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Tutorial Agressão – Problema 03 – 16/08/2021 Objetivo 01) Descrever o processamento de antígenos pelas vias de MHC classes 01 e 02. ANTÍGENOS RECONHECIDOS PELOS LINFÓCITOS T A maioria dos linfócitos T reconhece os antígenos peptídicos que estão ligados e que são apresentados pelas moléculas do MHC das Células Apresentadoras de Antígenos (CAA ou APC). O MHG é um locus genético cujos produtos proteicos funcionam como moléculas apresentadoras de peptídeos do sistema imune. Em todo indivíduo, diferentes clones das células TCD4+ e CD8+ T podem ver peptídeos apenas quando estes são apresentados por moléculas do MHC no indivíduo. Essa propriedade é chamada restrição ao MHC. O receptor de CT reconhece alguns resíduos de aminoácidos do antígeno peptídico e ao mesmo tempo reconhece os resíduos moleculares de MHC que apresenta o peptídeo. As células que capturam antígenos microbianos e os apresenta para o reconhecimento pelos linfócitos T são chamadas de APC. Os linfócitos T imaturos devem ver antígenos proteicos apresentados por células dendríticas para iniciar a expansão clonal e a diferenciação das células T em células efetoras e de memória. Por isso, células dendríticas são as APC mais eficientes e especializadas, tanto que são chamadas de APC profissionais. As células efetoras diferenciadas novamente precisam ver os antígenos para ativar suas funções efetoras das células T, tanto na resposta imune humoral como na celular. CAPTURA DE ANTÍGENOS PROTEICOS PELAS CÉLULAS APRESENTADORAS DE ANTÍGENOS Os antígenos proteicos de microrganismos que entram no corpo são capturados principalmente por células dendríticas e concentrados nos órgãos linfoides periféricos, nos quais são iniciadas as respostas imunes. Os microrganismos entram pela pele (contato), pelo sistema gastrointestinal (ingestão) e pelas vias respiratórias (inalação), comumente. Alguns podem entrar pela corrente sanguínea por meio de vetores. Os antígenos microbianos podem também ser produzidos por células já infectadas. Dada a vastidão de barreiras físicas epiteliais e também ao grande volume de sangue, os linfócitos não conseguem patrulhar todos os locais para busca de invasores. Para resolver tal problema, o Engenheiro Celestial fez com que os antígenos fossem concentrados em locais específicos para serem combatidos. Esses locais são os órgãos linfoides, através dos quais os linfócitos recirculam. Esse processo envolve reconhecimento, captura, ativação de células dendríticas, migração das APC para os gânglios e apresentação de antígenos para as células T. O corpo é revestido por epitélio contínuo que atua como barreira física às infecções. Tecidos epiteliais e subepiteliais contêm vasta rede de células dendríticas, que também estão presentes nas áreas ricas em linfócitos T. Células dendríticas se distribuem em duas populações: a clássica e a plasmocitoide, que diferem na sua localização e respostas. A maioria das células dendríticas epidermais pertence ao subconjunto clássico. As plasmocitoides estão presentes no sangue e tecidos; são fonte principal de interferonas tipo I em respostas inatas para infecções virais. As células dendríticas usam receptores de membrana para se ligar aos microrganismos e fagocitá-los. Concomitante a isso, os produtos desses antígenos estimulam reações inatas por ligação a receptores toll nas células dendríticas, epiteliais e macrófagos. Isso resulta na produção de citocinas inflamatórias, tais como TNF e IL-1. Essa combinação de fatores resulta em várias alterações fenotípicas, migratórias e funcionais. Após ativação, CD perdem sua adesividade ao epitélio e secretam quimiocinas. Essas direcionam CD para fora do epitélio através dos vasos linfáticos para linfonodos de drenagem correspondentes ao epitélio. Esse processo amadurece as CD, já que é refletida no aumento da síntese e expressão estáveis de moléculas do MHC e dos coestimuladores, o que garante a habilidade de estimular linfócitos T. ESTRUTURA E FUNÇÃO DAS MOLÉCULAS DO MHC São proteínas de membrana nas APC que apresentam antígenos peptídicos para reconhecimento pelos linfócitos T. O papel fisiológico das moléculas de MHC é a apresentação de peptídeos derivados de antígenos proteicos microbianos aos linfócitos T específicos para o antígeno como um primeiro passo nas respostas imunes mediadas por essas células. A coleção de genes que compõe o locus do MHC é encontrada em todos os mamíferos e inclui genes codificadores dessas moléculas e proteínas. As proteínas do MHC humano são chamadas de antígenos leucocitários humanos (HLA). O locus contém dois conjuntos de genes altamente polimórficos, chamados genes do MHC de classes I e II, que apresentam os peptídeos para as células T. Tamanhos de genes e de segmentos de DNA intervenientes não estão em escala. Os loci de classe II são mostrados como blocos individuais, mas cada um é constituído por pelo menos dois genes que codifica as cadeias α e β, respectivamente. Os produtos de alguns dos genes (DM, componentes de proteassoma, TAP) estão envolvidos no processamento de antígeno. O locus do MHC também contém genes que codificam outras moléculas além das moléculas de apresentação de peptídeos, incluindo algumas proteínas do complemento e citocinas; esta região é eventualmente chamada de “classe III do MHC”. Além disso, existem vários genes tipo classe I e os pseudogenes (não mostrado). LT, linfotoxina; TAP, transportador associado com processamento de antígenos; TNF, fator de necrose tumoral. ESTRUTURA DAS MOLÉCULAS DE MHC São proteínas de membrana com fenda de ligação de peptídeos na porção aminoterminal. MOLÉCULAS MHC CLASSE I Cada molécula desse tipo é constituída por uma cadeia alfa associada de forma não covalente a uma proteína chamada beta2-microglobulina. A cadeia alfa consiste em três domínios extracelulares, seguida de três domínios pequenos transmembranares e citoplasmáticos. → Os domínios aminoterminais alfa1 e alfa2 da cadeia alfa da molécula formam uma fenda de ligação ao peptídeo capaz de acomodar os que tem de 8 a 9 aminoácidos. → As paredes de fenda são o local onde ocorre a ligação do peptídeo e também apresentação ao linfócito T. → Os resíduos polimórficos estão localizados nos domínios alfa 1 e 2 da cadeia alfa. → O domínio alfa3 é invariante e contém sítio que se liga ao correceptor de célula TCD8, mas não CD4. → A ativação de células T requer o reconhecimento do antígeno peptídico associado ao MHC pelo TCR e reconhecimento simultâneo da molécula do MHC classe I, as moléculas do MHC pelo correceptor. → As células TCD8+ podem somente responder aos peptídeos apresentados pelas moléculas de MHC I, às quais o correceptor de CD8 se liga. MOLÉCULAS MHC CLASSE II Cada molécula de MHC de classe II consiste em duas correntes transmembranares, chamadas alfa e beta. Cada cadeia tem dois domínios extracelulares, seguidas pelas regiões transmembranar e citoplasmática. → As regiões aminoterminais de ambas cadeias, chamadas de domínios alfa 1 e 2, contêm resíduos polimórficos e formam uma fenda grande o suficiente para acomodar peptídeos de 10 a 30 resíduos. → Os domínios de alfa 1 e 2 não polimórficos contêm o local de ligação para o correceptor de células TCD4. → Uma vez que CD4 liga às moléculas do MHC classe II, mas não de classe I, as moléculas T CD4+ podem apenas responder aos peptídeos apresentados pelas moléculas de classe II. PROPRIEDADES DE GENES E PROTEÍNAS DO MHC Os genes são altamente polimórficos Isso significa que todos possuem muitos alelos diferentes. O polimorfismo de genes MHC é tão grande que quaisquer dois indivíduos não consanguíneos em uma população são extremamente improváveispara ter exatamente os mesmos genes e moléculas do MHC. Essas variantes polimórficas são herdadas, não geradas de novo. O polimorfismo MHC assegura que uma população será capaz de lidar com a diversidade de microrganismos e pelo menos alguns indivíduos serão capazes de montar respostas imunes eficazes a eles. Os genes do MHC estão expressos codominantemente Isso significa que os alelos herdados de ambos os pais são expressos de forma igual! A herança codominante maximiza o número de genes HLA e as proteínas presentes em cada indivíduo permite que este apresente um grande número de peptídeos. As moléculas de classe I são expressas em todas as células nucleadas, mas as moléculas de classe II são expressas principalmente em células dendríticas, macrófagos e linfócitos B. As moléculas classe II também são expressas nas células epiteliais do timo e no endotélio, e podem ser induzidas em outros tipos de células pela interferona-gama. PEPTÍDEO DE LIGAÇÃO A MOLÉCULAS DE MHC As proteínas extracelulares internalizadas por APC especializadas são processadas em endossomos e lisossomos tardios e apresentadas pelas moléculas de MCH CII, enquanto as proteínas no citosol de qualquer célula nucleada são transformadas em estruturas proteolíticas chamadas proteassomas e apresentadas pelas moléculas de MHC CI. A segregação das vias processadoras de antígenos também garante que diferentes classes de linfócitos T reconheçam antígenos de diferentes compartimentos. PROCESSAMENTO DE ANTÍGENOS INTERNALIZADOS PARA APRESENTAÇÃO PELAS MOLÉCULAS DO MHC CII Internalização e digestão de antígenos As células dendríticas e macrófagos podem ingerir microrganismos por endocitose mediada por receptores. Os microrganismos podem se ligar a receptores específicos para produtos microbianos ou aos receptores que reconhecem anticorpos ou produtos de ativação do Complemento (opsoninas). Após internalização, a proteínas microbianas entram nos endossomos que se fundirão aos lisossomos. Ali serão digeridas e reduzidas a peptídeos. É a fagocitose seguida de digestão e degradação. A ligação de peptídeos a moléculas de MHC Os peptídeos ligam-se às moléculas de MHC recém-sintetizadas nas vesículas. As APC expressando MHC CII sintetizam essas moléculas MHC no RE. Cada molécula recém-sintetizada de classe II carrega com ela uma proteína ligada chamada cadeia invariante que se liga à fenda de uma molécula de classe II. Assim, a fenda molecular recém-sintetizada é ocupada e impedida de aceitar peptídeos do RE que se destinam a ligar-se em moléculas de MHC CI. Tá, o que isso quer dizer? A APC sintetiza MHC que vai se ligar aos peptídeos recém-degradados nos lisossomos. Isso forma a cadeia invariante, que se liga à fenda de uma molécula de classe II recém-sintetizada para que outros peptídeos não se liguem ao complexo. Quando chega ao fagossomo, essa cadeia invariante é degradada, dando espaço aos peptídeos extracelulares degradados. Transporte de complexos peptídeo-MHC para a superfície celular O carregamento de peptídeos estabiliza as moléculas de MHC CII, que são exportadas à superfície celular. Essa associação garante a estabilidade do complexo para que ele chegue à superfície e possa fazer a sinalização antigênica. Se isso não ocorrer, o complexo é degradado. Isso garante o potencial de estímulo a respostas imunológicas! PROCESSAMENTO DOS ANTÍGENOS CITOSÓLICOS PARA EXIBIÇÃO PELAS MOLÉCULAS DO MHC CI Proteólise de proteínas citosólicas Proteínas antigênicas produzidas por vírus no citosol, proteínas que extravasaram do fagossomo, proteínas citosólicas próprias e proteínas nucleares mal enoveladas são alvo de destruição por proteólise pela via ubiquitina-protessoma. As proteínas são desdobradas, marcadas e encaixadas no complexo de proteassoma, composto por anéis empilhados de enzimas proteolíticas. As proteínas desdobradas são degradadas. Como resultado, essas células tornam-se muito eficazes em clivar proteínas citosólicas, de maneira tal que permitem a perfeita adesão dos peptídeos recém-formados às moléculas de MHC CI. Ligação de peptídeos para moléculas de classe I do MHC Para formar o complexo peptídeo-MHC, os peptídeos precisam ser transportados para dentro do retículo endoplasmático. Essa função de transporte é fornecida pela molécula transportador associado com processamento de antígenos (TAP). TAP liga os peptídeos gerados pelo proteassoma no lado citosólico da membrana do RE, e os bombeia ativamente para dentro dele. Assim que eles entram, já se associam a moléculas do MHC CI vazias. Transporte de complexos peptídeo-MHC na superfície da célula É liberado com auxílio da TAP e segue em direção à superfície celular. APRESENTAÇÃO CRUZADA DOS ANTÍGENOS INTERNALIZADOS PARA CÉLULAS T CD8+ Um subconjunto de células dendríticas clássicas têm a capacidade de ingerir células hospedeiras infectadas, células tumorais mortas, microrganismos e antígenos microbianos e tumorais e transportar os antígenos digeridos ao citosol para serem processados pelo proteassoma. Os peptídeos ali formados entram no RE, se associam a MHC CI que apresentam os antígenos às células T CD8+. Essa é a apresentação cruzada, que indica que um tipo celular pode apresentar os antígenos de células infectadas ou senescentes ou ainda fragmentos dessas células e ativar os T CD8+. IMPORTÂNCIA FISIOLÓGICA DA APRESENTAÇÃO DE ANTÍGENOS ASSOCIADA AO MHC Esta função de vias de processamento e antígenos associados ao MHC é importante porque os receptores de antígenos das células T não podem distinguir entre os microrganismos extracelulares e intracelulares. Objetivo 02) Descrever a ativação dos linfócitos T (B7/CD28 e CD40/CD40L) ETAPAS DAS RESPOSTAS DAS CÉLULAS T Os linfócitos T imaturos reconhecem antígenos nos órgãos linfoides periféricos (secundário), o que inicia a proliferação das células T e a diferenciação delas em células efetoras e de memória, e as células efetoras realizam suas funções quando são ativadas pelos mesmos antígenos em tecidos periféricos e órgãos linfoides. As respostas dos linfócitos T imaturos aos antígenos microbianos associados à célula consistem em uma série de etapas sequenciais que resultam no aumento do número de células T antígeno-específicas e na conversão de células T imaturas em células efetoras e células de memória. O processo Secreção de citocinas a aumento de expressão de receptores. Proliferação de CT mediada por citocina – expansão clonal! Diferenciação dos linfócitos: CT imatura → CT efetora, que elimina microrganismos. CT efetoras podem sair ou ficar nos órgãos linfoides: • As que saem, combatem a inflamação no sítio inflamatório; • As que ficam, combatem os antígenos ali presentes e estimulam linfócitos B. Algumas das progênies que se proliferam em resposta antigênica se desenvolvem em células T de memória. À medida que as células T efetoras eliminam o antígeno, sua biossíntese também é interrompida, o que traz o estado de repouso imunológico de volta. Células imaturas e efetoras possuem características diferentes de circulação e migração. Antígeno chega ao linfonodo. Lá tem célula T imatura. Antígenos são processados por MHC. Após reconhecimento antigênico pelo linfócito T, começa a ativação dele. Após isso, as células podem deixar o órgão linfoide e se dirigir ao sítio de inflamação. DIFERENCIAÇÃO DE CÉLULAS T IMATURAS EM EFETORAS Uma parte da progênie das células T que proliferaram após terem sido estimuladas por um antígeno diferencia- se em células efetoras, cuja função é erradicar as infecções. Esse processo de diferenciação resulta de alterações na expressão de genes, tal como a ativação de genes que codificam citocinas (nas célulasT CD4+) ou proteínas citotóxicas (nos CTL de CD8+). A diferenciação começa junto com a expansão clonal, e as células efetoras diferenciadas surgem dentro de 3 ou 4 dias após a exposição aos microrganismos. Células efetoras da linhagem CD4+ adquirem a capacidade de produzir diferentes grupos de citocinas. Os subgrupos dessas células T que são distinguidas por seus perfis de citocinas são denominadas Th1, Th2, e Th17 (Fig. 5-13). Muitas dessas células deixam os órgãos linfoides periféricos e migram para o local da infecção, onde as citocinas dessas células recrutam outros leucócitos que destroem o agente infeccioso. O desenvolvimento e funções dessas células efetoras são descritos no Capítulo 6, quando será discutido imunidade mediada por célula. Outras células T diferenciadas permanecem nos órgãos linfáticos e migram para dentro de folículos linfoides, onde essas células ajudam linfócitos B a produzir anticorpos (Cap. 7). As células efetoras da linhagem CD8+ adquirem a habilidade de matar células infectadas; o desenvolvimento e as funções dessas células estão descritos no capítulo 6. ATIVAÇÃO DE FAGÓCITOS E LINFÓCITOS B Ligante CD40 – ALTAMENTE RELACIONADO COM O FATOR DE NECROSE TUMORAL. CD40L é transcrito em resposta ao reconhecimento do antígeno e à coestimulação. Resultado: expressão do CD40L na superfície das células Th. CD40L é o receptor de membrana dos linfócitos T que vão à corrente sanguínea. CD40 é a proteína presente na superfície de macrófagos, células dendríticas e linfócitos B. A união dos dois ativa essas células e garante a expressão de oestimuladores e secreção de citocinas, que formam um mecanismo de retroalimentação positiva para ativação das células T induzidas. Objetivo 03) Explicar a função dos diferentes efetores dos linfócitos T. CÉLULAS TH2 Células Th2 são induzidas em infecções causadas por helmintos e promovem a destruição deles mediada por IgE, mastócitos e eosinófilos. Helminto é grande pra caralho! Não dá pra fagocitar. Quando há encontro de Th2 e Tfh com os helmintos, secretam citocinas que mediam o processo de imunidade. IL-4 estimula produção de IgE para revestimento dos helmintos. Eosinófilos usam receptores Fc para ligar-se a IgE e são ativados por IL-5. Eosinófilos ativados liberam o conteúdo enzimático dos grânulos para combater o helminto. IL-13 estimula peristalse para expulsão desse verme. Citocinas Th2 inibem a ativação clássica de macrófagos e estimulam a via alternativa. Essa via garante aos macrófagos poder de desempenhar papel no reparo de tecidos após lesão e podem contribuir para fibroses em uma variedade de doenças. São chamados de macrófagos M2. DESENVOLVIMENTO DE CÉLULAS TH2 Linfócitos T CD4+ são estimulados por IL-4, que pode ser produzida nos mastócitos e células T próprias do sítio de infecção helmíntica. A combinação entre antígeno e IL-4 ativa fatores de transcrição GATA-3 e STAT6, que promovem a diferenciação, e amplificam a sua resposta por mais secreção de IL-4. Artigo: Contagem de linfócitos TCD4 + e carga viral em pacientes HIV+ de um laboratório de referência, Hildegard da Costa Souza et al., Revista Brasileira Militar de Ciências. Para o diagnóstico da infecção do HIV, são utilizados testes sorológicos e moleculares. Dentre eles, tem-se o padrão ouro, que consiste em imunoensaio (IE), comumente, de quarta geração, https://jigsaw.minhabiblioteca.com.br/books/9788595151369/epub/OEBPS/Text/chapter05.xhtml?favre=brett#f0070 https://jigsaw.minhabiblioteca.com.br/books/9788595151369/epub/OEBPS/Text/chapter06.xhtml#c0030 https://jigsaw.minhabiblioteca.com.br/books/9788595151369/epub/OEBPS/Text/chapter07.xhtml#c0035 para triagem e teste confirmatório Western Blot (WB)6. Já a AIDS, que é resultante do estado avançado da infecção, diagnóstica pela quantificação, numérica e percentual, de linfócitos T CD4+, já que a segunda sofre menor alteração de seus valores. A quantificação dos linfócitos T CD4+ é obtida por volume de sangue e os valores abaixo de 500 células/mm³, ou inferiores a 24%, são considerados alterados. Paciente com contagem de células abaixo de 200 células/mm³ estão suscetíveis a doenças oportunistas, como pneumocistose e a toxoplasmose. Em pacientes HIV+, cerca de 85,7% apresenta contagem de linfócito T CD4+ reduzido. Pacientes portadores de HIV com contagem de LT CD4+ abaixo de 200 células/mm3 estão suscetíveis a Histoplasmose disseminada e coccidioidomicose. Abaixo de 100, as chances de desenvolver toxoplasmose e criptococose são altas, e geralmente fatais. Paciente do relato apresentava 26,8 células/mm3, desenvolveu meningite criptocócica e evoluiu a óbito por morte cerebral. HIV avançado: altas contagens de RNA viral e queda de linfócitos T CD4+. Artigo: Avaliação da imunidade celular do CD4 no combate ao vírus do HIV, Jéssica Silveira Rodrigues, Leonardo Campos Fonseca, Thalyson Abbés e Namen Cruz De Almeida, Revita Saúde em Foco, 2018. A Síndrome da Imunodeficiência Humana (HIV) é causada por um retrovírus, que tem como diferença a neutralização do sistema imunológico deixando- o assim a carga viral. Esse processo de neutralização acontece pelo fato de que quando o HIV atinge a corrente sanguínea ela tem inicialmente um tropismo por um glóbulo branco especifico, que são os linfócitos do tipo CD4. O vírus tente a dominar e eliminar o CD4, esse processo acontece através de uma modificação genética no núcleo celular. Após esse acontecimento o HIV é livre para percorrer a corrente sanguínea sem ser percebida como uma ameaça ao corpo humano Artigo: Autoantigens in rheumatoid arthritis and the potential for antigen-specific tolerising immunotherapy, Hendrik J Nel, Vivianne Malmström, David C Wraith, Ranjeny Thomas, The Lancet Rheumathology, 2020. Em contraste, o receptor de células T não muda uma vez formado, mas um único receptor de célula T tem o potencial para reconhecer epítopos múltiplos com afinidade variável. 1,2Além disso, as células T CD4 + controlam a função de outras braços da resposta imune adaptativa, incluindo células B, células dendríticas, e células T citotóxicas CD8 +, bem como macrófago media tores de inflamação imune inata. Por esta razão, e o fato de que a maioria das células T reguladoras (Treg) são derivadas de células CD4 +, este braço do sistema imunológico tem a maior responsabilidade pela autotolerância periférica. Portanto, neste artigo da série, enfocaremos a maior parte dos nossa atenção nas estratégias de tolerância de células T CD4 +, porque o receptor de células B adaptável é um pouco menos atraente alvo ativo para tolerância específica ao antígeno do que o estático Receptor de células T.