Citocinas e Subtipos de Linfócitos Th

Prévia do material em texto

Citocinas e Subtipos de Linfócitos Th 
As células do sistema imune podem 
sintetizar e secretar centenas de proteínas que 
controlam as repostas imunológicas por 
mediarem a comunicação entre as células. Estas 
proteínas são as citocinas. 
As citocinas são fatores solúveis de vida 
curta e baixo peso molecular e natureza 
glicoproteica que podem agir localmente e/ou 
sistemicamente. Como características temos: 
→ Pleiotrópicas: afetam diferentes células 
induzindo respostas diferentes; 
→ Redundantes: muitas citocinas 
diferentes exercem as mesmas funções; 
→ Sinergismo: algumas citocinas são mais 
eficazes quando pareadas a outras; 
→ Antagonismo: algumas citocinas 
apresentam efeitos opostos. 
As citocinas são produzidas em resposta 
a muitos estímulos, como antígenos, 
imunocomplexos, PAMPs, etc. 
Elas atuam sobre diversos alvos, tendo 
diferentes modos de ação. Podem se ligar a 
receptores nas células que as produzem, 
exercendo efeitos autócrinos. Podem se ligar a 
receptores nas células vizinhas, exercendo 
efeitos parácrinos ou afetar células-alvo 
distantes, tendo efeitos endócrinos. 
Modos de ação das citocinas 
Nomenclatura das Citocinas 
A nomenclatura e a classificação das 
citocinas são baseadas em células de origem ou 
pelo ensaio biológico usado para identifica-las. 
As interleucinas são as citocinas que 
medeiam a sinalização entre os linfócitos e 
outros leucócitos. Elas foram numeradas 
sequencialmente na ordem que foram 
descobertas. 
Os interferons são produzidos em 
resposta a infecções virais ou à estimulação 
imunológica. Seu nome deriva do fato de 
interferirem no RNA viral e na síntese proteica 
imunológica. Interferons do tipo I são 
primariamente antivirais, como o IFN-α e IFN-
β e interferons do tipo II (IFN-γ) e do tipo III 
(IFN-λ) são primariamente imunomoduladores. 
Os TNFs (fatores de necrose tumoral) 
são citocinas secretadas por macrófagos e 
linfócitos T, sendo capazes de destruir células 
tumorais. O TNF-α é o principal mediador da 
inflamação aguda. 
Existem também fatores de 
crescimento e fatores estimuladores de 
colônias que controlam a produção de células 
sanguíneas. 
As quimiocinas são citocinas 
importantes na quimiotaxia, circulação, 
migração e ativação de leucócitos. 
Receptores das Citocinas 
As citocinas agem por meio de 
receptores localizados na célula-alvo. Estes 
receptores são compostos por pelo menos duas 
unidades funcionais, uma para a interação com 
o ligante e outra para transdução do sinal. 
A citocina se liga ao receptor, 
estimulando a sinalização. Com isso há a 
transdução do sinal, levando a um fator de 
transcrição para a criação de uma nova proteína. 
Transdução do Sinal 
Muitas citocinas usam a via JAK-STAT 
para a transdução do sinal. A interação entre o 
ligante e seu receptor provoca sua dimerização, 
ativando o JAK (Janus-quinase). 
Moléculas de JAK ativadas fosforilam 
resíduos de tirosina em uma das proteínas STAT 
(transdutor de sinais e ativador de transcrição). 
As proteínas STAT fosforiladas 
dimerizam-se, dissociam-se da JAK e vão para 
o núcleo, onde agem como fatores de 
transcrição e modulam a expressão dos genes-
alvo. A ativação dos genes depende da presença 
de uma combinação apropriada de fatores de 
transcrição. Estes fatores ativam a RNA 
polimerase, iniciando a transcrição gênica. 
Citocinas e Imunidade 
As citocinas podem atuar tanto na 
imunidade inata quanto na adaptativa. 
Na imunidade inata os macrófagos 
podem secretar IL-12, a qual age sobre a célula 
NK, essa então produz o IFN-γ, o qual age sobre 
o macrófago, ativando-o e aumentando sua 
atividade microbicida. Os macrófagos podem 
produzirem TNF, IL-1 e quimiocinas, os quais 
agem sobre células endoteliais possibilitando a 
migração do neutrófilo para a área de infecção 
por meio da diapedese. 
Na imunidade adaptativa a 
apresentação de antígenos pela APC para o 
linfócito T CD4+ o estimula a secretar IL-2, a 
qual promove a proliferação dos linfócitos T. 
Esses linfócitos podem passar a produzir IFN- 
γ, o qual ativa os macrófagos, secretam também 
IL-2, IL-4, IFN- γ e IL-5 os quais agem sobre 
as células B, estimulando a produção de 
anticorpos e trocas de isótipos. Além disso 
podem secretar IL-2 e IFN- γ, os quais agem 
sobre as células T CD8+ promovendo sua 
diferenciação em células T citotóxicas. 
Interleucina-1 
A IL-1 é um mediador da resposta 
inflamatória aguda secretada principalmente 
por fagócitos mononucleares, mas pode ser 
sintetizada por todas as células nucleadas. Os 
macrófagos e monócitos sintetizam mais IL-β, 
enquanto queratinócitos sintetizam mais IL-α. 
Outras células sintetizam mais IL-γ. 
As formas α e β possuem atividades 
semelhantes, já a forma γ é um inibidor 
competitivo que bloqueia os efeitos da IL-1. 
As principais atividades de IL-1 (α e β) 
são estimular os linfócitos CD4+ a secretarem 
IL-2 e produzirem receptores para IL-2 e 
proliferar e ativar linfócitos B, neutrófilos, 
macrófagos e monócitos. Também estimula a 
adesão de leucócitos, aumenta a expressão de 
moléculas de adesão no endotélio, estimula 
hepatócitos a produzirem proteínas de fase 
aguda, estimula a hematopoese, entre outros. 
A IL-β, durante infecções graves, circula 
na corrente sanguínea junto com o TNF-α para 
gerar o comportamento doentio. 
 Desse modo, atua no cérebro, 
provocando febre, letargia, mal-estar e falta de 
apetite. Atua nos músculos mobilizando 
aminoáicos, provocando dor e fadiga. 
Estimula a liberação de CRH pela neuro-
hipófise, o que no final aumenta a produção de 
cortisol, o qual vai inibir a síntese de IL-1 e 
gerar hiperglicemia. Também aumenta a 
atividade dos osteoclastos e adipócitos, levando 
ao emagrecimento e a tendência de fraturas. 
Fator de Necrose Tumoral 
O TNF é um mediador da resposta 
inflamatória aguda a bactérias e outros 
microrganismos, podendo ser TNF-α ou TNF-β 
(linfotoxina). Sintetizado principalmente por 
macrófagos, mas monócitos, neutrófilos, 
células T e NK, após estimulação por LPS, 
também o sintetizam. 
O TNF-α desencadeia a liberação de 
quimiocinas e citocinas das células próximas e 
promove a adesão, migração, atração e ativação 
de leucócitos. Também aumenta a 
apresentação de antígenos e a ativação de 
linfócitos T. Aumenta a capacidade 
microbicida dos neutrófilos, os atraem para o 
sítio de lesão e aumenta sua adesão ao endotélio. 
Estimula a fagocitose por macrófagos e ativa 
mastócitos. Induz os macrófagos a aumentarem 
sua própria síntese junto com IL-1. Estimula a 
produção de outras citocinas, como IL-6. 
Um aumento local do TNF-α provoca os 
sinais clássicos de inflamação, estimula a adesão 
e produção de quimiocinas e ativa leucócitos. 
Em quantidades moderadas o TNF-α 
causa febre no cérebro, estimula a produção de 
proteínas de fase aguda no fígado e estimula a 
produção de leucócitos na medula óssea. 
Já em altas quantidades pode deprimir o 
débito cardíaco, induzir trombose microvascular 
e causar hipoglicemia, ou seja, leva ao choque 
séptico. 
Interleucina-6 
A IL-6 é produzida por macrófagos, 
linfócitos T, mastócitos, células dendríticas, 
células endoteliais vasculares, fibroblastos e 
outras células em resposta a endotoxinas, IL-1 e 
TNF-α. 
Ela induz a síntese de proteínas de fase 
aguda pelo fígado, estimula a produção de 
neutrófilos na medula óssea, estimula a 
diferenciação de linfócitos Th17, leva a febre, 
fadiga e depressão, atua na regulação do 
metabolismo, induz a formação de anticorpos 
pelas células B, entre outros. É o principal 
mediador do choque séptico e da inflamação. 
Citocinas e Inflamação 
As citocinas TNF, IL-1 e IL-6 possuem 
múltiplos efeitos na inflamação. 
TNF-1 e IL-6 induzem as células 
endoteliais a expressarem E-selectina e 
aumentarem sua expressão de ligantes para as 
integrinas leucocitárias. Com isso temos 
aumento na adesão de neutrófilos e monócitosàs células endoteliais. 
TNF, IL-1 e IL-6 produzidas em sítios 
inflamatórios em quantidades moderadas 
causam a febre e o aumento da produção de 
leucócitos na medula óssea. 
Como já citado, se a produção de TNF 
for extrema temos consequências patológicas, 
como menor débito cardíaco, formação de 
trombos e resistência a insulina pelos músculos 
esqueléticos, levando ao choque séptico. 
Ações das citocinas na inflamação 
Interleucina-2 
A IL-2 é produzida principalmente por 
células T CD4+, sendo um fator de 
crescimento, sobrevivência e diferenciação 
para os linfócitos T. Também é capaz de 
promover a proliferação e diferenciação das 
células NK, monócitos, macrófagos e 
oligodendrócitos. 
A afinidade da IL-2 aumenta conforme 
a apresentação de antígenos. Com a 
apresentação de antígenos, os linfócitos T 
começam a secretar IL-2 para agir de forma 
autócrina, aumentando ainda mais sua 
proliferação e diferenciação. 
Interleucina-12 
A IL-12 é secretada por células 
dendríticas e macrófagos, tendo a função de 
estimular a produção de IFN-γ por células T e 
NK e intensificar a citotoxicidade mediada 
pelas células T CD8+ e NK. Além disso, 
promove a diferenciação de células Th1. 
Vale ressaltar que o IFN-γ produzido 
pelas células NK ou pelas células T também 
estimulam a produção de IL-12, causando uma 
alça de feedback positivo. O IFN-γ também 
causa ativação de macrófagos. 
Células Th 
As células T CD4+ efetoras (ou células 
Th) são geradas nos órgãos linfoides 
secundários e transportadas aos sítios de 
infecção, onde auxiliam na eliminação de 
microrganismos. Elas trabalham secretando 
citocinas e ativando células. 
As três subpopulações principais de 
células T CD4+ efetoras são Th1, Th2 e Th17. 
Além disso temos Treg (reguladoras), as quais 
controlam as reações imunes. 
As características definidoras das 
subpopulações são as citocinas que estas 
produzem, seus fatores de transcrição e as 
citocinas que induzem sua diferenciação. 
Cada subpopulação produz citocinas 
que promovem seu próprio desenvolvimento e 
podem suprimir o desenvolvimento de outras 
subpopulações. 
Células Th1 
As células Th1 são produtoras de IFN-γ 
e induzidas por microrganismos intracelulares. 
São responsáveis pela defesa do hospedeiro 
mediada por fagócitos. 
Sua diferenciação é estimulada por IL-
12 e IFN-γ, sendo também estimulada por 
bactérias intracelulares e vírus. IFN-γ também 
inibe a diferenciação de Th2 e Th17. 
IFN-γ induz e ativa os fatores de 
transcrição T-bet ao ativar o fator STAT1. T-bet 
promove a produção de IFN-γ, levando a uma 
alça de amplificação positiva. Já IL-12 ativa o 
fator de transcrição STAT4. 
A principal função das células Th1 é 
ativar macrófagos para que estes ingiram e 
destruam os microrganismos. As células Th1 
ativam os macrófagos por meio de sinais 
mediados pelas interações CD40L-CD40 e pelo 
IFN-γ. Os macrófagos de “killing” (M1) são 
ativados pela via clássica. 
Desenvolvimento das células Th1 
O IFN-γ é a principal citocina ativadora 
de macrófagos, sendo produzida por células 
Th1, células NK e células T CD8+. Macrófagos 
ativados matam microrganismos por meio das 
ações do NO, enzimas lisossômicas e ROS. 
Ativação do macrófago por células Th1 
Ele também estimula a expressão de 
MHC nas células, atua nas células B 
promovendo a troca de isotipos para IgG e 
inibindo a troca para IgE. A troca para IgG 
favorece a opsonização. 
Além disso, ativa neutrófilos e promove 
atividade citotóxica das células NK. 
Indivíduos sem o IFN-γ são muito 
susceptíveis a infecções com microrganismos 
intracelulares. 
As células Th1 também podem produzir 
TNF, o qual recruta leucócitos e intensifica a 
inflamação e IL-2, promovendo o crescimento e 
diferenciação de outras células Th. 
Células Th2 
Os linfócitos Th2 são mediadores de 
defesa contra helmintos (por meio de 
eosinófilos e mastócitos), na imunidade 
humoral e são responsáveis pelo 
desenvolvimento de doenças alérgicas. 
Sua diferenciação ocorre em resposta a 
helmintos e alérgenos e pela citocina IL-4. 
Desenvolvimento das células Th2 
O IL-4 ativa o fator de transcrição 
STAT6, o qual induz a expressão do GATA-3. 
O GATA-3 estimula a produção das citocinas 
IL-4, IL-5, IL-10 e IL-13. 
As células Th2 estimulam as reações 
mediadas por IgE, mastócitos e eosinófilos para 
o combate contra helmintos. 
Funções da célula Th2 
A IL-4 é uma citocina indutora e efetora, 
sendo secretada por células Th2 e mastócitos. 
Ela estimula a troca de isotipo para IgE (o qual 
atua na defesa mediada por eosinófilos contra 
helmintos e atua nas reações alérgicas) e IgG, 
estimula o desenvolvimento das células Th2, 
contribui para a ativação alternativa dos 
macrófagos, inibe a ativação clássica de 
macrófagos, estimula o peristaltismo intestinal 
e o recrutamento de leucócitos. 
A ativação alternativa dos macrófagos 
produz macrófagos M2, responsáveis por 
terminar a inflamação e iniciar seu reparo pela 
cicatrização e angiogênese. 
A IL-5 é uma ativadora de eosinófilos 
e mastócitos, sendo produzida por células Th2 e 
células linfoides inatas. Os eosinófilos ativados 
podem liberar seus grânulos para a destruição 
dos helmintos e os mastócitos desgranulam para 
induzir reações alérgicas. 
A IL-10 é responsável por inativar 
macrófagos e estimular a proliferação, 
diferenciação e produção de anticorpos. 
A IL-13 tem como principal função a 
produção de muco no intestino e nas vias 
aéreas, bloqueando a entrada e promovendo a 
expulsão de microrganismos. 
Células Th17 
Os linfócitos Th17 são responsáveis pelo 
recrutamento de neutrófilos e monócitos para 
o sítio de infecção, promovendo a destruição de 
fungos e bactérias extracelulares. Produz 
principalmente IL-17 e IL-22. 
Sua diferenciação ocorre em resposta a 
IL-6 e TGF-β. 
Desenvolvimento de células Th17 
TGF-β e IL-6 atuam em conjunto para 
produzir o fator de transcrição RORγt. IL-6 
ativa o fator STAT3 que atua com RORγt para 
dirigir a resposta de Th17. 
O IL-17 induz a inflamação rica em 
neutrófilos, estimulando a produção de 
quimiocinas que recrutam neutrófilos e 
monócitos. Também aumenta a produção de G-
CSF (fator estimulador de colônia de 
granulócitos) e estimula a produção de 
substâncias antimicrobianas pelo epitélio. 
O IL-22 é produzido por células Th17, 
células NK e células linfoides inatas, tendo a 
função de manter a integridade epitelial, 
estimulando as reações de reparo e induzindo a 
produção de peptídeos antimicrobianos. 
Portanto, a função de Th17 é destruir 
bactérias e fungos extracelulares pela 
inflamação neutrofílica e manter a integridade 
das barreiras epiteliais. 
Funções das células Th17 
Células Treg 
As células Treg são responsáveis por 
suprimir as respostas imunes e manter a 
autotolerância. 
As Tregs são geradas no timo ou em 
órgãos linfoides secundários. No timo, o 
desenvolvimento das Tregs é um dos destinos 
das células T comprometidas com o 
reconhecimento de autoantígenos, sendo 
chamadas de Tregs tímicas ou naturais. 
Células Tregs 
Nos órgãos linfoides secundários, se 
desenvolvem a partir de linfócitos T CD4+ naive 
por ação do TGF-β, sendo chamadas de Tregs 
periféricas ou induzidas. Elas podem ser 
específicas para autoantígenos ou antígenos 
estranhos. O TGF-β estimula a expressão do 
fator de transcrição FoxP3. 
Vale ressaltar que a sobrevivência e a 
competência funcional das Tregs são 
dependentes da citocina IL-2. 
As células Treg suprimem as respostas 
imunológicas na indução da ativação das 
células T e na fase efetora dessas respostas. 
Podem também suprimir a ativação de células B 
e inibir a proliferação de células NK. 
Elas produzem IL-10 e TGF-β 
(citocinas imunossupressoras) e consomem IL-
2 (privando outras populações desse fator de 
crescimento). Além disso impedem que APCs 
estimulem linfócitos T ao ligarem o CTLA-4às 
moléculas B6 das APCs, inibindo 
competitivamente a coestimulação mediada por 
CD28. 
O TGF-β é produzido por Tregs, 
macrófagos e outros tipos celulares. Ele é 
sintetizado como um precursor inativo que é 
clivado no complexo de Golgi. 
Ele inibe a proliferação e as funções 
efetoras das células T, a ativação clássica dos 
macrófagos e suprime a ativação de neutrófilos 
e células endoteliais. Também pode inibir o 
desenvolvimento de células Th1 e Th2, 
estimular a produção de IgA e promover o 
reparo tecidual após a inflamação. 
A IL-10 é um inibidor de macrófagos e 
DCs produzido por macrófagos, DCs, Tregs, 
células Th2 e alguns linfócitos B. 
Ela inibe a produção de IL-12 por DCs 
e macrófagos, inibindo assim a produção de 
IFN-γ e de células Th1. Além disso, inibe a 
expressão de coestimuladores e de moléculas 
de MHC classe II nas APCs.