reconhecer antígenos dentro do timo. • Células T não produzem anticorpo!! • Uma célula pré T quando chega no timo, se transforma em timócito. Dentro do timo, essa célula passa a expressar uma série de moléculas, mas uma que é fundamental é o TCR (receptor de antígeno da célula T). • Depois de passar pelo processo de seleção (positiva e negativa), essas células T vão deixar o timo como duas subpopulações de células principais: as células TCD4+ e as células TCD8+. Ambas apresentam receptores de antígenos da célula T e deixam o timo Imunologia – aulas Youtube durante a quarentena Mila Schiavini MED101 indo para a periferia, mais precisamente, dentro de órgãos linfoides secundários. Reconhecerão os antígenos que foram captados e processados pelas células apresentadoras de antígenos. • Quando uma célula apresentadora de antígeno - como por exemplo, uma célula dendrítica – pega o antígeno e o coloca dentro de seus fagolisossomos e o digere, após isso, colocará os peptídeos resultantes da digestão na superfície da célula juntamente com moléculas de histocompatibilidade ou moléculas MHC de classe 2 (mas também existe o de classe 1). • Só depois que as APC expressam na sua superfície moléculas de MHC 2, juntamente com os peptídeos frutos da digestão da proteína ingerida, é que o conjunto vai ser reconhecido por uma célula T. • Uma célula T não reconhece o antígeno direto, ela só é capaz de reconhece-lo se ele estiver associado a uma molécula de MHC. Se o peptídeo estiver associado a uma molécula MHC 2, a célula T que vai reconhecer o antígeno, é uma célula TCD4+. Se o peptídeo estiver associado a uma MHC 1, a célula T que vai reconhecer p antígeno é uma célula TCD8+. • A célula TCD8+ é também chamada de célula citotóxica. A célula TCD4+ é também chamada de célula T helper e célula T reguladora. Aula 3 • Todas as células B são produzidas continuamente. A medula óssea produz todos os dias cerca de 1 bilhão de tipos diferentes de células B aleatoriamente. O que diferencia as células B uma das outras é o anticorpo que cada uma produz. • O que define uma célula B é o anticorpo, e mais especificamente, a região na extremidade da molécula de anticorpo que é o resultado do rearranjo dos genes do tipo V(D)J chamada de região variável ou região idiotípica (região responsável pela combinação do anticorpo com o antígeno). Correspondente aos epítopos que estão dentro da estrutura terciária da molécula do antígeno. • O que diferencia uma célula B da outra é o tipo de receptor que ela carrega, que é formado aleatoriamente dentro da medula óssea quando a célula B passa de imatura para célula B madura. • Os 1 bilhões de clones de célula B têm 48 horas para encontrar seu antígeno, senão sofrem apoptose. Isso acontece com 99,9% das células. Somente 0,1% sobrevive, o que equivale a 1 milhão de células B. • Todas as células T que possuímos, foram formadas no período fetal. Células que deixaram a medula óssea e foram para o timo, onde sofreram seleção. • No período fetal, não há nenhum antígeno chegando no útero. Enquanto isso, a medula óssea está produzindo células pré T que estão migrando para o timo. Dentro do timo, 99% das células pré T morrem por não conseguir se ajustar ao antígeno próprio do feto. Os antígenos da mãe NÃO chegam no feto!!! Todas as proteínas com que as células T entram em contato no timo são proteínas do próprio feto. • Antígeno é tudoaquilo capaz de provocar uma resposta imune. • O sistema imune é autopoiético, está se recriando o tempo todo. Porém, a autopoiese de células T não acontece no indivíduo adulto, somente no período fetal. • O 1% de células T que sobraram, ficarão no indivíduo por toda a sua vida. Foram selecionadas no timo com base no reconhecimento de antígenos próprios. Aula 4 • Todas as células nucleadas do nosso corpo apresentam determinantes de histocompatibilidade de classe 1 (MHC 1). Os MHC, sejam os de classe 1 ou de classe 2, precisam ter um peptídeo para serem colocados na superfície da célula. Esse peptídeo faz parte da estrutura do MHC. Uma célula não é capaz de normalmente expressar um MHC (1 ou 2) sem que tenha um peptídeo ligado a ele. • Já as APC (células apresentadoras de antígenos – macrófagos, células dendríticas e linfócitos B) além de expressarem na sua superfície MHC de classe 1, também expressam MHC de classe 2, sempre associados a um peptídeo. • Todos os antígenos que são colocados na superfície da célula com determinantes de classe 2, são antígenos que são endocitados, fagocitados. Já os antígenos que são colocados na superfície com determinantes de classe 1, são oriundos de dentro da própria célula. • Se um antígeno externo foi fagocitado por uma célula dendrítica ou por um macrófago, ou se foi endocitado por um linfócito B, ele vai ser processado, digerido e colocado na superfície da célula juntamente com um MHC de classe 2 com o peptídeo resultante da digestão enzimática daquele antígeno externo que foi fagocitado ou endocitado. • Se os antígenos forem de dentro da própria célula (ex: uma mitocôndria ou um ribossomo), depois de algum tempo, eles envelhecem e são eliminados da célula através de processos digestivos. Enzimas vão digerir as proteínas dessas organelas ou de outras proteínas que estejam dentro dessa célula que, por um acaso, venham a ser marcadas por moléculas chamadas ubiquitinas, serão ubiquitinizadas e então entrarão em um complexo enzimático chamado de proteassomas ou corpúsculos Imunologia – aulas Youtube durante a quarentena Mila Schiavini MED101 multienzimáticos e serão digeridas. Só depois de digeridas, serão colocadas na superfície da célula juntamente com MHC de classe 1. • Resumindo: antígenos externos são processados e colocados na superfície da célula, juntamente com MHC de classe 2. Antígenos oriundos de dentro da própria célula vão ser colocados com MHC de classe 1. • Somente as APC expressam classe 2, as outras células normais do corpo (ex: hepatócito, célula muscular, etc.) só vão colocar na superfície da célula antígenos que fazem parte da própria célula (estruturas intracelulares) e vão colocar os peptídeos juntamente com determinantes de classe 1. • No momento em que uma célula está expressando um peptídeo, seja ele externo ou interno, o tempo inteiro as células T do organismo estão reconhecendo o conjunto MHC – peptídeo. Se o peptídeo estiver com MHC classe 2, a célula que vai reconhecer esse conjunto é uma célula TCD4+. Se for um MHC de classe 1 contendo um antígeno da própria célula, o linfócito T que vai reconhecer é o TCD8+. • As APC podem apresentar antígenos para as células TCD4+ e TCD8+, mas as outras células do corpo vão apresentar antígenos somente para as células TCD8+. • A célula TCD4+ (que reconhece MHC classe 2 – peptídeo) e a célula TCD8+ (que reconhece MHC classe 1 peptídeo) precisam reconhecer o conjunto. 99% das células T quando entram no timo morrem, porque não conseguem fazer esse reconhecimento. • As APC que estão no feto, dentro do útero, funcionam normalmente, mas não estão fagocitando vírus, bactérias ou patógenos, estão fagocitando restos de células que morreram. • Durante o período fetal, as APC estão apresentando antígenos próprios, mas são só antígenos próprios de dentro da célula, mas também antígenos resultantes da digestão enzimáticas das células do próprio organismo que morrem e são fagocitadas. • Seja no feto, seja no indivíduo adulto, as APC estão apresentando antígenos que são fagocitados, seja antígenos próprios, antígenos do próprio organismo que foram fagocitados, seja antígenos resultantes da digestão enzimática de moléculas patógenas. Se entrou na célula por fagocitose, seja uma célula normal do corpo, seja um patógeno, vai para a superfície da célula com determinante de classe 2. Se eram antígenos de dentro da própria célula, vão para a superfície com determinante de classe 1. Aula 5 • Uma molécula de anticorpo é formada por cadeias pesadas e por cadeias leves. A região de combinação do anticorpo com o antígeno é a FAB. A região FC é a fração cristalizável, que é a parte funcional. Ela ainda está dividida em domínios. Na extremidade da porção FAB encontramos pontos de grande variação dos aminoácidos, que são chamadas de regiões variáveis ou regiões idiotípicas (região onde o anticorpo se combina com o antígeno; que da especificidade ao anticorpo), que são definidas pelos seguimentos V(D)J. • Existem também os domínios variáveis da cadeia pesada, domínios variáveis da cadeia leve, domínio constante da cadeia leve (que podem ser do tipo kappa e do tipo lambda) e os domínios constantes de cadeia pesada. O que define a classe de um anticorpo, são os domínios constantes de cadeia pesada; então, o anticorpo será uma IgM, uma IgD, uma IgG, uma IgA ou uma IgE, na dependência dos domínios constantes da cadeia pesada. Os domínios constantes da cadeia leve somente definirão se o anticorpo tem cadeia leve kappa ou lambda. • Nas extremidades da cadeia leve, teremos os pontos de maior variabilidade do anticorpo, que são chamados de pontos quentes do anticorpo que determinarão a especificidade. Esses pontos são resultantes do rearranjo dos genes de imunoglobulinas que estavam presentes nos nossos cromossomos. • Os genes de cadeia pesada estão presentes no cromossomo 14 e os genes de cadeia leve kappa, estão presentes no cromossomo 2 e os genes de cadeia leve lambda, estão presentes no cromossomo 22. • Quando as células da medula óssea que darão origem aos linfócitos estão se dividindo (mitose), começa o rearranjo de segmentos VDJ da cadeia pesada no cromossomo 14 e cadeias leves no cromossomo 2 e 22. Primeiro ocorre o rearranjo dos genes de cadeia pesada e depois ocorre o rearranjo dos genes de cadeia leve. O rearranjo dos genes de cadeia leve só começam quando o rearranjo dos genes de cadeia pesada acontecer. • Na cadeia pesada, existem aproximadamente 45 genes V, 23 genes D e 6 genes J, que serão escolhidos aleatoriamente. Cada célula B terá uma organização de VDJ que será de característica dela, não mudando-o, só fará pequenas alterações quando uma célula B de memória no linfonodo, sofrer o processo de hipermutação somática ou de maturação de afinidade. • Na cadeia leve, primeiro ocorre o rearranjo da cadeia kappa. Se o rearranjo dela funcionar, o que fará parte da estrutura do anticorpo é a cadeia kappa. Se o rearranjo da cadeia kappa não funcionar, a célula tem a opção de fazer o rearranjo de cadeia lambda. Isso faz com que, normalmente, a proporção de anticorpos no nosso corpo carregando cadeias leve kappa seja de 2 para 1 em relação as cadeias lambda. Um anticorpo não pode carregar uma cadeia leve kappa e lambda juntas, é uma ou outra. Imunologia – aulas Youtube durante a quarentena Mila Schiavini MED101 • Resumindo: um anticorpo, tem uma região FAB, a qual possui cadeias pesadas e cadeias leves. Essas cadeias possuem domínios, tanto variáveis quanto constantes. As cadeias leves e pesadas não são formadas simultaneamente nas células, a célula primeiro faz o rearranjo VDJ da cadeia pesada e depois faz o rearranjo VDJ da cadeia leve. Aula 6 • A célula B na medula óssea pegava um segmento VDJ (escolhia um V entre vários, um D entre váriose um J entre vários) e na sequencia dessa cadeia de DNA, poderíamos ter a cadeia μ (que determina uma molécula IgM), uma cadeia Δ (que determina uma molécula IgD), uma cadeia γ (que determina uma molécula IgG), uma cadeia Ε (que determina uma molécula IgE) ou uma cadeia α (que determina uma molécula IgA). • Toda célula B vai colocar inicialmente uma cadeia μ, pois o IgM é o receptor de antígeno da célula B, juntamente com uma cadeia Δ, que é IgD, e depois, nas respostas secundárias, dadas por plasmócitos de vida longa, a célula pode fabricar IgG, IgE ou IgA. • As células T não fabricam anticorpos e seu receptor de antígeno é uma molécula chamada de TCR. • A célula T deixa a medula óssea como uma célula pré T, vai em direção ao timo, onde se fixa e vira um timócito, passando a expressar uma série de determinantes característicos das células T. Uma das moléculas que o timócito passa a expressar é o receptor de antígeno da célula T, que é o TCR, mas também vai expressar moléculas como o CD3, o CD4 e CD8 de tal maneira que, depois de passar por um processo de seleção intratímica, deixará o timo como duas populações principais de células T: as células TCD4+ e as células TCD8+. • As TCD4 e as TCD8 expressam um TCR, a diferença é que as células TCD8 reconhecem antígenos em conjunção com os determinantes de histocompatibilidade de classe 1 (antígenos que são resultantes da digestão de moléculas intracelulares) e as células TCD4 reconhecem antígenos em conjunção com determinantes de histocompatibilidade de classe 2 (antígenos extracelulares que foram fagocitados). • Existe dois tipos de moléculas de TCR: as moléculas do tipo αβ (95%) e as moléculas do tipo γΔ (5%). Enquanto as células αβ utilizam o seu receptor de antígeno (TCR) para reconhecer antígenos de natureza proteica na superfície em conjunção com determinantes de classe 2, as células γΔ, na maioria das vezes, não utilizam o TCR para reconhecer antígenos, elas utilizam uma molécula chamada CD1. As células γΔ não respondem prontamente a antígenos de natureza proteica, elas reconhecem antígenos de natureza lipídica, o qual está presente em muitos patógenos como as micobactérias. • Enquanto podemos extrair vários peptídeos diferentes em uma molécula de proteína, em uma molécula lipídica isso não é possível, pois são moléculas mais simples, mais monótonas em sua variabilidade. Apesar de termos uma quantidade muito pequena de células γΔ, quando ocorre um estímulo, uma quantidade muito grande dessas células responde. Aula 7 e 8 • De uma proteína normal podemos extrair centenas de segmentos peptídicos que serão conjugados com os determinantes de histocompatibilidade de classe 1 ou de classe 2 e para cada um desses segmentos peptídicos teremos um clone diferente de células T respondendo a esse peptídeo. Já os antígenos lipídicos não são assim, eles variam pouco. • Nas células αβ, o cromossomo 14 que tem os genes que irão codificar a cadeia α e o cromossomo 7 que tem os genes que irão codificar a cadeia β. Nas células γΔ, o cromossomo 7, tem os genes para codificar a cadeia γ e o cromossomo 14 tem os genes para codificar a cadeia Δ. Nos cromossomos 7 e 14, vamos encontrar também os segmentos VDJ, seguindo as mesmas regras para as imunoglobulinas. Uma célula pré T apresenta um cromossomo contendo aquele segmento gênico e também apresentam as endonucleases (RAG 1 e 2, artemis e a TDT), ou seja, quando a célula pré T chega no timo e sofre a influência do ambiente tímico, a célula pré T vai se transformar em um timócito e vai começar o processo de combinação dos genes VDJ (escolhendo um V entre vários, escolhendo um D entre vários e escolhendo um J entre vários) colocando na sequencia uma cadeia α, uma cadeia β, uma cadeia γ e uma cadeia Δ. • Uma célula pré T quando chega no timo começa a expressar o TCR, e esse TCR vai sobreviver ao ambiente tímico se for utilizado adequadamente para o reconhecimento do conjunto peptídeo+MHC, senão a célula sofrerá apoptose. Dentro do timo, a célula T também está reconhecendo peptídeos oriundos de dentro da própria célula, juntamente com os determinantes de histocompatibilidade de classe 1. As células T que sobrevivem no timo, são sobreviventes que reconheceram peptídeos próprios. Todo o repertório de células T do indivíduo é formado baseado no reconhecimento próprio. • Todas as pessoas são capazes de desenvolver uma doença autoimune? Sim. • A auto reatividade é normal? Sim. • Teoricamente, todas as nossas células são células auto reativas, capazes de se ativar, de reagir ao que é próprio, contra as nossas próprias estruturas, pois todas as nossas proteínas estavam dentro do nosso organismo quando éramos feto. Imunologia – aulas Youtube durante a quarentena Mila Schiavini MED101 • Dentro do timo existe um conjunto de genes que codificam um conjunto de proteínas chamados genes do tipo AIRE, que são os chamados de reguladores de autoimunidade. Eles são importantes para expressarem proteínas de outras partes do corpo para garantir a presença dessas proteínas dentro do ambiente tímico no momento do desenvolvimento do feto. • Alguns animais que são feitos geneticamente para não expressar o gene AIRE, desenvolvem uma doença autoimune chamada lúpus eritematoso. Aula 9, 10, 11 e 12 • Uma célula pré T chega no timo expressando poucas coisas, quando ela vira um timócito dentro do timo e começa a expressar os determinantes de histocompatibilidade, expressar seu TCR. A princípio, os timócitos são CD4- e CD8- (não expressando um, nem o outro), depois irão passar por um período de duplo positivo, serão CD4+ e CD8+ (os dois, simultaneamente), mas a maior parte dessas células fará uma opção durante o processo de seleção. Se a célula reconhecer melhor o antígeno usando CD8 e o MHC classe 1, deixará de expressar CD4 e se tornará TCD8+. Se reconhecer melhor o antígeno usando CD4 e MHC classe 2, deixará de expressar CD8 e se tornará TCD4+. Esse processo é chamado de processo de seleção intratímica. • Casualmente, deveríamos ter mais ou menos 50% de células TCD4 e 50% de células TCD8. Porém, na prática, temos duas vezes mais células TCD4 do que células TCD8. • Após o processo de seleção, a célula que agora é simples positiva (ou TCD4 ou TCD8), continuará o seu processo de amadurecimento dentro do timo. • Célula não reconhece o conjunto peptídeo – MHC = morre. • Célula reconhece o conjunto peptídeo – MHC com afinidade moderada = sobrevive. • Célula reconhece o conjunto peptídeo – MHC com alta afinidade = morre (Ela se ativa muito e morre). • A ativação da célula deve ser uma ativação adequada, nem muito e nem menos. • Célula reconhece o conjunto peptídeo – MHC com altíssima afinidade = sobrevive como célula T reguladora natural (nTreg). • O timo não pode liberar muitas células que reagem com alta afinidade para os antígenos, senão as doenças autoimunes se instalariam em muitas pessoas. • As APC de uma pessoa não são capazes de apresentar antígenos para as células T de outra pessoa, isso só acontece em casos de gêmeos idênticos. • Imagine que a tireoide foi lesada e houve um processo inflamatório. Um tireócito morre e entra em apoptose; o macrófago chega e fagocita esse tireócito; o tireócito morto é capturado para o vacúolo do macrófago, sendo todo digerido e todas as suas proteínas serão degradadas; esse macrófago vai colocar em sua superfície os peptídeos oriundos da degradação do tireócito juntamente com os determinantes de histocompatibilidade de classe 2; aparece então uma célula T capaz de se ativar com os inúmeros peptídeos que surgiram com diferentes determinantes de histocompatibilidade de classe 2 que estão presentes na superfície do macrófago; imagine que uma célula T chegue e reconheça o peptídeo + MHC classe 2, ela vai se ativar e vai para dentro da tireóide e começa o seu processo autoimune, pois ela é uma célulaT autorreativa que escapou da apoptose tímica porque reconheceu antígenos com atividade moderada. Teremos então uma tireoidite iniciada por células T que reconhece antígenos próprios da tireoide, mas se eu tiver também células T reguladoras que cheguem e reconheçam o mesmo peptídeo com afinidade altíssima, produzirá citocinas anti-inflamatórias, que irão desativar que desativarão a célula T autorreativa e farão com que ela entre em anergia (paralisação). • Principais citocinas que a célula T reguladoras produz: interleucina – 10 e TGF – β. • Esse processo feito pelas células T reguladoras é um dos processos mais importantes de se evitar que doenças autoimunes se desenvolva dentro do organismo. • Os animais que não têm células T reguladoras desenvolvem doenças autoimunes e quando é devolvida a eles as células T reguladoras, a doença é controlada. • A tendência à autorreatividade é a regra do organismo!! Aula 13, 14 e 15 • As células pré T que saíam da medula óssea iam em direção ao timo, onde sofriam uma transformação. Deixavam de ser pré T e passavam a ser verdadeiros timócitos, adquirindo o seu receptor de antígeno (TCR). Essa célula passará a expressar também duas outras moléculas: CD4 e CD8, se transformando em uma célula duplo positivo, e passará por um processo de seleção positiva, onde essa célula vai reconhecer na superfície das células apresentadoras de antígeno do timo com um dos receptores, CD4 ou CD8, determinando um ou outro. Em seguida, essa célula passará por um processo de seleção negativa, onde irá sobreviver ou entrar em apoptose dependendo da afinidade e do grau de ativação que essa célula terá no reconhecimento de antígenos próprios dentro do timo. Isso tudo acontece ainda no período fetal, com antígenos próprios. A célula deve Imunologia – aulas Youtube durante a quarentena Mila Schiavini MED101 reconhecer o peptídeo juntamente com o MHC de classe 1 ou de classe 2. Àquelas que fazem o reconhecimento com afinidade baixa, sobreviverão; àquelas que não reconhecem, morrerão; àquelas que reconhecem com alta afinidade, morrerão; àquelas que reconhecem com altíssima afinidade sobreviverão e deixarão o timo como células T reguladoras naturais (que terão importância no processo de tolerância periférica aos antígenos próprios). • As únicas células que deixarão o timo com fenótipo já definido, são as células T reguladoras naturais (nTreg). As outras células que escaparam da apoptose por reconhecer antígenos próprios com baixa afinidade, deixarão o timo como células TCD4+ ou TCD8+ não como células efetoras, mas sim como células virgens. Elas se tornarão células TCD4+ e células TCD8+ nos órgãos linfoides secundários. • Nos órgãos linfoides secundários, por exemplo, no linfonodo, essas células virgens sofrerão a influencia das citocinas presentes no linfonodo naquele momento, onde ela terá o encontro com seu antígeno. Elas deixarão os órgãos linfoides secundários como células T efetoras com vários fenótipos diferentes, e a diferenciação fenotípica dependerá da qualidade do antígeno dela, do tipo de antígeno, dependendo do padrão de citocina que está sendo produzida naquele ambiente. • Essa célula T efetora poderá ser do tipo: T helper1, T helper 2, T helper 9, T helper 17, T helper 22 ou T reguladora induzida (ou periférica). Essas células, durante o seu processo de diferenciação decorrente de uma plasticidade celular grande, podem mudar o processo de diferenciação. Por exemplo, uma célula TH1 pode mudar seu processo de diferenciação e se transformar em uma célula TH2, dependendo da citocina que esteja no ambiente. • Uma célula virgem que está se diferenciando no sentido TH1, pode mudar o processo de diferenciação dependendo do predomínio de um tipo de citocina (ex: se tiver predomínio de interleucina 12, ela se tornará TH1, se houver predomínio de interleucina 4, ela se tornará TH2). • As células TCD4+ ou células TCD8+ saem do timo como células virgens (ou TH0) e vão para os órgãos linfoides secundários, como por exemplo o linfonodo, onde receberão a influencia do ambiente do linfonodo, reconhecendo antígenos na superfície de células apresentadoras de antígenos que estão no linfonodo, no caso, as células dendríticas. As células dendríticas que estão em diferentes partes do corpo captando antígenos, captam o antígeno e migram para os linfonodos sofrendo várias transformações (a quantidade de dendritos aumenta, passam a expressar mais moléculas de MHC classe 2, elas se ativam) para que quando a célula T virgem migrar para o linfonodo, ela possa ter um encontro produtivo com essas células dendríticas. A célula dendrítica chega no linfonodo ativada e as células T virgens vão se alojar nos seus dendritos, onde começarão a reconhecer antígenos em sua superfície; elas se proliferarão, se diferenciarão e passarão a se tornar células efetoras, adquirirão os seus fenótipos (TH1, TH2, TH9, TH17, TH22 ou iTreg) para deixar o linfonodo, mas isso vai depender das citocinas produzidas pela célula dendrítica que está ativada e de citocinas produzidas por outras subpopulações de células T que estão presentes no linfonodo, que são as células T foliculares (ou THf). Aula 16, 17, 18 e 19 • Os antígenos podem chegar ao nosso organismo através da pele, do trato gastrintestinal e trato respiratório (são os principais), poodendo ser particulados (microrganismo) e também solúveis. • Uma célula dendrítica capta um microrganismo que apresenta PAMPs, (e as células dendríticas apresentam receptores de PAMPs). No momento em que ela capta esse antígeno, ela inicia seu processo migratório, que durante ele, vai se ativando cada vez mais e apresentando moléculas que participam do processo de apresentação de antígenos (MHC de classe 2). Dentro do linfonodo, essas células apresentarão antígenos para os linfóticos T. • Quando os antígenos são solúveis, caem na corrente sanguínea e vão parar no baço, podendo também ir para os linfonodos. • As células dendríticas capturam antígenos nos tecidos e levam para os linfonodos. E os antígenos solúveis são capturados por APCs do baço. • As principais APCs são: macrófagos, células dendríticas (consideradas como células apresentadoras de antígenos profissionais, pois não possuem uma função efetora como os macrófagos, que fagocitam e matam antígenos, a única função delas é de apresentam antígenos) e linfócitos B. • As células dendríticas tem papel importante no processo de maturação das células T. Elas pegam as células T virgens/imaturas/TH0 e no linfonodo, faz com que essas células se tornem células efetoras com os vários fenótipos de células T. A ativação da célula T imatura promove a expansão clonal e a diferenciação em células T efetoras com seus diversos fenótipos. • Os macrófagos vão capturar, fagocitar antígenos, porém, não vão participar do processo de indução da célula T imatura para torna-la uma célula T efetora. Eles trabalharão direto com as células T efetoras, que também ajudarão no processo de ativação dos macrófagos. Ou seja, os macrófagos ativam as células T efetoras e elas ativam os macrófagos, em um processo de retroalimentação. Imunologia – aulas Youtube durante a quarentena Mila Schiavini MED101 • O linfócito B, com seu receptor de antígeno IgM, reconhece epítopos de uma proteína que depois será endocitada (IgM + proteína) e apresentado por uma célula B a uma célula T efetora, o que vai gerar a produção de anticorpos (imunidade humoral). • As células endoteliais vasculares eventualmente também podem funcionar como células apresentadoras de antígenos. • Outras células epiteliais e mesenquimais também podem apresentar antígenos. Um exemplo importante são as células epiteliais tímicas que têm uma função importante no processo de apresentação de antígeno no timo, onde timócitos reconhecem antígenosna superfície das células epiteliais tímicas que expressam determinantes de histocompatibilidade de classe 2. • As células dendríticas apresentam determinantes de classe 2 de forma constitutiva, ou seja, elas sempre têm determinantes de histocompatibilidade de classe 2 na sua superfície, mas essa expressão aumenta com o seu processo de maturação. Essa expressão também é aumentada pela presença de uma citocina produzida por célula T chamada de interferon-γ. Ou seja, quando uma célula dendrítica apresenta antígenos para células T, as células T produzem grande quantidade de IFN-γ que tem uma função importante no processo de ativação das células dendríticas que se tornam mais eficientes no processo de estimulação das células T. • Os macrófagos quando não são ativados, têm baixa expressão de MHC de classe 2. Essa expressão aumenta quando os macrófagos fagocitam antígenos e os apresentam às células T efetoras que produzem grande quantidade de IFN-γ, que ajudarão no processo de ativação dos macrófagos. • Os linfócitos B também apresentam MHC de classe 2 de forma constitutiva, mas aumentam bastante na presença de interleucina-4, que é uma citocina produzida por linfócitos TH2 (THelper 2). • As células endoteliais, embora não sejam células apresentadoras de antígenos profissionais, também podem apresentar MHC de classe 2 e apresentar antígenos principalmente na presença de IFN-γ, produzidos por linfócitos T. Também podem expressar constitutivamente os MHC de classe 2. • As células mesenquimais e epiteliais apresentam MHC de classe 2 induzidas por IFN- γ já que possuem uma participação fundamental no processo de seleção de células T no timo. • Existem algumas subpopulações de células dendríticas no organismo: as principais, as de apresentação cruzada e as do tipo plasmocitoides. • As células dendríticas principais estão envolvidas na imunidade inata como fonte de citocinas inflamatórias e participam da imunidade adaptativa uma vez que elas têm participação importante no processo instrutivo de células T dentro dos linfonodos. Elas capturam e apresentam antígenos principalmente para células TCD4+. • As células dendríticas de apresentação cruzada estão totalmente envolvidas com a imunidade adaptativa como fonte de citocinas inflamatórias. Elas capturam antígenos e embora os fagocitem para que sejam apresentados em junção com os determinantes de histocompatibilidade de classe 2, elas são capazes de eventualmente apresentar de forma cruzada fazendo com que antígenos fagocitados acabem parando dentro de MHC de classe 1, sendo apresentados aos linfócitos TCD8+. • As células dendríticas plasmocitoides são encontradas nos intestinos e possuem uma função na imunidade antiviral, na resposta inata precoce e no monitoramento de células T com propriedades antivirais, sobretudo no intestino. • As células dendríticas têm como função principal a expressão de receptores Fc (porção do anticorpo chamada de fração cristalizada), elas apresentam esses receptores, e apresentam também receptores de manose (que é um PAMP, ou seja, um açúcar que não está presente no nosso organismo e sim em células bacterianas). • As células dendríticas (as principais células apresentadoras de antígenos do sistema imune) são produzidas a partir de progenitores na medula óssea que migram para os tecidos periféricos através da corrente sanguínea. As células dendríticas imaturas, ali residem e esperam a entrada dos patógenos no organismo, por exemplo, através de locais de lesão. As células dendríticas expressam vários receptores de reconhecimento de padrões que podem reconhecer características comuns de muitas bactérias e fungos patogênicos. Por meio desses receptores, elas são capazes de se ligarem e fagocitarem os patógenos. Quando esses receptores se ligam aos patógenos, eles ativam as células dendríticas que em seguida começam a maturar. Neste processo, elas migram dos tecidos e mudam o seu comportamento para impedir a fagocitose e iniciam a expressão de moléculas estimuladoras imunes. As células dendríticas ativadas migram dos tecidos para os vasos linfáticos onde o liquido linfático drena através dos linfonodos transportando as células dendríticas. As células T que migram através dos linfonodos avaliam as células dendríticas para a presença do antígeno. As células T que não reconhecem em uma célula dendrítica, continuam a inspecionar outras e eventualmente retornam à circulação. As células T que reconhecem seu antígeno específico se tornam ativadas, se proliferam e se diferenciam em células efetoras. Aula 20 • A molécula de TCR não reconhece somente o peptídeo, ela tem que reconhecer o complexo peptídeo-MHC. Imunologia – aulas Youtube durante a quarentena Mila Schiavini MED101 • As células T precisam reconhecer também os resíduos polimórficos do MHC, ou seja, aqueles resíduos da molécula de MHC que são herdados geneticamente. Se não houver o encaixe perfeito da célula T reconhecendo o antígeno (ainda que ela seja capaz de se ligar ao antígeno), se ela não reconhecer os resíduos polimórficos, ela não reconhecerá o antígeno, mesmo podendo se tocar, mesmo tendo afinidade, não haverá reconhecimento e não haverá ativação das células T. • As moléculas de MHC de classe 1 têm um toque na membrana, elas têm uma porção transmembrânica e uma pequena cauda citoplasmática. Apresenta também uma fenda de ligação peptídica. A molécula é constituída por uma cadeia α e uma β-2 microglobulina, que é uma molécula que vai ajudar na estabilização da molécula de MHC de classe 1. Os resíduos polimórficos estão localizados nos domínios α1 e α2, bem na extremidade da molécula onde existe a fenda peptídica. As moléculas de classe 1 se ligam ao CD8 no domínio α3. Sua fenda peptídica acomoda peptídeos (oriundos de dentro da própria célula) pequenos de 8 a 11 aminoácidos. • A molécula de MHC de classe 2 têm dois toques na membrana e duas caudas citoplasmáticas. Ela também apresenta uma fenda de ligação peptídica. Ela apresenta duas cadeias uma α e uma cadeia β. Os resíduos polimórficos estão localizados nos domínios α1 e β1, bem na extremidade da molécula onde existe a fenda peptídica. O determinante CD4 se liga entre os domínios α2 e β2 da molécula de MHC classe 2. Sua fenda peptídica acomoda peptídeos (oriundos de antígenos que foram fagocitados pelas APC) de 10 a 30 aminoácidos ou mais. Aula 21 e 22 • Proteínas do citosol que se tornam envelhecidas, são mal formadas, vão ser marcadas para entrar nas proteassomas (conjunto de enzimas) onde serão inteiramente digeridas formando peptídeos que serão jogados no citosol. Esses peptídeos serão transportados por uma proteína transportadora chamada de TAP e elas chegam ao interior do retículo endoplasmático da célula, onde as moléculas de classe 1 estão sendo formadas, e esses peptídeos acabam chegando na fenda peptídica. Então forma-se uma vesícula e essa vesícula do retículo endoplasmático caminha pelo citoplasma e se funde com a membrana plasmática exteriorizando a molécula de MHC classe 1 com o peptídeo para que possa ser reconhecida pela célula TCD8. • Uma proteína sendo fagocitada é digerida dentro das vesículas endossomicas e depois vão se fundir com vesículas que se desprendem do retículo endoplasmático trazendo MHC classe 2 para que o peptídeo possa se encaixar na fenda peptídica, após isso, outra vesícula é formada para se fundir com a membrana plasmática e acabar sendo reconhecida pelas células TCD4. • Exemplo: um vírus que está no citoplasma. A proteína viral sintetizada será marcada por uma ubiquitina e será ubiquitinada. Logo após, vai caminhar para dentro de um proteassoma onde será digerida por esse conjunto de enzimas. Esses peptídeos vão ganhar o interior do retículo endoplasmático, onde moléculas de MHC classe 1 estão sendo formadas, através de uma proteína transportadora (TAP). Chegando no interior,elas vão se ligar na fenda peptídica e depois então, essa molécula vai receber a beta-2 microglobulina, que vai substituir a molécula de chaperona que entrou para estabilizar a MHC classe 1. Uma vesícula se desprenderá do retículo endoplasmático trazendo o complexo MHC classe 1 com o peptídeo acoplado à fenda sináptica e se fundirá a membrana plasmática. Essa vesícula depois de fundida, vai expor a molécula de MHC classe 1 com o peptídeo que vai ser reconhecido pelo TCR da célula TCD8 que se ligará ao domínio alfa3 da molécula de MHC classe 1. • Uma vez que a célula TCD8 reconhece o conjunto peptídeo viral – MHC, essa célula TCD8 se ativará e vai injetar na célula infectada perfurinas (perfuram a membrana da célula infectada) e granzimas (participam da indução de apoptose da célula infectada). • Um antígeno proteico acaba de ser fagocitado e vai para dentro de uma vesícula endossomica. Um lisossoma, carregando enzimas proteolíticas se funde a vesícula endossomica, formado um fagolisossoma onde a proteína será digerida. A digestão dessa proteína resulta na formação de peptídeos que vão se ligar às moléculas de MHC classe 2. Essas moléculas de MHC classe 2 serão formadas dentro do retículo endoplasmático. As chaperonas estabilizam as cadeias alfa e beta da molécula de MHC classe 2 que está se formando. Para que peptídeos próprios que estejam dentro do retículo endoplasmático não irem para a fenda peptídica, uma molécula invariante entra na fenda e coloca um CLIP, ou seja, uma pequena extensão da molécula que substitui o futuro peptídeo que irá se encaixar. Depois, essa molécula vai para o complexo de golgi, e uma vesícula irá se fundir com a vesícula que foi resultante da digestão das proteínas pelas enzimas lisossômicas. Dentro dessa nova vesícula formada, o CLIP que estava acoplado na fenda peptídica da molécula MHC classe 2 é retirado com auxílio de uma molécula chamada HLA- DM e aqueles peptídeos frutos da digestão enzimática da proteína fagocitada, se encaixam na molécula MHC classe 2 e novamente uma vesícula se desprenderá. Essa nova vesícula, irá se fundir com a membrana plasmática, e o conjunto será exteriorizado na superfície da célula, onde uma molécula TCD4 irá reconhecer o conjunto MHC-peptídeo e os resíduos polimórficos da molécula de MHC classe 2. Aula 23 • A molécula de TCR não é formada apenas pelo TCR propriamente dito, ela é um complexo receptor de célula T. Imunologia – aulas Youtube durante a quarentena Mila Schiavini MED101 • O complexo receptor de células T é formado pela molécula de TCR (constituída por um heterodímero de cadeia alfa e beta) e por moléculas co-receptoras, ou seja, que fazem parte do conjunto receptor TCR, chamadas moléculas CD3 e as cadeias zeta. • As moléculas CD3 são formadas por cadeias Ε e γ e cadeias Ε e Δ, e as cadeias zeta. • O TCR propriamente dito, tem uma porção intracitoplasmática muito curta, não apresentando resíduos que estão presentes nas moléculas CD3 e nas cadeias zeta, que são os chamados motivos de ativação baseados em tirosina. Apesar do reconhecimento do complexo peptídeo-MHC se dar através do TCR, a ativação da célula T se da através das chamadas moléculas co-receptoras (CD3 e cadeias zeta) e outras moléculas que estão presentes na superfície da célula T que interagem com contra-receptores presentes na superfície da APC. • A ativação da célula T se da através de moléculas co-receptoras de antígenos (CD3 e cadeias zeta) e através de moléculas co- estimuladoras. • As moléculas CD3 e zeta são co-receptoras. Elas não possuem ligantes para elas nas células apresentadoras de antígenos, mas elas são co-receptores e apresentam os motivos de ativação baseados em tirosina, então, através delas ocorre a transdução de sinais captados pela molécula de TCR. • Existem também as moléculas co-estimuladoras. Ocorre a transdução de sinal através das moléculas CD4 que estão presentes nas células helper. Ocorre a transdução de sinal através das moléculas CD8, que estão presentes nas células citotóxicas. E ocorre também a transdução de sinal através das moléculas de CD28, que interagem com os contra-receptores B7-1 e B7-2 presentes na célula apresentadora de antígeno. • Existem também moléculas de adesão, que são responsáveis pela manutenção da adesão entre uma célula T e uma APC. • Algumas moléculas que estão presentes na célula T, não fazem uma transdução de sinal propriamente dita, ao contrário, ocorre uma regulação negativa da ativação da célula T, e essa regulação negativa não se da através de motivos de ativação, mas sim de motivos de inativação. Esta molécula, chamada de molécula CTLA-4, vai interagir com o mesmo receptor na APC que a molécula CD28 (molécula de co-estimulação) interage, os B7-1 e B7-2. • A célula T apresenta na sua superfície moléculas que são responsáveis pela co-estimulação , ou seja, moléculas que tem regulação positiva fazendo com que a célula T se ative cada vez mais, e moléculas que fazem uma regulação negativa, interagindo e competindo pelo mesmo receptor. • A afinidade de uma molécula de IgG para um antígeno é muito maior do que a afinidade do TCR para o peptídeo que está presente na superfície de uma célula T. Por isso a necessidade de moléculas de adesão e outras moléculas que se ligam e fazem a transdução de sinal para as células T. Aula 24 • As células T têm origem na medula óssea e migram para o timo onde continuam seu processo de amadurecimento. Quando deixam o timo, possuem um fenótipo imaturo, sendo chamadas de células T virgens. Apenas uma pequena parte dessas células T virgens, por reconhecerem antígenos próprios com altíssima afinidade, já deixam o timo com um fenótipo maduro, um fenótipo de células T reguladoras tímicas. A maior parte dessas células T deixarão o timo caminharão para órgãos linfoides secundários, onde passarão a ter um fenótipo maduro depois que encontrarem o seu antígeno, esse antígeno será apresentado pelas células dendríticas, que captam nas periferias do corpo e migram para os linfonodos. As células dendríticas são importantes juntamente com as células T, na diferenciação das células B e no processo de diferenciação nos fenótipos de células T (TH1, TH2, TH9, TH17 e TH22). • Ex: uma pessoa é parasitada e a forma com que ela reage a essa parasita está relacionado ao fenótipo de célula T predominante, ou seja, o tipo de citocina produzida quando a pessoa está infectada com um patógeno. • Os linfócitos TH2 respondem produzindo interleucina 4, 5, 10 e 13. Os linfócitos TH1 respondem produzindo grande quantidade de interferon γ. • O tipo de resposta do paciente está totalmente relacionado ao padrão fenotípico de células T que estão respondendo frente a um determinado patógeno. Aula 25 e 26 • Até o início dos anos 2000, só existiam dois fenótipos de células T conhecidos, os linfócitos TH1 (que produzem interferon ɣ) e TH2 (que produzem as interleucinas 4,5, 10 e 13). • Os linfócitos TH2 têm uma relação muito intima com os linfócitos B, e as células B são células que produzem anticorpos/imunoglobulinas. • O linfócito TH1 tem como seu principal aliado o macrófago. Imunologia – aulas Youtube durante a quarentena Mila Schiavini MED101 • As células T deixam o timo como células T imaturas/virgens/TH0, que vão em direção aos órgãos linfoides secundários como por exemplo, o linfonodo. Dentro dele, a célula TH0 vai encontrar uma célula dendrítica, que recolheu um antígeno na periferia do corpo e migrou para o linfonodo sofrendo um amadurecimento, expressando os MHC classe 1 e classe 2. A célula que reconhecerá o antígeno com o determinante de histocompatibilidade classe 2 são os linfócitos T virgens, dependendo das características do microambiente e do padrão de citocinas predominantes, esse linfócito TH0 poderá se diferenciar emdiferentes fenótipos (TH1, TH2, TH9, TH17 ou TH22) ou poderá se diferenciar em uma células reguladora (iTreg), que regulará negativamente as outras células, inibindo suas funções. Essa célula iTreg vai se diferenciar a partir de uma célula T virgem em função do grau de diferenciação da célula dendrítica. • O importante é o grau de maturidade da célula dendrítica com a qual a célula Th0 está interagindo para diferenciar os fenótipos. • Por exemplo, se a célula dendrítica for uma célula imatura e estiver produzindo TGF-β e interleucina 10, essa célula TH0 vai se diferenciar em uma célula T reguladora periférica/induzida (iTreg). Se no microambiente houver um predomínio de interleucina 12, a célula TH0 se diferenciará em TH1. Se houver um predomínio de interleucina 4, TH0 se diferenciará em linfócito TH2. Se no meio, houver predomínio de IL-4 e IL-5, se diferenciará em TH9. Se no meio houver um predomínio de TGF-β, IL-6 e IL-23, se diferenciará em TH17. Aula 27 • As células T, após sofrerem um processo de diferenciação dentro do timo, se tornando células T propriamente ditas, elas deixam esse órgão como células T imaturas/virgens/TH0 e vão para os linfonodos, onde terão um encontro com as células dendríticas que captaram um antígeno na periferia do corpo, se ativaram e caminharam em direção ao linfonodo para o encontro com essas células T. Essa célula T virgem poderá se diferenciar em célula T reguladora induzida/periférica ou em outros fenótipos de células T. O processo de diferenciação depende fundamentalmente do padrão de citocinas produzidas pelas células dendríticas, que podem ser maduras ou imaturas. • O que faz com que uma célula dendrítica seja imatura ou madura é o tipo de antígeno. Se o antígeno tiver muitos PAMP’s (padrões moleculares associados à patógenos), se elas captarem micróbios e eles estavam vivos, e houver a presença de adjuvantes (substâncias capazes de aumentar o poder imunogênico de um determinado antígeno) elas serão maduras. As moléculas que possuem a capacidade de impedir o amadurecimento de células dendríticas são as vitaminas D3, a presença de ácidos graxos aromáticos e também a presença de ácido retinóico. • Se uma célula dendrítica estiver produzindo IL-10, TGF- β e IL-27, a célula T virgem se diferenciará em um linfócito T regulador induzido. Se a célula dendrítica estiver produzindo IL-6 e TGF- β, a célula T virgem se diferenciará em outros fenótipos (TH1, TH2, TH9, TH17 ou TH22). O que determina a diferenciação de uma célula dendrítica, que vai leva-la a produzir essas citocinas é o tipo de antígeno com que ela entra em contato ou a presença de algumas moléculas no meio que vão impedir que essas células desenvolvam um fenótipo maduro. • A presença de vitamina D3, a presença de ácido retinóico e a presença de aminoácidos aromáticos (esses aminoácidos aromáticos serão metabolizados pela indoleamina dioxigenase e transformados em quinoreina, que atuará nos receptores de ácidos graxos aromáticos presentes nas células virgem) vão fazer com que as células T virgens passem a expressar um fator de transcrição, chamado FOXP3, que está representado na célula T reguladora induzida/periférica. • O FOXP3 é o principal fator de transcrição das células T reguladoras induzidas, mas, a célula T virgem não apresenta só o FOXP3, mas também outros fatores de transcrição maestro necessários para a diferenciação dos demais fenótipos de células T. Um desses fatores de transcrição irá predominar e a predominância dele é que vai permitir o processo de diferenciação dos demais fenótipos. • A célula dendrítica madura é amadurecida pelo tipo e qualidade do antígeno com o qual ela entra em contato, pela presença de PAMP’s, se o microrganismo que ela entra em contato está vivo ou morto e a presença de adjuvantes, essa célula amadurece rapidamente e no processo começam as citocinas importantes para que essa célula T virgem se diferencie nos demais fenótipos. • A célula T virgem é capaz de produzir muitas citocinas, porém, nenhuma específica que a caracterize, pois, ela apresenta vários fatores de transcrição. Mas a partir do momento que começa a haver um predomínio de TGF-β e IL-6, e na dependência da predominância de algumas citocinas no meio, ela irá escolher o seu fenótipo. Se no meio houver um predomínio de IL-4, ela se tornará em TH2. Se houver um predomínio de IL-4 e TGF- β, ela se tornará TH9. Se houver um predomínio de IL-12, ela se tornará TH1. Se o predomínio for de IL-6 e THF-α, ela se tornará TH22. Se no meio, o predomínio for de TGF-β, IL-6, IL-21 e IL- 23, ela se tornará TH17. Cada um desses fenótipos terá funções específicas dentro do corpo e serão caracterizados pelas citocinas que eles produzem. Imunologia – aulas Youtube durante a quarentena Mila Schiavini MED101 • TH2 produzirá IL-4, IL-5 e IL-13. TH-9 produzirá IL-9, IL-10, IL-1 beta, IL-6, IL-21 e interferon do tipo 1. TH1 produzirá interferon gama (principal – importante no processo de ativação dos macrófagos), IL-2, IL-10 e TNF-α. TH22 produzirá IL-22 (principal), IL- 13, TNF-α e FGFs (fator estimulador do crescimento de fibroblastos). TH17 produzirá IL-17. • As células TH2 estão envolvidas em imunidade para helmintos e reações alérgicas agudas. • As células TH9 estão envolvidas em imunidade para helmintos, inflamação alérgica crônica, remodelamento das vias aéreas e desenvolvimento de doenças autoimunes. • As células TH2 e TH9 estão em constante atuação conjunta. Um processo alérgico agudo inicia com TH2 e depois se cronifica através de TH9. • As células TH1 estão envolvidas na defesa do organismo contra patógenos intracelulares (vírus e bactérias). Atuam em conjunto com os macrófagos (célula da imunidade inata), já que secretam interferon gama (responsável no processo de ativação dos macrófagos). • As células TH22 estão envolvidas nas doenças inflamatórias da pele, como a psoríase, eczema atópico e a dermatite de contato. • As células TH17 estão envolvidas em respostas para patógenos extracelulares e na manutenção de respostas autoimunes. Aula 28 e 29 • As células T quando deixam o timo, não possuem um fenótipo definido, não são células T efetoras e sim células T virgens/imaturas, elas caminham em direção aos órgãos linfoides secundários, onde entrarão em contato com células apresentadoras de antígenos. Nesse caso, as APC mais importantes e capazes de induzir a diferenciação e amadurecimento das células TH0, são as células dendríticas. As células dendríticas captam antígenos nas várias partes do corpo e caminham em direção aos linfonodos, dependendo do grau de maturidade delas, teremos os diferentes fenótipos de células T em decorrência do padrão de citocinas produzidas pelas células dendríticas. Quando são maduras, vão ajudar a célula T a se diferenciar em um dos 5 fenótipos (TH1, TH2, TH9, TH17 OU TH22), se forem imaturas, vão produzir citocinas como a IL-10 e o TGF-β que farão com que a célula TH0 se transforme em uma célula T reguladora que expresse o fator de transcrição FOXP3. • Esse grau de maturidade da célula dendrítica é totalmente dependente do tipo de antígeno que essa célula dendrítica entrou em contato. Se esse antígeno for microbiano, se os micróbios estiverem vivos e forem ricos em PAMP’s, a célula dendrítica se ativa muito se tornando madura, capaz de produzir citocinas como TGF-β e IL-6, que farão com que a célula TH0 se diferencie em um dos cinco fenótipos. Se a célula dendrítica for imatura, e esse grau de imaturidade é mantido quando o microrganismo não é rico em PAMP’s, quando o microrganismo está morto e quando na presença de vitamina D3, de ácido retinóico e de aminoácidos aromáticos (que serão metabolizados pela indoleamina dioxigenase e transformados em um subproduto do triptofano) que vão estimular os receptores de radicais aromáticos presentes sob as células T virgem, fazendo com queelas caminhem para se tornarem uma célula T reguladora. • Existem várias células com propriedades reguladoras: tr1, Th3, iTreg, nTreg e algumas células Th17reg (produzem citocinas IL- 10 e TGF-beta). A célula dendrítica é importante na diferenciação de todos os fenótipos de células T reguladoras, até mesmo a célula reguladora natural/tímica, depende das células apresentadoras de antígenos do timo, uma vez que essas células dependem do reconhecimento de antígenos próprios com alta afinidade dentro do timo. • As células Th17 são células altamente inflamatórias, produtoras de citocinas inflamatórias e células, que de certa forma, depende de citocinas inflamatórias para poderem se diferenciar. No entanto, algumas células Th17 apresentam propriedades reguladoras. • Uma forma das células T reguladoras atuarem, é produzindo IL-10 e TGF-beta. Elas produzem também IL-35 e sistemas dependentes de AMPc. Essas células reguladoras são capazes de anular a ação de outras células T através de um fenômeno conhecido como anergia clonal. Essas células se tornam anérgicas sob os efeitos das citocinas produzidas pelas células T reguladoras. Uma outra maneira das células T reguladoras atuarem é através da enzima IDO (indoleamina dioxigenase) produzida, que está presente nas células dendríticas e a células T que se diferenciarão em células T reguladoras, que apresentam receptores para esses radicais aromáticos, que acabam induzindo a anergia através da ação da indoleamina, uma vez que os produtos radicais aromáticos produzidos por essa enzima também atuam sobre as outras células T fazendo com que elas também fiquem anergizadas. Um outro mecanismo é através da molécula de CTLA-4, que é uma molécula que compete com o CD28. É uma molécula co-estimuladora, que é reguladora da função das células T, que entram em processo de anergia, enquanto as moléculas de CD28 estimulam juntamente interagindo com as moléculas de B71 e B72. As moléculas de CTLA-4 têm uma ação inibidora impedindo que os clones de células T permaneçam inativados indefinidamente. Em outro tipo de mecanismo, as células T reguladoras 17 exercem sua ação induzindo apoptose nas células T. Elas liberam no local, no contato que elas têm com outras células T, perfurinas e granzimas que vão à apoptose a célula T que está sendo alvo dessa célula T reguladora. Imunologia – aulas Youtube durante a quarentena Mila Schiavini MED101 • A geração de células T reguladoras é um processo complexo que depende da maturidade das DCs. Vários mecanismos de ação têm sido propostos para explicar a forma como as células reguladoras exercem seus efeitos supressivos sobre as demais células do sistema imune. iTregs e nTregs secretam moléculas com propriedades supressoras como a IL-10, TGF-beta, IL-35 e adenosinas (AMPCc). • As células T reguladoras podem induzir apoptose nas células T efetoras pela liberação de granzimas A e B. Promovem ainda uma ruptura metabólica secundária pela falta de estímulo com IL-2. • As nTregs exercem sua ação imunossupressora através da sinalização negativa exercida pelo contato direto entre as células por intermédio de moléculas como o CD39, neuropilin 1, LAG3, galectina 1 e finalmente o CTLA-4, cujos efeitos supressivos têm sido bem estudados. • Um quarto mecanismo provavelmente envolva a suprarregulação de enzimas imunossupressoras, como a Indoleamina 2,3 dioxigenase (IDO) posto que níveis elevados desta enzima sejam observados durante as respostas das nTregs. Aula 30 e 31 • A célula T virgem, dependendo das citocinas que foram produzidas pelas células dendríticas, irão caminhar no sentido de algum dos 5 fenótipos. • As células TH1 têm como assinatura imunológica (assinatura da citocina) o interferon gama, que possuem uma ação importante de ativação sobre macrófagos. As células TH1 trabalham em conjunto com os macrófagos. Elas produzem citocinas (interferon gama) que estimulam o macrófago, e eles produzem interleucina 12 que estimula as células TH1, formando uma retroalimentação positiva. Essa célula TH1 também induz a produção de imunoglobulina G. Ela também tem importante função na defesa contra microrganismos intracelulares. Além de estarem também envolvidas nas doenças autoimunes e no dano no tecido associado a infecções crônicas. • As células TH2 têm como assinatura imunológica (produzem) IL-4, IL-5 e IL-13. Elas trabalham em conjunto com os linfócitos B, e ao produzirem moléculas como IgE; elas sensibilizarão os mastócitos e ativarão os eosinófilos e também produzem uma ativação alternativa de macrófagos, que terão propriedades antiinflamatórias. As células TH2 estão envolvidas na reação do hospedeiro para parasitas helmintos e possuem papel nas reações alérgicas agudas. • As células TH17 são altamente inflamatórias e relacionadas com a defesa do organismo para bactérias extracelulares e fungos. Elas costumam estar presentes em grandes quantidades no intestino. Elas produzem interleucinas 17A, 17F e interleucinas 22. São células muito inflamatórias que trazem para o sítio da inflamação muitos monócitos, macrófagos, eosinófilos e neutrófilos. As células Th17 também estão relacionadas na defesa do organismo contra microrganismos (bactérias extracelulares e fungos) e no desenvolvimento e manutenção de doenças autoimunes e inflamatórias. • O processo de interação da célula T virgem com a célula dendrítica depende de inúmeros processos, não somente a presença do receptor de antígeno de células T, mas também de moléculas co-estimuladoras para garantir a ativação da célula T. • Uma célula depois de se diferenciar, pode perder alguns dos fatores de transcrição e manter outros, a manutenção de alguns dos fatores de transcrição é que vai garantir o tipo de citocina que essa célula vai produzir no final. Na célula TH1, a manutenção é feita pelos fatores de manutenção STAT1, STAT4 e o T-bet (principal fator de transcrição das células TH1). Nas células TH2, possuem os fatores STAT-6 e GATA-3 (mais importante). As células TH17, possuem os fatores STAT3 e RORɣt (principal fator de transcrição da célula TH17). • Das 3 citocinas que são importantes na diferenciação do TH17, a interleucina 6 e o TGF-beta são as citocinas que induzem de fato a diferenciação TH17, a interleucina 23 garante a manutenção da diferenciação. A ausência da interleucina 23 pode ocasionar uma deficiência das células TH17. • Embora os fenótipos sejam distintos, eles não atuam separadamente, não existe resposta imune setorizada. • Células Th1, Th2 e th17 (células TCD4) e os linfócitos T citotóxicos (TCD8) também atuam em conjunto. • As células Th1 e Th17 atuam em conjunto com as células TCD8, e todas elas concorrem para a eliminação e destruição de parasitas e microrganismos. • Um macrófago, por exemplo, pode apresentar um antígeno no contexto de MHC classe 2, para dois fenótipos diferentes de células T, célula Th1 e Th17, por exemplo, que secretarão citocinas. A célula th1 secretará interferon gama (que vai ativar os macrófagos que matarão os microrganismos ingeridos) e a célula th17 secretará citocinas inflamatórias (que levarão para o sítio da inflamação outros fagócitos como neutrófilos e eosinófilos e destruirão os microrganismos). • Como um outro exemplo, células infectadas com microrganismos no citoplasma apresentam antígenos para as células TCD8, que levam à destruição da célula infectada pela ação citotóxica. Aula 32 • Quando um antígeno qualquer penetra no organismo ele vai ser processado por dois tipos de células principais, as células dendríticas e pelos macrófagos. Imunologia – aulas Youtube durante a quarentena Mila Schiavini MED101 • As células dendríticas imaturas captam e fagocitam o antígeno, como um microrganismo rico em PAMPs, elas vão se ativar em decorrência dos PAMPs e iniciarão o seu processomigratório em direção aos linfonodos, nesse processo migratório, elas vão se ativando e expressando grande quantidade de MHC. Dentro do linfonodo, a célula dendrítica vai participar do processo de seleção de células B (que tiveram origem na medula óssea e iam para o linfonodo, tendo 48 horas para se ativarem, senão sofreriam apoptose) e do processo de indução de células T imaturas a se diferenciarem em algum fenótipo. Se a célula dendrítica não estiver suficientemente amadurecida, ela vai produzir IL-10 que se transformará em TGF-beta, fazendo com que o TH0 se diferencie em uma célula iTreg. A célula TH0 poderá se diferenciar em uma célula TH1, TH2, TH9, TH17 ou TH22, essa propriedade das células TH0 se diferenciarem em um desses fenótipos resulta do fato da célula TH0 apresentar praticamente todos os fatores de transcrição dessas células, mas a medida que ela vai se diferenciando em função das citocinas produzidas dentro dos linfonodos pelas células dendríticas que estão nele, ela se diferenciará em um desses fenótipos. • Enquanto as células dendríticas captam antígenos e migram para os linfonodos e participarão do processo de sobrevivência de células B, porque elas também apresentam antígenos para as células B e esse antígeno que foi captado pelas células B, vai participar do processo de diferenciação das células TH0 nos diferentes fenótipos. Os macrófagos permanecem no local onde fagocitaram o antígeno. • Dentro do linfonodo, as células T virgens darão origem aos diferentes fenótipos, e esses diferentes fenótipos que vão interagir com o macrófago. • O macrófago, como uma APC, fagocita o antígeno e se ativa diante dos PAMPs desse antígeno, que será digerido por ele formando fagolisossomas. Os peptídeos resultantes da digestão desse antígeno serão colocados na superfície da célula com os determinantes de histocompatibilidade classe 2. Uma célula T efetora (TH1, por exemplo) reconhecerá com o seu TCR os antígenos na superfície do macrófago. Esse macrófago irá produzir citocinas, IL-1, IL-6, TGF-beta, TNF-alfa, quimiocinas - cuja principal é a IL-8 - (são citocinas quimioatraentes, ou seja, citocinas capazes de trazer para o local outras células do sistema imune) e a IL-12 (que ativa o TH1 e faz com que o reconhecimento do antígeno se torne mais eficaz). Os linfócitos TH1 irão produzir interferon gama (que atuará sobre o macrófago) e IL-2. A interleucina 2 é importante pois atuará sobre outras células T que estejam presentes no ambiente, e também atuam sobre os receptores de IL-2 da própria célula T que a está produzindo, ela funciona como uma autocrina. Haverá um ciclo de retroalimentação positiva, onde o macrófago ativa a célula T e a célula T ativa os macrófagos. Haverá também uma proliferação de clones de células TH1 em função da IL-2 produzida por ela mesma. • As células TH1 trabalham em conjunto com os macrófagos. Elas não são células fagocíticas, apenas os macrófagos. • O macrófago quando se ativa, fica imobilizado no sítio da inflamação. • Muitos microrganismos ao longo da evolução, se especializaram para viver dentro dos macrófagos. Como exemplo, um Mycobacterium leprae é fagocitado pelo macrófago, ele vai crescer e se proliferar dentro de uma vesícula no macrófago. Mas eventualmente, algumas dessas bactérias saem de dentro da vesícula e vão para o citoplasma, onde entrarão na via proteassomica onde serão processadas e digeridas e vão parar na superfície do macrófago não com MHC de classe 2, mas com MHC de classe 1. Os peptídeos resultantes da digestão proteassomica desses microrganismos ficarão na superfície da célula juntamente com os MHC de classe 1, como se fossem proteínas digeridas de dentro da própria célula, proteínas próprias. Esse conjunto MHC classe 1 com peptídeo, vai ser reconhecido não por uma célula T helper, mas sim por uma célula T citotóxica (TCD8+). No momento em que essa célula T citotóxica reconhece esse peptídeo na superfície do macrófago, é como se esse macrófago estivesse doente, ele está mostrando o antígeno para o qual essa célula não foi tolerizada. Então, essa célula TCD8 vai se ativar, vai produzir perfurinas e granzimas que vão destruir o próprio macrófago. Esse macrófago vai ser morto por uma célula TCD8. O mesmo pode acontecer com uma outra célula qualquer do corpo e com outro microrganismo, como um vírus. • Um antígeno viral entrou em uma célula qualquer do corpo, esse antígeno será reconhecido pelas células de reconhecimento de padrão molecular viral, ou seja, RNA e DNA viral. As partículas virais vão caminhar pelas vias proteassomicas e vão para a superfície da célula juntamente com os MHC classe 1. O conjunto de proteína viral e MHC classe 1 vai ser reconhecido por uma célula TCD8 e essa célula vai ser morta, entrará em apoptose induzida pela célula TCD8. Essa célula apoptótica/morta vai ser fagocitada por um macrófago (que também possuem a função de reconhecer células apoptóticas), possuindo dentro dela algumas proteínas e partículas virais ainda. O macrófago irá digerir todo esse conjunto, que será colocado dentro das vesículas dele, e irá colocar em sua superfície os MHC de classe 2 com os peptídeos resultantes da digestão da proteína viral. Esse conjunto será reconhecido por uma célula TH1, essa célula TH1 vai fazer a retroalimentação positiva com o macrófago. O macrófago vai produzir IL-1, TNF-alfa, IL-6, IL-12 e IL-8 (quimiocinas). O TH1 vai produzir interferon gama e IL-2 (a IL-2 também atuará sobre a célula TCD8 ativando-a e proliferando-a). Haverá uma proliferação de células TH1 na presença de IL-2, produzida pela própria célula TH1. • As células NK também são células produtoras de interferon gama, elas são células da resposta imune inata e são especializadas no reconhecimento de células infectadas principalmente por vírus. • Alguns vírus, na tentativa de escapar da resposta das células T citotóxicas, se especializaram em impedir que as células expressem os determinantes de histocompatibilidade contendo os peptídeos. A célula então fica lisa, sendo reconhecida por Imunologia – aulas Youtube durante a quarentena Mila Schiavini MED101 células NK, que também têm uma ação citotóxica sobre a célula infectada. A célula NK produzindo interferon gama, vão estimular os macrófagos fazendo com que eles fiquem cada vez mais ativados. Aula 33 • As bactérias não têm a capacidade de interferir no metabolismo da célula e fazer com que ela não expresse os determinantes de histocompatibilidade de classe 2. Nesse caso, as células NK não terão um efeito citotóxico semelhante ao que acontece nas células infectadas por vírus. • Um macrófago capturou uma bactéria, que foi para dentro do seu vacúolo. Algumas células bacterianas caem no citoplasma e os peptídeos resultantes da sua digestão serão colocados com os MHC classe 1. Esse próprio macrófago será reconhecido como uma célula doente e será morto por um linfócito TCD8. Esse macrófago morto será fagocitado por um outro macrófago, que está sadio. Esse macrófago morto junto com as partículas bacterianas, vai para dentro do vacúolo sadio. Todo esse conjunto de proteínas bacterianas e proteínas do próprio macrófago morto serão digeridas e colocadas na superfície do macrófago sadio com os MHC de classe 2. Esse conjunto será reconhecido por uma célula TH1 com seu TCR e suas outras moléculas co- receptoras. O macrófago então ativa a célula TH1 e ele também contribui para o processo de ativação produzindo as citocinas IL-1, TNF-alfa, IL-6, IL_12 e IL-8. Essas citocinas farão com que a célula TH1 se prolifere. A célula TH1 vai produzir interferon gama que ativará ainda mais os macrófagos que vão passar a expressar mais determinantes de histocompatibilidade classe 2 contendo peptídeos fagocitados. Então, essa célula se torna além de uma célula fagocítica, uma excelente apresentadora de antígeno, se tornando uma APC muito maiseficiente devido a presença do interferon gama produzido pelo TH1. Esse TH1 que produz IL-2, que funciona como uma autocrina permitindo com que esse clone cresça e se prolifere, também atua como uma paracrina, atuando sobre as células TCD8 que iniciaram o processo de reconhecimento do macrófago infectado, comtendo MHC classe 1 junto com antígenos da bactéria. Haverá também uma proliferação de células TCD8 no sítio da inflamação. • O conjunto macrófago, linfócito TH1 e linfócito TCD8 formam um conjunto chamado de resposta imune celular. • Quando um antígeno penetra no organismo (pela mucosa ou superfície da pele), é capturado por macrófagos que permanecem no local e não migram quando ativados. Ao contrário das células dendríticas. Aula 34 • As células dendríticas se ativam na presença do antígeno e migram para dentro do linfonodo. Dentro do linfonodo teremos as células T que vão progressivamente se diferenciar em diferentes fenótipos, ou seja, dentro do linfonodo, a célula T vai virar uma célula T efetora, exemplo, a célula TH1, que carrega um TCR específico. • As células dendríticas dentro do linfonodo também vão participar do processo de seleção de células B. • As células B têm origem na medula óssea e vão para o linfonodo carregando seu antígeno, que é uma IgM. Essa célula B quando chega no linfonodo, se ela encontra um antígeno para o qual a IgM dela possa se ligar, ela sobrevive. Se ela não encontra o seu antígeno, em aproximadamente 48 horas, ela morre. • Dentro do linfonodo, então, temos células T imaturas chegando e saindo dele como células T efetoras com seu fenótipo definido. Temos também células B chegando, onde serão salvas da apoptose após reconhecer um antígeno, após isso, entrarão no repertório total de células B do indivíduo e começam a produzir anticorpos. Inicialmente, elas faziam parte de células B de vida curta dentro do linfonodo e produziam grande quantidade de moléculas de IgM que ficavam presos na sua superfície e outras que eram produzidas e exportadas. A medida em que os linfócitos B são salvos da apoptose, eles se transformam em plasmócitos de vida curta produtores de IgM. Depois de algum tempo, teremos na medula óssea e no baço, plasmócitos de vida longa produzindo anticorpos de outros isotipos, IgG e IgA. • Na medula óssea, no baço e dentro dos linfonodos anticorpos específicos para os antígenos do microrganismo são produzidos. Anticorpos no início da infecção produzidos no linfonodo pelos plasmócitos igM (de vida curta) na resposta primária e, posteriormente, anticorpos produzidos por plasmócitos de vida longa na medula e no baço. • Na medula óssea e no baço temos a produção de grande quantidade de anticorpos específicos para os determinantes antigênicos de antígenos do microrganismo. • O anticorpo não entra dentro da célula. Ele não é capaz de atravessar a membrana plasmática e se ligar aos antígenos do microrganismo. Embora haja uma produção significativa de anticorpos contra os antígenos do microrganismo invasor, essas moléculas, sobretudo de IgG e IgA, não conseguem atravessar a parede do microrganismo. Para parasitas intracelulares, ou seja, para microrganismos que se adaptaram ao longo da evolução para viver dentro de células, o anticorpo não tem serventia. • Não adianta tirar anticorpos de pessoas que se curaram da doença e injetar em pessoas que estão doentes, pois o microrganismo (exemplo, o vírus) vive dentro das células, então, o anticorpo IgG ou IgA que está fora não consegue atravessar a célula. O anticorpo só tem serventia se o patógeno intracelular estiver fora da célula. • Se o patógeno estiver fora da célula, o anticorpo vai se ligar a ele e vai neutralizá-lo. Imunologia – aulas Youtube durante a quarentena Mila Schiavini MED101 • Exemplo: uma partícula viral possui um anticorpo ligado a ele. Macrófagos, neutrófilos, células NK e células TCD8 vão apresentar receptores FC para se ligarem ao anticorpo. • O anticorpo fará uma ponte para o macrófago fagocitar a partícula viral. • Algumas células, como as células TCD8 e NK também apresentam receptores de FC, podendo exercer um efeito citotóxico sobre a partícula viral, principalmente se esse vírus estiver envolvido por uma membrana. Esse efeito citotóxico é facilitado pelo anticorpo e se chama ADCC (citotoxicidade celular dependente do anticorpo). • Isso também acontece com outras células normais do corpo que por ventura tenham ligados a ela, mas fora da célula, antígenos que possam ser reconhecidos por anticorpos. • O anticorpo também tem ação neutralizante sobre toxinas de microrganismos.
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