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Mecanismos da resposta imune inata Relembrando... Sistema Imunológico ▪ Mecanismos genéricos ▪ Resposta pronta/rápida IMUNIDADE NÃO ESPECÍFICA (natural, inata ou nativa) ▪ Especificidade ▪ Resposta induzida/tardia IMUNIDADE ESPECÍFICA (adaptativa) Imunidade inata A imunidade inata evoluiu juntamente com os microrganismos de modo a proteger todos os seres multicelulares de infecções Alguns componentes do sistema imune inato são similares entre mamíferos, plantas e insetos: ▪ Substâncias tóxicas para bactérias e fungos ▪ Receptores de reconhecimento de patógenos (PRRs) Imunidade inata – 750 milhões de anos (organismos multicelulares complexos) Imunidade adaptativa – 500 milhões de anos (vertebrados) Imunidade inata A imunidade inata é a primeira linha de defesa contra infecções Os mecanismos efetores (células e moléculas solúveis) já existem antes mesmo do contato com o microrganismo e são de rápida ativação. Funções: ▪ prevenir, controlar e eliminar infecções; ▪ eliminar células mortas ou danificadas (reparo tecidual); ▪ estimular a resposta imune adaptativa. Imunidade inata Funções dos seus componentes celulares: ▪ formam barreiras físicas – impedem a entrada de microrganismos; ▪ produzem substâncias microbicidas – morte de microrganismos; ▪ expressam receptores de reconhecimento de padrões – capazes de reconhecer patógenos e dano tecidual; ▪ produzem mediadores inflamatórios – morte de microrganismos, eliminação de células infectadas e ativação de resposta inflamatória; ▪ estimulam a resposta imune adaptativa – apresentação de antígenos. Imunidade inata Barreira física (pele e mucosas): ▪ Superfícies epiteliais intactas que formam barreiras físicas entre os microrganismos do ambiente e o hospedeiro. Células e queratina – bloqueiam a penetração microbiana Muco – impede a invasão microbiana Cílios, pelos e peristaltismo – removem os microrganismos ▪ A perda da integridade das camadas epiteliais, por traumas ou outras razões, predispõe o indivíduo à infecções. Imunidade inata Barreira química (pele e mucosas): ▪ Peptídeos com efeitos tóxicos aos microrganismos e que ativam células envolvidas na inflamação. Defensinas – produzidas por células epiteliais da pele e da superfície de mucosas, por neutrófilos, células NK e linfócitos T citotóxicos; matam bactérias e fungos. Catelicidinas – produzidas por células epiteliais da pele e da superfície de mucosas e por neutrófilos; inativam e matam diversos microrganismos. Formam poros na membrana/ parede do microrganismo Imunidade inata Especificidade do reconhecimento de microrganismos: PAMPs Padrões moleculares associados aos patógenos: estruturas características de patógenos, mas não de células de mamíferos, diferentes entre os microrganismos. DAMPs Padrões moleculares associados a danos: moléculas endógenas produzidas e liberadas por células danificadas ou mortas, mas não por células normais. Imunidade inata PRRs - Receptores de reconhecimento de padrões: ▪ Expressos principalmente em fagócitos (neutrófilos, macrófagos e células dendríticas), capazes de reconhecer padrões moleculares de patógenos ou de células danificadas; ▪ Esses receptores são associados a vias intracelulares de transdução de sinal que ativam diversas respostas celulares, incluindo a produção de moléculas que promovem a inflamação e a defesa contra microrganismos; ▪ Alguns receptores estão no meio intracelular. Imunidade inata TLR – Toll-Like Receptors (Receptores semelhantes a Toll): ▪ família de receptores evolutivamente conservada (insetos); ▪ reconhecem produtos de uma ampla variedade de microrganismos. Os TLRs reconhecem PAMPs e DAMPs extracelulares (ancorados na membrana plasmática) e intracelulares (ancorados no retículo endoplasmático e nas membranas endossômicas). O reconhecimento de ligantes por TLR leva à ativação de diversas vias de sinalização e, por fim, de fatores de transcrição (NF-κB, AP-1 e IRFs), que induzem a expressão de genes cujos produtos (citocinas, quimiocinas, moléculas de adesão e coestimuladoras) são importantes para o desenvolvimento de respostas inflamatórias. NF-κB – nuclear factor – κB AP-1 – proteína ativadora 1 IRFs – fator de resposta aos interferons Imunidade inata NLR – Nod-Like Receptors (Receptores semelhantes a NOD): ▪ Família de mais de 20 diferentes proteínas citosólicas que reconhecem PAMPs e DAMPs citoplasmáticos, presentes em células do sistema imune e de barreiras epiteliais. ▪ Apresentam: ▪ um domínio que interage com o ligante; ▪ um domínio de ligação (NACHT); ▪ um domínio efetor (CARD, Pirina e BIR) que recruta outras proteínas formando complexos de sinalização. ▪ NLR com domínio efetor de pirina (NRLP) responde a PAMPs e DAMPs citoplasmáticos através da formação de complexos de sinalização chamados de inflamassoma, que geram formas ativas da principal citocina inflamatória (IL-1β). Imunidade inata RLR – RIG-Like Receptors (Receptores semelhantes a RIG): ▪ Sensores citosólicos (RIG-1 e MDA5) de RNA viral de fita simples e dupla. RLR são expressos em leucócitos e diversas células teciduais, permitindo que células susceptíveis à infecção por vírus participem da resposta imune inata a este patógeno, através da produção de interferons. Ver vídeo “Receptores de Reconhecimento de Patógenos” (áudio em inglês...) https://www.youtube.com/watch?v=kKqKOUGFVjU&list=PLNxPv76KnZ8PsulA wTXDnTqJjb2cKioDJ&index=5 https://www.youtube.com/watch?v=kKqKOUGFVjU&list=PLNxPv76KnZ8PsulAwTXDnTqJjb2cKioDJ&index=5 Imunidade inata Moléculas solúveis de reconhecimento e moléculas efetoras: ▪ Primeira defesa contra patógenos, são encontradas no sangue e nos fluidos extracelulares. ▪ Anticorpos naturais – alguns linfócitos B produzem anticorpos com um número limitado de especificidade, presentes antes da infecção, reconhecem PAMPs (carboidratos e lipídios), por ex., anti-ABO (reconhecem glicolipídios); ▪ Colectinas e Ficolinas – lectinas (MBL) e proteínas surfactantes (SP-A e SP-D) plasmáticas que reconhecem PAMPs e ativam outras células do sistema imune; Imunidade inata ▪ Pentraxinas – proteínas de fase aguda (PCR, PTX3, CRP, SAP), são proteínas plasmáticas ativadas por citocinas (IL-1 e IL-6) produzidas por fagócitos, que reconhecem PAMPs e ativam outras células do sistema imune; ▪ Sistema complemento – proteínas plasmáticas que participam da opsonização de microrganismos, recrutamento de fagócitos e na morte direta de patógenos. Moléculas solúveis de reconhecimento e moléculas efetoras: ▪ Primeira defesa contra patógenos, são encontradas no sangue e nos fluidos extracelulares. Sistema Complemento ▪ Opsonização: Processo de revestir um microorganismo com moléculas (opsoninas) que são reconhecidas por receptores em fagócitos; ▪ Uma extremidade da opsonina reconhece e liga-se a uma molécula na superfície de um organismo estranho, e a outra extremidade da opsonina liga-se a um receptor no fagócito, estimulando o processo de fagocitose. Sistema Complemento ▪ Funções: Imunidade inata Imunidade inata e Inflamação ▪ Ao fagocitar um microrganismo, os macrófagos e neutrófilos secretam citocinas e quimiocinas, ativando o processo de inflamação Imunidade inata Citocinas: Grupo de peptídeos ou glicoproteínas de baixo peso molecular que controlam a resposta imune Imunidade inata Citocinas: Responsáveis pela comunicação entre leucócitos e entre leucócitos e outras células Citocinas Inflamação A inflamação é uma reação complexa a vários agentes nocivos, como microrganismos e células danificadas, que consiste de respostas vasculares, migração e ativação de leucócitos e reações sistêmicas. Características da inflamação: acúmulo de leucócitos, proteínas plasmáticas e fluídos derivados do sangue em um sítio de infecção ou lesão nos tecidos extravasculares. InflamaçãoInflamação Os macrófagos, células dendríticas e mastócitos teciduais reconhecem PAMPs e DAMPs (1) e produzem citocinas (2) pró-inflamatórias (TNF-α, IL- 1β e IL-6), que atuam em células endoteliais causando vasodilatação (3) e aumentando a expressão de moléculas de adesão (selectinas e integrinas) e quimiocinas estimulando assim a migração de leucócitos para o sítio da inflamação (4). Inflamação 1 2 2 3 3 4 Vasodilatação: mastócitos ativados liberam heparina e histamina que promovem a vasodilatação e edema (acúmulo de líquido). Inflamação ▪ Nos locais da infecção/lesão, as citocinas pró-inflamatórias (TNF-α, IL-1β e IL-6) atuam em células endoteliais (1) aumentando a expressão de selectinas, ligantes de integrinas e quimiocinas (2). ▪ As selectinas (P, E e L) medeiam a fixação fraca e o rolamento dos leucócitos do sangue circulante sobre o endotélio, fazendo com que eles rolem ao longo da superfície endotelial (*). ▪ As quimiocinas (CCL e CXCL) produzidas nos tecidos infectados adjacentes ou pelas células endoteliais são apresentadas na superfície endotelial e se ligam a receptores nos leucócitos resultando em ativação das integrinas. ▪ As integrinas ativadas (3) ligam-se a seus ligantes de alta afinidade expressos na superfície de células endoteliais (4), mediando a adesão firme dos leucócitos que, em seguida, migram através da parede venular (5) (**). Ver vídeos: - (*) “Adesão de Rolamento” - Rolling Adhesion - áudio em inglês... :’( https://www.youtube.com/watch?v=JNEsRwfk6zg&list=PLNxPv76KnZ8PsulAwTXDnTqJjb2cKioDJ&index=7 - (**) “Rolamento de Leucócitos” - Leukocyte Rolling - áudio em inglês... :’( https://www.youtube.com/watch?v=Ys6RlglMTMg&list=PLNxPv76KnZ8PsulAwTXDnTqJjb2cKioDJ&index=9 https://www.youtube.com/watch?v=JNEsRwfk6zg&list=PLNxPv76KnZ8PsulAwTXDnTqJjb2cKioDJ&index=7 https://www.youtube.com/watch?v=Ys6RlglMTMg&list=PLNxPv76KnZ8PsulAwTXDnTqJjb2cKioDJ&index=9 Inflamação 1 2 2 3 4 5 Inflamação Os neutrófilos são as primeiras células recrutadas ao sítio da inflamação, mas os macrófagos se tornam a população dominante com o passar do tempo. Ambos realizam a fagocitose na tentativa de matar e/ou conter o microrganismo. As células dendríticas fagocitam os microrganismos mas com o objetivo de apresentar o antígeno ao linfócito T (célula apresentadora de antígeno). Ver vídeo “Fagocitose” (Phagocytosis - áudio em inglês...) https://www.youtube.com/watch?v=_iLAU7ySM60&list=PLNxPv76KnZ8PsulAwTXDnTqJjb2cKioDJ&index=3 https://www.youtube.com/watch?v=_iLAU7ySM60&list=PLNxPv76KnZ8PsulAwTXDnTqJjb2cKioDJ&index=3 Inflamação Fagocitose Inflamação Infecção ou lesão e resposta imune inata Infecção ou lesão prolongada e resposta imune adaptativa Inflamação Inflamação e imunidade adaptativa: Estimulação da imunidade adaptativa: ▪ A imunidade inata fornece sinais que induzem, juntamente com o antígeno, a proliferação e a diferenciação de linfócitos T e B antígeno-específicos. ▪ A função da resposta imune inata não é apenas fornecer a primeira linha de defesa contra microrganismos, mas também de iniciar a resposta imune adaptativa.
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