Resumo Imunologia - Imunoglobulinas

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IMUNOLOGIA 
 
Imunoglobulinas 
 
 
 
Conceitos básicos 
A maioria dos receptores tendem a ser mono 
ou oligo-específicos, ou seja, são específicos 
a um ou poucos ligantes. Quando ocorre o 
engajamento do receptor com seu ligante, 
induz um tipo de resposta – que, 
provavelmente, foi o fator de seleção ao longo 
da evolução, sugerindo que o receptor e seu 
ligante co-evoluem. 
Os receptores clássicos do sistema imune 
são os da imunidade inata, conservados em 
todos os animais. Eles atuam de maneira 
semelhante dentro dessas espécies, 
reconhecendo padrões de patógenos e, 
geralmente, sinalizando via NF-kB. 
O surgimento da imunidade adaptativa 
ocorreu nos vertebrados e seus receptores 
para antígenos dependem de uma 
variabilidade maior. Esses receptores são a 
imunoglobulina e os receptores de células T 
(TCR). Os antígenos são qualquer molécula ou 
parte desta que é reconhecida por receptores 
clonais de linfócitos T ou B, de diversas 
naturezas, como: proteínas, lipoproteínas, 
glicoproteínas, polissacarídeos, lipídeos ou 
ácidos nucleicos. 
 
Receptores de células T (TCR) 
Os receptores de células T podem ser vistos 
como receptores “ajustáveis”, pois esses 
linfócitos só conseguem reconhecer 
peptídeos das proteínas dos antígenos e não 
são capazes de reconhecer esses peptídeos 
livres – eles precisam ser apresentados por 
outras moléculas do próprio organismo, os 
MHCs (moléculas do complexo de 
histocompatibilidade principal), sendo MHC 
de classe II para células TCD4 e MHC de 
classe I para células TCD8. Os TCRs, então, 
conseguem reconhecer parte do próprio MHC. 
 
 
 
A região mais variável do TCR é capaz de se 
ajustar para o reconhecimento de uma 
grande diversidade de peptídeos, desde que 
esse peptídeo obedeça regras para ser 
apresentado pelo MHC. Esses receptores, 
quando reconhecem determinado antígeno, 
sinalizam para a célula – seja para se 
diferenciar em uma célula efetora, proliferar 
ou entrar em apoptose. 
 
Imunoglobulinas 
A diferença dos TCRs para os receptores dos 
linfócitos B é que as imunoglobulinas são 
capazes de reconhecer uma variedade 
enorme de antígenos, pois conseguem 
reconhecê-los de qualquer natureza. Esses 
receptores reconhecem os antígenos sem 
necessidade de um mediador para isso. 
Outra diferença é que, uma vez reconhecido o 
antígeno, induz uma sinalização para a célula 
– que pode secretar essas imunoglobulinas 
(chamando-as de imunoglobulinas solúveis 
ou anticorpos). Esses anticorpos podem 
reconhecer a mesma porção do antígeno, 
mesmo estando livres da célula. 
 
Histórico: das cadeias laterais às Igs 
Paul Ehrlich (1897): Teoria das cadeias 
laterais – todas as células teriam uma 
variedade de receptores especiais (que 
chamou de cadeiras laterais). Ele pensou que 
esses receptores funcionariam como 
“fechadura” dessa células e cada cadeia 
lateral teria uma função única. Apenas as 
estruturas que fossem complementar 
poderiam adentrar nas células. A principal 
função dessas cadeias laterais seria nutrição. 
 
 
IMUNOLOGIA 
 
Imunoglobulinas 
 
 
 
Von Behring e Kitasato (1890): Detectaram no 
soro a presença de um agente capaz de 
neutralizar a toxina diftérica. 
Ehrlich, então, fez uma adaptação em sua 
teoria com o pensamento de que, da mesma 
maneira que essas cadeias laterais deixam 
entrar nutrientes, podem deixar entrar 
toxinas. Só que quando essas toxinas 
adentrassem, essas células passavam a 
secretar as cadeias laterais correspondentes 
a essas toxinas (chamou-as de balas 
mágicas). Com isso, cada célula teria uma 
variedade enorme de marcadores de 
superfície que se ligariam a antígenos 
estranhos, com um formato complementar 
“chave-fechadura” e a exposição ao antígeno 
provocaria a superprodução desses 
receptores e sua liberação no meio. Essa 
teoria propunha que esses anticorpos eram 
pré-formados. 
Tiselius e Kabat (1939): Imunizando cobaias, 
descobriram que uma fração proteica do soro 
aumentava (a fração gama – por isso, essas 
globulinas passaram a se chamar gama-
globulinas). Descoberta das imunoglobulinas 
como fonte dos anticorpos, através da 
separação por eletroforese do soro imune em 
albumina, alfa-, beta- e gama-globulina. 
Landsteiner (1940): Descoberta da formação 
de anticorpos contra haptenos sintéticos (ou 
seja, o corpo criava anticorpos contra 
estruturas que não existiam na natureza). 
Contradiz a teoria de Ehrlich, pois não haveria 
como ter um receptor pré-formado de algo 
que não existe naturalmente. 
Haurowitz e Linus Pauling: Teorias Instrutivas 
– o anticorpo/receptor seria moldado pelo 
antígeno. 
Fagraeus (1948): descoberta de que um típico 
específico de célula (plasmócito) era 
responsável pela produção de anticorpos. 
 
 
 
Teorias Seletivas: Teoria de que existia uma 
variedade de células no organismo com 
determinados receptores, que eram capazes 
de reconhecer a diversidade de antígenos e 
toxinas. Proposto por Niels Jerne em 1955 – 
Teoria da seleção natural (receptor 
reconhece o antígeno e é liberado a partir do 
plasmócito) e por Macfarlane Burnet em 1957 
– Teoria da seleção clonal (o fator de seleção 
não era a imunoglobulina em si e sim as 
células, uma vez que cada célula possui 
apenas uma variedade da imunoglobulina; as 
células, então, possuiriam grande quantidade 
de repetições do mesmo receptor; quando o 
antígeno chegava no organismo, o fator de 
expansão era a célula, que proliferava e se 
diferenciava em plasmócitos, produtores de 
anticorpos). 
Edelman e Porter (1959-1963): Descoberta da 
estrutura das imunoglobulinas e de como era 
possível a diversidade destas através da 
digestão por proteases (papaína e pepsina) – 
para clivar os anticorpos. Assim, foi 
observado que esses anticorpos poderiam 
ser quebrados em três frações, sendo que 
uma destas se cristalizava (quando clivada 
por papaína) e, ao clivar por pepsina, 
observou-se que essa fração cristalizável era 
completamente quebrada e a outra fração era 
mantida, sendo capaz de, em contato com um 
antígeno de imunização para produção de 
imunoglobulinas, fazer um imuno-complexo 
(precipitação). Eles sugeriram, então, que 
essas imunoglobulinas possuíam duas 
frações de reconhecimento de antígenos – 
fazendo com que grandes quantidades dessas 
moléculas com antígeno era capaz de fazer 
precipitação. 
 
 
 
IMUNOLOGIA 
 
Imunoglobulinas 
 
 
 
Imunoglobulinas: estrutura e função 
As imunoglobulinas são compostas por uma 
região chamada Fab (fração de ligação ao 
antígeno) e outra região chamada FC (fração 
cristalizável) – são heterodímeros composto 
por duas cadeias leves e pesadas idênticas 
entre si (2 idênticas de cada). 
As imunoglobulinas possuem domínios 
constantes e variáveis, sendo os blocos de 
construção de grande parte das moléculas e 
de receptores do sistema imunitário – são 
formados por fitas beta antiparalelas e, 
organizadas, são chamadas de folhas betas, 
que são pregueadas por pontes dissulfeto, 
formando os domínios (uma folha sobreposta 
a outra). O tamanho desses dois domínios é 
praticamente igual, no entanto, a quantidade 
de voltas (loops) nos domínios variáveis são 
maiores, tendo uma implicação importante no 
reconhecimento de antígeno. 
Esse sistema de construção é utilizado por 
imunoglobulinas, receptores de célula T, MHC 
de classe I e II, entre outros. 
 
Antígeno x Imunógeno: O antígeno pode ser 
utilizado como um imunógeno, mas não é 
garantido que ele vai ter uma grande 
imunogenicidade, pois pode ou não reproduzir 
uma resposta imune (dependendo da 
molécula). 
 
 
 
Antígeno x Epítopo antigênico: O antígeno é 
uma coleção de frações que podem ser 
reconhecidos pelos linfócitos T ou B – essa 
fração se chama epítopo antigênico. 
A imunoglobulina é uma glicoproteína que 
possui determinantes antigênicos, que podem 
ser classificados em isotípicos,alotípicos e 
idiotípicos. 
Os isotípicos são intrínsecos ao domínio 
constante das imunoglobulinas, sendo 
codificados por um agrupamento de genes da 
região constante de cadeia pesada. Dentre os 
diferentes isotipos, há a IgM, IgD, IgG, IgE e 
IgA. A região do FC vai determinar a função da 
imunoglobulina, pois várias células do nosso 
organismo possuem receptores para esses 
domínios constantes. Quando as 
imunoglobulinas são reconhecidas pela 
células por esses receptores, podem fazer 
diferentes funções efetoras, como fagocitose 
e morte celular dependente de anticorpo, 
variando de acordo com qual receptor é 
utilizado devido a diferenças de afinidade. 
Esses receptores também tem função no 
desenvolvimento, como os receptores de FC 
do recém-nascido (FcRn – reconhece FC de 
IgG), que funciona transferindo as 
imunoglobulinas da circulação materna para 
a circulação fetal. A IgM é produzida desde o 
saco vitelínico, enquanto os outros isotipos 
começam a ser produzidos após o 
nascimento. Além disso, os FcRn possuem 
outras funções pois eles não perdem sua 
expressão após o crescimento, sendo 
encontrados no epitélio intestinal no adulto – 
assim como no recém-nascido, já que 
participam da aquisição de IgG através do 
leite materno. 
Na vida adulta, o FcRn faz sampling de 
antígenos do lúmen intestinal. Os receptores 
podem carrear bidireccionalmente o IgG e 
pegar, ocasionalmente, algum antígeno 
IMUNOLOGIA 
 
Imunoglobulinas 
 
 
 
localizado no lúmen para que este seja 
apresentado como um imuno-complexo 
(junto com o IgG) e chegar na superfície basal 
para encontrar células dendríticas e ativar 
linfócitos T. 
As cadeias leves são classificadas em dois 
tipos: kappa e lambda, não estando clara a 
diferença funcional entre elas. Uma 
imunoglobulina nascente pode vir com 
apenas um tipo de cadeia leve, diferente dos 
tipos de cadeia pesada, que vão ser diferentes 
entre os isotipos. 
Já os determinantes idiotípicos definem a 
identidade da imunoglobulina, localizados no 
domínio variável. Logo, são determinantes 
antigênios únicos gerados pelas regiões 
hipervariáveis (ou regiões determinantes de 
complementariedade, CDRs) das cadeias 
leves e pesadas, em conjunto. As CDRs são, 
geralmente, as regiões que estarão em último 
contato com o antígeno em questão e vão 
determinar o sítio de ligação ao antígeno 
(parátopo – complementariedade ao epítopo). 
O antígeno pode ter mais de um epítopo e, 
portanto, pode ser reconhecido por mais de 
um parátopo – dependendo da afinidade entre 
eles, pois são feitas por interações não-
covalentes, como força eletrostática, pontes 
de hidrogênio, força de Van der Waals e força 
hidrofóbica. 
Os epítopos antigênicos podem se apresentar 
para as imunoglobulinas de diferentes 
maneiras: 
- Epítopos conformacionais: moléculas que, 
desnaturadas, separam os epítopos pois não 
estão mais na sua estrutura terciária. 
- Epítopos lineares: surgem após a 
desnaturação de determinadas proteínas; 
presentes nas moléculas nativas e chamados 
de epítopos crípticos, pois não estão expostos 
para o reconhecimento das imunoglobulinas, 
 
 
 
estando disponíveis para o reconhecimento 
somente após a desnaturação. 
- Neoepítopos: formados por oxidação ou 
tratamento com enzimas proteolíticas, que 
geram novos epítopos que passarão a ser 
reconhecidos. 
RESUMO: Cada linfócito possui inúmeras 
cópias de único receptor de antígeno com 
uma única especificidade antigênica. Cada 
indivíduo possui bilhões de linfócitos que 
geram respostas a uma grande variedade de 
antígenos devido à variações nas sequências 
de aminoácidos no sítio de ligação ao 
antígeno. 
 
A diversidade dos receptores de 
antígeno 
Weigert e Cohn (1970): relataram que a 
diversidade da cadeia leve lambda é gerada 
por mutação somática e que a maturação da 
afinidade reflete seleção sequencial por 
antígeno de cadeias mutadas. 
Hozumi e Tonegawa (1976): demonstraram 
que a porção variável da cadeia kappa é 
criada pela recombinação dos segmentos 
gênicos variável e juncional. Fragmentou DNA 
da linhagem germinal com eletroforese e 
percebeu-se que as regiões constante e 
variável hibridizavam em frações/tamanhos 
diferentes, indicando que estavam separados. 
Ao fazer o mesmo com o DNA da célula B, viu-
se que hibridizavam na mesma região – 
concluindo-se que durante o 
desenvolvimento dessa célula essas regiões 
se recombinam. 
A diversidade da região variável é gerada 
novamente ao longo do desenvolvimento 
através dos mecanismos de geração da 
diversidade (GOD), conservados desde os 
peixes cartilaginosos capazes de fazer 
IMUNOLOGIA 
 
Imunoglobulinas 
 
 
 
recombinações gênicas no nosso organismo 
que irão gerar essa diversidade que existe no 
repertório primário das imunoglobulinas. 
Essa recombinação gênica é dependente de 
RAG1/2 (complexo de genes de ativadores de 
ativação) – entraram no nosso genoma como 
transposons através de uma transmissão 
genética horizontal, provavelmente vinda de 
vírus. Esses transposons vão codificar 
enzimas (transposases) que cortam sítios 
específicos do genoma e realocando-os em 
outro lugar. Os RAGs, que codificam enzimas 
RAGs, trouxeram junto as RSS (sequências 
sinalizadoras de recombinação). Esse 
transposon entrou em um gene ancestral e 
flanqueou esse gene em duas partes (variável 
e juncional), inserindo regiões de 
reconhecimento dessa própria enzima RAG e 
possibilitando recombinações. Quando ocorre 
mutações nesses genes RAG, há o 
aparecimento de doenças imunodeficiências 
combinadas severas (SCID), que afetam os 
níveis de linfócitos B e T – como a síndrome 
de Omenn. 
 
Essa diversidade foi criada a partir de 
duplicações do genoma e dos cromossomos, 
que podem ser: duplicação do lócus inteiro 
(formando clusters) ou duplicação de Tandem 
(apenas uma região específica do lócus), 
gerando substrato para recombinações. No 
entanto, junto com essas duplicações 
ocorrem mutações pontuais, somáticas ou 
outras. Durante o desenvolvimento dos 
linfócitos B, acontece a recombinação desses 
genes variáveis para gerar o sítio de ligação 
ao antígeno. 
 
 
 
Isso ocorre em nível do DNA, pois não está 
sendo codificado. Na hora de fazer o 
transcrito primário, este já possui uma 
identidade de região constante - tendo uma 
região variável (verde), região constante mi e 
delta (preto). Por splicing alternativo, a célula 
pode expressar uma das duas (IgM ou IgD). 
Então, uma célula pode expressar duas 
imunoglobulinas ao mesmo tempo, desde que 
tenha a mesma região variável (só funciona 
para a cadeia pesada da IgM e IgD). Essas 
recombinações vão gerar a região variável 
das imunoglobulinas, capazes de reconhecer 
diversos antígenos. 
 
A diversidade é assimetricamente distribuída 
nas regiões variáveis das imunoglobulinas, 
formando o sitio de ligação ao antígeno, pois 
há regiões de aminoácidos mais variáveis que 
outros – sendo chamados de hipervariáveis 
(CDRs). Essas regiões também são as mais 
expostas nas moléculas de imunoglobulina, 
ficando justapostas e passíveis ao encontro 
de antígenos. As outras regiões pouco 
variáveis funcionam como estrutura. 
Com isso, durante o desenvolvimento terá a 
recombinação da cadeia pesada e leve. No 
entanto, esse processo precisa ser 
controlado pois ocorre a quebra da dupla fita 
de DNA. Isso ocorre a partir do 
reconhecimento específico que veio com as 
RSS – cada gene V, D ou J é rodeado por 
essas regiões. As RSS podem ter 23 ou 12 
espaçadores de pares de bases – que vão 
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Imunoglobulinas 
 
 
 
reconhecer sequencias mais conservadas de 
nonâmeros e heptâmeros. Uma RSS com 12 
pares de base só pode reconhecer outra com 
a mesma quantidade de espaçadores. Por 
isso na cadeia leve lambda, todos os genes V 
são flanqueados por espaçadores de 23 e 
todos os J com12, para não haver genes 
combinados com eles mesmos (caso isso 
ocorra, gera uma imunoglobulina não 
funcional, pois não teria estrutura adequada). 
Já na cadeia pesada, que possui os genes D, 
são flanqueados dos dois lados por 
espaçadores do tipo 12, podendo ser 
combinados com genes V e J. 
Outro modo de controlar é que somente os 
linfócitos B e T vão expressar a RAG, de modo 
que não vão quebrar o DNA de qualquer 
célula. 
 
A perda ou ganho de nucleotídeos sem 
compensação gera as recombinações não 
produtivas, já que a codificação ocorre de três 
em três (códons). 
Diversidade combinatória: Todos os genes 
foram herdados e recombinaram dentro do 
lócus de cadeira leve e pesada e depois 
combinarem entre si, dando a possibilidade 
de 107 diferentes moléculas de 
imunoglobulinas. 
Diversidade juncional: No entanto, há a 
possibilidade de mais diversidade pois 
quando os três segmentos gênicos (V, D e J) 
vão recombinar através do reconhecimento 
da RAG, eles têm sua fita dupla de DNA 
cortada - porém sua junção não é precisa, 
 
 
 
podendo ter inserções aleatórias de 
nucleotídeos afim de completar essa 
combinação. A inserção desses nucleotídeos 
não estava prevista no genoma, sendo 
variações criadas de novo durante o 
desenvolvimento. Como podem ser inseridos 
de 0 a 3 códons em cada uma das junções (DJ 
ou VD), caso tenha 3 códons, as possibilidades 
são 20 x 20 x 20 aminoácidos em cada uma 
dessas junções, dando algo em torno de 108 
diferentes possibilidades. Ou seja, para cada 
uma das 107 possibilidades combinatórias, há 
108 possibilidades diferentes, gerando – no 
total – algo em torno de 1015 no repertório 
teórico de possibilidades. Por isso existem 
moléculas capazes de reconhecer todo e 
qualquer tipo de antígenos existentes e não 
existentes na natureza. 
O poder dos mecanismos de recombinação 
V(D)J usados para criar a enorme diversidade 
de imunoglobulinas levou a visão “comum” de 
que o repertório primário de imunoglobulinas 
contêm uma geração de sítios de ligação ao 
antígeno randomicamente gerados, 
essencialmente completa e capaz de se ligar 
a qualquer antígeno. No entanto, isso não é 
exatamente verdade, visto que não criamos 
imunoglobulinas na 1ª semana após entrar em 
contato com o SARS-COV-2, por exemplo.