Gabriel Esteves “Acanhado” – turma XLIX Capitulo 1: Propriedades Gerais das Respostas Imunológicas ..........................................1 ..........................................1 Capitulo 2: Células e Tecidos do Sistema Imunológico Imunológico .......................................... ....................................................4 ..........4 Capitulo 3: Anticorpos e Antígenos ................................ ...................................................... ............................................ ............................9 ......9 Capitulo 4: O Complexo Principal de Histocompatibilidade .......................................... ..........................................12 12 Capítulo 6: Receptores de Antígenos e Moléculas Acessórias dos Linfócitos T ............13 Capítulo 7: Maturação dos Linfócitos e Expressão dos Genes do Receptor de Antígenos ......................................... ............................................................... ............................................ ............................................ ............................................ ..............................14 ........14 Capítulo 10: Tolerância Imunológica ............................................. ................................................................... .................................17 ...........17 Capítulo 11: Citocinas ................................................. ....................................................................... ............................................ ..............................18 ........18 Capitulo 12: Imunidade Inata .......................................... ................................................................ ............................................ ..........................21 ....21 Capitulo 13: Mecanismos Efetores da Imunidade Mediada por Células ........................24 Capitulo 14: Mecanismos Efetores da Imunidade Humoral............................................ ............................................26 26 Parte 1: Imunidade Humoral Adquirida ........................................ .............................................................. ............................. ....... 27 Parte 2: O Sistema Complemento........................................... ................................................................. .................................... .............. 28 Capítulo 18: Doenças Causadas Causadas por Respostas Imunes: Hipersensibilidade e AutoImunidade .......................................... ................................................................. ............................................. ............................................ .................................30 ...........30 Material do 1º Semestre: Capítulos 1, 2, 3, 4, 6, 7, 12 Material do 2º Semestre: Capítulos 10, 11, 12, 13, 14, 18 Capitulo 1: Propriedades Gerais das Respostas Imunológicas 1. A função fisiológica do sistema imunológico é a defesa contra microorganismos infecciosos. a. Substâncias estranhas não-infecciosas também podem desencadear uma resp. imunológica. b. Os mecanismos de proteção podem causar dano tecidual e doença em algumas situações. c. Definição geral: imunidade é a reação r eação a substâncias estranhas. 2. Imunidade natural (inata ou ativa): mecanismos de defesa celulares e bioquímicos que já existiam antes do estabelecimento de uma infecção e que estão programados para responder rapidamente a infecções. a. Reage apenas a microorganismos (não apresenta respostas contra substâncias não infecciosas). b. Responde essencialmente da mesma maneira a sucessivas infecções. c. Componentes: i. Barreiras físicas e químicas, tais como o epitélio e as substâncias antibacterianas nas superfícies epiteliais. ii. Células fagocitárias (macrófagos e neutrófilos) e células NK iii. Proteínas do sangue (frações do sist. complemento e mediadores de inflamação). iv. Citocinas (regulam e coordenam atividades das células da imunidade natural). d. Os mecanismos da im. natural não conseguem distinguir diferenças discretas entre subst. estranhas. É a linha de defesa inicial contra os microorganismos
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3. Imunidade Adquirida ou Adaptativa : respostas imunológicas cuja magnitude e capacidade defensiva aumentam com exposições posteriores. a. Reage a um grande numero de substâncias, microbianas ou não. b. Capacidade de distinguir entre os diferentes microorganismos e moléculas, incluindo até mesmo aqueles que apresentam uma grande semelhança. c. Possui habilidade de “memória”. d. Componentes: linfócitos e seus produtos 4. Antígenos: subst. estranhas que induzem resposta imunológica específica ou são alvo de tais respostas. São reconhecidos por anticorpos e receptores de célula T. a. Epítopo: Região do antígeno efetivamente reconhecida pelo anticorpo ou receptor de linfócitos. b. Hapteno: Molécula que quando isolada é um antígeno sem propriedade imunogênica, sendo necessária sua associação a outra molécula para que se torne imunogênica 5. A resposta natural aos microorganismos estimula as respostas imunológicas adquiridas e influencia a natureza das respostas adquiridas. Por outro lado, as respostas adquiridas utilizam muitos dos mecanismos efetores da imunidade natural para eliminar os microorganismos, e geralmente aumentam a atividade antimicrobiana dos mecanismos de defesa da im. natural. 6. Tipos de resposta imunológica adquirida a. Imunidade humoral: mediada pelas moléculas presentes no sangue e nas secreções mucosas, chamadas de anticorpos, que são produzidas pelos linfócitos B. B. i. Os anticorpos reconhecem antígenos, neutralizam a infecciosidade dos microorganismos e os preparam para serem eliminados por diversos mecanisos efetores ii. Principal mecanismo de defesa contra microorganismos extracelulares e suas toxinas. b. Imunidade celular: mediada pelos linfócitos T i. Promove a destruição dos microorganismos localizados em células fagocitárias ou a destruição das células infectadas para eliminar os reservatórios de infecção. 7. A imunidade contra um microorganismo pode ser induzida pela resposta do hospedeiro (ativa), ou pela tranferência de anticorpos ou linfócitos específicos (passiva) 8. Características da resp. im. adquirida : a. Especificidade: garante que antígenos distintos desencadeiem respostas especificas i. A parte do antígeno reconhecida especificamente pelos linfócitos é chamada determinante ou epitopo. ii. Os linfócitos expressam, em sua superfície, receptores capazes de distinguir diferenças discretas na estrutura de antígenos diversos. b. Diversidade: permite que o sistema imunológico responda a uma grande variedade de antígenos. i. O número total de especificidades antigênicas dos linfócitos é denominado repertório linfocitário. c. Memória: acentuação das respostas a exposições posteriores ao mesmo antígeno.
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3. Imunidade Adquirida ou Adaptativa : respostas imunológicas cuja magnitude e capacidade defensiva aumentam com exposições posteriores. a. Reage a um grande numero de substâncias, microbianas ou não. b. Capacidade de distinguir entre os diferentes microorganismos e moléculas, incluindo até mesmo aqueles que apresentam uma grande semelhança. c. Possui habilidade de “memória”. d. Componentes: linfócitos e seus produtos 4. Antígenos: subst. estranhas que induzem resposta imunológica específica ou são alvo de tais respostas. São reconhecidos por anticorpos e receptores de célula T. a. Epítopo: Região do antígeno efetivamente reconhecida pelo anticorpo ou receptor de linfócitos. b. Hapteno: Molécula que quando isolada é um antígeno sem propriedade imunogênica, sendo necessária sua associação a outra molécula para que se torne imunogênica 5. A resposta natural aos microorganismos estimula as respostas imunológicas adquiridas e influencia a natureza das respostas adquiridas. Por outro lado, as respostas adquiridas utilizam muitos dos mecanismos efetores da imunidade natural para eliminar os microorganismos, e geralmente aumentam a atividade antimicrobiana dos mecanismos de defesa da im. natural. 6. Tipos de resposta imunológica adquirida a. Imunidade humoral: mediada pelas moléculas presentes no sangue e nas secreções mucosas, chamadas de anticorpos, que são produzidas pelos linfócitos B. B. i. Os anticorpos reconhecem antígenos, neutralizam a infecciosidade dos microorganismos e os preparam para serem eliminados por diversos mecanisos efetores ii. Principal mecanismo de defesa contra microorganismos extracelulares e suas toxinas. b. Imunidade celular: mediada pelos linfócitos T i. Promove a destruição dos microorganismos localizados em células fagocitárias ou a destruição das células infectadas para eliminar os reservatórios de infecção. 7. A imunidade contra um microorganismo pode ser induzida pela resposta do hospedeiro (ativa), ou pela tranferência de anticorpos ou linfócitos específicos (passiva) 8. Características da resp. im. adquirida : a. Especificidade: garante que antígenos distintos desencadeiem respostas especificas i. A parte do antígeno reconhecida especificamente pelos linfócitos é chamada determinante ou epitopo. ii. Os linfócitos expressam, em sua superfície, receptores capazes de distinguir diferenças discretas na estrutura de antígenos diversos. b. Diversidade: permite que o sistema imunológico responda a uma grande variedade de antígenos. i. O número total de especificidades antigênicas dos linfócitos é denominado repertório linfocitário. c. Memória: acentuação das respostas a exposições posteriores ao mesmo antígeno.
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i. A exposição a um antígeno aumenta a habilidade de resposta do sist. Imune àquele antígeno. ii. Respostas imunológicas secundárias (posteriores à primeira exposição) ocorrem mais rapidamente, são de maior intensidade e podem ser qualitativamente qualitativamente diferentes da resp. im. primária. iii. Cada exposição a um antígeno expande o clone de linfócitos específicos. iv. A estimulação de linfócitos inativos pelo antígeno gera células de memória de longa duração, com melhor atuação nas próximas exposições que células não previamente estimuladas. d. Especialização: gera respostas que são apropriadas para a defesa contra tipos diferentes de microorganismos. e. Autolimitação: as respostas imunológicas normais diminuem com o passar do tempo, retornando ao ao estado basal basal (homeostasia) i. A eliminação do antígeno termina a estimulação do linfócitos. ii. Os antígenos e as resp. imunológicas estimulam mecanismos reguladores. iii. Auto-limitação permite que o sistema imunológico volte a ficar preparado para para responder a outros outros antígenos. f. Tolerância a antígenos próprios: previne o dano ao hospedeiro durante a resposta a antígenos estranhos. i. A auto-tolerância é mantida: pela capacidade de eliminar linfócitos que expressam receptores específicos para antígenos próprios e de permitir que linfócitos encontrem antígenos próprios em circunstancias que são capazes de estimulá-los ou que levem à desativação de linfócitos auto-reativos. ii. Anormalidades na indução ou manutenção da auto-tolerância resulta em desordens chamadas doenças auto-imunes. 9. Os linfócitos são células que reconhecem e respondem especificamente a antígenos estranhos; são mediadores da imunidade humoral e celular. a. Linfócitos B: células capazes de produzir anticorpos. Eles reconhecem antígenos extracelulares e se diferenciam em células secretoras de anticorpos (plasmócitos), funcionando como mediadores da imunidade humoral b. Linfócitos T: reconhecem os antígenos de microorganismos intracelulares, destruindo-os ou destruindo as células infectadas. i. Não produzem anticorpos. ii. Apresentam especificidade restrita a antígenos: reconhecem apenas peptídeos antigênicos que estejam ligados a proteínas do hospedeiro, codificadas por genes do complexo principal de histocompatibilidade (MHC) e que se expressam na superfície de outras células. Portanto, não reconhecem antígenos solúveis. iii. Linfócitos T auxiliares: em resposta à estimulação antigênica, secretam proteínas chamadas citocinas, cuja função é estimular a proliferação e ativação dos linfócitos T e outras células (macrófagos e outros leucócitos) iv. Linfócitos T citotóxicos ou citolíticos: destroem células que produzem antígenos estranhos, como as células infectadas por vírus e outros microorganismos intracelulares.
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v. Linfócitos T reguladores: parecem ter a função de inibir as respostas imunológicas. Não são totalmente compreendidos. c. Células Natural Killers (NK): imunidade natural contra os vírus e outros organismos extracelulares. 10. Células apresentadoras de antígenos (APCs): células que capturam antígenos e os apresentam a linfócitos específicos. a. Células dendríticas: APCs com maior grau de especialização. Capturam antígenos provenientes do meio externo, transportam-nos para os órgãos linfóides e os apresentam aos linfócitos T inativos para o início da resposta imune. 11. Células efetoras: linfócitos T ativos, células fagocitárias e outros leucócitos desempenham esse papel na eliminação do antígeno. 12. Fases da resposta imunológica adquirida a. Reconhecimento de antígenos: todo individuo possui números linfócitos derivados de clones, e cada clone se formou a partir de um único precursor e é capaz se responder a um determinado antígeno distinto. Quando o antígeno entra no organismo, ele sensibiliza um clone préexistente especifico e o ativa (hipótese da seleção clonal). i. Existem clones específicos para um antígeno antes mesmo da exposição ao antígeno. Os receptores específicos são expressos em um estágio e local de maturação onde os linfócitos ainda não encontraram nenhum antígeno. ii. Um clone individual de linfócitos pode reconhecer e responder a apenas um antígeno. iii. A administração de um antígeno estimula a proliferação de populações específicas de linfócitos. b. Ativação dos linfócitos: requer dois sinais distintos. O primeiro é o antígeno. O segundo é formado por produtos microbianos ou por componentes das respostas imunológicas naturais ao microorganismo (hipótese dos dois sinais) i. Antígeno: assegura que a resposta imunológica resultante seja específica ii. Segundo sinal: assegura que a resposta imunológica seja produzida quando ela é necessária. iii. A resposta à ativação consiste na síntese de novas proteínas, proliferação celular e em sua diferenciação em células efetoras e células de memória. c. Fase efetora: é a eliminação dos antígenos. Os anticorpos e os linfócitos T eliminam os microorganismos intracelulares e extracelulares, respectivamente. Essa atividade necessita da participação de outras células e de mecanismos de defesa da imunidade natural. d. Homeostasia: é o declínio da resposta imunológica, com apoptose de grande parte da prole de linfócitos estimulados pelo antígeno devido à diminuição de estímulos. Capitulo 2: Células e Tecidos do Sistema Imunológico 1. Células do sist. imunológico adquirido: as células que estão envolvidas na resposta imunológica adquirida são linfócitos específicos para o antígeno, 4
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células apresentadoras de antígenos (APCs) e células efetoras que eliminam os antígenos. Os linfócitos são as únicas células do corpo capazes de reconhecer e distinguir de modo específico diversos determinantes antigênicos e são, consequentemente, responsáveis por duas características definidoras da resposta imunológica adquirida: especificidade e memória. Os linfócitos consistem em populações distintas que diferem quanto às suas funções e seus produtos protéicos, mas que são indistintos morfologicamente. (ver item 9 do resumo do capítulo 1) a. As proteínas da membrana podem ser usadas como marcadores fenotípicos para distinguir populações de linfócitos fucionalmente distintas. Desenvolvimento dos linfócitos: a. Como todas as células sanguineas, os linfócitos se originam de células-tronco da medula óssea. b. Os linfócitos B completam seu desenvolvimento na medula óssea, enquanto que os linfócitos T o completam no Timo (ver resumo do capítulo 7). c. O tamanho da população de linfócitos inativos se mantém constante mediante o equilíbrio entre a geração de novas células pelos progenitores na medula óssea e a morte das células que não entram em contato com nenhum antígeno Ativação dos linfócitos: na resposta imunológica adquirida, os linfócitos inativos são ativados por antígenos e outros estímulos para se diferenciarem em células efetoras e células de memória. a. Síntese de novas proteínas: logo após a estimulação, os linfócitos começam a transcrever genes que estavam dormentes e a sintetizar uma grande variedade de novas proteínas, como citocinas (nas células T), receptores de citocinas, etc. b. Proliferação celular: em resposta ao antígeno e aos fatores de crescimento produzidos pelos linfócitos estimulados por antígenos e por outras células, ocorre a divisão por mitose do linfócito especifico para o antígeno, resultando na expansão clonal. c. Diferenciação em células efetoras: uma parte da prole dos linfócitos estimulados se transforma em células efetoras, cuja função é eliminar o antígeno. i. Linfócitos T pode se diferenciarem em células T auxiliares e células T citotóxicas. Células T auxiliares expressam proteínas em sua superfície que interagem com ligantes de outras células (macrófagos, células B), além se secretarem citocinas que ativam outras células. Células T citotóxicas (CTLs) desenvolvem grânulos contendo proteínas que destroem células infectadas por vírus e células tumorais. ii. Linfócitos B se diferenciam em células produtoras de anticorpos (plasmócitos), com núcleo característico, citoplasma abundante e reticulo endoplasmático rugoso bem desenvolvido. d. Diferenciação em células de memória: uma parte da prole dos linfócitos B e T estimulados por antígenos se diferencia em células de memória, que agem como intermediarias das respostas rápidas e 5
acentuadas (secundaria ou de memória) a exposições subseqüentes ao mesmo antígeno. i. As células de memória podem sobreviver em um estágio funcionalmente dormente ou de ciclo lento por muitos anos após eliminação do antígeno. 6. Células Apresentadoras de Antígenos (APCs): são células especializadas em capturar microorganismos e outros antígenos, apresentá-los aos linfócitos e fornecer sinais que estimulam a proliferação e diferenciação dos linfócitos. a. Células dendríticas; desempenham papel importante na captura do antígenos e na indução de respostas dos linfócitos T às proteínas antigênicas. i. São encontradas sob o epitélio da maioria dos órgãos, onde sua função é a captura de antígenos estranhos e seu transporte para os órgãos linfóides periféricos b. Células Fagocitárias Mononucleares: consiste em células que apresentam uma linhagem comum e cuja função primária é a fagocitose. As células do sist. fagocitário mononuclear se originam na medula óssea, circulam pelo sangue e são ativadas nos diferentes tecidos. i. Monócito: forma circulante, sendo o primeiro tipo celular a entrar no sangue periférico depois de deixar a medula óssea. Uma vez estabelecidos nos tecidos, essas células amadurecem e se diferenciam em macrófagos. ii. Micróglia: macrófago localizado no sist. nervoso central. iii. Células de Kupffer: macrófagos situados na superfície do endotélio dos sinusóides hepáticos. iv. Macrófagos alveolares (células de poeira): macrófagos localizados nas vias aérias. v. Osteoclastos: células fagocitárias multinucleadas, resultantes da fusão de vários macrófagos, responsáveis pelo remodelamento ósseo. vi. As células fagocitárias mononucleares desempenham papel de APCs nas respostas imunológicas adquiridas mediadas pelas células T. Também exercem papel como células efetoras. c. Células dendríticas foliculares: são células com projeções membranosas presentes nos centro germinativos dos folículos linfóides nos linfonodos, no baço e no tecido linfóide associado à mucosa. Aprisionam antígenos associados a anticorpos ou produtos do complemento e os apresentam em sua superfície para serem reconhecidos pelos linfócitos B. 7. Anatomia e função dos tecidos Linfóides : os tecidos linfóides são classificados em órgão geradores, também chamados de órgãos linfóides primários, onde os linfócitos expressam inicialmente os receptores de antígenos e atingem a maturidade fenotípica e funcional, e em órgão periféricos, também chamados de órgão linfóides secundários, onde as respostas dos linfócitos aos antígenos estranhos são iniciadas e desenvolvidas. a. Órgãos linfóides primários: timo e medula óssea. No período embrionário são o fígado e o baço. 6
b. Órgãos linfóides secundários: linfonodos, o baço, o sist. imunológico cutâneo e o sistema imunológico associado a mucosas. 8. Medula óssea: na medula óssea são geradas todas as células sanguíneas circulantes do adulto, incluindo os linfócitos imaturos, sendo o local em que as células B se desenvolvem. Os linfócitos T imaturos migram para o Timo e lá completam o seu desenvolvimento. a. Durante o período embrionário, a hematopoese ocorre inicialmente em ilhotas sanguíneas do saco vitelínico e do mesênquima paraaórtico, e posteriormente no fígado e no baço. Essa função é assumida de forma gradual pela medula óssea, de forma que, ao se atingir a puberdade, a hematopoese ocorre principalmente no esterno, nas vértebras, nos ilíacos e nas costelas (ossos chatos). b. A medula óssea nesse ossos consiste em uma estrutura reticular esponjosa localizada entre longas trabéculas. Os espaços dessa estrutura são preenchidos por células adiposas, fibroblastos do estroma e precursores das células sanguíneas. c. Quando a medula óssea é lesada ou ocorre um aumento na demanda para a produção de novas células sanguíneas, o fígado e o baço são recrutados como locais de hematopoese extramedular. 9. Timo: é o local de desenvolvimento das células T. a. É um órgão formado por dois lobos, situado no mediastino anterior. Cada lobo é subdividido em múltiplos lóbulos por septos fibrosos e cada lóbulo consiste em um córtex externo e uma medula interna. O córtex contém uma densa coleção de linfócitos T, enquanto que a medula possui uma população mais esparsa de linfócitos. b. Células epiteliais não-linfóides, macrófagos e células dendríticas (linfóides e mielóides) estão espalhadas pelo timo. c. O timo deriva de invaginações do ectoderma no pescoço e tórax do embrião que formam estruturas chamadas de arcos branquiais. d. Timócitos: são os linfócitos do timo, em vários estágios de desenvolvimento. O desenvolvimento começa no córtex, e posteriormente os timócitos migram para a medula. Só as células T desenvolvidas deixam o Timo e migram para o sangue e os tecidos linfóides periféricos. e. A funcionalidade do timo regride progressivamente. 10. Linfonodos: são os órgão nos quais as respostas imunológicas adquiridas são iniciadas. São pequenos agregados de tecidos ricos em linfócitos localizados em toda a extensão dos canais linfáticos ao longo do corpo. a. Um linfonodo consiste em um córtex externo e uma medula interna. Cada linfonodo está cercado por uma cápsula fibrosa através da qual penetram inúmeros vasos linfáticos aferentes. A linfa é filtrada pelo córtex e entra nos seios medulares, e sai do linfonodo através do vaso linfático eferente no hilo. b. Sob o seio subcapsular, a camada mais externa do córtex contém agregados celulares chamados folículos. Alguns folículo possuem uma área central chamada de centro germinativo (folículos sem centro germinativo são chamados de folículos primários). c. Diferentes classes de linfócitos são seqüestrados em regiões distintas dos nódulos.
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i. Os folículos são as zonas de células B dos linfonodos. O folículos primários contém principalmente linfócitos B desenvolvidos, porém inativos. Os centros germinativos são locais de proliferação acentuada de células B, seleção de células B produtoras de anticorpos e geração de células B de memória. ii. Os linfócitos T estão localizados principalmente no córtex, entre os folículos. iii. A segregação anatômica das diferentes classes de linfócitos em áreas distintas dos linfonodos depende das citocinas, e assegura que cada população de linfócito esteja em contato intimo com as células APCs apropriadas (células T com células dendríticas – que possuem um mesmo receptor de citocinas que as cel. T; células B com células dendriticas foliculares). d. Os antígenos são transportados para os linfonodos principalmente pelos vasos linfáticos. As células dendríticas dos tecidos epiteliais capturam os antígenos e entram nos vasos linfáticos, migrando para os linfonodos. 11. Baço: é o principal local de respostas imunológicas a antígenos provenientes do sangue. É suprido por uma única artéria esplênica que se ramifica. a. Polpa Branca: Tem arquitetura semelhante a um Linfonodo, com regiões distintas de Linfócitos B e T. É responsável por promover respostas imunes adquiridas aos antígenos transportados pelo sangue, sendo que as disposições de células B, T e APCs promovem as interações necessárias para o desenvolvimento eficiente de uma resposta imune. b. Polpa Vermelha: Constituída por ramos arteriolares da artéria esplênica dispersos entre grandes números de macrófagos, eritrócitos, células dendríticas, linfócitos e células plasmáticas. Os macrófagos retiram microorganismos e hemácias lesadas do sangue. Funciona como filtro do sangue, retirando da circulação aqueles microorganismos que não foram capturados por macrófagos e não foram levados aos linfonodos. c. É o principal local de fagocitose de microorganismos recobertos de anticorpos (opsonizados). As APCs capturam os antígenos transportados pelo sangue. 12. Sistema imunológico cutâneo: a pele contém um sistema imunológico especializado, constituído de linfócitos e APCs. a. Células de Langerhans: são células dendríticas imaturas do sistema imunológico cutâneo, localizadas na porção suprabasal da epiderme. Formam uma rede que permite a captura de antígenos que entram pela pele. Estimulados pelas citocinas inflamatórias, as células de Langerhans perdem sua adesão das células epidérmicas, e então migram para a derme e para os linfonodos, estimuladas provavelmente por quimiocinas. b. Linfócitos intra-epidérmicos são linfócitos que podem expressar um conjunto mais restrito de receptores de antígenos, que fazem parte da resposta imune inata. c. Derme: contém linfócitos T perivasculares e macrófagos. 8
13. Sistema imunológico associado a mucosas: as superfícies mucosas dos tratos gastrointestinal e respiratório são colonizadas por linfócitos e APCs, que iniciam as respostas imunológicas contra os antígenos ingeridos e inalados. a. Placas de Peyer (íleo) b. Amídalas e Adenóides (trato respiratório e digestório superior) c. Apêndice Capitulo 3: Anticorpos e Antígenos 1. Anticorpos (imunoglobulinas), as moléculas do complexo de histocompatibilidade (MHC) e os receptores de antígenos das células T são as três classes de moléculas usadas no reconhecimento de antígenos na imunidade adquirida. 2. Os anticorpos ligam especificamente antígenos tanto na fase de reconhecimento quanto na fase efetora da imunidade humoral. a. São produzidos como uma estrutura ligada à membrana pelos linfócitos B, agindo como receptores de antígenos. A interação dos anticorpos da membrana de cél. B inativas com antígenos inicia a resposta dessas células, constituindo a fase de reconhecimento. b. Também são secretados pelas células B estimuladas por antígenos, na fase efetora, e se ligam aos antígenos e desencadeiam vários mecanismos efetores que os eliminam. 3. A eliminação do antígeno geralmente requer a interação do anticorpo com componentes do sist. im. natural (sistema Complemento, cél. fagocitárias e eosinófilos) a. Funções efetoras mediadas pelos anticorpos: i. Neutralização de microorganismos e toxinas microbianas ii. Ativação do sistema Complemento iii. Opsonização do antígeno para aumentar a fagocitose iv. Citotoxidade celular dependente de anticorpo (ADCC), pela qual os anticorpos marcam os microorganismos para serem destruídos pelas células do sist. im. natural. v. Hipersensibilidade imediata, com ativação dos mastócitos. 4. Os anticorpos estão distribuídos pelos fluidos biológicos do corpo e são encontrados nas superfícies de um número limitado de tipos celulares a. A únicas células que sintetizam anticorpos são os linfócitos B b. Os anticorpos sintetizados pelas cel. B podem se ligar a outras cel. Imunológicas efetoras c. Quando o plasma ou o sangue forma um coágulo, os anticorpos permanecem no liquido residual (soro) 5. Características gerais da estrutura molecular dos anticorpos. a. São glicoproteinas também chamadas de imunoglobulinas (Ig). b. As moléculas de anticorpos possuem as mesmas características estruturais básicas, mas apresentam uma grande variação nas regiões que se ligam aos antígenos. c. As funções efetoras e as propriedades físico-químicas comuns dos anticorpos estão associadas às regiões que não se ligam a antígenos e que demonstram pouca variação. 9
d. Uma molécula de anticorpo possui uma estrutura básica simétrica composta por duas cadeias leves idênticas e duas cadeias pesadas idênticas. i. Uma cadeia leve está ligada a uma cadeia pesada por uma ponte de dissulfeto. ii. As duas cadeias pesadas estão ligadas entre si por pontes de dissulfeto. iii. Tanto as cadeias leves quanto as pesadas possuem uma série de unidades homólogas repetidas que se dobram em uma forma globular chamada de domínio da Ig. e. Tanto as cadeias pesadas quanto as leves possuem a região aminoterminal variável (V), que participa no reconhecimento dos antígenos, e a região carboxiterminal constante (C), que possui função efetora. i. Na cadeia pesada, a região V possui um domínio Ig e a região C é composta de três ou quatro domínio Ig. ii. Na cadeia leve, a região V possui um domínio Ig e a região C possui um domínio Ig. iii. A região V de uma cadeia pesada (V H ) é justaposta com a região V de uma cadeia leve (V L) para formar o local de ligação de antígeno. Cada anticorpo possui dois locais de ligação de antígeno. iv. A região C da cadeia pesada participa das funções efetoras e ancora os anticorpos à membrana plasmática dos linfócitos B 6. Características estruturais das regiões constantes a. As moléculas de anticorpos podem ser divididas em classes (isótipos) e subclasses (subtipos) distintas com base nas diferenças na estrutura das regiões C H . b. Os diferentes isótipos (IgA, IgD, IgE, IgG e IgM) e subtipos (IgA1 e IgA2; IgG1, IgG2, IgG3 e IgG4) de anticorpos desempenham diferentes funções efetoras. c. Moléculas de anticorpos são flexíveis, permitindo que se ligam a grande variedade de antígenos. Essa flexibilidade é conferida, em parte, pela região de dobradiça localizada entre C H 1 e C H 2 em determinados isótipos. d. Existem duas classes diferentes de isótipos de cadeias leves, chamadas κ e λ . Não se conhece diferença funcional entre elas. e. Os anticorpos podem se apresentar em duas formas, secretados ou associados à membrana 7. Associações entre cadeias leves e pesadas a. As cadeias leves e pesadas estão unidas por meio de ligações covalentes de tal maneira que os domínios V H e V L estão justapostos para formar o sítio de ligação de antigenos; e os domínios C H formam os sítios que interagem com os receptores da superfície celular ou com moléculas efetoras. b. Se uma molécula de IgG for tratada com a enzima papaína, a enzima age na região da dobradiça, produzindo três fragmentos distintos. i. Dois dos fragmentos são idênticos (Cadeia leve + V H e C H 1 da cadeia pesada) e apresentam capacidade de se ligar a antígenos, sendo chamados de Fab (fragmento de ligação de antígeno) 10
ii. O terceiro pedaço é composto por dois peptídeos idênticos unidos por pontes de dissulfetos que contém C H 2 e C H 3 da cadeia pesada. É chamado de Fc (fragmento cristalizável) c. Se uma molécula de IgG for tratada com a enzima pepsina, a proteólise é restrita à porção carboxiterminal da região da dobradiça, gerando um fragmento que liga antígeno que contém a região da dobradiça e as pontes de dissulfeto. i. Fab que contém a região da dobradiça é chamado de Fab’ ii. Quando as pontes de dissulfeto entre as duas cadeias são preservadas, as duas porções Fab’ permanecem ligadas, em uma forma chamada F(ab’) 2 . 8. As cadeias leves e pesadas das Ig são sintetizadas em ribossomos associados à membrana localizados no retículo endoplasmático rugoso. 9. Variações nas classes de imunoglobulinas: a. Variações isotípicas: Determinantes
antigênicos que permitem diferenciar classes de imunoglobulinas (IgA, IgD...) b. Variações alotípicas: Determinantes antigênicos definidos por formas alélicas dos genes. i. Monitoramento de transplante de medula óssea: produção de um alótipo diferente do receptor, usado para monitorar o sucesso do transplante. ii. Medicina forense: diferenças alotípicas podem ser detectadas no soro e sêmem. iii. Teste de paternidade: identificação paterna baseada em alótipos de imunoglobulinas c. Variações idiotípicas: Determinantes antigênicos únicos presentes na molécula do indivíduo. i. Regulação da resposta imune: evidências sugerem produção de anticorpos anti-idíotípicos para regular a resposta. ii. Vacinas: anticorpos anti-idiotípicos podem estimular células B a produzirem anticorpos. 10. Classes de Imunoglobulinas: a. IgA i. Subtipos IgA1 e IgA2 ii. Cadeias H α1 e α2 iii. Forma secretada monomérica, dimérica ou trimérica iv. Responsável por imunidade das mucosas b. IgD i. Não tem subtipos ii. Cadeia H δ iii. Baixos níveis no soro iv. Receptora de antígenos das células B inativas (BCR) c. IgE i. Não tem subtipos ii. Cadeia H ε iii. Forma secretada monomérica iv. Responsável pela hipersensibilidade imediata, envolvida em reações alérgicas e em infecções por helmintos. d. IgG i. Subtipos IgG1-4 11
ii. Cadeias H γ (1, 2, 3 e 4) iii. Forma secretada monomérica iv. Responsável pela opsonização, ativação do sist. complemento, citotoxidade celular dependente de anticorpo, imunidade neonatal, inibição por feedback das células B e. IgM i. Não tem subtipos ii. Cadeia H μ iii. Forma secretada pentamérica iv. Receptor de antígenos das células B inativas (BCR), responsável por ativação do sist. complemento. É a primeira imunoglobulina a ser secretada. 11. Distribuição seletiva de isótipos de imunoglobulinas: a. IgG, IgA monomérica e IgM: sangue e fluidos extracelulares i. IgG: atravessa a barreira placentária ii. IgG é a mais encontrada nos espaços extra-vasculares b. IgA dimérica: secreções c. IgE: ligada a mastócitos (áreas submucosas, subcutâneas e subendoteliais) Capitulo 4: O Complexo Principal de Histocompatibilidade
1. Receptores de antígenos de linfócitos T só podem reconhecer antígenos que são apresentados por outras células. A função de apresentar antígenos associados a células para serem reconhecidos por células T é desempenhada por proteínas codificadas por genes em um locus chamado de complexo principal de histocompatibilidade (MHC) a. O MHC foi descoberto como o locus genético cujos produtos eram responsáveis pela rejeição imediata de transplantes (entre linhagens de camundongos endogâmicos) b. Os genes MHC controlam a resposta imunológica aos antígenos protéicos c. As moléculas do MHC humano são chamadas de antígeno leucocitário humano (HLA) d. Genes MHC classe I e classe II codificam grupos de proteínas diferentes, porém homologas. i. Moléculas MHC classe I apresentam peptídeos e são reconhecidos pelas células T CD8 +. ii. Moléculas MHC classe II apresentam peptídeos e são reconhecidas pelas células T CD4 +. e. Os genes MHC são genes altamente polimórficos (muitos alelos na população). f. Os genes MHC são expressos de forma co-dominante. 2. Propriedades das moléculas do MHC a. Cada molécula do MHC consiste em uma fenda extracelular que liga os peptídeos, seguida de um par de domínios semelhantes a imunoglobulinas (Igs), e está ancorada na membrana celular por meio de domínios transmembrana e citoplasmáticos.
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3.
4.
5. 6.
b. Os aminoácidos polimórficos das moléculas do MHC estão localizados na fenda de ligação de peptídeos e próximos a elas. c. Os domínios não-polimorficos semelhantes a Igs das moléculas doMHC contém sítios de ligação para as moléculas CD4 e CD8 das células T Estrutura das moléculas do MHC a. A molécula do MHC classe I é um heterodímero que consiste em uma cadeia α, uma β 2 -microglobulina e um peptídeo antigênico ligado a ela; e a expressão estável das moléculas da classe I na superfície celular requer a presença dos três componentes. i. Todo individuo normal (heterozigoto) expressa seis diferentes classes de moléculas em cada célula, que contêm cadeias α derivadas de dois alelos dos genes HLA-A, HLA-B e HLA-C. b. A molécula do MHC classe II é um heterodímero que consiste em uma cadeia α, uma cadeia β e um peptídeo antigênico ligado a ela; e a expressão estável das moléculas da classe II na superfície celular requer a presença dos três componentes. i. Todo individuo normal (heterozigoto) expressa seis diferentes classes de moléculas em cada célula, que contêm cadeias α derivadas de dois alelos dos genes HLA-DP, HLA-DQ e HLADR. Pode haver pareamento heterozigoto. As moléculas do MHC apresentam uma especificidade muito ampla no que diz respeito à ligação de antígenos (a especificidade fina no reconhecimento dos antígenos reside nos receptores de antígenos dos linfócitos T) a. As moléculas de MHC não discriminam entre peptídeos estranhos (derivados de antígenos microbianos) e peptídeos próprios (derivados de antígenos próprios) As moléculas do MHC classe I são expressas em quase todas as células nucleadas, enquanto que as moléculas do MHC classe II são expressas apenas em APCs (células dendriticas, linfócitos B, macrófagos, etc) A expressão das moléculas do MHC é aumentada pelas citocinas produzidas durante as respostas imunológicas natural e adquirida.
Capítulo 6: Receptores de Antígenos e Moléculas Acessórias dos Linfócitos T 1. Os Linfócitos T respondem aos antígenos peptídicos que são expostos pelas células apresentadoras de antígenos (APCs) a. Linfócitos T possuem dupla especificidade: reconhecem as moléculas do MHC próprio, e também resíduos de antígenos peptídicos expostos pelo MHC. b. O receptor que reconhece o complexo peptídeo-MHC é chamado de receptor de células T (TCR) . c. O TCR é um receptor distribuído clonalmente (Cada clone de linfócitos possui receptores com apenas uma especificidade) d. Participam do Complexo TCR outras moléculas, CD3 e ζ, responsáveis pela transdução do sinal 2. Estrutura: o receptor para antígeno dos linfócitos T é um heterodímero que consiste em duas cadeias polipeptídicas transmembrânicas, α e β, ligadas um à outra por pontes de bissulfeto.
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a. Cada cadeia α e β consiste em um domínio aminoterminal variável (V) e um domínio carboxiterminal constante (C) (ambos semelhantes à Ig), uma região transmembrânica hidrofóbica e uma região citoplasmática curta b. A porção extracelular do TCRαβ é semelhante ao fragmento Fab de imunoglobulinas. c. A região V das cadeias α e β contém curtas sequencias de AA onde se encontra a variabilidade entre os diferentes TCRs, formando as regiões de hipervariabilidade ou regiões determinantes de complementaridade (CDRs). O reconhecimento do complexo peptídeo-MHC é mediado pelos CDRs formados por ambas as cadeias α e β do TCR.
3. As células T expressam várias proteínas de membrana além das componentes do complexo TCR, as quais exercem papel crucial na resposta dessa célula no reconhecimento do antígeno a. As moléculas acessórias presentes na membrana de linfócitos ligam-se especificamente a outras moléculas da membrana de outras células, como as APCs, células endoteliais e da matriz extracelular. b. As moléculas acessórias não apresentam regiões variáveis e não são polimórficas c. A maioria das moléculas acessórias está envolvida na transdução de sinais bioquímicos para o interior das células T. Exemplo: CD4 e CD8 d. A ligação de algumas moléculas acessórias a seus ligantes expostos na superfície das APCs aumenta a força de adesão entre as cel. T e as APCs. Exemplo: integrinas e. A ligação das moléculas acessórias às proteínas das células endoteliais e da matriz extracelular é responsável pela migração e retenção das células T nos tecidos. Exemplo: inegrinas e selectinas 4. CD4 e CD8: são co-receptores envolvidos na ativação de células T restritas ao MHC i. São proteínas das células T que se ligam às regiões não polimórficas das moléculas do MHC e transduzem sinais que, junto com os sinais produzidos pelo complexo TCR, iniciam a ativação das células T. ii. São glicoproteinas transmembrânicas, pertencentes à superfamília das imunoglobulinas. iii. CD4: monômero com quatro domínios extracelulares semelhantes à Ig, que se liga à molécula MHC classe II. iv. CD8: heterodímeros ligados por ponte bissulfeto, compostos por cadeias CD8α E CD8β, cada uma com um domínio extracelular
semelhante a Ig. Liga-se à molécula MHC classe I. v. A ligação seletiva do CD4 à mol. MHC classe II e do CD8 à mol. MHC classe I garante que as células T CD4 + respondam aos antígenos peptídicos associados à classe II e que as células T CD8+ respondam aos antígenos peptídicos associados à classe I. vi. Na ausência de CD4 ou CD8, o TCR não interage com MHC. Capítulo 7: Maturação dos Linfócitos e Expressão dos Genes do Receptor de Antígenos
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1. Maturação dos linfócitos: é o processo pelo qual progenitores de linfócitos derivados da medula óssea são convertidos em linfócitos maduros, os quais vão povoar os tecidos linfóides periféricos. 2. Repertório imunológico: é a coleção individual de elementos do sistema imune adaptativo que permite reconhecimento e resposta específica contra os mais diversos tipos de antígenos presentes na natureza. a. A Imunocompetência do indivíduo depende de um repertório imunológico amplo e plenamente funcional. 3. O processo de maturação dos linfócitos T e B consiste numa sequência de eventos nos órgãos linfóides primários: a. Opção das células progenitoras pela linhagem de células B ou T b. Rearranjos dos genes do receptor de antígenos e expressão das proteínas do receptor c. Eventos de seleção que preservam produtoras de proteínas corretas do receptor de antígenos e eliminam células potencialmente perigosas que reconhecem auto-antígenos d. Proliferação dos progenitores e células imaturas e. Diferenciação de células B e T em subpopulações funcional e fenotipicamente distintas 4. Opção pelas linhagens de células B e T: células tronco pluripotenciais da medula óssea (e fígado fetal), chamadas de células tronco hematopoiéticas, dão origem a todas as linhagens de células sanguíneas. Elas dão origem a células de linhagem linfóide, que por sua vez são origem a células T, células B, células NK e células dendríticas linfóides. a. O desenvolvimento inicial das células B e T é caracterizado pela proliferação dos progenitores, estimulado pela interleucina-7 (IL-7), produzida pelo estroma da medula óssea e timo. 5. Rearranjo e expressão dos genes do receptor de antígenos: é o principal evento no desenvolvimento dos linfócitos, responsável pela geração de um repertório diverso. a. Os genes que codificam diversos receptores de antígenos das células B e T ((Ig e TCR) são gerados pelo rearranjo em linfócitos individuais de vários genes da região variável (V). b. Cada clone de linfócitos B ou T produz um receptor de antígeno com um estrutura de ligação de antígenos única. c. O processo de rearranjo das regiões codificadoras de TCR-V leva, potencialmente, à formação de até 1015 diferentes especificidades de reconhecimento antigênico d. Os eventos de rearranjo do DNA que levam à produção dos receptores de antígenos não são dependentes nem são influenciados pela presença de antígenos (os receptores e antígenos são expressos antes do encontro com o antígeno). 6. Processo de seleção do repertório de linfócitos B e T: a. A expressão de complexos pré-BCR e pré-TCR fornecem sinais para a sobrevivência, proliferação e continuidade do desenvolvimento das linhagens de células T e B. b. Seleção positiva: células que expressam receptores úteis são preservadas. i. No caso da seleção de células T, a seleção positiva permite o desenvolvimento de células T cujos receptores apresentam uma 15
ligação de baixa afinidade com moléculas do MHC do hospedeiro. c. Seleção negativa: elimina ou altera os linfócitos cujos receptores de antígenos se ligam fortemente aos auto-antígenos presentes nos órgão linfóides primários. i. As células T em desenvolvimento com alta afinidade para autoantígenos são eliminadas por apoptose (deleção clonal). ii. Células B em desenvolvimento com alta afinidade para autoantígenos podem ser induzidas a fazer mais rearranjos nos genes das Igs. 7. Geração dos subtipos de linfócitos: a. Linfócitos T podem se diferenciar em células T CD4 + (auxiliares), restritas pelo MHC classe II, ou em células CD8 + (citotóxicas), restritas pelo MHC classe I. b. Linfócitos B podem se diferenciar em células B foliculares ou em células B da zona marginal do baço. 8. Desenvolvimento de linfócitos B: os principais eventos que ocorrem durante o amadurecimento dos linfócitos B são o rearranjo e a expressão dos genes das Ig, seleção e proliferação das células B em desenvolvimento e a seleção do repertorio da célula B madura. Esses eventos ocorrem na medula óssea. 9. Desenvolvimento de linfócitos T: O desenvolvimento das células T, a partir de progenitores comprometidos com essa linhagem, envolve o rearranjo seqüencial e expressão dos genes do TCR, a proliferação celular, a seleção induzida por antígenos e a aquisição de capacidade funcional. a. O linfócitos T se originam de precursores provenientes do fígado fetal e da medula óssea do adulto que migram para o timo b. O timo é o principal local onde ocorre o desenvolvimento das células T. i. Ausência congênita do timo ( síndrome de DiGeorge): pequeno número de células T maduras na circulação e nos tecidos linfóides periféricos e deficiência severa na imunidade mediada pela célula T. ii. O timo regride com a idade, mas algum desenvolvimento de células T continua a ocorrer durante a vida adulta. iii. As células em desenvolvimento no timo são chamadas de timócitos. O timócitos mais imaturos não expressam TCR nem CD4 ou CD8 (Linfócito DN - duplo negativo), estando localizados na região cortical. Por ação de citocinas produzidas por células epiteliais, os timócitos entram em mitose, recombinação gênica, e começam a expressar receptores TCR e receptores CD4 ou CD8, tornando-se linfócitos DP (duplo positivo). iv. Conforme esses timócitos passam pelos estágios do desenvolvimento eles migram do córtex para a medula e depois deixam o timo através da circulação sanguínea. c. Seleção positiva dos timócitos: promove a sobrevivência e a expansão seletivas dos timócitos com TCRs restritos pelo MHC do hospedeiro. No córtex do timo, os linfócitos T imaturos encontram células epiteliais que apresentam uma variedade de peptídeos ligados a moléculas do MHC classe I e II.
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i. Quando a célula apresenta um antígeno via MHC I, o linfócito usa seu receptor CD8; estará destinado a se diferenciar em citotóxico, caso selecionado. Ao contrário, quando a célula epitelial utiliza o MHC II, o Linfócito DP utiliza os receptores CD4, e, portanto, se tornará um linfócito T-auxiliar. ii. Qualquer célula T que expresse um TCR que não reconhece um peptídeo ligado a uma molécula do MHC no timo entra em apoptose. d. Seleção negativa dos timócitos: induz a morte celular por apoptose das células cujos receptoes têm alta afinidade pelos complexos peptídeoMHC (reconhecem auto-antígenos), apresentados por células dendríticas na medula do timo (tolerância central). 10. Após passarem pelas duas seleções, os linfócitos são jogados na corrente sangüínea (linfócitos naive) e se dirigem para os Linfonodos e Baço para a ativação de suas funções efetoras. Essa ativação se da basicamente pelas APCs, além de exposição a moléculas co-estimuladoras e citocinas. 11. Perda do Repertório Imunolágico: se dá por processos fisiológicos (envelhecimento) ou patológicos (quimioterapia, transplante de medula óssea, infecção por HIV) a. O HIV afeta, em ordem, as células T efetoras, T de memória, T regulatórias, naives periférica e naives do Timo
Capítulo 10: Tolerância Imunológica 1. Tolerância imunológica: é a não-resposta a um determinado antígeno, induzida pela exposição prévia a este antígeno (quando linfócitos específicos encontram os antígenos, o linfócito pode ser ativado iniciando uma resposta imunológica ou pode ser inativado ou eliminado por um processo de tolerância imunológica). a. Indivíduos normais são tolerantes aos seus antígenos próprios ( autotolerância). b. A falha da tolerância contra o próprio resulta em auto-imunidade. 2. Os principais mecanismos da tolerância de linfócitos são: a indução de morte celular por apoptose ( eliminação clonal – deleção), inativação funcional (anergia), e supressão da ativação e função efetora por linfócitos regulatórios. 3. Tolerância central: ocorre durante a maturação dos linfócitos nos órgãos linfóides primários. 4. Tolerância periférica: ocorre quando linfócitos maduros reconhecem o antígeno sem o nível adequado de estimulação para a ativação ou é o resultado de persistente e repetida estimulação pelos antígenos. 5. Tolerância dos linfócitos T: a. Tolerância central das células T: i. Durante a maturação no timo, células T imaturas que reconhecem antígenos com alta avidez são eliminadas (seleção negativa). ii. O mecanismo de eliminação durante a seleção negativa é a apoptose. iii. Algumas células T auto-reativas não são eliminadas, mas deixam o timo se diferenciando em células T regulatórias. b. Tolerância periférica das células T: 17
i. Anergia induzida pelo reconhecimento do antígeno sem coestimulação adequada: se células T CD4 + reconhecerem antígenos apresentados por um APC deficiente em coestimuladores, as células T sobrevivem, mas tornam-se incapazes de responder ao antígeno, mesmo se mais tarde ele forem apresentados por APCs competentes. ii. Anergia induzida pela ação de receptores inibidores (CTLA-4): reconhecem B7 (em APCs) e ativam sinais inibitórios. iii. Eliminação de células T por morte celular induzida por ativação: a estimulação repetida dos linfócitos T por antígenos resulta na morte das células ativadas por apoptose, devido à expressão de receptores e ligantes indutores de apoptose (Fas e FasL). iv. Tolerância induzida por linfócitos T reguladores: bloqueiam a ativação e a função dos linfócitos T efetores. v. Ignorância imunológica: separação física entre antígenos e células T (exemplo: barreira hematoencefálica). 6. Tolerância dos linfóitos B: a. Tolerância central das células B: i. O principal mecanismo de tolerância central das células B autoreativas é a morte por apoptose (seleção negativa). ii. Células B na medula óssea também que reconhecem antígenos próprios podem também responder a esse antígeno pela ativação de genes que promovem a expressão de um novo tipo de cadeia leve de Ig, dessa forma adquirindo uma nova especificidade (edição de receptor) b. Tolerância periférica das células B: i. Linfócitos B maduros que reconhecem antígenos próprios nos tecidos periféricos, na ausência de células T auxiliares específicas, podem se tornar funcionalmente sem resposta (anergia) ou são excluídos dos folículos linfóides (deleção) ii. A maioria das células B necessita de ajuda de células T H para se desenvolver em plasmócitos, que proporcionam sinais coestimulatórios, como moléculas de co-estimulação (CD40CD40L) e citocinas. Na ausência desses sinais, ocorre indução de anergia. Capítulo 11: Citocinas 1. Citocinas são poli-peptídeos solúveis secretados pelas células da imunidade natural e adquirida, produzidos em resposta a microorganismos e outros antígenos que medeiam funções dessas células. a. A secreção de citocinas é um evento breve e auto-limitado (não são armazenadas como moléculas pré-formadas). b. Possuem ação pleiotrópica (uma citocina age em diferentes células) e redundante (multiplas citocinas possuem os mesmos efeitos funcionais – proteção contra mutações). c. Frequentemente influenciam a síntese e as ações de outras citocinas (efeito em cascata - rede de sinalização extracelular).
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d. As ações das citocinas podem ser locais ( autócrina e/ou parácrina), ou, quando produzidas em grandes quantidades, sistêmicas ( endócrina). e. As citocinas iniciam suas ações pela ligação a receptores de membrana específicos nas células-alvo. f. Sinais externos regulam a expressão de receptores de citocinas e, portanto, o potencial de resposta das células às citocinas. g. As respostas celulares para a maioria das citocinas consistem em alterações na expressão gênica em células-alvo, resultando na expressão de novas funções, proliferação, etc. Essas respostas são reguladas, e existem mecanismos inibidores por feedback para diminuir essas respostas. 2. Categorias funcionais das citocinas a. Citocinas mediadoras e reguladoras da imunidade natural: são produzidas principalmente por fagócitos mononucleares em resposta a agentes infecciosos. Age em células endoteliais e leucócitos para estimular e regular as reações inflamatórias. b. Citocinas mediadoras e reguladoras da imunidade adquirida: são produzidas principalmente por linfócitos T, em resposta ao reconhecimento de antígenos. Agem sobre populações linfocitárias (crescimento, diferenciação) ou recrutam, ativam e regulam células efetoras. c. Citocinas estimuladoras da hematopoese: são produzidas pelas células do estroma da medula óssea, leucócitos e outras células, e estimulam o crescimento e a diferenciação de leucócitos imaturos. 3. Receptores de citocinas: consistem em uma ou mais proteínas transmembrana cujas porções citoplasmáticas são responsáveis por dar início às vias de sinalização intracelular. a. Receptores de citocina tipo I (receptores de hemopoetina): atraem vias de sinalização de Jak-STAT, que induzem transcrição de novos genes. São os receptores para IL-2 a IL-7, IL-9, IL-11, 1L-12, IL-13, IL-15, fatores estimulantes de macrófagos e granulócitos. b. Receptores de citocina tipo II: atraem vias de sinalização de Jak-STAT. São os receptores de IFNs, IL-10, IL-20, IL-24, IL-26. c. Receptores da família IL-1: atraem vias de sinalização similares que induzem transcrição de novos genes. São os receptores para IL-1, IL-18. d. Receptores de TNF: família de receptores com mecanismos de sinalização que induzem apoptose ou estimulam a expressão gênica. e. Receptores acoplados à proteína G: medeiam respostas às quimiocinas e outros mediadores inflamatórios. 4. Principais citocinas que medeiam e regulam a imunidade natural: a. Fator de Necrose Tumoral: é o principal mediador da resposta inflamatória aguda a bactérias gram-negativas e outros microorganismos, e é responsável por muitas das complicações sistêmicas de infecções graves. i. A principal fonte celular de TNF são fagócitos mononucleares ativados. Células T, NK e mastócitos também podem secretar essa proteína. ii. A principal função fisiológica do TNF é estimular o recrutamento de neutrófilos e monócitos para locais de infecção e ativar essas células para erradicar microorganismos. Ele ativa 19
células endoteliais (inflamação, coagulação), neutrófilos, o hipotálamo (febre), fígado (síntese de proteínas de fase aguda), músculo e gordura (catabolismo), e também estimula a apoptose de vários tipos de célula. iii. Em infecções graves, o TNF é produzido em grandes quantidades e causa anomalias sistêmicas clínicas e patológicas (caquexia, hipovolemia, choque, trombose intravascular) b. Interleucina-1: mediadora da resposta inflamatória do hospedeiro a infecções e outros estímulos. c. Quimiocinas: grande família de citocinas que estimulam o movimento de leucócitos e regulam a migração dos leucócitos do sangue para os tecidos. Também promovem angiogênese e cura de feridas. d. Interleucina-12: principal mediador da resposta imune natural inicial a microorganismos intracelulares e é um indutor essencial da imunidade mediada por células (imunidade adquirida). i. Principal fonte: células dendríticas e macrófagos ativados. ii. Ação: estumula produção de IFN- γ pelas células NK e linfócitos T, estimula diferenciação de linfócitos T auxiliares em células T H 1 e acentua funções citotóxicas de células NK e linfócitos T citotóxicos. e. Interferons tipo I (α, β, ε, κ, ω): medeiam resposta imune natural inicial a infecções virais, estimulando mecanismos que inibem a replicação viral, aumentam a expressão do MHC classe I, estimula desenvolvimento de células T H 1, etc, f. Interleucina-10: inibidor de macrófagos e células dendríticas ativados (controle das reações da imunidade natural e da imunidade adquirida mediada por células). 5. Principais citocinas que medeiam e regulam a adquirida: a. Interleucina-2: fator de crescimento, sobrevivência e diferenciação para linfócitos T, e tem papel principalmente na regulação da resposta das células T por sua ação na célula T reguladora. Atua também em células NK (proliferação e diferenciação) e B (crescimento e síntese de anticorpos). b. Interleucina-4: estimula a produção de anticorpos IgE e desenvolvimento de células T H 2. c. Interleucina-5: ativa eosinófilos maduros e estimula crescimento e diferenciação de eosinófilos. d. Interleucina-13: atua na defesa contra helmintos e nas alergias e. Interferon-γ: principal citocina ativadora de macrófagos, exerce função na imunidade contra microorganismos intracelulares (ativa macrófagos para destruir microorganismos, desenvolvimento de células T H 1, expressão de MHC classe I e II e co-estimuladores em APCs) f. Fator de Crescimento Transformador- β: inibe a proliferação e a ativação de linfócitos e outros leucócitos. 6. Principais citocinas que estimulam a hematopoese: a. Fator de célula-tronco b. Interleucina-7: sobrevivência e expansão de precursores imaturos de linfócitos T e B c. Interleucina-3: fator estimulador de colônias multilinhagens d. Fatores estimuladores de colônias 20
e. Eritropoetina (Epo) 7. Diferença entre subpopulações de linfócitos T auxiliares: a. Células T H 1: produzidas em resposta a microorganismos intracelulares, produzem IFN-γ, que ativa fagócitos para destruir microorganismos e estimula produção de anticorpos opsonizantes, entre outras citocinas. b. Células T H 2: produzidas em resposta a helmitos, produzem IL-4 (produção de anticorpos IgE) e IL-5 (ativa eosinófilos), entre outras citocinas. Capitulo 12: Imunidade Inata 1. A imunidade inata é a resposta inicial aos microorganismos que impede a infecção do hospedeiro. 2. Os componentes da imunidade inata reconhecem estruturas que são características de patógenos microbiano e não estão presentes nas células dos mamíferos. a. O sist. im. inato possui especificidade para estruturas compartilhadas por classes de microorganismos ( padrões moleculares) b. O sist. im. inato se desenvolveu para reconhecer produtos microbianos que são frequentemente essenciais para a sobrevivência do microorganismo (exemplo: RNAs de dupla-hélice) c. Os receptores do sist. im. inato são codificados na linhagem germinativa (pouca especificidade: distribuição de receptores não-clonal) (diversidade limitada). 3. Barreiras epiteliais: a. Barreiras físicas: Superfícies epiteliais intactas foram barreiras físicas entre os microorganismos no ambiente externo e os tecidos do hospedeiro. b. Barreiras químicas: Os epitélios produzem peptídeos que possuem função de antibiótico natural (defensinas, criptocidinas, etc) i. As α e β-defensinas estão presentes na pele cuja produção é aumentada em resposta a citocinas TNF e IL-1. São antibióticos de amplo espectro. ii. As criptocidinas são produzidas pelo epitélio intestinal e podem esterilizar o epitélio localmente (p. ex., dentro das criptas intestinais) iii. Outras barreiras químicas: ácidos graxos, lisozima, fosfolipase A (saliva, lagrimas), pH ácido (estômago), colectinas (surfactantes A e D: opsoninas). c. Barreitas biológicas: i. Os epitélios das barreiras e as cavidades serosas contêm, respectivamente, linfócitos T intra-epiteliais e subpopulações B-1 de linfócitos B, além de mastócitos (secretam substancias que estimulam a inflamação). ii. Flora normal: competição, ocupação de espaço e produção de peptídeos antimicrobianos. 4. Fagócitos: são células cuja função primária é identificar, ingerir e destruir microorganismos. Incluem neutrófilos e macrófagos.
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a. Neutrófilos e monócitos são recrutados do sangue para os locais de infecção por ligações a moléculas de adesão em células endoteliais e por quimioatraentes produzidos em resposta à infecção. i. Macrófagos teciduais residentes reconhecem microorganismos e secretam citocinas (TNF, IL-1), que atuam nas células endoteliais adjacente e induzem expressão de moléculas de adesão ii. As células endoteliais secretam selectinas, que medeiam a adesão fraca e rolagem dos leucócitos (que possuem ligantes de selectina) iii. As células endoteliais secretam ligantes de integrinas, que medeiam a adesão firme dos leucócitos, e quimiocinas, que aumentam a afinidade das integrinas dos leucócitos e estimulam a migração das células pelo endotélio para o local de infecção. b. Os macrófagos e os neutrófilos expressam receptores de superfície (Receptores de reconhecimento padrão – PRRs ) que reconhecem estruturas peculiares de microrganismos ( padrões moleculares associados a patógenose – PAMPs ) e estimulam a fagocitose e morte dos microorganismos. i. Receptores de manose: atuam na ligação e ingestão de microorganismos ii. Receptores scavenger : atuam na ligação e ingestão de microorganismos e LDL modificado (oxidado ou acetilado) iii. Receptores de opsinas: promovem a fagocitose de microorganismos recobertos com várias proteínas (anticorpos, proteínas do complemento e lectinas) iv. Receptores semelhantes ao Toll (TLRs): atuam na ativação de fagócitos em resposta a diferentes tipos e componentes de microorganismos. v. Receptores acoplados à proteína G: reconhecem microorganismos e alguns mediadores produzidos em resposta a infecções. Estimulam a migração de leucócitos para os locais de infecção. vi. Receptores para citocinas: por exemplo, o receptor para IFN- γ. c. Fagocitose: os neutrófilos e os macrófagos ingerem microorganismos ligados e estes vão para dentro de vesículas, onde são destruídos. i. Os fagócitos ativados destroem microorganismos fagocitados mediante a produção de moléculas microbicidas no fagolisossomos. ii. Os fagócitos ativados convertem o oxigênio em intermediários reativos de oxigênio (RÓIS), produzidos pelo sistema da fagócito-oxidase (e outras enzimas), que oxidam outras substancias (íons halídeos) em formas tóxicas para microorganismos. iii. Doença Granulomatosa Crônica : deficiência herdada de um dos componentes da fagócito-oxidase, levando ao comprometimento da capacidade dos neutrófilos de eliminarem bactérias Gram-positivas. iv. Os fagócitos ativados também produzem intermediários reativos do nitrogênio, como o oxido nítrico (NO), produzido pela enzima
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iNOS Se combina aos RÓIs para produzir radicais altamente reativos. Essas células ainda produzem enzimas proteolíticas 5. Células NK (natural killer): são uma sub-população de linfócitos que destroem as células infectadas e células que perderam a expressão de moléculas MHC classe I; também secretam citocinas, principalmente IFN- γ. a. Fenótipo: linfócitos grandes com númerosos grânulos citoplasmáticos. b. A ativação das células NK é regulada por um balanço entre os sinais que são gerados a partir de receptores de ativação e de receptores de inibição. i. Receptores de ativação: não estão bem definidos. ii. Receptores de inibição: se ligam a moléculas MHC classe I próprias. iii. Quando ambos os receptores estão ocupados, a influência dos receptores de inibição é dominante e a célula NK não é ativada. c. A expansão e a atividade das células NK também é estimulada por citocinas i. IL-12: induz produção de IFN- γ e atividade citolítica. ii. IL-15 e IL-18: potencializam ação da IL-12. iii. INF-α e β: ativam potencial citolítico. iv. IL-2 (produzida por linfócitos T): também estimula atividade das cel. NK (participação da célula NK na imunidade adaptativa mediada por células T) d. As funções das células NK são destruir células infectadas e ativar macrófagos para destruírem microorganismos fagocitados. i. As células NK possuem grânulos com porfirinas, que criam poros nas membranas das células-alvos, e granzimas, que entram através dos poros e induzem a apoptose. ii. O INF-γ produzido pelas cel. NK ativa os macrófagos 6. Sistema Complemento (mais detalhado no capítulo 14 – parte 2): a. O sistema complemento consiste em várias proteínas plasmáticas que são ativadas pelos microorganismos e promovem a destruição destes microorganismos e a inflamação b. Via clássica de reconhecimento: Proteínas plasmática C1 (componentes: C1q, C1r (x2) e C1s (x2) ) detecta anticorpos IgM ou IgG (pelo menos 2) ligados à superfície de um microorganismo ou outra estrutura. c. Via alternativa de reconhecimento: reconhecimento direto de certas estruturas da superfície bacteriana d. Via da lectina: desencadeada por uma proteína plasmática chamada lectina de ligação à manose (MBL), que se liga a resíduos de manose em estruturas microbianas. A MBL ativa uma das proteínas da via clássica na ausência de anticorpo. e. O reconhecimento do microorganismo leva ao recrutamento e reunião de proteínas adicionais do sist. complemento. f. Funções do Sit. Complemento : i. Anafilotoxinas: C5a, C4a e C3a(?) estimulam a degranulação de mastócitos e basófilos, com liberação de mediadores solúveis, que promovem a contração da musculatura lisa e o aumento da permeabilidade celular ii. Quimiotaxia: C5a e C3a(?) atrai leucócitos e macrófagos ao local de infecção
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iii. Opsonização: C3b ativa receptores de macrófagos, promovendo a fagocitose iv. Remoção de imunocomplexos: atividade exercida pela C3b, evitando ataque auto-imune. v. Lise celular: C5b, C6, C7, C8 e C9 (MAC) se ligam à membrana da célula e criam um poro, levando à lise da célula do microorganismo (bactéria). Capitulo 13: Mecanismos Efetores da Imunidade Mediada por Células 1. A imunidade mediada por células é a função efetora dos linfócitos T a. A resposta imunológica adquirida a microorganismos que residem dentro de fagossomos dos fagócitos é mediada por linfócitos T CD4 + efetores, denominadas células T H 1, que reconhecem antígenos microbianos e ativam os fagócitos a destruir os microorganismos ingeridos i. Muitos microorganismos possuem mecanismos que lhes permites sobreviver e reproduzir dentro dos fagossomos. Os linfócitos T H 1 atuam acentuando ações microbicidas dos fagócitos, eliminando os microorganismos. b. A resposta imunológica adquirida a microorganimos que infectam e se replicam no citoplasma de vários tipos celulares, incluindo células nafagocíticas, é mediada por linfócitos T citotóxicos (CD8+), que eliminam células infectadas e os reservatórios da infecção. i. A ativação dos macrófagos e a inflamação dependentes de células T podem causar lesão tecidual ( hipersensibilidade do tipo tardio). c. A resposta imunológica adquirida a parasitas helmínticos é mediada por células T H 2, que estimulam a produção de anticorpos IgE e ativam eosinófilos e mastócitos, que destroem helmintos. i. As reações imunológicas mediadas por T H 2 são caracterizadas por eosinofilia. d. O sistema imune natural ainda possui um ramo celular, as células NK, que protegem contra vírus e outros micróbios intracelulares, destruindo as células infectadas. 2. As respostas imunes mediadas por células consistem no desenvolvimento de células efetoras a partir de naïves em órgãos linfócitos periféricos, migração destas células T e outros leucócitos para locais de infecção, e ativação de leucócitos mediada por citocinas para eliminar os microorganismos ou células infectadas. 3. Subconjuntos de células T CD4 + efetoras: células T CD4+ podem se diferenciar em subconjuntos de células efetoras que produzem conjuntos diferentes de citocinas e, portanto, desempenham funções efetoras distintas. a. Os subconjuntos mais bem definidos de células efetoras da linhagem auxiliar CD4+ são as células T H 1 e T H 2, distinguidas pelas citocinas que produzem. i. O IFN-γ é a citocina que define as células T H 1, ii. IL-4 IL-5 são as citocinas que define as células T H 2
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b. Os subconjuntos T H 1 e T H 2 se desenvolvem de lifócitos T CD4 + naïves, e o padrão de diferenciação é determinado por estímulos presentes logo no início da resposta imunológicas i. IFN-γ e IL-12 são os principais indutores de células T H 1 ii. IL-4 é o principal indutor de células T H 2 c. A diferenciação de T H 1 ocorre em resposta aos microorganismos que infectam ou ativam macrófagos e àqueles que ativam células NK (que secretam IFN-γ). Exemplos: Listeria e micobactérias (bactérias), Leishmania (protozoário), vírus. i. A diferenciação de T H 1 envolve a interação de sinais a partir do receptor de células T (TCR), dos sinais das citocinas (IFN- γ e IL12) e fatores de transcrição (T-bet, STAT1, STAT4). d. A diferenciação de T H 2 ocorre em resposta a helmintos e alérgenos i. Envolve a interação de sinais a partir do TCR, de citocinas (IL-4), fatores de transcrição (GATA-3 e STAT6) 4. Respostas imunes mediadas por T H 1 a. Migração: as células T H 1 efetoras expressam moléculas de adesão e receptores de quimiocinas que promovem sua migração e retenção nos locais de infecção. i. Depois que as células T H 1 entram no local e são ativadas por antígeno, elas produzem mais citocinas e quimiocinas e estimulam muito mais a migração de leucócitos (inflamação imune). b. Ativação de macrófagos e outros leucócitos: As células T H 1 ativam os macrófagos para eliminar microorganismos fagocitados, por sinais mediados pelo contato, liberados pelas interações CD40L-CD40 (proteínas de membrana) e pela citocina IFN- γ i. Quando células T H 1 efetoras são estimuladas pelo antígeno, elas secretam citocinas e expressam CD40L. O CD40L se acopla ao CD40 nos macrófagos que estão apresentando o antígeno. ii. As células T H 1 também ativam células B pela interação CD40LCD40 e por citocinas. iii. Os macrófagos ativados destroemmicroorganismos fagocitados, principalmente pela produção de espécies reativas do oxigênio, óxido nítrico e enzimas lisossômicas. iv. Os macrófagos ativados estimulam a inflamação aguda por meio da secreção de citocinas (TNF, IL-1), quimiocinas e mediadores lipídicos (protaglandinas, leucotrienos, fator de ativação de plaquetas) v. Ainda, os macrófagos ativados removem tecidos mortos para facilitar o reparo depois que a infecção está controlada. c. Reação de hipersensibilidade do tipo tardio (DTH): marcada por lesão tecidual e inflamação, causadas pelas células T H 1 e macrófagos ativados. i. Reações de DTH crônicas podem ser desenvolvidas se a resposta das células T H 1 a uma infecção ativar os macrófagos, porém fracassar na erradicação dos microorganismos fagocitados (os macrófagos continuam a produzir citocinas e fatores de crescimento, que progressivamente mudam o tecido local, levando a fibrose) 5. Respostas imunes mediadas por T H 2 25
a. As células T H 2 secretam IL-4, IL-5 e IL-13. IL-4 e IL-13 estimulam a produção de anticorpos IgE específicos para helmintos, que opsonizam os helmintos. i. Mastócitos são ativados pelos helmintos revestidos por IgE (por receptores Fcε)
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e liberam o conteúdo de seus grânulos, que
contém substâncias vasoativas, citocinas (TNF) e mediadores lipídicos, produzindo inflamação local. ii. Anticorpos produzidos pela estimulação das citocinas das células T H 2 também são capazes de neutralizar micróbios e toxinas b. IL-5 ativa os eosinófilos na vizinhança dos helmintos, que liberam o conteúdo de seus grânulos (capazes de destruir tegumentos resistentes de helmintos) c. IL-4 e IL-13 ativam macrófagos para síntese de colágeno e fibrose (ativação alternativa dos macrófagos), contribuindo para remodelação tecidual no contexto de infecções parasitárias crônicas ou doença alérgicas d. Citocinas liberadas pelas células T H 2 também estimulam a produção de muco (IL-13) e peristalse (Il-4), promovendo a expulsão de parasitas nos tecidos mucosos. O IFN-γ, produzido pelas células T H 1, promove a diferenciação adicional de T H 1 e inibe a proliferação de células T H 2. Por outro lado, IL-10, também produzida por células T H 2, inibe a proliferação de células T H 1. Portanto, uma vez que uma resposta imunológica se desenvolve ao longo de uma via, ela se torna cada vez mais polarizada naquela direção, e a polarização extrema é vista nas infecções crônicas ou na exposição crônica a antígenos ambientais. Células T H 17: subconjunto distinto identificado recentemente. Seu papel principal parece ser a indução de reações inflamatórias, principalmente aquelas ricas em neutrófilos. Células TCD8+ efetoras: linfócitos T citotóxicos (CTLs) a. Citotoxidade mediada por CTLs: é específica para o antígeno e dependente de contato. i. As CTLs destroem alvos que expressam o mesmo antígeno associado ao MHC classe 1 que deflagrou a proliferação e a diferenciação das células CD8 + naïves. b. Reconhecimento do antígeno: CTL se liga e reage à célula-alvo usando seu receptor antigênico (TCR), o co-receptor (CD8) e moléculas de adesão (integrinas). c. Destruição das células-alvo: ocorre pela liberação de proteínas citotóxicas (granzimas, perforina, serglicina) armazenadas em grânulos citoplasmáticos na célula-alvo, acionando sua apoptose. Células T de memória: as respostas imune mediadas pelas células T usualmente resultam na geração de células T de memória específicas para esse antígeno. a. A manutenção das células T de memória é dependente de citocinas que estão presentes nos tecidos e suportam a atividade proliferativa em baixo nível. Capitulo 14: Mecanismos Efetores da Imunidade Humoral
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Parte 1: Imunidade Humoral Adquirida 1. A imunidade humoral é mediada por anticorpos secretados, e sua função fisiológica é a defesa contra microorganismos extracelulares e toxinas microbiana. Também faz parte da imunidade humoral o sistema complemento da imunidade natural. 2. As principais funções dos anticorpos são a neutralização e a eliminação de microorganismos infecciosos e toxinas microbianas. a. Os anticorpos são produzidos por linfócitos B e plasmócitos nos órgãos linfóides e na medula óssea, mas os anticorpos desempenham suas funções efetoras em locais distantes nos quais foram produzidos i. Ação sistêmica disseminada pela circulação ii. Ação na luz de órgãos (anticorpos produzidos pelo sist. imune associado a mucosas) iii. Transporte através da placenta . b. Os anticorpos que medeiam a imunidade protetora podem ser derivados de plasmócitos (de vida curta ou longa) gerados pela ativação de células B de memória ou naïves. c. Muitas das funções efetoras dos anticorpos são mediadas pelas regiões constantes da cadeia pesada das moléculas de Ig, e diferentes isótipos de cadeia pesada desempenham diferentes funções efetoras. Exemplo: i. Algumas subclasses de IgG se ligam a receptores Fc do fagócito e promovem a fagocitose de partículas recobertas por anticorpos ii. IgM e algumas subclasses de IgG ativam o sistema complemento iii. IgE se liga a receptores Fc dos mastócitos e desencadeia sua ativ d. As funções efetoras são desencadeadas pela ligação dos antígenos às regiões variáveis. 3. Neutralização de microorganismos e toxinas microbianas: os anticorpos específicos bloqueiam a ligação de microorganismos e toxinas a receptores celulares a. Anticorpos que se ligam a estruturas microbianas interferem com a capacidade de microorganismos intracelulares (vírus, bactérias gramnegativas) de interagir com receptores celulares e infectar a célula. b. Anticorpos podem ter efeito alostéricos, alterando a conformação de proteínas de superfície desses microorgaismos. c. Anticorpos antitoxina retardam estericamente as interações das toxinas com as células do hospedeiro e evitam que estas toxinas causem efeitos patológicos. d. A neutralização mediada por anticorpos requer somente as regiões de ligação ao antígeno dos anticorpos 4. Opsonização e fagocitose mediadas por anticorpo: Os anticorpos do isótipo IgG recobrem (opsonizam) microorganismos e promovem a sua fagocitose pela ligação aos receptores Fc dos fagócitos a. Os receptores Fc dos leucócitos promovem a fagocitose de partículas opsonizadas e liberam sinais que estimulam as atividades microbicidas dos leucócitos b. O microrganismo pode ser morto por enzimas lisossomais ou pelo mecanismo de “burst respiratporio” (produção de O 2 - pela NADPH oxidase, de H 2 O 2 pela superoxido dismutase, e de íons hipoclorito e radicais hidroxila) 27
5. Citotoxicidade celular mediada por anticorpos (ADCC): As células NK e outros leucócitos se ligam a células recobertas por anticorpos por meio dos receptores Fc e destroem essas células a. Anticorpos também atuam na remição de helmintos, ativando mastócitos e eosinófilos para a expulsão e destruição desses parasitas. 6. Ativação do sistema complemento . 7. Mamíferos neonatos são protegidos de infecções por anticorpos produzidos maternalmente, transportados através da placenta para a circulação fetal e por anticorpos no leite ingerido transportados através do epitélio intestinal por transcitose. Parte 2: O Sistema Complemento
1. O Sistema Complemento consiste em protínas séricas e de superfície celular que interagem umas com as outras e com outras moléculas do sistema imunológico de uma maneira altamente regulada para gerar produtos que eliminem os microorganismos. a. A ativação do complemento envolve a proteólise seqüencial de proteínas para gerarem complexos enzimáticos recém agrupados com atividade proteolítica 2. Vias de ativação: existem três vias principais de ativação do complemento: b. O evento central na ativação do complemento é a proteólise da proteína C3 com a subseqüente ligação covalente de um produto de C3, C3b, às superfícies das células microbianas ou aos anticorpos ligados aos antígenos. c. A via clássica é iniciada pela ligação da proteína do complemento C1 a domínios da IgG (pelo menos dois anticorpos) ou da IgM que se ligaram ao antígeno. i. A C1é um complexo protéico composto pelas subunidades C1q, C1r e C1s. A região C1q desempenha a função de reconhecimento e se liga às regiões Fc das cadeias pesadas de IgM e algumas IgG. Cada C1q deve se ligar a duas cadeias pesadas de Ig (um pentâmero de IgM já basta). ii. A ligação ativa a atividade protease das outras subunidades. A C1s ativada cliva a C4, gerando C4a e C4b. iii. A C2 se une à C4b e é clivada pela C1, gerando C2a (solúvel) e C2b (permanece ligada à C4b). O complexo resultante C4b2b é a convertase C3 da via clássica, que se liga e cliva a C3, em C3a e C3b. A C3b pode se ligar à superfícies celulares do microorganismo ou permanecer ligada à C3 convertase, formando a C5 convertase (C4b2b3b). d. A via alternativa se inicia pela ligação direta da C3 à superfície à superfície da célula microbiana e sua clivagem em C3b (permanece ligado à célula) e C3a. i. O C3b se liga a um fragmento Bb da proteína plasmática fator B, produzindo a C3 convertase da via alternativa , que cliva mais proteínas C3. ii. Alguns novos fragmentos de C3b se ligam à C3 convertase da via alternativa, formando a C5 convertase da via alternativa. 28
e. A via da lectina é ativada pela ligação de polissacarídeos microbianos a lectinas circulantes (membros da família das colectinas que se assemelham a C1q) (lectina de ligação à manose - MBL). Essas lectinas se ligam à proteases plasmáticas, formando um complexo semelhante à C1, qu e cliva C4 e C2., seguindo-se as mesmas etapas da via clássica. f. Etapas tardias da ativação do complemento: as convertases C5 iniciam a ativação dos últimos componentes do sistema complemento, culminando na formação do complexo de ataque citocida à membrana (MAC), que leva à lise celular 8. Regulação da ativação do complemento: a. É necessária para evitar a ativação do complemento em células normais do hospedeiro e para limitar a duração da ativação mesmo em células microbianas e complecos antígeno-anticorpo. b. A atividade protease da C1 (C1r e C1s) é inibida por uma proteína citoplasmática chamada inibidor de C1 (C1 INH) c. A reunião dos componentes das convertases C3 e C5 é inibida pela ligação de proteínas reguladoras a C3b e C4b depositadas nas superfícies celulares. d. A C3b associada à célula é proteoliticamente degrada por uma proteína plasmática. e. A formação do MAC é inibida por uma proteína de membrana 9. Funções do complemento: a. Opsonização e fagocitose: os microorganismos nos quais o complemento está ativado se tornam recobertos com C3b, C4b, etc..., e são fagocitados pela ligação dessas proteínas a receptores específicos nos macrófagos e neutrófilos. b. Estímulo das respostas inflamatórias : os fragmentos proteolíticos do complemento C5a, C4a e C3a induzem a inflamação aguda pela ativação dos mastócitos e neutrófilos, funcionando como anafilotoxinas. C5a age diretamente nas células do endotélio vascular e leva ao aumento da permeabilidade vascularer e expressão se selectinas. Tamém realizam quimiotaxia, atraindo macrófagos e leucócitos ao local de inflamação. c. Lise celular mediada pelo complemento : realizada por C5b, C6, C7, C8 e C9 (MAC), atravé da formação de poros pela polimerização da C9. d. Remoção de imuno-complexos (antígeno-anticorpo) e promoção de sua fagocitose, evitando reações inflamatórias que destroem o tecido circundante. É realizada pela C3b. 10. Deficiências do sistema complemento: a. Deficiências genéticas em componentes da via clássica: i. A mais comum é a deficiência de C2. Há falha da eliminação de complexos imunes, que se depositam nas paredes dos vasos e tecidos, onde ativam os leucócitos e promovem inflamação local. ii. A deficiência de C3 está associada a infecções bacterianas piogênicas sérias freqüentes que podem ser fatais. b. Deficiência em componentes da via alternativa (fatores plasmáticos): suscetibilidade aumentada a infecções por bactérias piogênicas. c. Mutação do gene da lectina ligadora de manose: imunodeficiência. d. Deficiência em componentes terminais do complemento (Cb, C6, C7, C8 e C9): propensão para infecções disseminadas pelas bactérias Neisseria. e. Deficiência em proteínas reguladoras: 29
i. Edema angioneurótico hereditário: deficiência de inibidor de C1, com acumulo agudo de edema na pele e mucosas, o que causa dor abdominal, vomito, diarréia e obstrução das vias aérias. Capítulo 18: Doenças Causadas por Respostas Imunes: Hipersensibilidade e AutoImunidade 1. Hipersensibilidade: são os distúrbios causados por respostas imunes. a. Hipersensibilidade imediata (tipo I) : causada por mastócitos, ativados pela IgE, que liberam rapidamente vários mediadores, os quais provocam aumento na permeabilidade capilar, vasodilatação, contração da musculatura lisa dos brônquios e das vísceras e inflamação local. i. Essa reação tem início rápido, em alguns minutos a partir do estímulo do antígeno, e traz conseqüências patológicas significativas. ii. Na medicina clínica, essas reações são chamadas usualmente de alergia ou atopia. b. Hipersensibilidade mediada por anticorpos (tipo II) : são causadas por anticorpos que se ligam a antígenos em células em particular ou tecidos extracelulares em particular. Exemplo: miastenia grave. c. Hipersensibilidade mediada por imuno-complexos (tipo III) , que se formam na circulação e são depositados nas paredes dos vasos. Exemplo: Lúpus eritematoso sistêmico d. Hipersensibilidade mediada por linfócitos T (tipo IV) : os linfócitos T causam lesão tecidual por desencadearem reações de hipersensibilidade do tipo tardio (TDH) (Capítulo 13) ou por destruírem as células diretamente. Exemplo: diabetes melito insulino-dependente. 2. Auto-imunidade é a perda da capacidade do sistema imunológico em distinguir o que é próprio daquilo que não é próprio, com a indução de uma resposta imune contra componentes do próprio hospedeiro. a. É resultante de uma falha ou interrupção dos mecanismos de autotolerância, responsáveis para manter a auto-imunidade em linfócitos T, B ou ambos 3. Verifica-se a presença de células auto-reativas na periferia, em baixas quantidades, mesmo em indivíduos normais, que são mantidas inativas pelos mecanismos de tolerância periférica. 4. A perda da auto-tolerância é multifatorial, podendo ser causada por fatores intrínsecos e extrínsecos. a. Fatores intrínsecos: i. Bloqueio da expressão do gene que codifica CTL4-A, receptor inibitório de B7: O CTL4-A é responsável por induzir e manter anergia de linfócitos T auto-reativos. A perda dessa função leva à auto-imunidade. ii. Resistência à apoptose: causada por defeito nas vias de sinalização de ativação da apoptose de linfócitos T (receptor de morte Fas) (persistência de linfócitos T auto-reativos na periferia).
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iii. Deficiência genética de proteínas do sistema complemento, com falha na remoção de imunocomplexos (uma das funções do sistema complemento). iv. Influências hormonais: também podem desempenhar um papel em algumas doenças auto-imunes. v. Antígenos de desenvolvimento tardio: células linfóides podem não ser expostas a alguns antígenos próprios, de desenvolvimento tardio. b. Fatores extrínsecos: i. Alterações anatômicas nos tecidos, causadas por inflamação, lesão isquêmica ou trauma, podem levar à exposição de antígenos próprios que normalmente ficam ocultos do sistema imune (seqüestrados). ii. Ambiente inflamatório: estimulam a expressão de moléculas coestimulatórias (exemplo: B7) em APCs teciduais que normalmente seriam responsáveis por apresentar antígenos próprios, levando à ativação de linfócitos T auto-reativos (obs: linfócitos T possuem dois receptores para B7, um inibitório – CTL4-A – e outro estimulatório – CD28). iii. Mimetismo molecular (“simulação molecular”): as APCs apresentam um antígeno microbiano a um linfócito T, ativando-o. Porém, esse reage com antígenos próprios que possuem algumas regiões homólogas ao antígeno microbiano (reação cruzada). Exemplo: febre reumática, artrite reumatóide, espondilite anquilosante. 5. Doenças auto-imunes podem ser sistêmicas (Lúpus eritematoso, Artrite reumatóide) ou organoespecíficas (Tireoidite de Hashimoto, Doença de Graves, Miastenia grave, Diabetes melito insulino-dependente, Síndrome de Goodpasture) 6. Doenças auto-imunes causadas por anticorpos (hipersensibilidade tipo II): a. Doença de Graves: produção de auto-anticorpo para o receptor de TSH nas células da tireóide. A interação do auto-anticorpo com o receptor induz a contínua estimulação das células da tireóide, levando a hipertireoidismo. b. Miastenia Grave: produção de auto-anticorpo para o receptor de acetilcolina nas células musculares. A interação do auto-anticorpo com o receptor impede a estimulação pela acetil-colina, bloqueando a contração muscular e levando a fraqueza progressiva e paralisia. c. Síndrome de Goodpasture: produção de auto-anticorpo contra um domínio não-colagenoso do colágeno tipo IV das membranas basais dos glomérulos renais e alvéolos pulmonares. O anticorpo induz inflamação, levando a nefrite e hemorragia pulmonar d. Outros exemplos: febre reumática, diabetes resistente à insulina (anticorpo inibe ligação da insulina ao receptor). 7. Doenças auto-imunes causadas por imuno-complexos (hipersensibilidade tipo III): a. Lúpus eritematoso sistêmico: doença crônica e multi-sistêmica, mutifatorial (fatores genéticos, hormonais e ambientais). Produção de anticorpos auto-reativos contra constituintes nucleares (DNA, ribonucleoproteínas, histonas e antígenos de nucléolos), que formam 31
