RESUMO IMUNOLOGIA (baseado no livro: Imunologia Celular e Molecular 6ºEd Abbas)
SUGESTÃO PARA ESTUDO: Leia primeiramente o capítulo original do livro para depois fazer uso deste resumo, pois é necessário o conhecimento prévio sobre imunologia para melhor entender os conceitos utilizados neste resumo.
O LINFÓCITO T Desenvolvimento e maturação de LT Os linfócitos T são gerados a partir de células-tronco células-tronco hematopoiéticas (HSC’s) presentes inicialmente no fígado fetal e posteriormente na medula óssea. Quando as HSC’s recebem estímulos (Ex. IL-7) IL-7) elas iniciam o processo de maturação, gerando os progenitores comprometidos com a linhagem linfocítica. Os progenitores de linfócitos T (também chamados de pré-timócitos) migram para o timo para completarem seu desenvolvimento. Nesta fase, iniciam-se os processos de rearranjo dos genes de receptor de antígeno (TCR) para expressão de um pré-receptor funcional (contendo somente a cadeia beta ou gama rearranjada), que é importante para fornecer sinais de sobrevivência para a célula continuar sua maturação. Aqueles linfócitos que não conseguem expressar um pré-receptor funcional são levados a apoptose. Após este primeiro ponto de controle do desenvolvimento do linfócito T, as células começam a expressar o receptor antigênico completo (TCRαβ), ( TCRαβ), juntamente com as moléculas acessórias CD3 (que está presente em todos os tipos de linfócitos) e CD4/CD8 (nesta fase, os LT são duplo positivos), sendo então, encaminhados para o processo de seleção positiva e negativa. No processo de seleção positiva, os linfócitos que possuem receptores antigênicos que apresentam uma ligação de baixa afinidade com ligantes presentes no hospedeiro são selecionados para sobreviver. Este processo garante a restrição ao MHC, pois somente os linfócitos que reconhecem funcionalmente o MHC do hospedeiro são selecionados para sobreviver. Após este processo, os linfócitos começam a se comprometer com apenas uma subpopulação específica (CD4 ou CD8), devido a ter que realizar a ligação l igação funcional adequada com o MHC do hospedeiro. A seleção negativa, é o processo que elimina aqueles linfócitos T que apresentam receptor com forte ligação para antígenos próprios presentes nos órgãos geradores, impedindo a geração de linfócitos auto-reativos. Este processo é responsável pelo funcionamento da tolerância central.
Após o processo de seleção, os linfócitos já maduros podem deixar o timo e ir para os órgãos linfoides periféricos, onde são chamados de linfócitos T naives. Aquelas células T que são CD4+ podem ser ativadas e se desenvolverem para linfócitos T auxiliares/regulatórios e as células T CD8+, após ativação se diferenciam para linfócitos citotóxicos. Aqueles linfócitos T que expressam expressam o receptor TCR do tipo γδ não passam pelo processo de seleção e são gerados principalmente no fígado fetal durante a gestação e migram para pele e mucosas após amadurecimento onde formam uma população auto-renovável.
Subpopulações de Linfócitos T (LT) Existem várias subpopulações de LT descritas, que podem ser classificadas pelo tipo de receptor que apresentam (αβ (αβ ou γδ) γδ) e pelo perfil de citocinas que produzem após ativação para exercerem suas funções efetoras (perfis Th1, Th2, Th17, Treg e etc). Assim, baseando-se no receptor antigênico presente no LT, existem linfócitos TCRαβ ou TCRγδ, TCRγδ, que podem ainda serem classificados em LTCD4 +, LTCD8+, NK-T e LT intra-epiteliais. O TCRαβ é um heterodímero composto por duas cadeias (α e β) que possuem um domínio V (variável) e um domínio C (constante). Cada domínio V possui regiões CDR (hipervariáveis), sendo que o domínio Vα possui 3 CDR e o domínio Vβ possui uma 4º região hipervariável para ligação com superantígenos. A região constante do TCR serve para interagir com as moléculas CD3 e ζ que realizam a transdução do sinal de ativação do TCR, auxiliado também, pelas moléculas CD4/CD8. Os linfócitos T intra-epiteliais intra-epiteliais expressam o TCR γδ, γδ , que são ativados quando ocorre a ligação a antígenos livres, não sendo necessária a participação do MHC na apresentação do antígeno (não são restritos ao MHC). A transdução do sinal de ativação também é via CD3/ζ. Estas células representam uma linha de defesa rápida e de vigilância imunológica. As células NK-T NK-T apresentam o TCR αβ com diversidade limitada, que reconhecem antígenos apresentados via a molécula CD1 presente em algumas APC’s (geralmente os antígenos apresentados por essa via são lipídios bacterianos). Essas células também não são restritas ao MHC e representam uma fonte de IFNγ, IL-4 IL-4 e IL-13, atuando na resposta imune celular rápida, na inflamação e na autoimunidade.
Apresentação de antígenos aos linfócitos T Normalmente, as células dendríticas (DC’s) (DC’s) estão em estado de repouso (imaturas) no tecido, expressando receptores de reconhecimento padrão de patógenos (chamados de PPR’s) PPR’s) e os utilizam para reconhecer, capturar ou endocitar antígenos microbianos. As DC’s que são ativadas por micro organismos (via os PPR’s, PPR’s, como por exemplo os TLR’s TLR ’s,, NLR’s e outros) começam o processo de amadurecimento, perdendo sua adesividade pelo tecido, migrando rumo à zona de linfócito T no linfonodo regional drenante (para encontrar o linfócito T naive). A migração da DC ativada para o linfonodo é controlada pela expressão de receptores para quimiocinas, como o CCR7, que se liga em CCL19, que é expresso somente na zona de linfócito T no linfonodo. A ativação converte as DC’s em APC’s (Célula apresentadora de antígeno) que exibe eficientemente os 3 sinais necessária para a ativação do linfócito (consequentemente a ativação da resposta imune celular): o 1º sinal é a exibição do antígeno associados a moléculas de MHC (classe I ou II, dependendo da via de entrada do antígeno), o 2º sinal envolve a expressão de moléculas co-estimulatórias (como CD40) e o 3º sinal é marcado pela produção de citocinas (Ex. IL-12) que são importantes para a correta ativação do LT para algum tipo de perfil específico.
Processamento e apresentação de antígeno via MHC-II ao LTCD4 + : Para apresentação por essa via, os antígenos são capturados/endocitados pelas APC’s em vesículas endossômicas, que se fundem com vesículas lisossomais, formando o fagolisossomo. Dentro dessa estrutura, os antígenos são clivados em pequenos peptídeos por enzimas proteolíticas para que possam se ligar a molécula de MHC-II e serem apresentados na superfície da célula. A molécula de MHC-II é sintetizada no retículo endoplasmático juntamente com a molécula da cadeia invariante e a molécula CLIP (a cadeia invariante se liga a proteína CLIP que ocupa a fenda de ligação ao antígeno presente na molécula de MHC, evitando assim, a ligação de antígenos próprios durante a montagem da molécula de MHC dentro do reticulo), além disso, também é sintetizado no RE a molécula HLA-DM, que promove a estabilização da molécula de MHC) este complexo é levado por vesículas endossômicas até o fagolisossomo que contem o antígeno a ser apresentado, as duas estruturas se fundem e dentro do fagolisossomo ocorre à proteólise da cadeia invariável e a molécula de HLA-DM efetua a ligação do peptídeo microbiano na fenda de ligação da molécula de MHC. O complexo peptídeo-MHC é levado até a membrana extracelular, onde é exposto para o possível encontro com LTnaive CD4+ que irá reconhecer a molécula de MHC-classe II juntamente com o peptídeo.
Processamento e apresentação de antígeno via MHC-I ao LTCD8+: Os antígenos microbianos presentes no citoplasma (como os vírus) são apresentados por essa via. Primeiramente ocorre a ubiquitinação dos produtos antigênicos que são levados à proteólise dentro do proteassoma para formação de peptídeos do antígeno. Juntamente com este processo, ocorre a biossíntese da molécula de MHCClasse I no RE, auxiliado pela molécula calnexina. Neste processo também são sintetizadas as moléculas TAP e tapasina que irão auxiliar no processo de apresentação do antígeno. O Complexo MHC se liga à TAP (que é a molécula responsável pelo transporte dos peptídeos presentes no citoplasma para dentro do RE através da tapasina). A ligação do peptídeo na fenda do MHC-I estabiliza a molécula, que é direcionada para a membrana extracelular, onde é exposta para o possível encontro com o LT CD8 + naive específico.
Processo de apresentação cruzada: Células dendríticas possuem uma maquinaria especializada que pode transportar peptídeos de dentro do fagolisossomo para o citoplasma da célula, podendo apresentar esses antígenos via MHC-I, além disso, alguns micros organismos fagocitados podem danificar a membrana do fagossomo e liberar seus antígenos no citosol. Vírus intracelulares podem expressar proteínas na membrana da célula que podem ser recicladas e apresentadas via MHC-II. Outros mecanismos incluem a autofagia que pode colocar antígenos do hospedeiro para serem apresentados via MHC-II.
Ativação dos Linfócitos T Início: Micro organismos e antígenos que atravessam a barreira epitelial são fagocitados ou reconhecidos pelas células dendríticas imaturas. As células dendríticas que reconhecem os micro organismos (via receptores de reconhecimento de PAMP’s, como TLR, NOD e etc) iniciam o processo de amadurecimento e migração para o linfonodo regional (zona LT). No linfonodo, as DC’s (também chamada de APC) apresentam os antígenos aos linfócitos T via MHC (do tipo I ou II), fornecendo o 1º sinal para ativação dos linfócitos T. As APC’s devidamente ativadas, também expressam expressam moléculas coestimulatórias (como B7-1, B7-2 e CD58) que fornecem o 2º sinal para ativação e proliferação dos LT, além de secretarem citocinas (3º sinal), que ajudam a determinar o perfil de LT efetor gerados após a ativação.
Ativação LTCD4+: No linfonodo, as APC’s apresentam antígenos proteicos que foram endocitados, associados ao MHC-II para linfócitos T naives, formando uma sinapse imunológica, fornecendo o 1º sinal para ativação do LT. As APC’s que foram devidamente ativadas, após reconhecimento do antígeno (via receptores de PAMP’s, como os TLR’s, scavengers, lectinas) também expressam moléculas co-estimulatórias (como B7-1, B7-2 e CD58) que se ligam aos LT (via CD28 e CD2) e fornecem o 2º sinal necessário para ativação do LT, além disso, as APC's secretarem citocinas (3º sinal, Ex. IL-12) que irá determinar o perfil de diferenciação da célula LTCD4+ para célula T efetora. Na sinapse imunológica realizada entre APC e o LT também são expressos moléculas de adesão (Ex. moléculas LFA-1, que está presente no LT e se liga à molécula ICAM-1 presente na APC, interações entre integrinas e moléculas SLAM-SLAML) que ajudam na sinalização eficaz e prolongada para promover devidamente a ativação do LT. Inicialmente, o reconhecimento antigênico pelo LTCD4+ estimula a produção de IL-2, que promove a expansão clonal e específica daquelas células que foram ativadas. Os Linfócitos TCD4+ efetores expressam moléculas na superfície (Ex. CD40) e liberam citocinas (Ex. INFγ ou IL-4) que exercem uma série de efeitos biológicos em outras células do sistema imune, como no caso do linfócito B (ativando a produção de anticorpos, a mudança de classe de Ig e de afinidade), macrófagos (aumentando a produção de moléculas microbicidas que levam a morte de patógenos fagocitados) e células dendríticas (melhorando a apresentação de antígenos, amplificando o perfil de resposta). Ao final da ativação, também são gerados LT de memória que participam da vigilância imunológica contra futuras infecções com o mesmo patógeno.
Ativação LTCD8 + As respostas via LTCD8+ são desencadeados por antígenos proteicos citozoicos que são apresentados via MHC-I aos LTCD8+ naives, juntamente com moléculas co-estimulatórias e geralmente acompanhadas por sinais liberados por linfócitos T auxiliares ativados. O auxilio do LTCD4 + efetor na ativação de LTCD8+ é necessário por que em infecções virais latentes e tumores, as reações de ativação do sistema imune inato são fracas, sendo necessário que o LTCD4+ efetor secrete citocinas que auxiliam na diferenciação da célula CD8 + para LT citotóxicos, além de estimular APC’s APC’s (via CD40) tornando-as mais eficazes na apresentação de antígenos aos linfócitos CD8+ A expansão clonal dos LTCD8+ ativados é estimulada pela produção de IL12/IL-15/IL-7 12/IL-15/IL-7 e sua diferenciação em CTL’s (células citotóxicas) envolve a síntese de grânulos citoplasmáticos (como as granzimas e perforinas).
As CTL’s são capazes de interagir com células infectadas via MHC-I, formando uma sinapse onde são secretados grânulos que levam a morte da célula-alvo infectada. Estas células também representam uma fonte de citocinas (principalmente IFNγ e TNF) que estimulam a inflamação e a ativação de fagócitos.
Transdução de sinais pelo complexo TCR O reconhecimento do antígeno pelo TCR inicia uma sequência de sinais bioquímicos nas células T que resulta na ativação de fatores de transcrição que controlam determinados genes que codificam proteínas que realizam a mediação das respostas biológicas dessas células. O TCR é formado por um complexo de cadeias que estão associadas às moléculas CD4/CD8, CD3 e ζ. Quando o TCR se liga ao complexo peptídeopeptídeoMHC, CD4 ou CD8 ligam-se as regiões constantes do MHC e a enzima LCK (tirosina cinase associada a cada molécula do CD4/CD8) se aproxima de CD3/ζ, levando a fosforilação dos ITAM’s (motivos ativadores baseados em tirosina) presentes nestas moléculas. Os ITAM’s fosforilados são locais de ligação para a molécula ZAP-70, que é ativada e atua fosforilando diversas moléculas citoplasmáticas sinalizadoras que promovem a ativação das vias de transdução de sinal, como a via da RAS-MAP RAS-MAP cinases e PCLγ1. Essas vias convergem para ativação de fatores de transcrição como NFAT, AP-1 AP- 1 e NFκB. O NFAT é o fator de transcrição necessário para expressão de genes de citocinas (como IL-2, IL-4, TNF), estando presente no citoplasma sob a forma fosforilada inativa. Este fator é ativado pela calcineurina, que o desforila, permitindo que o NFAT se translouque para o núcleo e se ligue nas regiões reguladoras dos genes das citocinas. cit ocinas. O Fator AP-1 (composto por duas proteínas Fos e Jun) que geralmente está associado a outros fatores de transcrição, é fosforilado no final da via das RASMAP cinases, onde então pode migrar para o núcleo e estimular a transcrição de genes relacionados à ativação dos linfócitos T O Fator NFκB, que está presente no citoplasma formando um complexo inibidor com IκB (que bloqueia a entrada de NFκB no núcleo), é ativado após a fosforilação, liberação e degradação de IκB, liberando NFκB para migrar para o núcleo, sendo um fator essencial para a síntese de citocinas pró-inflamatórias. Os sinais de co-estimulação (principalmente via CD28) cooperam com os sinais do TCR para aumentar a ativação dos fatores de transcrição (como por exemplo, ativam NFκB para induzir a produção de IL-2 IL -2 que promove a proliferação e sobrevivência do linfócito T ati vado).
Vias de atenuação da ativação do LT As respostas funcionais das células do SI são reguladas reguladas por um equilíbrio entre sinais estimulatórios e inibitórios que as células recebem. Os principais sinais inibitórios que atuam no linfócito T ativado são: O receptor CTLA-4, que causa a inibição competitiva por se ligar aos coestimuladores (B7), diminuindo os sinais de ativação e atraindo a proteína SHIP-1 para a sinapse imunológica, que bloqueia a fosforilação da molécula CD3 e ζ. O receptor PD-1 contem contem ITIN’s (padrões inibidores baseados em tirosina) que atuam inibindo a sinalização de ativação do LT Ubiquitinonas atuam fazendo a marcação de moléculas da via de ativação para serem degradadas, atuando como inibidoras.
Mecanismos Efetores da Imunidade Mediada por Células A imunidade celular consiste no desenvolvimento desenvolvimento de células T efetoras em órgãos linfoides que migram para os locais de infecção onde produzem citocinas que ativam os leucócitos para eliminação de patógenos. As células TCD4+ podem diferenciar-se em subpopulações de células efetoras que produzem conjuntos diferentes de citocinas que promovem mecanismos efetores com características diferentes. Os perfis de resposta imunológica mediada pelos LT são dependentes da via de ativação e do tipo de patógeno. Cada perfil promove uma amplificação adicional e inibe o aparecimento dos outros perfis por meio de uma regulação cruzada. O padrão de diferenciação dos conjuntos de LT efetores é determinado logo no inicio da resposta imunológica, por estímulos presentes durante sua ativação. Assim os principais perfis de ativação dos LT auxiliares são o Th1 e TH2. A produção de IFNγ/IL-12 IFNγ/IL-12 estimula o aparecimento do perfil Th1 que por sua vez é caracterizado pela produção de IFNγ/IL-12/TNF IFNγ/IL-12/TNF e a presença de IL-4 durante a ativação do LT leva ao aparecimento do perfil Th2, que é caracterizado pela produção de IL-4/IL-5/IL-13 A resposta para micro organismos dentro de fagolisossomos é mediada por LTCD4+ do perfil Th1 que ativam os fagócitos (via CD40 e IFNγ) para produção de moléculas microbicidas (ROS, NOS, peroxinitrito) para eliminação dos micro organismos fagocitados. Respostas contra parasitos helmintos e alérgenos são mediadas por linfócitos do perfil Th2, que produzem IL-4/IL-5 que estimula a produção de anticorpos da
classe IgE, ativação da inflamação eosinofilica e recrutando a participação de mastócitos na destruição dos helmintos. Respostas contra micro organismos que residem no citoplasma são mediadas por CTL’s CTL’s (LTCD8+) que destroem as células infectadas e produzem citocinas inflamatórias, eliminando o reservatório da infecção.
Perfil Th1: Indução: Naquelas condições onde os patógenos ativam fortemente a imunidade natural (via o reconhecimento de PAMP’s pelos PPR’s) PPR’s ) acompanhado da produção de IL-12/IL-18/IFNγ IL-12/IL-18/IFNγ.. Alguns vírus que ativam células NK para produção de IFNγ também estimulam o aparecimento do perfil Th1, além de atuar sobre APC’s APC’s para produção de IL-12. Diferenciação: LT naives que são ativados na presente de IL-12/IFNγ IL- 12/IFNγ ativam o fator de transcrição Tbet, STAT1 e STAT4 que promove a produção de IFNγ e estabelece uma alça positiva de amplificação do perfil (Lembre-se: (Lembre-se: O IFNγ ativa STAT-1 que induz a ativação T-bet que é o regulador mestre da diferenciação do perfil Th1, já a IL-12 ativa STAT-4 e amplifi ca o sinal de ativação). Funções Efetoras: A migração de células T efetoras para o local da infecção é inicialmente dependente da resposta imune inata no local da invasão, que induz a produção de TNF/IL-1 que atua nas vênulas proximais para que o endotélio comece a expressar moléculas de adesão (Ex. selectinas E e P, integrinas VCAM-1 e ICAM-1) que irão atrair os linfócitos ativados para o local da infecção. As células Th1 interagem com os macrófagos ativados (via CD40) e produzem citocinas (ex. IFNy) que estimula a produção de moléculas microbicidas (como NO, ROS, peroxinitritos) por estes macrófagos ativados, aumentando a fagocitose e a morte dos patógenos endocitados. A produção de IFNy também potencializa o processo inflamatório, pois estimula a produção de mais citocinas pró-inflamatórias (como TNF/IL-1), quimiocinas, mediadores lipídicos da inflamação (PAF, leucotrienos, prostaglandinas) e a migração de neutrófilos e outros leucócitos para o local da infecção. Macrófagos ativados pelos Th1 também se tornam melhores APC’s, pois aumentam a expressão de moléculas MHC, produção de IL-12. Este mecanismo serve como uma alça de amplificação e proliferação do perfil Th1. A interação dos Th1 com LB também estimula a produção de anticorpos IgG opsonizantes e de alta afinidade, ativadores do complemento, que contribuem com a eliminação dos micro organismos.
Perfil Th2: Indução: Este perfil aparece em resposta imunes contra helmintos e alérgenos, que inicialmente produzem pouca ativação da imunidade inata, com a participação de eosinófilos e mastócitos que são fontes de IL-4. Diferenciação: A IL-4 produzida pelos leucócitos ativa o fator de transcrição STAT-6 que junto com os sinais do TCR induz a expressão de GATA-3 que é o fator regulador mestre na diferenciação para Th2, pois aumenta a síntese de citocinas como IL-4/IL-5 e IL-13. Funções Efetoras: A IL-4 estimula a produção de IgE pelos LB que se liga em receptores de alta afinidade presente em mastócitos e eosinófilos, mediando às reações de hipersensibilidade imediata. A IL-5 atua sobre eosinófilos, produzindo a inflamação eosinofilica, que é importante na defesa contra helmintos. A IL-13 promove a produção de muco e a IL-4 estimula os movimentos peristálticos contribuindo para expulsão de parasitos e contribuindo na imunidade de barreira. A IL-4 e IL-13 também t ambém são capazes de ativar alternativamente alt ernativamente os macrófagos, aumentando a expressão dos receptores de manose e enzimas que promovem a síntese de colágeno e fibrose, que contribuem para formação de granulomas e na remodelação tecidual.
Perfil Th17 Este perfil é estimulado pela produção de IL-6 IL-6 e TGFβ em respostas a inflamação por bactérias extracelulares. As células Th17 (que secretam IL-17) estão associadas a inflamações crônicas e doenças inflamatórias imuno mediadas e também na inflamação neutrofílica intensas. i ntensas.
Resposta citotóxica (via células TCD8 Efetoras – – CTL’s) As CTL’s promovem a morte altamente específica de células infectadas que apresentam antígenos associados a moléculas de MHC-I. A CTL forma uma sinapse com a célula infectada, onde libera proteínas citotóxicas armazenadas nos grânulos dessas células. Entre os grânulos liberados existem as granzimas e perforinas. As perforinas são responsáveis por formar poros na membrana da célula-alvo, permitindo a entrada da granzima, que cliva substratos que ativam a morte apoptótica da célula-avo. Após a liberação do tiro fatal, as CTL são liberadas intactas e podem exercer seus efeitos citotóxicos sobre outras células.
As CTL’s também pode utilizar-se de mecanismos de morte celular envolvendo o receptor FAS-FASL, que também induz a apoptose da célula. As CTL’s também são fontes de IFNy que estimula a inflamação e ativação ativação de macrófagos.
Células T de memória A memória imunológica é formada pelos linfócitos sobreviventes sobreviventes após o término da resposta imunológica, formando uma população de células responsáveis pela vigilância imunológica, respondendo de maneira mais rápida e amplificada quando o mesmo antígeno é encontrado novamente. Podem ser divididas (com base na propriedade de homing e funções efetoras) em duas categorias: As células de memórias centrais, localizadas nos linfonodos e que geram muitas células efetoras quando o antígeno é encontrado novamente. Também existem as células de memória periféricas/efetoras, que quando ativadas produzem citocinas pro-inflamatórias rapidamente A manutenção das células de de memória é dependente da produção IL-7 e IL-15.
