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TÓPICOS INTEGRADORES I - FARMÁCIA UNIDADE III 2 Todos os direitos reservados. Nenhuma parte deste material poderá ser reproduzida ou transmitida de qualquer modo ou por qualquer outro meio, eletrônico ou mecânico, incluindo fotocópia, gravação ou qualquer outro tipo de sistema de armazenamento e transmissão de informação, sem prévia autorização, por escrito, do Grupo Ser Educacional. Edição, revisão e diagramação: Equipe de Desenvolvimento de Material Didático EaD _______________________________________________________________________ Gonçales, Juliana Prado. Tópicos Integradores I - Farmácia: Unidade 3 - Recife: Grupo Ser Educacional, 2020. _______________________________________________________________________ Grupo Ser Educacional Rua Treze de Maio, 254 - Santo Amaro CEP: 50100-160, Recife - PE PABX: (81) 3413-4611 3 SUMÁRIO PARA INÍCIO DE CONVERSA ...................................................................................... 4 IMUNOLOGIA: ONDE TUDO COMEÇOU... ................................................................. 5 PROPRIEDADES GERAIS DAS RESPOSTAS IMUNES ............................................ 6 IMUNIDADE INATA ....................................................................................................... 8 SISTEMA COMPLEMENTO ........................................................................................ 14 ANTÍGENOS E ANTICORPOS ...................................................................................... 16 COMPLEXO PRINCIPAL DE HISTOCOMPATIBILIDADE – MHC ............................. 20 4 TÓPICOS INTEGRADORES I - FARMÁCIA UNIDADE 3 PARA INÍCIO DE CONVERSA Olá aluno (a). Seja muito bem-vindo (a) a terceira unidade da disciplina de Tópicos Integradores I - Farmácia. Como dito anteriormente, essa disciplina busca abordar os aspectos gerais e específicos das respostas imunes, como também, os aspectos genéticos associados às respostas imunológicas (Imunogenética). Dentre os assuntos já vistos, é importante destacar nossa abordagem sobre os aspectos gerais das respostas imunes, suas principais características e a imunidade inata e adaptativa. Isso porque o estudo das respostas imunes possibilita um conhecimento sobre a interação antígeno e anticorpos e as respostas contra as doenças. Para maximizar o conhecimento e consultar alguns conceitos já adquiridos em disciplinas anteriores, recomendo consultar o Livro-texto da disciplina de Genética Humana e o de Microbiologia e Imunologia. Bons estudos! ORIENTAÇÕES DA DISCIPLINA Esse Guia de Estudo irá abordar aspectos não estudados anteriormente e, por esse motivo, é importante que você acesse os materiais adicionais, bem como, consulte a bibliografia indicada. Não se esqueça de que, no ensino a distância, você é gestor do seu progresso acadêmico, o que é fundamental para que você consiga adquirir o conhecimento necessário para se tornar um excelente profissional. Por esse motivo, organize seu tempo de estudo de acordo com sua disponibilidade e dificuldade. Vamos lá! PALAVRAS DO PROFESSOR Querido (a) aluno (a), não se esqueça de que esta disciplina terá atividades avaliativas e, consequentemente, você deverá estudar com atenção todo o conteúdo para estar seguro (a) no decorrer de toda a disciplina e, assim, poder realizar as referidas atividades com segurança. Vamos dar início a nossa terceia unidade. Preparado (a)? Espero que essa jornada pela imunologia seja instrutiva para você. Vamos voltar para o século XVIII, onde tudo começou... 5 IMUNOLOGIA: ONDE TUDO COMEÇOU... Para darmos início aos nossos estudos, é importante que você esteja ciente de que o estudo da imunologia é algo relativamente novo. Essa ciência começou a ser estudada por Edward Jenner, ao final do século XVIII, através de um estudo observacional, como era bem comum na época. O pesquisador observou que as mulheres que tinham contato com a varíola bovina não vinham a óbito ao contrair a varíola humana. Fonte: Institutojenner.pt - http://sereduc.com/HwUMeN Após a realização de experimentos com inoculação da varíola bovina em humanos, Jenner, descobriu o processo de imunização/sensibilização. Entretanto, Jenner não possuía qualquer conhecimento sobre os agentes infeciosos, como causariam as doenças e sobre o sistema imunológico. No século XIX, Robert Koch, obteve êxito em provar cientificamente que as doenças infecciosas eram causadas por organismos patogênicos, anteriormente, a causa das doenças tinha fundamento em crenças religiosas. As descobertas, de Koch e de outros grandes microbiologistas, permitiram que fosse possível expandir o pensamento de Jenner (vacinação) para outras patologias. O pai da microbiologia, Louis Pasteur, em 1880, desenvolveu vacinas contra cólera aviária e a raiva. Demorou cerca de 200 anos, desde a descoberta de Jenner, para que a ciência da imunologia surgisse. A partir desses estudos, outros pesquisadores iniciaram investigações para explicar os mecanismos das respostas imunes. http://sereduc.com/HwUMeN 6 Imagem 01 - Robert Koch Imagem 02 - Louis Pasteur Fonte: http://sereduc.com/Bx5IPX http://sereduc.com/4pr9WE VOCÊ SABIA? Edward Jenner demonstrou que a inoculação da varíola bovina poderia proteger contra a varíola humana, desenvolvendo assim o primeiro processo de vacinação conhecido pela humanidade. Apesar do sucesso em seus experimentos, o processo de vacinação contra a varíola demorou quase 200 anos para se tornar universal. Entretanto, devido às pesquisas de Jenner, apenas em 1979 foi possível que a Organização Mundial de Saúde anunciasse a erradicação da varíola, sendo este anúncio uma das maiores conquistas da medicina moderna. Assim, Edward Jenner ficou conhecido como o “pai da vacina”. PROPRIEDADES GERAIS DAS RESPOSTAS IMUNES O sistema imunológico tem como função primordial a defesa contra microrganismos infecciosos, porém, partículas não infecciosas podem estimular o sistema imunológico, gerando uma resposta imunológica. Partindo desse princípio, podemos definir a resposta imune como reação a macromoléculas e pequenos ??? http://sereduc.com/Bx5IPX 7 agentes químicos que são reconhecidos como estranhos pelo sistema imunológico. Fique atento (a), pois diversos mecanismos estão envolvidos no desenvolvimento dessas respostas. A resposta imunológica é dividida em resposta inata e adaptativa, tendo cada uma suas características e importância. A imunidade natural, também, conhecida como imunidade inata, é a primeira resposta a ser desenvolvida e está preparada para responder rapidamente a infecções, entretanto, sua resposta não possui especificidade contra antígenos (partículas estranhas) específicos, sendo assim, os mecanismos de resposta estão associados às especificidades de estruturas comuns para diversos grupos de microrganismos. Diversos componentes fazem parte da resposta inata, tais como: barreiras físicas e químicas; neutrófilos, macrófagos, células dendríticas, células natural killer (células assassinas naturais); e proteínas presentes no sangue, como componentes do sistema complemento e medicadores inflamatórios. Com o desenvolvimento da resposta contra a infecção, uma segunda resposta imune é iniciada. Essa resposta é denominada de imunidade adaptativa, tendo a capacidade de reconhecer e responder a diversas partículas microbianas e não microbianas. Dentre as diversas características desse tipo de resposta, duas se destacam, a especificidade por decorrência da capacidade de conseguir reconhecer diferentes partículas e a memória, uma das características mais conhecidas do sistema imunológico. Assim como na imunidade inata, a adaptativa tem componentes exclusivos, tais como: os linfócitos e seus produtos (principalmente anticorpos). Fonte: Abbas et al., 2012 As respostas imunes adaptativas apresentam características específicase importantes, essas características refletem nas propriedades dos linfócitos que são responsáveis por mediar esse tipo de resposta. São elas: 1. Diversidade e especificidade: capacidade de reconhecer diferentes moléculas, denominadas de antígenos. Diferentes partes desses antígenos são reconhecidos pelos linfócitos (clones), cada um com capacidade de reconhecer diferentes antígenos. Essa capacidade de reconhecer uma 8 diversidade de antígenos, ocorre devido a variabilidade nos sítios de ligação entre o receptor da célula e o antígeno. 2. Memória: cada vez que nos expomos ao mesmo antígeno estranho, aumentamos nossa capacidade de responder a ele, ou seja, após uma segunda exposição, a determinado antígeno, as respostas tendem a ser mais rápidas e efetivas. Isso ocorre devido às células de memória de vida longa responderem mais rapidamente a um antígeno conhecido, devido a produção de anticorpos. 3. Expansão clonal: após os antígenos serem reconhecidos por linfócitos (clone), essas células se proliferam para gerarem uma resposta. Esse termo é utilizado quando ocorre aumento no número das células capazes de reconhecerem determinado antígeno devido à especificidade do seu receptor. 4. Contração e homeostasia: após uma resposta imunológica, é necessário retornar ao estado basal ou estado de homeostasia. O processo ocorre devido à ausência do antígeno que é necessário para estimular a sobrevivência dos linfócitos, sendo esse mecanismo denominado de contração. A contração acarreta na apoptose dos linfócitos que participaram da resposta imune, entretanto, esse mecanismo não ocorre nas células de memória, que ficam armazenadas para responder mais efetivamente após uma segunda exposição. 5. Especialização: capacidade de responder, de maneira diferente, a diferentes microrganismos, permitindo maximizar a efetividade da resposta. Então, diferentes doenças, mesmo causadas pelo mesmo grupo de microrganismos, terão respostas imunológicas diferentes para garantir a sobrevivência do hospedeiro. 6. Não reagir ao próprio: uma característica marcante da resposta imune é a de reconhecer somente antígenos estranhos não próprios, ou seja, aqueles antígenos que não fazem parte do indivíduo. Essa capacidade de não responder ao próprio é também denominada de tolerância, entretanto, existem casos em que o indivíduo reage ao próprio ocasionando doenças especificas, denominadas de doenças autoimunes. GUARDE ESSA IDEIA! Os camundongos knockout são animais modificados geneticamente. Ocorre a desativação de determinados genes (knocked out) permitindo, assim, estudos específicos sobre determinados componentes do sistema imunológico. Essa técnica de nocaute gênico permite que sejam criados camundongos deficientes na produção de determinadas moléculas. IMUNIDADE INATA É importante destacarmos que os microrganismos que entram em contato com um indivíduo causam doença perceptível ou sintomática, apenas ocasionalmente. De modo geral, ao entrar em contato, esses microrganismos são detectados e destruídos em um intervalo curto de tempo. Os mecanismos responsáveis pela destruição rápida de certos tipos de microrganismo são denominados de imunidade inata. Assim, vamos agora abordar um pouco sobre os mecanismos que participam desse tipo de resposta imunológica. O tema é indispensável para o seu aprendizado e para o entendimento deste material. 9 Por isso, é importante que você saiba que os mecanismos da imunidade inata são ativados imediatamente após o encontro com o agente infeccioso (antígeno) e, caso o agente seja eliminado, esses mecanismos voltam a níveis basais. Entretanto, alguns microrganismos conseguem superar a imunidade inata e, quando isso ocorre, a imunidade adaptativa é ativada, sendo que a principal função da resposta inata é a de manter os microrganismos patogênicos controlados para que ocorra a ativação da imunidade adaptativa, que ocorre de maneira mais lenta quando comparado com a inata. Um ponto importante da imunidade inata é que esse tipo de resposta não consegue gerar memória imunológica. As barreiras epiteliais formam uma barreira física entre o microrganismo e o hospedeiro, a perda a integridade das camadas epiteliais por trauma ou outras razões deixam o indivíduo susceptível a infecções. As células epiteliais que compõem essa barreira formam junções próximas, bloqueando a passagem do agente infeccioso entre as células. A presença da queratina produzida pelos queratinócitos impede a penetração nas camadas mais profundas da epiderme, enquanto que o muco produzido pelas células respiratórias, gastrointestinais e urogenitais dificultam também a invasão desses microrganismos. Fonte: Abbas et al., 2012 Além disso, as superfícies epiteliais produzem determinadas substâncias que inibem o crescimento microbiano, como a produção das lisozimas e fosfolipase A, que apresentam ação antibacteriana e são secretadas nas lágrimas e salivas. Outro exemplo é o pH ácido do estômago, sais biliares e ácidos graxos que formam uma barreira química contra os processos infecciosos. Caso um microrganismo atravesse a barreira epitelial e comece se replicar, imediatamente, ocorrerá o reconhecimento dos antígenos desse agente por macrófagos (fagócito mononuclear). Outras células que apresentam atividades fagocitárias são os neutrófilos, entretanto, diferente dos macrófagos, esse tipo celular não é encontrado em tecidos saudáveis. Essas células tem uma importante função na imunidade inata, uma vez que conseguem reconhecer e destruir diversos patógenos sem a ajuda da resposta adaptativa. 10 Após a ligação do antígeno do patógeno com os receptores da superfície celular, na maioria dos casos, ocorre a fagocitose e, consequentemente, a morte do agente patogênico. O processo da fagocitose ocorre após o patógeno ser circundado pela membrana fagocítica, com posterior internalização em uma vesícula (fagossoma). Dentro do fagossoma ocorre uma alteração de pH, tornando o meio acidificado e matando, assim, a maioria dos patógenos. Os macrófagos e neutrófilos, além do processo de fagocitose, os grânulos presentes no citoplasma (lissomas), possuem proteínas, peptídeos e enzimas que podem mediar uma resposta intracelular. Fonte: criative-biolabs.com Fonte: http://sereduc.com/mA7D8g Outro mecanismo importante que é ativado após a interação do microrganismo com o macrófago é a liberação de quimiocinas e citocinas e, ainda, outros mediadores inflamatórios. É importante destacarmos que o ambiente gerado por essas proteínas atrai neutrófilos e outras proteínas para o local da inflamação. A ativação das citocinas contribui para gerar um perfil inflamatório e induz outros mecanismos da resposta inata que estão presentes nos momentos iniciais da infecção. Fonte: Murphy, 2014 11 As respostas inflamatórias são caracterizadas por dor, vermelhidão, calor e presença de edema. Esses fenômenos ocorrem devido ao aumento do diâmetro dos vasos sanguíneos e aumento do fluxo sanguíneo, as células endoteliais presentes nos vasos, passam a expressar moléculas de adesão celular para que os leucócitos circulantes se liguem e migrem para dentro do tecido (diapedese ou extravasamento). O aumento de alguns tipos de citocinas favorece a presença de determinadas células. O aumento dos níveis do fator estimulante de colônias de granulócitos e macrófagos (GM-CSF) e da interleucina-4 (IL- 4) irá induzir a diferenciação dos monócitos em células dendríticas, enquanto que o aumento do fator estimulante de colônias de macrófagos (M-CSF) induz a diferenciação de monócitos para macrófagos. Isso aponta a importância do microambiente inflamatório para a polarização de uma resposta celular específica. Outras mudanças que também ocorrem no processo inflamatório, como o aumento da permeabilidade vascular, promove a saída de fluidos e proteínas do sangue para os tecidos, ocasionando o edema e a dor. Todas essas mudanças que ocorrem no endotélio, no processo inflamatório,são denominadas de ativação endotelial. As células recrutadas para o local da infecção também mantém o microambiente inflamatório, como ocorre com a produção do fator de necrose tumoral (TNF) pelos macrófagos, sendo um potente ativador do endotélio celular. Fonte: Murphy, 2014 O processo de reconhecimento dos patógenos por essas células, presentes na imunidade inata, ocorre devido aos padrões associados ao patógeno (PAMPs) e cada diferente grupo de microrganismo (vírus, bactérias Gram+, bactérias Gram – e fungos) expressa diferentes PAMPs. A Imunidade inata consegue reconhecer as PAMPs desses patógenos, não tendo a capacidade de reconhecer diferentes antígenos presentes em cada patógeno, sendo essa uma característica da imunidade adaptativa, o que faz com que a resposta não seja específica. Diversas células expressam esses receptores para reconhecer os agentes patogênicos, tendo um papel importante na imunidade inata. As células dendríticas (DCs) são um tipo de célula apresentadora de antígenos (APCs) e têm o importante papel de direcionar para a resposta imune adaptativa. Isso acontece 12 porque o antígeno, que já foi reconhecido, é transportado por essas células até o linfonodo, onde estão localizadas as células T imaturas. Esse processo induz uma polarização para a resposta imune adaptativa. Assim, dependendo do tipo de microrganismo que foi reconhecido, as DCs consegue induzir a diferenciação dos linfócitos T para uma resposta mais efetora (Th1, Th2, Th17). VOCÊ SABIA? Algumas citocinas estimulam as funções das células NK. A IL-12, IL-15, IL-18 e Interferon do tipo 1 aumentam a atividade citotóxica e secreção de IFN-γ, assim como, a IL-12 e IL-15 também estão associadas como fator de crescimento para esta população celular. Continuando... Os mastócitos são células que apresentam diversos grânulos citoplasmáticos que são liberados quando ocorre ativação dessa população celular. Essas células estão presentes na pele e no epitélio mucoso e são associadas com a secreção de citocinas pró-inflamatórias e mediadores lipídicos. O conteúdo dos grânulos possui aminas vasoativas, como a histamina, que promovem a vasodilatação e um aumento da permeabilidade capilar. Essas células secretam alguns mediadores lipídicos, como as prostaglandinas e algumas citocinas, como o TNF. Além das células, as citocinas tem um importante papel na resposta inflamatória, devido a sua capacidade de recrutamento e indução da diferenciação celular. O TNF é um importante mediador da resposta inflamatória aguda e é produzido por macrófagos, DCs e outros tipos celulares. A atividade dessa proteína acarreta no recrutamento de fatores associadas ao receptor do TNF (TRAFs), sendo que essa molécula ativa alguns fatores de transcrição, como o NF-κB e AP-1. Fonte: Adaptado de Liu et al., 2017 ??? 13 A interleucina-1 (IL-1) apresenta atividade similar ao TNF, sendo produzida por macrófagos, neutrófilos e células endoteliais. Essa proteína se apresenta de duas formas, IL-1a e IL-1b, sendo a última a principal forma ativa. Os efeitos de ativação dessa interleucina também envolvem a ativação do NF-Κb e AP-1. Já a interleucina-6 (IL-6) é produzida por células endoteliais vasculares, fibroblastos, células fagocíticas mononucleares e outros tipos celulares. A IL-6 tem a capacidade de induzir diferentes mediadores inflamatórios no fígado, de estimular a produção de neutrófilos e promover a diferenciação para TH17 (população de células T que produzem IL-17). Observe o quadro abaixo sobre a atividade de outras citocinas na imunidade inata: Fonte: a autora. Algumas citocinas produzidas na imunidade inata fazem parte da segunda sinalização necessária para a indução da resposta adaptativa. Essas citocinas são secretadas por células previamente estimuladas. A IL-12 estimula a diferenciação de células T CD4+ para uma subpopulação de células Th1; a IL-1, IL-6 e IL-23 estimula a diferenciação dessa mesma população de T CD4+ para Th17; IL-6 induz a produção de anticorpos por células B ativadas. A produção dessas citocinas irá depender, principalmente, do microrganismo invasor e do tipo de resposta necessária para combater a infecção. VEJA O VÍDEO! Vamos visualizar o processo estudado? O vídeo “The Process Of Phagocytosis” demonstra o processo de fagocitose. Acesse: http://sereduc.com/ZU5bph (Duração 01:17). Vamos em frente! Lembro a você que o reconhecimento inicial para que o patógeno seja fagocitado (C3b) é um componente do sistema complemento que iremos estudar a seguir. http://sereduc.com/ZU5bph 14 SISTEMA COMPLEMENTO O Sistema Complemento é um dos mecanismos ativados na imunidade inata com o objetivo de eliminar o patógeno. Esse sistema é formado por diversas proteínas plasmáticas que trabalham em conjunto para opsonizar o agente invasor, esse processo promove o recrutamento de células fagocitárias para o sítio da infecção, como também, pode destruir diretamente o microrganismo. O processo de ativação desse sistema envolve vias proteolíticas nas quais a enzima percursora inativa (zimogênio) se torna uma protease ativa que irá induzir a atividade proteolítica da próxima proteína do complemento, sendo esse um mecanismo em cascata. A ativação do complemento pode acontecer por três vias distintas: clássica, alternativa e lectina. A via clássica, a primeira a ser descoberta, utiliza a proteína C1q presente no plasma para detectar anticorpos ligados aos microrganismos. Após a ligação dessa proteína com o anticorpo, ocorre a ativação de duas proteínas, C1r e C1s, que irão iniciar uma cascata envolvendo as outras proteínas do complemento, com clivagem de C2 e C4 em C2a e C2b e C4a e C4b, as proteínas C2a e C4b irão dar origem a C3 convertase, sendo essa proteínas comum entre as três vias. Essa via de ativação está diretamente relacionada com a resposta humoral da imunidade adaptativa. Já a via das lectinas é ativada quando a lectina ligante de manose (MBL), reconhece os resíduos de manose terminal. Após a ligação da MBL ao agente patogênico, dois zimogênios, MASP1 e MASP2, se ligam a MBL e iniciam a via proteolítica idêntica a via clássica. Enquanto que a via alternativa é ativada quando a proteína C3 reconhece algumas estruturas bacterianas (lipopolissacarídeos), o C3 está presente no plasma e sua ligação é espontânea. Fonte: Murphy, 2014 Um mesmo microrganismo pode induzir mais de uma das vias do complemento, sendo que algumas respostas específicas podem ser potencializadas. A C3 convertase é a molécula que está presente nas três vias. Quando ela é formada, as vias se convergem e se inicia uma cascata em comum. 15 Fonte: Murphy, 2014 A C3 convertase tem a capacidade de clivar uma das principais proteínas do complemento, a C3, após a clivagem, essa proteína forma o C3a e C3b. O fragmento C3b se liga a superfície do patógeno promovendo a opsonização para a fagocitose, enquanto que o fragmento C3a estimula a resposta inflamatória realizando quimiotaxia para neutrófilos. Além de facilitar a fagocitose, o C3b se liga a outras proteínas do complemento para dar origem a C5 convertase (C4bC2bC3b), essa proteína cliva a C5 gerando C5a e C5b. A C5a também realiza quimiotaxia e a C5b permanece ligada a superfície do patógeno. A presença de C5b inicia a formação de um complexo, C5bC6C7C8, no poro da membrana denominado de complexo de ataque da membrana (MAC) que promove a lise da célula que ativou o sistema complemento. 16 Fonte: Abbas et al., 2015 ANTÍGENOS E ANTICORPOS Os anticorpos (AC) ou imunoglobulinas são proteínas que necessitam de uma exposição prévia a uma estrutura estranha para que sejam produzidos. A síntese dessas proteínas ocorre somente pela linhagem de linfócitos B (LB) e apresentam duas formas distintas. Os anticorpos que são secretados, neutralizam toxinas e eliminam microrganismos e os que se ligam a superfície dos LB e atuam como receptores para antígenos (BCR). O reconhecimentoe ativação dos LB imaturos ocorrem exatamente por esses receptores e ativam a resposta imune humoral e, ao serem ativadas, essas células se diferenciam em plasmócitos que irão secretar anticorpos com especificidade para o antígeno reconhecido pelo seu receptor. A eliminação do antígeno acontece com a interação do anticorpo com outros mecanismos do sistema imune, como as proteínas do complemento e alguns tipos celulares. As principais funções dos anticorpos são: neutralização, ativação do complemento (via clássica), opsonização, citotoxicidade mediada por célula dependente de anticorpos e ativação dos mastócitos mediada por anticorpos. Estruturalmente os diferentes tipos de AC compartilham as mesmas características, porém, possuem variabilidade nas regiões de ligação dos antígenos, essa variação é responsável pela capacidade de se ligar a diversos antígenos diferentes. Cada molécula de AC apresenta uma estrutura simétrica composta de duas cadeias leves e duas cadeias pesadas, ambas idênticas. Essas cadeias são compostas por unidades homologas com cerca de 110 resíduos de aminoácidos cada uma. Os resíduos de aminoácidos se dobram dando origem ao domínio Ig que apresenta duas camadas de folhas β-pregueadas (configuração beta) e cada uma das camadas é composta de fitas polipeptídica antiparalela. Além disso, cada camada é unida por ponte dissulfeto e as faixas que se localizam adjacentes a cada uma das folhas β-pregueadas são conectadas por pequenas alças, essas alças que apresentam a variação nos agrupamentos de aminoácidos que permite o reconhecimento dos antígenos 17 Fonte: adaptado de Murphy, 2014 As cadeias leve e pesada apresentam regiões variáveis que participam do reconhecimento dos antígenos – aminoterminal (V) e regiões constantes denominadas de carboxiterminais (C). A estrutura responsável pelas funções efetoras dos AC são as regiões C das cadeias pesadas, através da interação com outras moléculas efetoras e células. É importante ressaltar, que as cadeias pesadas apresentam diferentes terminações carboxiterminais, uma ancora o AC na membrana citoplasmática do LB e a outra constituiu os AC secretados. Os tipos diferentes de AC e suas subclasses são definidos pelas regiões C da cadeia pesada. As classes ou isotipos são denominadas de IgA, IgD, IgE, IgG e IgM, sendo que os humanos apresentam ainda subclasses, IgA1, IgA2, IgA3 e IgG1, IgG2, IgG3 e IgG4. As diferenças nos isotipos e subtipos irão caracterizar as propriedades efetoras desses anticorpos e quando ocorre a ligação do AC com a célula, as variações nas cadeias pesadas irão promover diferentes funções efetoras. Observe a tabela abaixo sobre as funções efetoras dos anticorpos. Fonte: Adaptado de Abbas et al., 2015 18 Outra característica importante do anticorpo é a capacidade de se ligar a diferentes antígenos, isso é possível devido à flexibilidade conferida pela região de dobradiça, com isso, o anticorpo assume uma conformação desdobrada e flexível, permitindo o movimento molecular entre os domínios (Ch1 e Ch2). Fonte: Abbas et al., 2012 VOCÊ SABIA? Um homem com cerca de 70kg e saudável produz, em média, 3g de anticorpos por dia. Sendo que cerca de 65% são anticorpos do isotipos IgA. Esse fato ocorre pelo fato dos linfócitos B serem ativados nas paredes do trato respiratório e gastrointestinal, compondo uma ampla área de superfície. É importante que você saiba que a IgA é responsável pela resposta imunológica nas mucosas. Vamos em frente! O tempo de vida dos anticorpos, também chamado de tempo de meia-vida, é caracterizado pela quantidade de tempo que os anticorpos permanecem circulantes após serem secretados pelos LB. Assim, o tempo de meia-vida é o tempo médio antes que o número de anticorpos caia pela metade. Vale ressaltar que diferentes isotipos apresentam tempo de meia-vida distintos. Assim, a IgA apresenta tempo de meia-vida de 3 dias, a IgM de 4 dias, enquanto que o IgG tem meia-vida de 20-28 dias. Os anticorpos tem a capacidade de reconhecer praticamente todos os tipos de moléculas biológicas, desde simples metabolitos, açucares, lipídeos, hormônios e macromoléculas. Esses ACs se ligam somente a uma porção da molécula, a qual denominamos de epítopo, entretanto, um mesmo antígeno apresenta diferentes epítopos. A presença de vários epítopos idênticos é denominada de polivalência. Além disso, um antígeno polivalente induz o processo de ativação de LB. Algumas forças de ligação estão envolvidas na união do antígeno e do anticorpo, essa ligação é não covalente e reversível, sendo que as principais forças envolvidas são: forças eletroestáticas, pontes de hidrogênio, força de van der Waals e interações hidrofóbicas. Cada uma dessas ligações dependerá do anticorpo e do antígeno, sendo que a força de ligação de um único epítopo do antígeno com o anticorpo é chamado de afinidade. ??? 19 Fonte: Murphy, 2014 A flexibilidade do anticorpo permite que um mesmo anticorpo se ligue a um antígeno polivalente, sendo assim, a soma das forças de ligação de um anticorpo com cada epítopo do antígeno é chamado de avidez. No geral, uma baixa afinidade pode ser compensada com uma alta avidez e isso ocorre devido ao equilíbrio, dessa maneira essas forças podem se apresentar de maneira contrária, ou seja, anticorpos com baixa afinidade, podem apresentar alta avidez. Fonte: Abbas et al., 2012 20 Um antígeno polivalente, ao se ligar ao seu anticorpo específico, irá formar o que chamamos de imunocomplexos, esses complexos podem ser dissociados em agregados menores, com aumento da concentração de antígeno, devido ao deslocamento que o antígeno livre irá causar, sendo denominado de zona de excesso de antígeno. O mesmo pode ocorrer com o aumento da concentração de anticorpos, na qual denominados de zona de excesso de anticorpos. Vale ressaltar que os anticorpos, apesar de específicos, em alguns casos, podem se ligar a antígenos com similaridade estrutural, caracterizando o que chamamos de reação cruzada. Essas reações são comuns, por exemplo, no diagnóstico de viroses da mesma família, como os flavivírus (Dengue e Zika). Fonte: Abbas et al., 2012 GUARDE ESSA IDEIA! Os AC são encontrados tanto no soro quanto no plasma, como o soro não possui os fatores de coagulação, normalmente esse é o tipo de amostra selecionada para os testes sorológicos. A concentração de AC para um determinado antígeno pode ser determinada através de diluições seriadas: quanto mais diluições, maior será o título da concentração desse anticorpo. Continuando... COMPLEXO PRINCIPAL DE HISTOCOMPATIBILIDADE – MHC O MHC humano foi descoberto a partir de pesquisas sobre moléculas de superfícies que seriam reconhecidas como estranhas por outro indivíduo. Foi então descoberto que pessoas que receberam várias transfusões tinham anticorpos que reconheciam as células dos doadores, sendo que essas proteínas reconhecidas foram chamadas de antígenos leucocitários humanos (HLA). 21 Posteriormente, foi demonstrado que determinados alelos do HLA estão associados com a rejeição ou aceitação de transplantes, por esse motivo que os testes de compatibilidade para transplantes de órgãos analisam esses alelos. Alguns outros alelos são avaliados, mas tem um menor grau de importância e são denominados de genes de histocompatibilidade menor. Os genes da resposta imune são, na verdade, os genes do MHC que codificam moléculas desse complexo. Essas moléculas se diferem na capacidade de se ligar e apresentar diferentes peptídeos de proteínas antigênicas, formando o complexo peptídeo-MHC que são reconhecidos por células T auxiliares (T helper). O MHC está localizado no braço curto do cromossomo 6 e apresenta dois genes polimórficos, MHC da classe I e II, ambos codificam proteínas estruturalmente diferentes e homólogas. Existem três genes do MHC I que codificam moléculas desse complexo, são eles: HLA-A, HLA-B e HLA-C. Enquanto que no MHC II, existem três loci de HLA que irão codificar moléculas,o HLA-DP, HLA-DQ e HLA-DR. O MHC de classe I apresenta peptídeos e é reconhecido por linfócitos T CD8+, enquanto que os de classe II apresentam para linfócitos T CD4+. O MHC, em humanos, possui variações em seus genes (polimorfismos), essas variações irão resultar em uma herança com sequência distinta de DNA, sendo que esses polimorfismos determinarão a especificidade da ligação de peptídeos e o reconhecimento de antígenos pelas células T. As moléculas do MHC são necessárias para apresentar o antígeno aos linfócitos T (LT). As moléculas de classe I são expressas em todas as células nucleadas, enquanto as moléculas de classe II podem ser encontradas em DCs, LB, macrófagos e alguns outros tipos celulares. Os linfócitos citotóxicos, por exemplo, matam células infectadas por microrganismos intracelulares, como os vírus, e apresentam MHC I, sendo que a expressão dessa classe é apontada como importante para a resposta contra antígenos virais e processos tumorais. Já o MHC II é expresso em células associadas com a apresentação de antígenos de microrganismos extracelulares. As vias de processamento produzem peptídeos com características que permitam que ocorra a conjugação com o MHC. Os peptídeos, presentes no citosol, normalmente são degradados via proteossoma e são associados às moléculas de MHC I, sendo reconhecidos por LT CD8+, enquanto que os antígenos interiorizados do meio extracelular pelas APCs e degradados via endolisossomos, na maioria das vezes, são apresentados por MHC II e reconhecidas por LT CD4+. Fonte: Abbas et al., 2012 22 Fonte: adaptado de Abbas et al., 2015 Esteja atento (a) ao fato de que o tipo de resposta imunológica dependerá do tipo de antígeno apresentado e do tipo de célula responsiva. As respostas provenientes da ativação de LT CD8+ (MHC I) terão uma atividade citotóxica com o objetivo de destruir o microrganismo invasor (resposta celular), enquanto a ativação de LT CD4+ (MHC II) irá polarizar para uma resposta humoral com ativação de LB, produção de anticorpos e aumento da atividade fagocítica dos macrófagos. ACESSE SUA BIBLIOTECA VIRTUAL Acesse a biblioteca virtual e adicione para leitura os livros Imunologia do Básico ao Aplicado e Imunologia Básica - Guia Ilustrado de Conceitos Fundamentais. Eles poderão ser utilizados como leitura complementar para expandir seu conhecimento. ACESSE O AMBIENTE VIRTUAL Acesse seu ambiente virtual e consulte os livros da disciplina de Microbiologia e Imunologia, como também, não se esqueça de realizar os questionários e as atividades. Qualquer dúvida, procure seu (ua) tutor (a) para sanar suas dúvidas de conteúdo. 23 PALAVRAS FINAIS Caro (a) aluno (a), Finalizamos aqui nosso Guia de Estudos da Unidade 03. O conteúdo abordado reafirmou fundamentos já conhecidos, além de adicionar outros conhecimentos necessários ao longo do curso, para que se torne um excelente profissional. Você aprendeu até aqui o início dos mecanismos da resposta imunológica, com ênfase na imunidade inata. Para se aprofundar ainda mais o conteúdo trabalhado, recomendo que acesse sua biblioteca virtual e adicione para leitura dois livros que poderão contribuir ainda mais com seu conhecimento. São eles: Imunologia do Básico ao Aplicado e Imunologia Básica - Guia Ilustrado de Conceitos Fundamentais. Aproveite que terminou seu estudo e responda ao questionário referente a essa unidade. Isso lhe permitirá identificar suas principais dúvidas. Gostaria de ressaltar que imunologia é uma ciência complexa e completa de detalhes e, caso se sinta perdido ou não esteja absorvendo o conteúdo aqui disposto, respire e dê uma pausa. Isso lhe ajudará no seu processo de aprendizagem. Não se esqueça de que o (a) tutor (a) estará disponível para tirar todas as suas dúvidas e, além disso, fique de olho na data da webconferência desta disciplina, assim você poderá esclarecer suas dúvidas com o (a) professor (a). Vejo você na próxima Unidade! Até breve! REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ABBAS, A. K.; LICHTMAN, A. H.; PILLAI, S. H. I. V. Imunologia celular e molecular. 7. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2012. ABBAS, A. K.; LICHTMAN, A. H.; PILLAI, S. H. I. V. Imunologia celular e molecular. 8. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2015. FORTE, W. N. Imunologia do Básico ao Aplicado. 3. Ed. São Paulo: Atheneu, 2015 LIU, T.; ZHANG, L.; JOO, D.; SUN, S.-C. NF-κB signaling in inflammation. Signal Transduction and Targeted Therapy, v. 2, n. March, p. 17023, 2017 MURPHY, K. Imunobiologia de Janeway. 8. ed. Porto Alegre: Artmed, 2014. _Hlk13803367 _Hlk13803191 _Hlk13803305 _Hlk13884434 _Hlk13803948 _Hlk13890915 _Hlk14035770 Para início de conversa IMUNOLOGIA: ONDE TUDO COMEÇOU... PROPRIEDADES GERAIS DAS RESPOSTAS IMUNES IMUNIDADE INATA SISTEMA COMPLEMENTO ANTÍGENOS E ANTICORPOS COMPLEXO PRINCIPAL DE HISTOCOMPATIBILIDADE – MHC
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