Faculdade de Farmácia da Universidade de Lisboa 2011/2012
Imunologia Sebenta Teórica
Catarina Lourenço | João Padilla
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Indice PARTE I – CARACTERÍSTICAS DO SISTEMA IMUNITÁRIO Visão Geral do Sistema Imunitário .................................................... ........................................................................................ ............................................ ........ 5 Células do Sistema Imunitário ............................................................ ............................................................................................... ........................................... ........ 7 Origem das células do sistema sistema imunitário imunitário .......................................................................... .................................................................................. ........ 7 Linhagem Linhagem mielóide mielóide........................................................ .......................................................................................... ............................................................. ........................... 8 Linhagem Linhagem linfóide....... linfóide............................... ..................................................................... ............................................................................... ........................................... ......... 9 Marcadores Marcadores de superfície superfície ............................................. ............................................................................... ............................................................ .......................... 11 Órgãos Linfóides ............................................. ................................................................................ ....................................................................... .......................................... ...... 13 Órgãos linfóides primários primários ........................................................ .......................................................................................... ............................................... ............. 13 Órgãos linfóides linfóides secundários secundários.......................................................... ............................................................................................ .......................................... ........ 14 Recirculação Recirculação de linfócitos linfócitos ............................................. ............................................................................... ............................................................ .......................... 18 Resposta Inata....................................................................... ........................................................................................................... ...................................................... .................. 19 Sistema do Complemento Complemento ......................................................... ........................................................................................... ............................................... ............. 19 Vias de activação activação do complemento complemento ........................................................ ...................................................................................... .............................. 20 Via terminal terminal comum........................................................ .......................................................................................... ..................................................... ................... 22 Regulação Regulação do Complemento Complemento...................... ........................................................ .................................................................... ......................................... ....... 22 Actividades biológicas não citolíticas do complemento ......................................................... 23 Fagocitose Fagocitose................................................................................... ..................................................................................................................... ............................................. ........... 23 Resposta Resposta inflamatória inflamatória ......................................................... ........................................................................................... ..................................................... ................... 24 Resposta Humoral ............................................................ ................................................................................................ ........................................................... ....................... 26 Antigénios Antigénios......................................................... ........................................................................................... .................................................................... ..................................... ... 26 Factores Factores que influenciam influenciam a imunogenicidad imunogenicidade e .............................................. ....................................................................... ......................... 27 Mitogénios Mitogénios........................................................................................ .......................................................................................................................... .................................... 27 Classificaçã Classificação o de antigénios antigénios ............................................................................... ................................................................................................... .................... 28 Anticorpos Anticorpos ........................................................ ........................................................................................... ..................................................................... .................................... .. 28 Funções Funções dos anticorpos anticorpos ......................................................... ........................................................................................... ............................................... ............. 30 Classes Classes de imunoglobulina imunoglobulinass ......................................................... ........................................................................................... ......................................... ....... 30 Genética Genética e diversidade diversidade nas imunoglobul imunoglobulinas inas ........................................................... ........................................................................ ............. 32 Síntese Síntese de imunoglobulina imunoglobulinass ................................................ ................................................................................... .................................................. ............... 33 Anticorpos Anticorpos monoclonais monoclonais............................................................ .............................................................................................. ........................................... ......... 35 Desenvolv Desenvolvimento imento de linfócitos linfócitos B .......................................................... ............................................................................................ .................................... .. 36 Subpopulaçõ Subpopulações es de linfócitos linfócitos B ......................................................... ........................................................................................... ......................................... ....... 39 3
Resposta Celular.................................................................... ........................................................................................................ ...................................................... .................. 40 Desenvolv Desenvolvimento imento de linfócitos linfócitos T.............................................. T................................................................................. ................................................. .............. 40 Sistema MHC .......................................................... ............................................................................................ ................................................................. ............................... 41 Transplanta Transplantação ção ........................................................ .......................................................................................... ................................................................ .............................. 43 Reconhecimen Reconhecimento to de antigénios antigénios ....................................................... ......................................................................................... ......................................... ....... 44 Citocinas Citocinas .......................................................... ............................................................................................. ..................................................................... ..................................... ... 46 Moléculas Moléculas de adesão adesão celular ............................ .............................................................. ........................................................................ ...................................... 50 Auto-Imunidade ................................................................................................. .......................................................................................................................... ......................... 52 Mecanismo Mecanismo de acção.......................................................... ............................................................................................ ...................................................... .................... 52 Etiologia Etiologia das doenças doenças auto-imunes auto-imunes ..................................................................................... .......................................................................................... ..... 53 Classificaçã Classificação o das doenças doenças auto-imunes auto-imunes ............................................................................. .................................................................................... ....... 54 Pesquisa Pesquisa de auto-antico auto-anticorpos rpos ........................................................................................ .................................................................................................... ............ 54 Imunização .................................................................................................... .................................................................................................................................. .............................. 56 Vacinação Vacinação ......................................................... ........................................................................................... .................................................................... ..................................... ... 56 Imunidade Imunidade passiva passiva ........................................................ .......................................................................................... ........................................................... ......................... 58
PARTE II – DOENÇAS ASSOCIADAS AO SISTEMA IMUNITÁRIO Cancro ................................................................. ..................................................................................................... ....................................................................... ..................................... 59 Marcadores Marcadores imunobiológicos imunobiológicos de tumores tumores ........................................................ ................................................................................ ........................ 61 Sindromes Sindromes linfoprolife linfoproliferativ rativas as ......................................................... ........................................................................................... .......................................... ........ 62 Hipersensibilidade................................................................. .................................................................................................... ...................................................... ................... 66 Hipersensib Hipersensibilidade ilidade do Tipo I ........................................................... ............................................................................................. .......................................... ........ 67 Hipersensib Hipersensibilidade ilidade do tipo IIa ......................................................... ........................................................................................... .......................................... ........ 69 Hipersensib Hipersensibilidade ilidade do tipo IIb ............................................. ............................................................................... ...................................................... .................... 70 Hipersensib Hipersensibilidade ilidade do tipo III .............................................. ................................................................................ ...................................................... .................... 70 Hipersensib Hipersensibilidade ilidade do tipo IV.......................................................... ............................................................................................ .......................................... ........ 70 SIDA .................................................................... ........................................................................................................ ....................................................................... ..................................... 72 Virologia Virologia do HIV-1 ..................................................... ....................................................................................... ............................................................... ............................. 72 Componente Componentess antigénicos antigénicos do HIV......................................................... ........................................................................................... .................................... .. 73 Mecanismos Mecanismos de infecção infecção do HIV ............................ ............................................................... ................................................................... ................................ 73 Modos Modos de infecção infecção viral ............................................................................. ........................................................................................................... .............................. 74 Resposta Resposta imunitária imunitária ao HIV ............................................................................. ...................................................................................................... ......................... 75 Patogénese Patogénese do HIV ................................................ .................................................................................. ................................................................... ................................. 76 Tuberculose................................................................................. ..................................................................................................................... ................................................ ............ 79
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Visã o Geral do Sistema Imunitário A imunologia é a ciência que estuda a imunidade e os acontecimentos celulares e moleculares que ocorrem depois de um organismo contactar com microorganismos e outras macromoléculas estranhas. O sistema imunitário foi desenvolvido pelo organismo para se proteger de microorganismos patogénicos. Tem capacidade de gerar uma variedade enorme de células e moléculas capazes de reconhecimento específico e eliminação de uma variedade de invasores estranhos. Funcionalmente, o sistema imunitário pode ser dividido em:
Reconhecimento – consegue reconhecer pequenas diferenças químicas que distinguem um agente patogénico de outro. Faz a discriminação entre moléculas estranhas e do próprio organismo. Resposta – uma vez reconhecido o agente estranho, varias células e moléculas participam na resposta efectora, que elimina e neutraliza o organismo estranho. Quando é novamente exposto a um mesmo agente estranho o SI induz uma resposta de memória, mais rápida, forte e eficaz que a primeira.
Numa resposta imunológica existe uma primeira fase, que consiste numa resposta inespecífica, seguindo-se de uma resposta específica. A resposta inata (inespecífica) é a primeira linha de defesa contra agentes invasores e está associado ao sistema fagocitário e ao sistema inflamatório. Já a resposta adquirida está relacionada com os linfócitos B e T. Embora os linfócitos T actuem sobretudo na resposta celular, podem colaborar com os linfócitos B na produção de anticorpos através da cooperação T-B. A resposta inata é sempre igual cada vez que é estimulada mas a resposta adquirida pode ser diferenciada em resposta primária e secundária. Quando um antigénio entra em contacto com o organismo pela primeira vez são produzidas células de memória que, num posterior contacto com esse mesmo antigénio, produzem uma quantidade mais elevada de anticorpos num espaço de tempo mais curto. Existem diferenças ao nível das Ig em circulação nas duas respostas. Na resposta primária existe uma maior quantidade de IgM em circulação enquanto na secundaria existe uma maior quantidade de IgG.
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A resposta imune adquirida pode ser dividida em:
Resposta Humoral – resulta da estimulação dos LyB que produzem Ac capazes de entrar em circulação (podendo difundir-se para locais distantes do seu local de produção) e neutralizar os agentes patogénicos; Resposta Celular – baseia-se na estimulação dos LyT e exprime-se numa defesa mais localizada, actuando célula a célula.
O conceito de imunidade é caracterizado por:
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Especificidade – as respostas imunitárias são específicas para os diferentes antigénios e outras macromoléculas com alterações estruturais. As porções dos antigénios que são reconhecidas pelos linfócitos são chamadas epítopos. Esta especificidade existe devido aos linfócitos expressarem receptores na sua membrana capazes de distinguir pequenas diferenças na estrutura de diversos antigénios. Memoria – a memória imunológica permite que o organismo fique sensibilizado quando entra em contacto com um determinado antigénio, memorizando essa informação e guardando-a, de modo a promover uma resposta mais rápida e intensa num contacto posterior com esse mesmo antigénio. Universalidade – o organismo é capaz de desenvolver uma resposta contra as moléculas susceptíveis de o agredir, estando apto para distinguir o que é seu ( self ) do que é estranho (non-self ), atacando somente o que é desconhecido.
Células do Sistema Imunitário As células do sistema imunitário são elementos essenciais para a defesa do organismo, a par com outras defesas imunitárias como as barreiras epiteliais. As células do sistema imunitário são comuns nos dois tipos de imunidade (imunidade inata e adquirida). Essas células podem ser divididas em células polimorfonucleares (também chamadas granulócitos) e em células mononucleares. Os granulócitos estão intimamente relacionados com a imunidade inata enquanto os linfócitos estão intimamente ligados à resposta adquirida.
Origem das células do sistema imunitário As células sanguíneas têm origem na medula óssea, a partir de células pluripotentes comuns, denominadas células estaminais hematopoiética. Estas possuem a capacidade de diferenciação e auto-renovação e originam vários tipos de células, incluindo as do sistema imunitário.
A célula-mãe pode diferenciar-se em progenitora linfóide, que dará origem aos linfócitos, e em progenitora mielóide, que levará à formação de plaquetas, eritrócitos, monócitos e células 7
polimorfonucleares. As células dendríticas podem ter origem em qualquer um dos tipos de células progenitoras. A diferenciação da célula-mãe caracteriza as diferentes linhagens de células existentes: Linhagem eritróide
Linhagem megacariocitóide
Eritrócitos
Plaquetas
Linhagem mielóide
Linhagem linfóide
Monócitos
Linfócitos B
Neutrófilos
Linfócitos T
Eosinófilos
Linfócitos NK
Basófilos
Linhagem mielóide Monócitos/Macrofagos Quando passam do sangue para os tecidos, os monócitos diferenciam-se em células maiores denominadas mastócitos. São células apresentadoras de antigénios (devido à presença do MHC II) e apresentam capacidade fagocitária. A sua actividade é aumentada pela presença do IFN- γ produzido pelos linfócitos TH1 e apresentam receptores para várias moléculas e são capazes de produzir substâncias activas como a IL1, o PG e o complemento. Os macrófagos têm receptores para anticorpos e para factores de crescimento. Os anticorpos ligados a antigénios também se podem ligar aos macrófagos por opsonização. Para este processo são necessários dois anticorpos para cada receptor. Após serem fagocitados, os microrganismos são geralmente destruídos, a não ser que sejam resistentes e fiquem como parasitas por fuga dos fagossomas. Alguns peptídeos são combinados com MHC II que, com o factor co-estimulatório B7, resultam na activação dos linfócitos TH. Neutrófilos Os neutrófilos, tal como os macrófagos e os monócitos, são células fagocitárias. Apresentam um tempo de vida bastante curto e são as primeiras células a serem recrutadas para o local da inflamação por quimiotaxia.
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Eosinófilos Os eosinófilos têm uma fraca capacidade fagocítica mas actuam libertando o conteúdo dos seus grânulos para o meio extracelular. Estes actuam principalmente contra parasitas mas também são frequentes nos casos de reacções inflamatórias crónicas. Basófilos/Mastócitos Os mastócitos são basófilos que migraram para o interior dos tecidos. Tanto uns como outros contêm grânulos com histamina e outras substâncias activas importantes nas reacções alérgicas e possuem receptores para a porção Fc das IgE. Quando a IgE à superfície dos mastócitos detecta um alergeno, provoca uma reacção nos mastócitos que leva à desgranulação dos mesmos, levando à libertação de aminas vasoactivas que induzem vasodilatação. Em casos extremos pode levar ao choque anafiláctico. Células Dendríticas As células dendríticas são células apresentadoras de antigénios, ou seja, captam antigénios e apresentam-nos às células T H. Possuem altos níveis de MHC II e prolongamentos citoplasmáticos capazes de captar os antigénios para, posteriormente, se deslocarem aos nódulos linfáticos e sensibilizar os linfócitos aí presentes. Funcionam mais eficazmente como APC do que os macrófagos e que os linfócitos B, uma vez que não precisam de ser activados. Após capturarem os antigénios, migram para órgãos linfóides secundários, onde interagem com os TH. Plaquetas Pequenos fragmentos celulares cuja função é a manutenção da hemóstase, sendo os componentes fundamentais na agregação e na coagulação sanguínea. Possuem, na sua superfície, receptores para a porção Fc das Ig e expressam moléculas MHC I.
Linhagem linfóide Os linfócitos B têm a sua origem na medula óssea e possuem na sua membrana um receptor exclusivo dessas células, sendo por isso designado por BCR. Um componente desse receptor é uma proteína que apresenta a estrutura de uma imunoglobulina e que é capaz de se ligar a os antigénios. Esta proteína é indispensável para a activação dos linfócitos B e para a sua diferenciação em plasmócitos. São células não fagocíticas e antes de interagiram com um antigénio são denominados Linfócitos Naive , permanecendo em G0. Ao interagirem com o antigénio, o ciclo celular progride e as células aumentam consideravelmente de tamanho, dando origem a linfoblastos que podem formar:
Células de memória;
Células efectoras ou plasmócitos, cuja função é a produção de anticorpos.
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Os linfócitos B expressam à sua superfície a IgM e a IgG. No entanto, a IgG apenas é expressa numa fase do desenvolvimento do linfócito B enquanto a IgM é a primeira a ser produzida, já que á muito importante na resposta imunitária primária. Os plasmócitos são as células produtoras da forma solúvel da imunoglobulina do BCR, denominados anticorpos. Os anticorpos quando se ligam aos antigénios sinalizam-nos para destruição por outras células do sistema imunitário. Assim, os linfócitos B fazem parte da imunidade humoral, cujo nome se deve ao facto dos agentes efectores (anticorpos) circularem livremente no sangue e na linfa, que os gregos chamavam humores do corpo. Os linfócitos T são assim designados pelo facto da sua maturação ocorrer no timo, um órgão linfóide primário. Estas linfócitos são as células principais da imunidade celular, assim designada dado que os agentes efectores são células. Funcionalmente existem dois tipos de linfócitos T:
Linfócitos T auxiliares (TH) – auxiliam outras células a desempenharem as suas funções, nomeadamente os linfócitos B a produzir anticorpos e os macrófagos; Linfócitos T citotóxicos (TC) – desempenham funções efetoras directas, tais como a destruição de células infectadas por vírus ou células neoplásicas.
À semelhança dos linfócitos B, os linfócitos T apresentam à sua superfície receptores específicos para determinados antigénios, designados TCR. O TCR pode ser de dois tipos:
TCR-1 – apresentam cadeias γ-δ e são expressos em apenas 10% dos linfócitos T que aparecem essencialmente nas mucosas e na pele; TCR-2 – apresentam cadeias α-β e encontram-se expressos na maioria dos linfócitos T em circulação.
No entanto, ao contrário do BRC que reconhece antigénios solúveis, o TCR apenas é capaz de reconhecer antigénios que são apresentados à superfície de células associados a moléculas do complexo major de histocompatibilidade (MHC). O MHC é um conjunto complexo de genes que codifica proteínas que actuam como estruturas apresentadoras de todos os péptidos presentes nas células, mostrando se estão ou não infectadas e influenciando o tipo de linfócitos T que respondem. Os linfócitos T C ligam-se a células que expressem o MHC I enquanto os linfócitos TH se ligam a células que apresentem o MHC II, como os linfócitos B. 10
Os linfócitos TH podem ser divididos em TH1 e TH2 que produzem diferentes moléculas e apresentam diferentes funções no organismo. Esses dois tipos de linfócitos T H interagem entre si para suprimir as acções uns dos outros, de forma a manter uma resposta adequada. O IL-10 suprime a as TH1 enquanto o IFN-γ suprime as TH2. Um terceiro grupo de linfócitos, os linfócitos NK, apresentam uma capacidade espontânea de reconhecer e destruir células infectadas e tumurais, assim como de produzir rapidamente factores solúveis como as quimocinas e as citocinas. Os linfócitos NK não apresentam os receptores para antigéneos, não produzem anticorpos, não têm memória e não são específicos. Respondem à IL-2 e possuem na sua membrana os receptores CD16 e CD56. Estes linfócitos reconhecem o seu alvo por dois processos:
Pela baixa concentração de MHC I nas células e pelos padrões anormais de antigénios;
Pela ligação de antigénios ligados à células-alvo, possível graças ao CD16.
Marcadores de superfície À superfície das células do sistema imunitário, existem moléculas que são produzidas pelas próprias. Esses marcadores permitem a identificação das células e também podem agir como receptores para outras moléculas. Os marcadores de superfície aparecem geralmente após uma certa diferenciação celular e podem manter-se ao longo de toda a sua vida ou por apenas algum período de tempo. Existem diversos tipos de marcadores de superfície, como poe exemplo:
Marcadores de activação – aparecem quando uma célula é estimulada por um dado antigénio, como é o cas do CD25, receptor da IL-2; Marcadores de diferenciação – permitem a identificação de tipos de células como o CD4 e o CD8 que permitem distinguir linfócitos T H e TC. Marcadores de maturação – manifestam-se transitoriamente durante a diferenciação celular, como é caso do CD1 que se encontram nas células em desenvolvimento no timo.
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Os marcadores de superfície presentes nos linfócitos são importantes para os distinguir, já que cada tipo de linfócito possui diferentes marcadores na sua membrana. Tipo de Linfócito Linfócito T
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Marcadores de superfície
Linfócito TH
CD3 / CD4
Linfócito TC
CD3 / CD8
Linfócito B
CD19 / CD20 / CD22
Linfócitos Natural-Killer
CD16 / CD56
O rgã os Linfóides Os linfócitos constituem aproximadamente um terço dos leucócitos totais do sangue. Porém, cada linfócito passa a maior parte da sua vida em tecidos, entrando na circulação apenas para migrar de um local para o outro. A medula óssea e o timo são designados órgãos linfóides primários, uma vez que fornecem um ambiente favorável à linfopoiese. Os gânglios linfáticos, o baço e os tecidos associados às mucosas são órgãos linfóides secundários, ou seja, são locais que proporcionam um encontro entre as células do sistema imunitário e o antigénio para o qual são específicos.
Órgãos linfóides primários Os órgãos linfóides primários são os principais locais de desenvolvimento dos linfócitos no organismo humano. Neles, os linfócitos diferenciam-se, proliferam e amadurecem em células funcionais, adquirindo receptores específicos para determinados antigénios, que permitem a sua acção sobre os antigénios que invadem o corpo. É também nesses órgãos que as células são seleccionadas para a tolerância de auto-antigénios, permanecendo aquelas que são capazes de apenas reconhecer agentes estranhos. A medula óssea é um tecido mole que se encontra nas cavidades ósseas dos ossos compactos largos (fémur) e dos ossos esponjosos do esterno, crânio e vertebras. É um órgão hematopoiético, onde têm origem as células estaminais que formarão as células envolvidas na resposta especifica e inespecífica, bem como a eritrócitos e a plaquetas. É considerado um órgão linfóide primário uma vez que é o local de diferenciação e maturação dos linfócitos B. Estes são escolhidos pela sua capacidade de reconhecerem o que é próprio e de não o atacarem. Os linfócitos B contendo anticorpos auto-reactivos são eliminados, evitando reacções de auto-imunidade. É, portanto, uma selecção negativa. O timo é uma glândula encapsulada que se encontra localizado na cavidade torácica, atrás do externo e acima do coração. É um órgão bilobulado que se divide em vários lóbulos por várias trabéculas. Cada lóbulo é constituído por duas zonas: córtex e medula. No córtex encontram-se timócitos imaturos e macrófagos que têm a função de remover os timócitos que sofreram apoptose. Na medula encontram-se os timócitos maduros.
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As células progenitoras entram neste tecido no córtex após saírem de circulação e, durante a proliferação, vai migrando para a região medular. É também no timo que os linfócitos sofrem processos de selecção, de modo a não reconhecerem auto-antigénios.
A partir da puberdade, o timo começa a atrofiar com a idade mas tal não significa que a diferenciação dos linfócitos T cesse. A diferenciação dessas células ocorre durante toda a vida, ainda que em taxas reduzidas.
Ao longo do seu desenvolvimento no timo, os linfócitos T experimentam uma selecção positiva ou negativa. Esta aprendizagem tímica tem como objectivo a eliminação de células não funcionais.
Órgãos linfóides secundários Os órgãos linfóides secundários providenciam o ambiente no qual os linfócitos podem interagir entre si ou com os antigénios. As respostas geradas nestes órgãos requerem a presença de macrófagos, células apresentadoras de antigénios e linfócitos maduros. Os antigénios provenientes de diversos tecidos do corpo chegam a estes órgãos através da linfa e ficam aí retidos para que possam reagir com as células do sistema imunitários. Depois da sua formação e maturação, as células formadas nos órgãos linfóides primários também migram para estes órgãos.
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Os gânglios linfáticos são pequenos órgãos e localizam-se principalmente na zona das axilas e das virilhas, no pescoço, no mediastino e na cavidade abdominal. Estes gânglios filtram a linfa, rica em antigénios provenientes dos demais tecidos do corpo. Externamente são revestidos por uma capsula de tecido conjuntivo, que emite septos para o seu interior, dividindo estes órgãos em lóbulos incompletos. A linfa chega a estes órgãos pelos vasos linfáticos aferentes, flui em direcção à medula e sai pelo hilo, através do valo linfático eferente. Morfologicamente, os gânglios linfócitos podem ser divididos em três porções:
Córtex – linfócitos B, macrófagos, células dendríticas e um pequeno número de linfócitos TH;
Para-córtex – maioritariamente composto por linfócitos T;
Medula – cordões celulares contendo linfócitos T e B, plasmócitos e muitos macrófagos.
Na região cortical, os linfócitos B encontram-se organizados em folículos primários e, como resposta a um antigénio, aumentam de tamanho e formam os folículos secundários, que se caracterizam por ter um centro germinativo.
Ao entrar, o antigénio atravessa o córtex e para-córtex, activando os linfócitos B e os linfócitos TH, estimulando a formação de IgM e IgG. Assim, o vaso linfático eferente é mais rico em células que o vaso aferente. Os gânglios incham em consequência do aumento do número de linfócitos. 15
O baço é um órgão capsular localizado no abdómen, atrás do estômago. É um órgão especializado na filtração sanguínea, no aprisionamento de anticorpos circulantes no sangue e na eliminação de células sanguíneas velhas ou defeituosas. Morfologicamente pode dividir-se em polpa vermelha e polpa branca.
Polpa vermelha – rede de sinusóides, macrófagos e eritrócitos;
Polpa branca – linfócitos T;
Zona marginal – linfócitos B.
A polpa vermelha é o local onde se dá a hemocaterese, ou seja, onde ocorre a eliminação de plaquetas e eritrócitos envelhecidos. As células velhas são reconhecidos por macrófagos e fagocitados, enquanto as outras podem reentrar na corrente sanguina, passando através dos sinusóides venosos. Os macrófagos da polpa vermelha podem reconhecer microorganismos estranhos, podendo também haver a fagocitose desses organismos. A polpa branca é composta por tecido linfóide, contendo linfócitos B e T, macrófagos e células dendríticas, importantes para a neutralização dos antigénios.
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Processo de captura e eliminação de anticorpos: 1. Os antigénios presentes na artéria esplénica são capturados por células dendríticas e são transportados até às PALS, na polpa branca; 2. Dá-se a activação dos linfócitos T H e dos linfócitos B; 3. Os linfócitos T e B migram para folículos primários, na zona marginal; 4. Os folículos primários dão origem aos folículos secundários, com centros germinativos de linfócitos B e plasmócitos. O sistema de mucosas (MALT) protege o organismo contra agressores que penetrem directamente através do epitélio das superfícies mucosas. Deste modo, estão associadas às superfícies de revestimento do tracto gastrointestinal (GALT), respiratório (BALT) e genico-urinário. Todas as superfícies mucosas apresentam células dendríticas que são bastante importantes na internalização, processamento e transporte dos antigénios para os nódulos linfáticos. Existem também células M que não são apresentadoras de antigénios mas também são importantes na defesa contra invasores. Estas células são achatadas e formam bolsas contendo linfócitos B, T e macrófagos que eliminam os antigénios que entram nessas células.
As células epiteliais da membrana mucosa transportam pequenos peptídeos de antigénios através das células M para o MALT. No MALT, os antigénios activam os linfócitos B, formando plasmócitos, que abandonam folículos e formam IgA que neutralizaos antigénios. As respostas imunitárias ao nível da mucosa são, principalmente, associadas à imunoglobulina IgA, já que é um anticorpo capaz de atravessar as membranas epiteliais e auxiliar na prevenção da penetração de microorganismos infecciosos. A pele, embora não seja nenhum órgão linfóide, é uma barreira anatómica importante, já que contém queratinócitos (segregam citocinas) e MHC II. Existem também as células de Langerhans que, assim como os queratinócitos, activam os linfócitos T H. A pele contém também linfócitos B e macrófagos
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Recirculação de linfócitos O movimento contínuo dos linfócitos via corrente sanguínea ou linfática, de um tecido linfóide secundário para outro e depois para zonas periféricas inflamadas é essencial para respostas imunitárias eficazes a antigénios. A recirculação assegura o contacto dos linfócitos com o antigénio, independentemente do local onde este se encontre, além de permitir que os linfócitos se dirijam aos locais onde é necessária uma resposta adaptativa, em vez de serem lançados em sítios onde não têm qualquer propósito. Tal é particularmente importante uma vez que as células linfóides são monoespecíficas e existe apenas um número finito de linfócitos capazes de reconhecer uma conformação antigénica em particular. Este movimento é dependente e regulado por interacções de adesão entre os linfócitos e as células endoteliais dos vasos e entre linfócitos e componentes extravasculares dos tecidos conjuntivos. Os linfócitos T recirculam preferencialmente em torno dos órgãos linfóides secundários, onde reconhecem e respondem aos antigénios. Os antigénios são concentrados nos nódulos linfáticos e baço, onde se encontram células dendríticas maduras capazes de iniciar a resposta dos T. Quando há uma inflamação, principalmente os linfócitos T de memória são chamados ao local. A proliferação dos T e a diferenciação em células de memória ocorre logo após os linfócitos T terem reconhecido o antigénio, passando para a corrente sanguínea e sendo transportados até ao local de inflamação. Como os linfócitos B produzem anticorpos que actuam à distância, não necessitam de se deslocar até aos locais onde decorre a inflamação para mediar a sua defesa. Pode dizer-se que há dois tipos de recirculação:
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Pequena recirculação – passagem dos linfócitos do sangue para o baço e novamente para o sangue; Grande recirculação – os linfócitos são transportadas até aos gânglios e só posteriormente retomam à corrente sanguínea.
Resposta Inata A imunidade inata é um sistema que ajuda a combater a infecção nas fases iniciais, pouco especifica, antes da actuação mais eficaz e especifica da imunidade adaptativa. As barreiras anatómicas, nomeadamente a pele e as membranas mucosas, são a primeira linha de defesa durante o período crítico, prevenindo a entrada de invasores no organismo. Dentro da pele encontra-se a epiderme e a derme que têm vários constituintes capazes de evitar a invasão de agentes patogénicos:
Epiderme – possui várias camadas de células epiteliais, sendo a mais externa constituída por células mortas e por uma cama impermeabilizante, a queratina; Derme – contém glândulas sebáceas, que produzem sebum que mantem o pH da pele ácido, inibindo o crescimento de microrganismos.
As membranas mucosas são mecanismos de defesa aguda inata que tentam impedir a entrada de microrganismos nas mucosas. A saliva, as lágrimas e as secreções mucosas possuem substâncias anti-bacterianas e anti-virais. No tracto respiratório existem cílios que, juntamente com as secreções, impedem a entrada de invasores externos. As lisozimas são enzimas hidrolíticas presentes nas secreções mucosas e nas lágrimas, capazes de clivar os peptidoglicanos de agentes invasores. Em células epiteliais superficiais existe a flora comensal, constituída por microorganismos não patogénicos que competem com os patogénicos por superfícies de aderência e alimento. Dentro das barreiras fisiológicas encontram-se:
Temperatura do corpo;
Enzimas digestivas e baixo pH;
Sistema do complemento;
Células Fagocitárias;
Citocinas;
Interferão – grupo proteico produzido por células infectadas por vírus capazes de se ligarem a células vizinhas e despoletar um estado geral anti-vírico.
Sistema do Complemento O complemento é assim designado por complementar a acção dos anticorpos e foi originalmente aplicado para descrever a actividade sérica que, combinada com anticorpos específicos, causava a lise das bactérias. Consiste num conjunto de proteínas plasmáticas ou membranares produzidas sob a forma inactiva (zimogénios) e activadas após a sua clivag em.
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Vias de activação do complemento A função final do complemento é a lise. O complemento é activado sequencialmente, ou seja, a activação de umas unidades induz a activação de outras, com a participação de enzimas, proteínas solúveis, receptores membranares e proteínas reguladoras.
Via clássica É a via mais frequente e pressupõe uma formação prévia do imunocomplexo para activação do C1. Está, portanto, relacionada essencialmente com a imunidade adaptativa. Os anticorpos que actuam nestes complexos são as IgM e as IgG. Esta via pode ser activada por imunocomplexos em que os antigénios são vírus de um determinado tipo, podendo raramente ser bactérias. Podem também ser activados por substâncias químicas como fosfatos e sulfatos. A activação desta via pressupõe que o primeiro C1 se organize e se ligue à porção Fc das Ig. O C1 é constituído por C1q, C1r e C1s. Após a ligação do C1 ao imunocomplexo, o C1q liga-se ao C4 que se encontra em circulação provocando uma fixação e activação do C4. Ocorre a clivagem do C4 em C4a (que é libertado) e C4b (que se fixa). Seguidamente é activado o C2, que se liga ao C1. Após a clivagem a parte C2a fica ligada ao C4b e a parte C2b é libertada. Este passo necessita da presença de Mg2+. A toda a molécula dá-se o nome de C3 convertase. Após a formação da C3-convertase, vai ser activado o C3, originando C3a (que é libertado) e C3b (que se fixa). O complexo obtido C4b2a3b denomina-se C5 convertase e vai activar e fixar o C5. O processo a partir daqui é comum a todas as vias. 20
Via alternativa É uma via mais simples que a via clássic em que não é necessária a formação do imunocomplexo, já que há determinados microorganismos que libertam toxinas que activam directamente o C3 por processo de hidrólise do C3 designado hidrólise em fase fluida. O C3 sofre uma hidrólise espontânea na presença de Mg 2+. De seguida o factor B liga-se ao C3 que é posteriormente clivado e activado pelo factor D na presença de properdina que estabiliza este complexo. Forma-se o complexo C3bBb que forma uma convertase do C3 em fase fluida que vai directamente clivar o C3 em C3a e C3b. Este é um processo de regulação positivo. A formação da C5convertase o processo é semelhante ao da via clássica sendo que essa convertase é composta por C3bBb3b.
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Nesta via existem mecanismos de feedback negativo que impedem que o C3 activado se vá ligar a células do próprio organismo. Porém, se a célula for bacteriana não há mecanismos de inibição. A activação da via alterna depende da presença de activadores de superfície, sendo que o C3b ligado está protegido da degradação proteolítica. Em superfícies do próprio organismo é favorecida a ligação do C3b ao factor H em vez do factor B. Posteriormente o C3b é inactivado pelo factor I. Em conjunto, o factor H e o factor I clivam a molécula de C3b em várias porções formando-se o C3c e C3d.
Via das Lectinas Pode ser adicionada á clássica mas sem ocorrer a formação do imunocomplexo. O complemento é activado e actua ao nível da resposta inflamatória, potenciando a acção de macrófagos e de anticorpos de modo a haver destruição de microorganismos por lise celular. Existe uma proteína chamada MBL ( mannose binding lectin) que se vai ligar a resíduos de manose (MASP-1 e MASP-2). A MBL é o correspondente ao C1q presente na via clássica e as MASP são correspondentes ao C1r e ao C1s. O complexo MBL-MASP vai provocar a activação e fixação do C4 e C2 da mesma maneira que a via clássica.
Via terminal comum A C5 convertase converte e activa o C5a (que se liberta) e o C5b (que se fixa) havendo uma activação simultânea do C6 e C7 originando o C5b67. Este é hidrófobo e possui um centro de ligação à membrana permitindo a ligação do complexo em membranas plasmáticas nas imediações do sítio de reacção. O C8 liga-se a este complexo e insere-se no interior da membrana onde, polimeriza várias moléculas de C9 para gerar o complexo de ataque à membrana (MAC) As moléculas C9 são especiais, havendo polimerização e formação de um canal que promove um sítio para a célula ser perfurada de modo a dar-se a lise. Uma vez activados os componentes do complemento está activada a função lítica.
Regulação do Complemento O complemento pode ser regulado positivamente por uma activação e cascata ou por uma amplificação em loop. Este último dá-se ao nível da C3. O C3b, que fica ligado à membrana pode ser formado pela via clássica ou alternativa simultaneamente. 22
O complemento também ser regulado negativamente por:
Factor I – actua a nível da clivagem do C3;
C1 inibidor – regula negativamente a formação do C1s, C1r e Ciq dentro do equilíbrio;
CD59 – regula a formação do MAC, intercalando-se na membrana e nos complexos para impedir que ocorra a polimerização do C9; DAF, MCP e CR1 – impede ou dissocia a ligação do C4b2a, impedindo a formação do complexo C3-convertase.
Actividades biológicas não citolíticas do complemento Potenciação da fagocitose e opsonização As células que promovem a fagocitose têm receptores para C3b e C4b. Esta ligação é essencial para o reforço da fagocitose. A opsonização envolve o revestimento do alvo com proteínas do complemento. As células fagocitárias possuem receptores para as proteínas do complemento, ligamse ao alvo, levando à activação celular e endocitose do alvo. Quimiotaxia O C5a é um potente activador das células da linhagem mielóide. A ligação do receptor ao C5a é seguida por uma rápida internalização do ligando e o C5 intracelular é degradado por proteólise em fragmentos inactivos. O C5a causa:
Activação dos neutrófilos;
Aumento na expressão de moléculas de adesão – libertação de citocinas;
Migração e quimiotaxia de neutrófilos;
Activação de monócitos;
Desgranulação dos mastócitos – provoca a libertação de histamina, que provoca o aumento da permeabilidade vascular e contracção da musculatura lisa.
Anafilotoxinas A C3a e a C5a recrutam células inflamatórias para os locais de inflamação e activam os seus mecanismos efectores.
Fagocitose A fagocitose permite a ingestão de partículas com mais de 0.5 μm como vírus e bactérias. É um mecanismo da imunidade inata específica, iniciado por receptores que fecham sequencial23
mente a membrana celular em torno da partícula, induzindo a polimerização de actina e formação de pseudópodes. Para matar o microorganismo, primeiro ocorre a acidificação do fagossoma, seguida de uma síntese de produtos tóxicos derivados do oxigénio e finalmente uma fusão do fagossoma/lisossoma. O lisossoma contém lisozimas, defensinas e protéases. A existência de opsoninas (proteínas produzias pelo hospedeiro que se ligam e revestem a superfície do agente invasor através de um receptor especifico) e de integrinas (proteínas membranares que favorecem a interacção entre células ou co a matriz) facilitam a fagocitose. Existe uma grande variabilidade de proteínas nas bactérias. Se os receptores nos fagócitos fossem específicos para proteínas, o seu grau de variabilidade teria de ser equivalente ao da variabilidade adaptativa, ou seja dos linfócitos. Assim, os fagócitos não necessitam de receptores com tão grande variabilidade, havendo também menor probabilidade de ocorrer uma mutação nas PAMO que faça com que o macrófago deixe de as reconhecer. Um tipo de receptores bastante importantes são os Toll like receptors (TLR):
Estes podem ser extracelulares (expressos nos fagócitos) ou intracelul ares; Activam a fagocitose e a libertação de citocinas (efeito anti-microbiano e pró-inflamatório); De acordo com o tipo de TLR são induzidas diferentes respostas imunitárias; Estes receptores têm a capacidade de reconhecer classes de moléculas de patogénicos de um modo específico;
As células dendríticas mielóides têm uma maior quantidade de TLR à superfície, principalmente TLR2 e TLR4. As células dendríticas plasmacitoides têm TLR intracelular, em especial TLR9 e TLR8. Pensa-se que as células dendríticas podem ser encontradas num estado imaturo e graças à sinalização TLR tornam-se maduras. As células dendríticas imaturas têm um conjunto de características mais úteis à captação de antigénios enquanto as células dendríticas maduras têm características necessárias à activação dos linfócitos T. Assim conclui-se que ligação entre a imunidade inata e adaptativa é feita pelas células dendríticas. Estas capturam antigénios, sofrendo posterior activação ou maturação. O seu nível de fagocitose diminui, migram para os gânglios linfáticos e activam as células T.
Resposta inflamatória A resposta inflamatória é uma reação do organismo a uma infecção ou a uma lesão dos tecidos e é parte da imunidade inata. Numa resposta inflamatória, a região atingida fica avermelhada e quente, isto ocorre devido a um aumento do fluxo do sangue e demais líquidos corporais migrados para o local. Também 24
ocorre a acumulação de células provenientes do sistema imunitário, como neutrófilos e macrófagos, bem como dor localizada mediada por certas substâncias químicas produzidas pelo organismo. Neste processo, os leucócitos destroem o tecido danificado e enviam sinais aos macrófagos, que ingerem e digerem os antigénios e o tecido morto. Em algumas doenças, este processo pode apresentar um caracter destrutivo.
Os neutrófilos, apesar de apresentarem um período de vida curto, são os primeiros a chegar ao local, ocorrendo: 1. Reconhecimento dos antigénios; 2. Activação e fagocitose; 3. Mecanismos efectores: respiratory burst e péptidos antimicrobianos e enzimas. Estas células provocam a morte da celular, distinta da apoptose ou da necrose. Este fenómeno é chamado NETs ( neutrophil extracellular traps). Os factores quimiotácticos são produzidos pelas células lesadas e leucócitos que afluem à região inflamada e geram um gradiente de concentração que induz a quimiotaxia das células fagocitárias (macrófagos e neutrófilos). Como exemplos citam-se:
Fragmento C5a;
Factor activador das plaquetas (PAF);
Quimiocinas (IL-8, factor activador dos macrófagos, MCP-1, MIP-1a, MIP-1b, etc.).
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Resposta Humoral A resposta humoral é uma subdivisão da imunidade adquirida, onde a resposta imunológica é realizada por anticorpos, produzidos pelos linfócitos B. Este tipo de resposta diferente da resposta mediada por células, que são realizadas, em grande parte, pelos linfócitos T.
Antigénios Os antigénios são substâncias que conseguem ser reconhecidas pelos receptores dos linfócitos B ou pelos receptores dos linfócitos T quando complexados com o MHC. Desse modo, um antigénio pode desencadear uma resposta humoral ou celular. Nem todos os antigénios são capazes de induzir uma resposta imunitária. Assim, os antigénios podem ser divididos em imunogénios e em haptenos, com diferentes capacidades de gerar respostas imunitárias. Os imunogénios são substâncias capazes de induzir uma resposta imunitária e reagir com os produtos dessa resposta (antigénios e receptores de membrana). Pode-se dizer que todos os imunogénios são antigénios mas o contrário não é verdade. Os haptenos, por outro lado, são substâncias capazes de se ligar aos produtos da resposta mas não são capazes de a provocar por si só. Como são antigénios fracos, só conseguem provocar uma resposta quando se encontram ligados a um transportador ( carrier ). Os haptenos só são capazes de se tornar imunogénicos quando estão na forma complexada [hapteno – carrier ]. As proteínas e péptidos são exemplos de imunogénios enquanto os glícidos e os ácidos nucleicos são haptenos. Quando estimulados, os linfócitos B produzem anticorpos que são lançados para o sangue. Na maior parte das vezes, essa produção necessita da cooperação dos linfócitos T H. De acordo com o tipo de antigénio, pode existir uma cooperação T-B ou não, podendo classificar-se os antigénios da seguinte maneira:
Antigénios timo-dependentes – são antogénios que estimulam os linfócitos B, mas para que haja a produção de anticorpos é necessária a cooperação com linfócitos T:
Contactam célula-a-célula e secretam citocinas (IL-3, IL-4, IL-5).
Antigénios timo-independentes – são antigénios que não precisam da cooperação com os linfócitos T para que da estimulação dos linfócitos B resulte a produção de anticorpos:
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Apresentam respostas imunitárias mais fortes, geração de linfócitos B de memória persistentes e recombinação class-swicth;
Têm respostas imunitárias mais rápidas mas mais fracas e não existe a presença de gerações de linfócitos B de memória; A maioria de Igs secretadas são as IgM.
As células do sistema imunitário não reconhecem a totalidade do antigénio mas apenas uma parte das regiões imunologicamente activas, denominadas epítopos. Estes são responsáveis pela estimulação das células do sistema imunitário e pela ligação do anticorpo ao antigénio. A conformação em que o epítopo se encontra é muito importante. A proteólise é uma reacção que altera a conformação da molécula e expõe zonas que anteriormente estavam inacessíveis, expondo zonas que podem ser mais imunogénicas, estimulando com mais intensidade uma resposta do sistema imunitário. Os linfócitos B só são capazes de reconhecer epítopos bastante acessíveis, flexíveis e móveis e não reconhecem epítopos de proteínas desnaturadas. As ligações são mais fortes quando o local de ligação ao antigénio (BCR) e o epítopo têm formas complementares. Os linfócitos T reconhecem epítopos presentes no interior das células, pois esta é processada e o ligado ao MHC. Além disso, os linfócitos T são a única resposta para proteínas desnaturadas.
Factores que influenciam a imunogenicidade Por parte do antigénio:
Tamanho – o tamanho ideal é 10.000 Da; Composição química – as proteínas são bons antigénios enquanto os lípidos, os glícidos, e os ácidos nucleicos são fracamente imunogénicos; Complexidade – quanto maior for, maior a imunogenicidade apresentada; Capacidade de ser processado e apresentado – moléculas grandes e solúveis são mais facilmente fagocitadas e apresentadas pelo MHC; Rigidez e acessibilidade – idealmente os epítopos devem encaixar-se segundo o modelo chave-fechadura com os anticorpos; Solubilidade – os antigénios solúveis são melhores que os não solúveis
Por parte do sistema biológico em que o antigénio se encontra:
Genótipo do organismo hospedeiro – a resposta imunitária depende dos genes do TCR e do MHC; Dose e local de administração do antigénio – dose muito baixa ou muito alta não desencadeia uma resposta; Presenças de adjuvantes – a presença desses compostos prolongam a vida do antigénio e amplificam os sinais co-estimulatórios.
Mitogénios Alguns antigénios podem ser considerados como mitogénios, que são activadores inespecíficos da resposta imunitária e podem ocorrer in vivo ou podem ser produzidos em laboratório. Existem mitogénios que são mais eficazes a estimular linfócitos B e outros que são melhores na estimulação dos linfócitos T. 27
O LPS (lipopolissacárido das bactérias) pode actuar como mitogénio, reforçando uma resposta específica. Isto pode ser benéfico ou prejudicial para o organismo, já que este pode responder demasiado mas inespecificamente. Existem várias substâncias usadas in vitro para estudar a actividade funcional dos linfócitos. A estimulação dos linfócitos B pode ser feita com PWM ou com LPS, enquanto a estimulação dos linfócitos T pode ser feita com PWM ou com PHA.
Classificação de antigénios Os antigénios podem ser classificados como exógenos ou endógenos, de acordo com o seu local de produção. Qualquer um deles pode ainda ser dividido em vári os tipos. Os antigénios exógenos são a grande maioria dos antigénios que provocam respostas nos organismos humanos e são substâncias estranhas ao org anismo que podem ser divididas em:
Antigénios bacterianos;
Antigénios virais;
Antigénios fúngicos;
Antigénios de parasitas.
Os antigénios provenientes dos parasitas podem ser classificados em somáticos se fizerem parte da estrutura desse organismo, fixando retidos no mesmo, ou como metabólicos, que têm um maior poder de invasão, sendo produzidos pelo parasita e posteriormente lançados para o exterior do organismo. Os antigénios endógenos são substâncias produzidas no organismo mas que não são toleradas pelo próprio sistema imunitário e podem ser divididas em:
Antigénios heterólogos – provêm de uma espécie diferente do organismo imunizado; Antigénios autólogos – provenientes do próprio organismo, quando presentes dão origem a doenças auto-imunes; Antigénios heterófilos – antigénios comuns a espécies diferentes; Antigénios haloantigénios – antigénio de uma espécie que permite caracterizar um indivíduo dentro dessa espécie e distingui-los dos outros (como o sistema AB0).
Anticorpos Os anticorpos são moléculas efectoras da imunidade humoral, estando presentes nos fluidos fisiológicos e principalmente no sangue. São produzidos pelos linfócitos B e têm a capacidade de se ligar aos antigénios, formando imunocomplexos. Os anticorpos, também denominados imunoglobulinas, circulam no plasma ou à superfície dos linfócitos onde actuam como receptores de membrana. Após a estimulação dos linfócitos, estas células transformam-se em plasmócitos que produzem anticorpos em larga escala. Os anticorpos são constituídos por dois pares de cadeias polipeptídica: um par de cadeias l eves e outro par de cadeias pesadas. 28
As cadeias pesadas podem ser de cinco tipos (α, μ, γ, δ e ε) e são essas que vão classificar os
diferentes tipos de imunoglobulinas. Quanto às cadeias leves, existem apenas dois tipos ( κ e λ) e podem existir em qualquer tipo de imunoglobulina. A cadeia pesada é a mais longa e é constituída por quatro subunidades (CD 1, CD2, CD3 e VH) enquanto a cadeia leve é mais curta e é constituída por apenas duas subunidades (CL e VL). As cadeias lives e pesadas encontram-se ligadas por pontes dissulfureto. Cada uma das subunidades variáveis (VL e VH) é constituída por três regiões hipervariáveis designadas por CDR (regiões determinadoras de complementaridade). As imunoglobulinas podem ser divididas em duas zonas funcionais:
Fab ( fragment antigen binding) – local de onde se ligam os antigénios;
Fc ( fragment cristallizable) – porção que permite a ligação dos anticorpos às células.
Assim podemos dizer que as Igs são moléculas bifuncionais, isto é, uma região da molécula é responsável pela ligação ao antigénio, enquanto uma região diferente promove as funções efectoras que incluem a fixação de Igs a tecidos hospedeiros, fixação às várias células do sistema imunitário e a células fagocitárias, bem como a activação do primeiro componente da via clássica do sistema do complemento. Todas as cadeias possuem zonas que são pouco variáveis de anticorpo para anticorpo mas têm também zonas variáveis. Assim, num anticorpo existe:
Zonas hipervariáveis (CDR);
Zonas variáveis (VL e VH);
Zonas constantes (CD1, CD2 e CD3).
Existem cinco classes de imunoglobulinas (IgG, IgA, IgM, IgE e IgD), em que cada uma possui um tipo de cadeia pesada específica: 29
Imunoglobulina
Cadeia pesada
Cadeia leve
IgG
γ
κ ou
λ
IgA
α
κ ou
λ
IgM
μ
κ ou
λ
IgE
ε
κ ou
λ
IgD
δ
κ ou
λ
Algumas destes anticorpos possuem uma estrutura com mais de um monómero, podendo existir na forma de dímero (IgA) ou de pentâmero (IgM), em que a cadeia J é responsável pela ligação entre os monómeros.
Funções dos anticorpos
Receptores membranares de linfócitos B 1;
Neutralização de antigénios;
Regulação da resposta imunitária;
Iniciação da resposta a um antigénio:
Activação do complemento (IgG1, IgG2, IgG3, IgM);
Opsonização (IgG1, IgG3, IgG4);
Citoxicidade mediada por antigénios;
Imunidade das mucosas (IgA) e neonatal (IgG);
Hipersensibilidade imediata (IgE).
Classes de imunoglobulinas IgG
Constitui 80% do total das imunoglobulinas sendo a mais abundante;
Possui 4 subclasses (IgG1, IgG2, IgG3 e IgG4);
A produção de IgG necessita da acção dos linfócitos T;
Apresentam um período de vida mais prolongada (23 dias);
Existem em monómeros.
A digestão das IgG pode ser feita pelas seguintes enzimas:
1
Papaína → Cliva acima das pontes S-S que ligam cadeias pesadas, formando 2 fragmentos de Fab e 1 fragmento de Fc. Pepsina → Cliva abaixo das pontes S-S que ligam cadeias pesadas, formando 2 cadeias de Fab unidas, com 2 sítios de ligação ao antigénio, enquanto o Fc é degradado em múltiplos fragmentos.
Composto por uma imunoglobulina e por um heterodímero, como a Igα e IgB. Esta associação necessária pois a cauda de Ig é muito pequena para transmitir sinais por si só.
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IgM
Constitui 5-10% do total de imunoglobulinas no organismo; Apresenta-se na forma monomérica quando é expressa como anticorpo ligado à membrana dos linfócitos B mas apresenta-se na forma pentamérica quando é secretada pelas células do plasma;
É a primeira a ser produzida na resposta imunitária a um determinado antigénio;
É a primeira a ser produzida pelo recém-nascido;
Existe em baixas concentrações nos fluidos tecidulares intercelulares, pois, graças ao seu tamanho, não difunde facilmente; Tem um papel acessório no processo de secreção.
IgA
Constitui 10-15% do total de imunoglobulinas no organismo;
Existe maioritáriamente em dímeros;
É a classe predominante nas secreções externas, como o leite materno, a saliva, as lágrimas, as secreções intestinais e respiratórias e do tracto genito-urinário; O leite materno contém IgA secretora que ajuda a proteger o recém-nascido contra infecções no primeiro mês de vida. 31
A IgA secretora é composta por um dímero unidos por uma cadeia J e pela componente secretora que é produzida por células epiteliais das membranas mucosas.
IgE
Existe em baixa concentração sérica, mas com actividade biológica potente;
Medeia reacções de hipersensibilidade tipo I;
Importante na defesa contra parasitas;
Apresenta um tempo de vida médio (2,5 dias).
IgD
Constitui cerca de 0,2% do total imunoglobulinas presentes no organismo; Actua em receptores de antigénios nas membranas dos linfócitos B numa fase precoce do seu desenvolvimento, activando crescimento de linfócitos B e formação de anticorpos; Os IgD e os IgM são os únicos receptores expressos pelos plasmócitos.
Genética e diversidade nas imunoglobulinas A variabilidade da estrutura das Igs pode ser de três tipos:
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Variação Isotípica – resultante dos diferentes tipos de cadeias pesadas e que permite a determinação das classes de Igs;
Variação Alotípica - variação natural nas cadeias pesadas nos indivíduos da mesma espécie, resultante da mutação em alelos, permitindo a caracterização geográfica de uma população; Variação Idiotípica – relacionada com as porções hipervariáveis, esta variação é responsável pela especificidade das imunoglobulinas.
A formação de imunoglobulinas antecede o contacto com os antigénios, ou seja, a especificidade é dependente da estrutura da imunoglobulina e é determinada geneticamente. Não existe um gene para cada Ig que reage com um antigénio específico pois seriam necessárias várias centenas de milhares de genes. Chegou-se à conclusão que:
As porções variáveis das Ig são codificadas por genes específicos – genes V
As porções constantes são codificadas por outros genes – genes C
Existem outro tipo de sequências nucleotidicas (sequência J e sequência D) que, apesar de não codificarem uma parte específica da Ig são muito importantes quando se associam com os genes V e formam um novo gene. Qualquer gene V é precedido por uma sequência, a sequência líder (L) que permite o direccionamento do mRNA para o reticulo endoplasmático, sendo posteriormente eliminada.
No DNA de uma célula normal que não produza Igs, estas sequencias de genes encontram-se separadas no mesmo cromossoma. Porém, nos linfócitos B maduros estes genes estão colocados muito mais próximos, permitindo que os genes sejam transcritos de modo continuo e formando a cadeia polipeptídica da Ig. Algumas sequências chegam mesmo a ficar unidas, como o caso do gene V com a sequência J. A união dos genes V com as sequências J resulta na variabilidade das imunoglobulinas. Como existem diversas sequências J e vários genes V, a recombinação de um gene V com uma sequência J forma uma nova sequencia nucleotídica que será transcrita como a região vari ável da Ig.
Síntese de imunoglobulinas Durante a maturação dos linfócitos B, o primeiro rearranjo do DNA para a síntese dos anticorpos ocorre com a montagem da cadeia pesada e posteriormente a da cadeia leve. No entanto, por uma questão de simplicidade começamos por explicar a síntese da cadeia leve. 1. Durante a diferenciação dos linfócitos B, os genes vão aproximar-se para se formar uma sequência V-J, seguida de alguns pares de bases e no fim o gene C; 2. Durante a transcrição de DNA, todo o conjunto é transcrito para o RNA primário; 3. No processo de splicing do RNA, os intrões são removidos, permitindo a união das sequências V-J com a sequencia C no mRNA; 4. Na tradução do mRNA no ribossoma, as porções variáveis e constantes ficam unidas, formando a cadeia leve.
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Nas cadeias pesadas existe uma recombinação com a sequência D, formando uma nova sequência variável. Estes segmentos D apresentam variações tanto no número de codões como no número de pares de bases, atribuindo por isso mais diversidade. Na síntese das cadeias pesadas, o gene C é diferente consoante o isotipo (IgA, IgG1, etc), que possui uma pequena sequência de nucleótidos que permite a retenção da Ig à superfície do linfócito B. 1. Primeiro ocorre rearranjo do DNA de forma que um dos segmentos D e J são ligados, com o corte da sequência de DNA entre eles; 2. Um dos vários segmentos V, juntamente com o gene L respectivo, é ligado ao complexo D-J recentemente formado; 3. Este rearranjo VDJ acontece apenas nas células que darão origem aos linfócitos B e é o ponto crítico de controlo na expressão da Ig; 4. As regiões C ainda se mantêm afastadas do complexo VJD por um intrão; 5. O RNA primário sofre o processo de splicing, retirando o intrão entre o complexo VJD e o primeiro gene C; 6. Após a montagem do mRNA, este é traduzido dando origem a um polipeptídeo que ainda tem os peptídeos codificados pelo gene L; 7. Estes últimos são cortados durante o processamento de glicolização da proteína, dando origem à cadeia pesada.
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Anticorpos monoclonais A maioria dos antigénios tem vários epítopos e por isso causa a activação de vários linfócitos B, sendo o soro constituído por uma mistura de anticorpos para os vários epítopos, deniminandose resposta policlonal. Em certas situações é necessária a produção de anticorpos monoclonais que sejam específicos para um determinado antigénio. Produção de anticorpos monoclonais: 1. Fusão de linfócito B com célula de mieloma, formando um hibridoma; 2. Selecção por meios de cultura com HAT em que as células de mieloma não sobrevivem, os linfócitos B não sobrevivem por muito tempo e os hibridomas sobrevivem; 3. Após obtenção de hibridomas, ocorre a selecção do anticorpo pretendido por técnicas de ELISA ou RIA; 4. Após o isolamento, há obtenção de clones de anticorpos monoclonais. Hoje em dia também se aplica uma técnica para a obtenção de anticorpos monoclonais que evita a imunização de animais. Envolve a utilização de bactérias e de bacteriófagos e consiste em: 1. Isolar as cadeias de mRNA que codificam as cadeias pesadas e leves a partir de um linfócito B; 35
2. Amplificá-las por PCR e transcrevê-las para DNA; 3. Ligá-las a uma cadeia maior e inseri-las numa bactéria por um vector; 4. Quando infectadas por um fago, as proteínas vão ser expressas à superfície do fago podendo em seguida ser isoladas em placas revestidas pelo antigénio. Dificuldades técnicas na obtenção de Ac monoclonais humanos:
As poucas técnicas de mieloma humano que demonstram crescimento imortal são susceptíveis à selecção por HAT, não contribuindo com a secreção de anticorpos nos hibridomas. Alternativa: confere-se imortalidade às outras células (linfócitos B) acrescentado à cultura o antigénio EBV (vírus), mantendo activa a secreção de anticorpos. Os hibridomas humanos são preparados a partir do sangue periférico humano, que tem poucas células B activas devido aos antigénios presentes nas vacinas. Porém, os voluntários humanos não podem ser imunizados com o espectro dos antigénios administrados em animais. Alternativa: células humanas in vitro. O microambiente normal não pode ser recriado completamente in vitro, e os linfócitos B só produzem aí IgM de baixa afinidade. Alternativa: após a imunização de ratinhos, os que contêm linfócitos B e T humanos, faz-se o isolamento de linfócitos B e assim produzse de anticorpos monoclonais.
Desenvolvimento de linfócitos B Desenvolvimento linfócitos B, baseia-se nos processos de diferenciação celular que partilham um esquema base, ou seja, tem de haver alterações de expressão genética de uma célula, havendo proteínas que vão começar a ser expressas enquanto que outras deixam de o ser. Estas alterações moleculares repercutem-se num novo fenótipo. No sistema imunitário conseguimos seguir os estádios de maturação porque existem marcadores de superfície identificados das células B e T e havendo anticorpos específicos para cada marcador, para marcar cada estádio de diferenciação. As células B derivam de células hematopoiéticas estaminais, que se diferenciam na medula óssea através de uma serie de processos. Uma célula B só o é porque expressa um receptor B (BCR). As cadeias leves e pesadas do BCR são exactamente iguais entre si, o que caracteriza o facto de o receptor ter apenas uma especificidadem. O mesmo receptor reconhece o mesmo antigénio pelos dois braços que o constituem, propriedade que é dada, pelo facto das duas cadeias pesadas e leves serem iguais entre si e especificas para o mesmo antigénio. Considera-se o BCR como um heterodímero mas, tecnicamente, é um dímero, pois é constituído por quatro cadeias iguais duas a duas. As fases do desenvolvimento das células B são divividos com base nos estádios de rearranjos do receptor dessa célula. Para ter o BCR, a célula vai ter de rearranjar os locus génicos que codificam esse receptor. Há um locus para a cadeia pesada e outro para a cadeia leve. Só com as duas cadeias rearranjadas, transcritas e traduzidas é que obtém-se um BCR funcional. 36
O desenvolvimento dos linfócitos B inicia-se a partir das células estaminais hematopoiéticas que origina as células progenitoras dos linfócitos e, posteriormente as células pró-B. As células neste estádio sofrem rearranjo nos segmentos genéticos que codificam a cadeia pesada μ. No segundo estágio de proliferação, as células pré-B, além de expressarem o marcador CD19 à sua superfície, apresentam a cadeia pesada μ no seu citosol. Nesta altura inicia -se o rearranjo dos segmentos genéticos que codificam a cadeia leve. Normalmente, o primeiro gene a rearranjar é o da cadeia leve κ . Caso não ocorra o rearranjo num dos alelos deste gene, segue- se o rearranjo do gene de cadeia λ. Se nenhum rearranjo genético tiver sido iniciado ou se a cadeia leve formada não emparelhar com a cadeia pesada μ, a célula entra em apoptose. Se, pelo contrário, houver a expressão de uma imunoglobulina IgM funcional à superfície da célula, surgem as células B imaturas.
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As células B imaturas, que se caracterizam por apresentarem a imunoglobulina IgM no BCR, dão origem às células B maduras que irão entrar na circulação sanguínea. Essas células são capazes de produzir IgM e IgD podendo identificar anticorpos presentes no organismo. Quando estimulados por um antigénio, as células B maduras tornam-se activas e sofrem um processo de diferenciação, formando-se plasmócitos e células B de memória. O plasmócito pode produzir todas as imunoglobulinas e lança-las na corrente sanguínea, a fim de neutralizar o antigénio. O processo de desenvolvimento linfocitário B é regulado de modo a que cada célula B madura formada expresse um BCR funcionalmente activo mas, ao mesmo tempo, inerte para o próprio organismo. Na medula óssea os anticorpos são produzidos como IgD e IgM mas quando interagem com um determinado antigénio fora desse órgão, ocorrem alterações genéticas que permitem mudar de classe, formando-se IgG, IgA e IgE. Sabendo que é necessário rearranjos, se a cadeia pesada rearranjada é inútil, ou se o rearranjo foi mal feito, não vale a pena continuar o processo, porque já existe uma proteína abortiva. Mesmo que exista uma cadeia leve perfeita o receptor não vai conseguir emparelhar com nada. Cerca de 70% falham o rearranjo, e por isso nem sequer chegam a terminar o desenvolvimento BCR e sofrem apoptose.
O fenótipo das células B durante o seu desenvolvimento é extremamente dinâmico. As moléculas que a célula expressa à superfície e intracelularmente vão variando. A expressão de um dado receptor está relacionada com a funcionalidade da célula na fase em que se encontra.
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Subpopulações de linfócitos B Linfócitos B-1
São uma população minoritária no adulto (cerca de 5%) mas são a principal população durante o desenvolvimento fetal;
Têm a capacidade de se auto-renovarem in situ;
São os linfócitos B predominantes no peritoneu e na cavidade pleural;
Expressam a glicoproteína CD5, que é denominada de marcador de células T, mas esta não tem um papel funcional;
Expressam grande quantidade de IgM, mas pouca de I gD;
Têm respostas de isotipo IgA e IgM;
Os seus anticorpos tendem a ter baixa afinidade e ligam-se a uma série de antigénios diferentes (poliespecificidade); Produzem anticorpos naturais presentes em ratinhos germ-free, direccionados para antigénios próprios; São importantes para a compreensão de como é que o sistema imunitário faz a distinção entre aquilo que é próprio e aquilo que é estranho.
Linfócitos B-2
Constituem a população maioritária no adulto;
Expressam IgM e IgD à superfície;
Localizam-se nos órgãos linfóides secundários;
Têm origem na medula óssea.
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Resposta Celular A imunidade celular consiste na acção dos linfócitos T, sejam eles auxiliares ou citotóxicos. Os linfócitos TH são importantes na activação dos macrófagos enquanto os linfócitos T C actuam no sentido de eliminar as células infectadas. São também células importantes na apresentação dos antigénios e na produção de citocinas.
Desenvolvimento de linfócitos T Ao contrário dos linfócitos B, que se desenvolvem na medula óssea, as células progenitoras de linfócitos T migram, através do sangue, para o timo. Nessa altura, estas células ainda não se encontram completamente comprometidas com a linhagem T, podendo dar origem a outras células linfóides. Uma vez no timo, as células indiferenciadas irão formar linfócitos T já que existe um receptor que transmite sinais intracelulares que inibem o desenvolvimento de linfócitos B.
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Através de sinais celulares, as células progenitoras linfóides formam células pré-T, usualmente designados como timócitos. Estas células são negativas para as moléculas de CD4 e CD8 mas, num segundo estágio, são duplamente positivas para essas mesmas moléculas. A diferenciação selectiva dos timócitos imaturos leva à formação de células com apenas um tipo de marcador de superfície (CD4 ou CD8), diferenciando-os em linfócitos T H ou TC. Porém, essas células só abandonam o timo quando possuírem o seu receptor TCR maduro. A diversidade do TCR ocorre ao nível dos rearranjos dos genes presentes nas cadeias α e β e, durante a sua formação, os linfócitos T sofrem um processo de selecção positiva ou negativa . Quando o rearranjo genético termina, o receptor formado é exposto a um complexo com o MHC e com um péptido do próprio organismo. A natureza dessas interacções vai deliberar o destino dos timócitos que pode ser a apoptose, se o TCR reconhecer o auto-antigénio (selecção negativa), ou a sua sobrevivência se essas células não reconhecerem os componentes do próprio organismo (selecção positiva). Existem dois tipos principais de linfócitos T que têm funções diferentes:
Linfócitos TH – mais comuns e de menores dimensões, possuem o receptor CD4 respondendo a um antigénio específico em associação às moléculas classe II do MHC. Tem como função é coordenação da imunidade, quer pelo reconhecimento de antigénios, quer pela interacção com as células T C e com as células B. Possuem duas subpopulações, que interagem entre si, para suprimir as acções umas das outras:
Linfócitos TH1 – cooperam principalmente com as células citotóxicas e produzem IL-2, IFN gama (suprime a acção dos linfócitos T H2) e TNF; Linfócitos TH2 – cooperam com os linfócitos B e produzem IL-4, IL-5, IL-6 e IL-10 (que suprime a acção dos linfócitos TH1).
Linfócitos TC – são de grandes dimensões e possuem o receptor CD8, respondendo a um antigénio específico em associação às moléculas classe I de MHC. Têm como principal função a citotoxicidade, ou seja, a destruição de células infectadas ou malig nas.
Sistema MHC O complemento de major histocompatibilidade (MHC) é um conjunto de genes ligados cujos produtos desempenham papéis de reconhecimento celular e de discriminação entre o próprio e o não próprio, tais como:
Determina se o tecido transplantado é histocompatível/histoincompatível;
Desenvolvimento de resposta imunitária humoral e mediada por células.
Este complexo age como estruturas apresentadoras de antigénios, influenciando o espectro de antigénios aos quais os linfócitos TC e TH podem responder. Desse modo, estão profundamente relacionados com a susceptibilidade individual à doença. Nos humanos podem ser denominados como HLA ( human leukocyte antigen) e localizam-se no cromossoma 6. Estes estão organizados em regiões que codificam três classes de moléculas: 41
MHC Classe I – codificam proteínas expressas na superfície de quase todas as células nucleadas e apresentam os antigénios às células T C; MHC Classe II – codificam proteínas expressas maioritariamente em células apresentadoras de antigénios, e apresentam os antigénios às células T H; MHC Classe III – codificam proteínas em funções imunitárias, como componentes do complemento e moléculas envolvidas na inflamação.
Mais recentemente identificaram-se novas moléculas de HLA no cromossoma 6:
Família dos MIC – existem os MIC A, MIC B e MIC C e estão relacionados com os MHC I, uma vez que se localizam perto desta no gene. Não são reguladas pela acção das citocinas como acontece com a expressão das moléculas de classe I e II. A sua produção surge como consequência do stress celular e podem estar relacionadas com a actividade de linfócitos T. HLA-G – expressos principalmente em células placentárias que migram para o útero, a sua função é inibir a actividade citotóxica das células NK e pensa-se que terão função de protecção e não rejeição do feto. HLA-E – ainda não se sabe onde se ligam mas pensa-se que terá funções de inibição da actividade citotóxica das NK.
Moléculas MHC de classe I
Constituída por uma cadeia α ligada à microglobulina β2;
Cada cadeia α é constituída por 3 domínios, em que os domínios α1 e α2 interagem en-
tre si, formando um sulco de ligação de peptídeos situado no topo da membrana;
O domínio α3 contém uma sequência que interage com o receptor membranar CD3 do linfócito TC; Existe em células nucleadas e plaquetas.
Moléculas HLA classe II
Compostos por 2 cadeias polipeptídicas diferentes ( α e β).
Tal como o MHC I, contêm segmentos de ancoragem plasmática e domínios externos:
α1 e α2 – local de ligação com os antigénios;
β1 e β2.
Existente nas células apresentadoras de antigénios.
Moléculas HLA classe III Não são mais que proteínas do complemento; É a menos importante e durante muito tempo não foi considerada parte do sistema de MHC, porque os seus antigénios existem em circulação, em vez de estarem à superfície da célula e porque são pouco polimórficos.
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Transplantação Para se proceder a um transplante é necessário que haja uma compatibilidade das moléculas do HLA. Os politransfusionados e em multiparas sensibilizações há o desenvolvimento de anticorpos contra algumas moléculas de HLA (halosensibilizações). A determinação para transfusões pesquisa o halótipo do HLA. Nos transplantes de medula óssea é necessário existir uma compatibilidade total (classe I e II), porque o órgão transplantado é imunocompetente e reage contra o receptor. Numa transplantação renal ou da córnea, não é necessária compatibilidade total, o importante é existir compatibilidade na classe II, pois é a primeira a ser reconhecida pelos T H. No transplante renal tem que haver compatibilidade AB0, compatibilidade HLA com cross-match negativo. Nos transplantes cardíacos, hepáticos e pulmonares, a necessidade de compatibilidade não é geralmente respeitada devido à urgência da situação. O paciente é sujeito a uma terapêutica imunossupressora, para que a sua resposta imunitária fique deprimida e o transplante seja bem sucedido. As pessoas candidatas a receber um transplante recebem imensas transfusões e recebem antigénios de HLA de diferentes tipos, contra os quais vão criar anticorpos. Assim, mesmo que se verifique compatibilidade total, vai haver uma reacção do receptor ao órgão, pois já adquiriu anticorpos que não expressa geneticamente.
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Reconhecimento de antigénios A apresentação de antigénios às células efectoras da imunidade adquirida é o passo fundamental para desencadear uma resposta imunitária. Permite a identificação e o desenvolvimento de uma resposta específica direccionada contra o agente infeccioso. As APC captam o antigénio, migram para os órgãos linfóides secundários e complexam o antigénio com uma molécula do MHC para expressar à superfície do complexo [péptido – MHC]. É apenas no todo de um complexo que o linfócito T consegue reconhecer o antigénio, sendo que apenas o péptido não consegue estimular o desencadear de um sinal. O reconhecimento do complexo [péptido – MHC] pelo TCR resulta numa sinalização intracelular no linfócito T iniciando a proliferação e diferenciação. Como já foi visto, os antigénios podem ser classificados em endógenos ou exógenos. Os antigénios endógenos são produzidos no interior das células, nomeadamente proteínas de células tumorais ou de células infectadas por vírus. Como podem aparecer em qualquer célula, são apresentados por moléculas do complexo MHC I. Os antigénios exógenos são proteínas produzidas por microorganismos que não entram nas células. Estes antigénios são captados por células APC (como os macrófagos ou células dendríticas) e são apresentados por moléculas do MHC II. 44
O processamento de antigénios consiste na degradação do antigénio em pequenos fragmentos peptídicos, que se irão associar às moléculas do MHC. Os antigénios exógenos necessitam de ser endocitados para serem parcialmente degradados em fagolisossomas com recurso a enzimas hidrolíticas. No caso dos antigénios endógenos, são degradados no citosol por proteossomas, e os fragmentos são encaminhados para o retículo endoplasmático rugoso (RER).
Após a degradação, é necessário que os péptidos se liguem ao MHC. A estrutura quaternária da molécula possui um sulco onde se ligará o fragmento do antigénio. Esta ligação é realizada por interacções não covalentes entre resíduos do péptido e resíduos do MHC. Os péptidos que se ligam à molécula de MHC de classe I têm geralmente 9 resíduos de aminoácidos, enquanto as de classe II têm mais resíduos.
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Após a degradação no citoplasma pelo proteossoma, os fragmentos são introduzidos no RER através de proteínas de transporte. No interior do retículo, os péptidos vão ligar-se ao MHC e, depois de atravessarem os complexos de Golgi, são transportados por vesiculas até à superfície das células. No caso do antigénio exógenos, após a endocitose e o processamento do antigénio, reúnem-se com vesiculas provenientes do complexo de Golgi que já transportam a molécula de MHC II. Esta, formada no RER, possui uma cadeia invariável ligada ao local de ligação do péptido. Porém, a vesicula que transporta o fragmento do antigénio possui várias enzimas e um pH baixo que permitem a degradação desta cadeia invariável e a ligação do péptido. A vesicula fundese, então, com a membrana plasmática e o complexo [péptido – MHC] é apresentado aos linfócitos TH. Para além da ligação do MHC ao TCR, é necessária a presença de outras moléculas que asseguram a activação das células T. Estão entre elas alguns receptores de superfície e moléculas de adesão celular como as ICAM-1 e ICAM-2.
Citocinas As citocinas são proteínas ou péptidos que são sintetizadas aquando da activação e estimulação da resposta imunitária. São importantes na interacção, activação e diferenciação de células. Estas moléculas regulam ou modulam inespecificamente as respostas imunitária e inflamatória. São responsáveis pela activação, proliferação e diferenciação dos linfócitos T e B, macrófagos, células dendríticas e células NK. A acção de regulação é feita a curta distância pois as citocinas actuam sobre os receptores que existem nas células. Essas moléculas também actuam em interligações com o sistema nervoso e o sistema hormonal. Podem actuar como agentes parácrinos ou autócrinos, ligando-se a receptores das células-alvo para os quais têm elevada afinidade. As citocinas integram vários tipos de moléculas entre elas:
Interleucinas (IL-1, IL-2, …)
Interferões (IFN-α, IFN-β)
Factores de necrose tumoral (TNF-α, TNF-β)
Factores de crescimento (NGF, EGF)
Factores de Estimulação (m-CSF, G-CFS)
Factores Quimiotácticos (RANTES; MCO-1, MIP-1)
As funções e aplicações das citocinas são a resposta imunitária, inflamatória, hematopoiese, diagnóstico de patologias, terapêutica de substituição e identificação de células com base nos seus receptores e avaliação do seu funcionamento. As substâncias mais conhecidas são as interleucinas que têm funções a nível das diferentes etapas da resposta imunitária:
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IL-4 – diferenciação;
IL-6 – diferenciação e activação de células;
IL-1 – produzida pelos macrófagos, activação dos T H;
IL-2 – produzidos pelos linfócitos TH, são importantes na activação e proliferação de outras células, colaboram em simultâneo os TC e com os linfócitos B.
As citocinas apresentam quatro propriedades gerais:
Pleiotropismo – quando uma citocina tem diferentes acções em diferentes células;
Redundância – quando diferentes citocinas possuem um mesmo efeito sobre determinado tipo celular;
Sinergia – quando duas ou mais citocinas agem em conjunto para induzir determinada função nas células;
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Antagonismo – quando duas ou mais citocinas possuem efeitos contrários entre si numa determinada célula.
As citocinas vão promover a diferenciação dos linfócitos TH em TH1 e TH2 que vão produzir outras citocinas e activar diversas respostas tal como ilustrado nesta imagem:
A diferenciação dos linfócitos TH1 surge como resposta a uma infecção ou activação de macrófagos por microorganismos e a uma activação das células NK. Um acontecimento característico destas infecções é a produção de IL-12 durante a resposta imunitária inata. Alguns microorganismos activam directamente os macrófagos a secretar IL-12 e outros induzem a sua secreção indirectamente: alguns vírus e bactérias estimulam as NK a produzir IFN- γ, que depois induz a secreção de IL-12 a nível de macrófagos. A principal função destas células é a nível da defesa mediada por fagócitos contra infecções. O IFN-γ produzido pelas TH1 estimula as actividades microbicidas dos fagócitos, promovendo a destruição intracelular dos microorganismos fagocitados. Esta citocina também estimula a produção de anticorpos IgG fixadores do complemento e opsonização.
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A maioria das doenças auto-imunes específicas de órgãos e reacções inflamatórias devem-se a uma activação excessiva dos linfócitos T H1. A diferenciação dos linfócitos TH2 ocorre como resposta a helmintas e alergenos, que podem causar a estimulação crónica das células T, geralmente com alguma activação dos macrófagos. A diferenciação em TH2 depende da IL-4. A principal função efectora das T H2 ocorre ao nível da IgE e das reacções imunes mediadas por eosinófilos e mastócitos, induzidas pelas IL-4, IL-5 e IL-13. Os anticorpos estimulados pelas citocinas dos TH2 não promovem a fagocitose e a activação do complemento de modo eficiente. Em adição, algumas das citocinas produzidas pelas células T H2 (IL-4, IL-10 e IL-13) antagonizam as acções do IFN-γ e inibem a activação dos macrófagos. As TH2 podem funcionar como células supressoras para controlar as respostas imunitárias, particularmente nas respostas inflamatórias provocadas pelos TH1. Esta é a razão pela qual o desenvolvimento das T H2 está associado com uma deficiente imunidade mediada por células a infecções por microorganismos intracelulares.
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O sistema imunitário inato recruta as células de defesa para as auxiliar a combater as infecções nos tecidos. Após o seu recrutamento com TNF e IL-1, produz-se IL-12 com o objectivo de activar essas mesmas células. Podemos assim concluir que as citocinas estão envolvidas e são o elo de ligação de todo o sistema imunitário. As citocinas participam também no crescimento e diferenciação das cél ulas sanguíneas. Durante a hematopoiese, as citocinas agem como sinais que indicam que linhagem cada célula vai seguir. Por exemplo, um progenitor mielóide na presença de eritropoietina seguiria um caminho que levaria à produção de eritrócito. Na presença de concentrações adequadas de IL-3, GM-CSF, IL-1 e IL-6 vai causar a diferenciação que leva a uma geração de monócitos, neutrófilos e outros leucócitos.
Moléculas de adesão celular As moléculas de adesão celular são proteínas que se situam à superfície das células e que permitem a interacção e ligação entre as células. São interacções não especificas e de baixa afinidade, pois muitas das moléculas de adesão celular podem ligar-se a mais que um ligando. Consoante as situações, as células podem modificar a expressão à superfície das moléculas de adesão. Como mecanismos para aumentar o número de moléculas à superfície existem:
A fusão de vesiculas intracelulares, que já possuem as moléculas de adesão, com a membrana citoplasmática (processo rápido);
A síntese de novas moléculas (processo lento);
A reorganização das moléculas de adesão à superfície.
O número de moléculas que possuem propriedades de adesão celular conhecidas até à data é muito grande pelo que são agrupas em famílias:
Superfamília das imunoglobulinas – Possuem semelhanças com as Ig e incluem-se neste grupo as moléculas CAMs ( cellular adhesion molecules), como ICAM1, ICAM2 ou a VCAM1 que são expressas à superfície do endotélio. Integrinas – são o principal grupo de moléculas de adesão. São proteínas constituídas por duas subunidades ( α e β) com localização transmembranar. Cada cadeia β pode ser de três tipos que vai dar funções diferentes à integrina:
β1-integrina – ligação das células à matriz extracelular;
β2-integrina – adesão dos leucócitos ao endotélio ou a outra célula imune;
β3-integrina – interacção das plaquetas e neutrófilos nos sítios inflamatórios ou
locais onde há lesão vascular.
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Selectinas – ligam-se a estruturas de natureza glicosídica, principalmente glicoproteínas. Como exemplo temos a P-selectina, E-selectina e L-selectina que têm como função promover o abrandamento dos linfócitos em circulação, para permitir uma melhor adesão ao endotélio. Caderinas.
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Auto-Imunidade O sistema imunitário desenvolveu um sistema eficaz para distinguir o que faz parte do organismo daquilo que é estranho ao organismo, não atacando o seus tecidos mas atacando violentamente o que é estranho. A auto-imunidade é a resposta causada pelo sistema imunitário contra os componentes do próprio corpo por auto-anticorpos e células T auto-imunes. Isto acontece porque ocorre uma falha dos mecanismos que mantêm a tolerância. A auto-imunidade pode ser:
Não-patológica – quando um gene gera um determinado anticorpo que, através do seu idiotipo, é reconhecido, havendo então a produção do anti-idiotipo, resultando num desequilíbrio fisiológico. Patológica – quando existe a produção de auto-anticorpos que reagem contra o próprio organismo. Trata-se de uma resposta humoral, relacionada com a sensibilização das células, dando origem a doenças auto-imunes.
Mecanismo de acção Nas doenças auto-imunes, a actuação dos componentes do sistema imunitário são semelhantes às condições normais, mas a diferença reside na inactivação dos mecanismos reguladores. 1. Activação das células T citotóxicas – as células CD8 vão ser activas e proliferam em células citotóxicas, sendo necessário o reconhecimento de antigénio e a co-estimulação (as células CD4 que estimula as células dendríticas a produzir os factores co-estimuladores que estimulam a CD28 da CD8). Desse modo, apesar do mecanismo efector final depender da CD8, vai também estar dependente da CD4. Este é o mesmo mecanismo da resposta viral, mas neste caso é contra o próprio organismo (insulina, no caso dos diabéticos). 2. Activação das células T auxiliares – possui um mecanismo semelhante ao anterior, com envolvimento de MHC II e das células CD4. Nestas activações é possível constatar o papel das células dendríticas na auto-imunidade, podendo ser alvo de investigação e tratamento. 3. Activação das células naive – um estímulo táctil activa as células naive que vão migrar para os tecidos periféricos, sendo co-estimuladas por células dendríticas, produzindo CTL (células citotóxicas) que matam a célula-alvo. A migração celular está dependente de quimiocinas, havendo tentativas terapêuticas de bloqueio destas para que não ocorra a migração celular para os tecidos periféricos. 4. As células dendríticas precisam de ser “licenciadas” para activar células CD8 – as células dendríticas precisam de ser activadas pelas células CD4 através de CD40 para que possam co-estimular as células CD8.
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Etiologia das doenças auto-imunes Existem diversos factores que tornam mais provável a existência de doenças auto-imunes: Factores Genéticos
Pré-disposição familiar – a incidência familiar é quase certamente genética. Em algumas famílias observam-se frequentemente um tendência de auto-imunidade para reactividade órgão-especifica; Genes MHC – virtualmente, todas as doenças auto-imunes estudadas apresentam uma associação com alguma especificidade MHC, podemos p.e ter alterações da expressão de antigénios MHC classe II; Sexo – há algumas doenças auto-imunes como LES ou tiroidite de Hashimoto que são mais propicias a desenvolverem-se nas mulheres; Genes das Igs e anomalias genéticas.
Disfunção do sistema imunitário Os linfócitos T e B auto-reactivos podem persistir no organismo até mesmo em indivíduos normais. Normalmente as células apresentadoras de antigénios tímicas portadoras de autoepitopos, desencadeiam a selecção negativa que resulta na morte dos linfócitos T autoreactivos. Mas os epítopos ocultos, quer pelo processamento, quer pela diminuição da afinidade pela fenda do MHC, são incapazes de induzir a tolerância nas células T auto-reactivas. Reacções Cruzadas Por vezes as células T auto-reactivas não são activadas pelas células apresentadoras de antigénios, devido a uma baixa afinidade ou a uma baixa concentração destas. Porém, a infecção de um microorganismo portador de antigénio de reacção cruzada pode favorecer o aparecimento de novos peptídios à superfície das células apresentadoras de antigénios em níveis suficientes para activar essas células T. Deste modo, devido a um aumento da expressão de moléculas acessórias, como o LFA e CD, os linfócitos TH sensibilizados passam a apresentar uma afinidade maior e, como não necessitam de um sinal co-estimulador, podem interagir com auto-antigénios em determinadas células apresentadoras de antigénios. Os antigénios de reacção cruzada que apresentam iguais epítopos aos das células B podem romper a tolerância por outros mecanismos. O linfócito B reconhece um epítopo presente num auto-antigénio mas, coincidente, apresenta também um antigénio estranho. Normalmente os linfáticos B apresentam um auto-antigénio mas não recebem auxílio dos T H auto-reactivos. Quando o antigénio estranho de reacção cruzada é encontrado, pode apresentar os péptidos desta molécula para os linfócitos T não-reactivos, e pode ser induzida a proliferar, diferenciar e secretar auto-anticorpos. Por exemplo, na febre-reumática existe a produção de auto-anticorpos para os antigénios da válvula cardíaca. Os antigénios dos Streptococcus reagem cruzadamente com os antigénios das 53
válvulas cardíacas, de modo, que a infecção pode desviar os mecanismos de auto-tolerância das células T aos antigénios cardíacos. Desregulação dos mecanismos de supressão A desregulação ao nível das citocinas pode levar a activação de células auto-reactivas, que causam uma destruição auto-imune de determinadas células. Potenciação da actividade das células T H Libertação de antigénios sequestrados Ocorre quando os antigénios não estão activos ou, embora activos, não estão em evidência. Como exemplo dessa condição tem-se as doenças auto-imunes especificas de órgãos, como a infertilidade masculina em que existe um anticorpo anti-espermatozoide. Defeitos pré-existentes no órgão-alvo
Classificação das doenças auto-imunes Especificas de órgãos Os anticorpos reagem apenas com um órgão, de modo que, a lesão resultante é totalmente localizada. Os órgãos-alvo mais comuns são a tiróide, adernais, pâncreas e estômago. Como exemplos desta patologia tem-se a diabetes insulinodependentes e a tiroidite de Hashimoto. Especificas de células Os anticorpos são dirigidos contra componentes específicos da célula, dando origem à anemia hemolítica (síntese de anticorpos contra eritrócitos) ou à miastina Gravis (produção de anticorpos contra a acetilcolina que podem atravessar a placenta provocando fraqueza muscular transitória no recém nascido). Especificas de órgãos paradoxais Embora o órgão possa ter a lesão, os anticorpos são dirigidos contra componentes específicos do órgão e não contra o órgão em si, como acontece com a cirrose biliar primária e com a hepatite crónica activa. Sistémicas Os anticorpos reagem com muitos tecidos do organismo. As lesões manifestam-se na pele, rins, articulações e músculos. Como exemplo tem-se a artrite reumatóide ou o lúpus eritemtoso sistémico (LES) ou dissiminal (LED).
Pesquisa de auto-anticorpos A pesquisa de auto-anticorpos é importante a nível do valor diagnóstico e prognóstico de auto-anticorpos. Esta é feita através de técnicas de imunidade humoral como:
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ELISA/EIA – mais frequente, devido à sua alta sensibilidade, é usado como teste de despiste; RIA; Imunofluorescência – constitui a base da pesquisa de anticorpos podendo ser detectadas doenças pelos padrões visualizados:
Padrão homogéneo
Padrão periférico
Padrão mosqueado
Padrão nucleolar
Para tratar doenças auto-imunes são usadas drogas anti-mitóticas e anti-inflamatórias, controlo metabólico e transplantes.
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Imunização A imunização pode ser classificada em activa e passiva. A imunização activa é o resultado da estimulação do hospedeiro através de uma preparação antigénica com indução de resposta imunitária, podendo ser natural ou artificial. A imunização passiva não envolve a estimulação do sistema imunitário.
Natural
Gripe
Artificial
Vacinação
Natural
Passagem materna
Artificial
Administação de Ig
Activa
Resposta Humoral
Passiva
Vacinação O objectivo da vacinação é proporcionar uma imunidade efectiva, desencadeando no hospedeiro a produção de anticorpos e de células sensibilizadas. A vacinação envolve a imunidade adaptativa e o seu princípio fundamental consiste na produção de preparações antigénicas a partir do agente patogénico podendo este ser microorganismos vivos atenuados, inactivados ou mortos, toxóides.
Vacinas Tradicionais – vacinas em que os próprios microorganismos são administrados podendo ser:
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Vivos/naturais – processo muito eficaz mas com muitos efeitos secundários; Atenuados – onde o objectivo é diminuir a virulência, mantendo os antigénios desejados, o que é conseguido através de mutações sitio-especificas; Mortos ou inactivos – são mais seguras mas menos eficazes. Utilizam-se vírus ou bactérias mas não são eficazes por longos períodos de tempo. As virais, embora perigosas, são as únicas capazes de induzir uma imunização vitalícia quando administradas em criança.
Sintéticas – os antigénios usados são sintetizados experimentalmente, sob a forma de oligopeptidos, necessitando de moléculas maiores para promoverem a resposta imunitária; Toxóides – são as vacinas bacterianas de melhor resultado, elaboradas com exotoxinas que foram inactivadas;
De subunidades – nestas vacinas administram-se apenas porções imunogénicas (extracção dos antigénios, seguida de purificação e adição a um adjuvante), podendo ser polissacáridos ou antigénios de superfície; Anti-idiótipo – usa-se a tecnologia de anticorpos monoclonais para a produção de grandes quantidades de anti-idiótipo contra a região V de um anticorpo protector quando o antigénio original não é imunogénico; Recombinantes – recorre-se a biotecnologias avançadas e a vectores de modo a obter a preparação antigénica em quantidades suficientes. Podem usar-se como vectores vírus ou bactérias atenuadas que, após injectados no paciente, permitem a replicação do gene antigénico e a sua manifestação; De DNA – inoculação do próprio DNA, acoplado a um promotor adequado, via intramuscular, no individuo a ser imunizado.
As vacinas com organismos vivos possuem as vantagens de oferecer um desafio antigénico crescente por vários dias ou semanas, de conferirem imunidade no local correcto e de conter um grande número de antigénios microbianos. As vacinas com organismos mortos apresentam dois inconvenientes sendo eles a independência das células T e a restrição pelo MHC.
Composição das vacinas As vacinas são importantíssimas uma vez que têm permitido erradicar doenças (varíola) e evitar situações de risco (rubéola na grávida). As vacinas são constituídas por antigénio e solvente, conservantes (aumentam a validade do preparado antigénico), estabilizadores (glicina) e adjuvantes. Os adjuvantes são imunopotenciadores da resposta imunitária e podem ser sais orgânicos (hidroxio de aluminio, fosfato de aluminio, fosfato de cálcio, hidroxido de berilio), produtos bacterianos (bordetella pertussis), diversos sistemas de libertação (lipossomas, BCG), TLRs e citocinas. A função dos adjuvantes é concentrar o antigénio num local acessível aos linfócitos do organismo e induzir a produção de citocinas, que regulam a função linfocitária. Uma vacina eficaz deve induzir o tipo correcto de imunidade, ser estável ao armazenamento e ter imunogenicidade suficiente (com vacinas atenuadas recorre-se a adjuvantes).
Segurança nas vacinas Algumas complicações podem surgir da própria vacina ou do próprio doente:
Podem estar contaminadas com proteínas ou toxinas indesejáveis, ou até mesmo vírus; As vacinas preparadas com organismos mortos podem não ter sido devidamente inactivadas e, deste modo, pode haver uma reversão às formas virulentas; O paciente pode apresentar hipersensibilidade a pequenas quantidades de proteínas contaminante ou pode estar imunocomprometido.
Apesar das vacinas serem usadas no combate às infecções causadas por microorganismos, existe nos tempos de hoje, estudos para a criação de vacinas contra situações malignas uma
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vez que as infecções virais podem estar, de algum modo, relacionadas com situações de cancro e que a imunização contra determinadas proteínas tumorais pode oferecer alguma protecção.
Imunidade passiva A imunidade passiva caracteriza-se por ser uma imunização transitória e por haver uma transferência de anticorpos podendo ser natural ou artificial. Existem várias moléculas que podem actuar como imunomoduladores da resposta imunitária. Os imunomoduladores são fármacos que, por diversos mecanismos, podem alterar a resposta imunitária do doente. Os corticosteróides podem ser utilizados no tratamento de doenças neoplásicas devido aos seus efeitos linfolíticos e à capacidade de suprimir a mitose nos linfócitos A prednisolona e a metilprednisolona são fármacos corticosteróides bastante utilizados em oncologia, nomeadamente no tratamento de leucemia linfoblástica aguda, da doença de Hodgkin e nos linfomas não-Hodgkin. As proteínas imunomoduladoras são compostos que alteram a resposta biológica do organismo a um determinado estado patológico. Fazem parte deste grupo substâncias que actuam indirectamente mediando os efeitos anti-tumorais (aumentando a resposta imunológica às células neoplásicas) ou directamente nas células tumorais (substâncias que actuam na diferenciação celular). Neste grupo estão incluídos os anticorpos monoclonais, os interferões e as interleucinas.
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Cancro O cancro é a segunda causa de morte no mundo. A morte celular e a renovação celular são processoa controlados por mecanismos de regulação. Se por alguma razão houver uma falha nestes mecanismos de controlo vai haver a formação de clones de células anormais. Um tumor torna-se maligno quando ocorre uma proliferação celular descontrolada, podendo ser primário (com localização circunscrita) ou metástases (células malignas que atingem os vasos linfáticos ou a circulação sanguínea). A formação de tumores malignos começa numa célula normal que sofre uma transformação provocada por agentes físicos, químicos ou vírus. Esta transformação pode ser uma mutação somática, um amplificação de DNA ou um fenómeno de translocação. Esta fase chama-se iniciação e dá origem a um estado pré-canceroso. Numa segunda fase, chamada promoção, ocorre divisão celular (malignização) onde a célula maligna se desenvolve rapidamente tornando-se mais invasiva chegando ao estado canceroso.
A formação de células cancerosas é um processo que envolve vários passos. Normalmente surgem de células normais já existentes com papéis importantes no nosso organismo:
Proto-oncogenes – gene normal associado ao desenvolvimento de tumores. Quando não se encontra modificado funciona como uma importante ferramenta que evita a formação de tumores. Gene supressor de tumores ou anti-oncogenes – controla o mecanismo de malignização, funcionando como checkpoint. O exemplo mais estudado é o P53, que faz parar a célula em determinada fase da sua divisão, dando a possibilidade a que mecanismos re-
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paradores das alterações do DNA possam actuar, permitindo a correcção de alterações cromossómicas. Assim, quando um destes genes sofre uma modificação que o faz não ser capaz de cumprir a sua função tornam-se oncogenes. Estes conduzem à transformação maligna das células.
Existem alguns factores que tornam o nosso organismo mias susceptivel à formação de tumores sendo eles:
Factores genéticos Anticorpos bloqueantes – muitos tumores estão associados a anticorpos com factores de bloqueio. Estes ligam-se a antigénios do tumor e “mascaram-nos” de antigénios das células T citotóxicas enganando assim o sistema imunitário. Modulação antigénica – alguns antigénios específicos de tumores desaparecem da superfície da célula tumoral na presença de anticorpos e aparecerem quando os anticorpos não estão mais presentes. Menos expressão de MHC II – as transformações malignas de células é associada a uma redução ou mesmo perda completa das moléculas MHC de classe II. Isto faz com que o tumor cresça mais livremente.
Tolerância
Supressão
Cinética tumoral – há alguns tumores que se desenvolvem mais rapidamente do que os outros, sendo que alguns só apresentam sinais clínicos quando já estão numa fase muito avançada.
O nosso organismo apresenta alguns mecanismos de defesa anti-tumoral que defendem o nosso organismo após estas modificações. A avaliação destes mecanismos pode ser feita avaliando a resposta das células T e a produção de citocinas.
Resposta celular
Citotoxicidade directa por linfócitos T CD8
Destruição da célula tumoral por macrófagos activados
Lise pelas células NK (citotoxicidade indirecta)
Resposta Humoral
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Formação de anticorpos – opsonização
Lise pelo complemento – os anticorpos anti-tumorais podem actuar isoladamente na opsonização ou em ligação ao complemento)
Resposta Mista
Citotoxicidade não directa dependente de anticorpos.
Existem vários tipos de cancros, sendo eles classificados desta maneira:
Carcinomas – (+ de 80%) derivados dos tecidos da endoderme ou ectoderme, como a pele ou a linfa epitelial dos órgãos internos e glândulas; Leucemias e linfomas – (9%) derivadas das células hematopoiéticas da medula óssea; Sarcomas - (1%) derivados dos tecidos conectivos da mesoderme, como a medula, gordura e cartilagem; Outros.
Marcadores imunobiológicos de tumores Estes marcadores são substâncias produzidos por células tumorais e são libertadas na circulação. Existem três tipos de marcadores imunobiolágicos: Tradicionais CEA (carcinoembrionário – são normais no tecido embrionários e só voltam a surgir quando relacionados com o desenvolvimento de tumores) NSE, PSA, imunoenzimas Tireoglobuina, ferritina, TPA, TPS BHCG, calcitonina, gastrina CA125 (tumor do ovário), CA153 (tumor da mama), CA199 (tumor gastrointestinal e do ovário do tipo mucinoso), CA724 (tumor do estômago), SCC (células escamosas) Imunoglobulinas monoclonais Novos Marcadores Oncogenes Genes supressores de tumores Proteínas associadas a tumores como Erb-B2, Erb-A, SRC, RAS, Myc, p53 e Bcl-2 Outros TATI (tumor do cólon/recto) TPS (tumor do ovário) TPA (tumor do cólon/recto) Podem ser detectados no sangue ou em outros fluidos biológicos e em análises a tecidos (biopsia). Para pesquisar estes marcadores são usados métodos imunológicos como o RIA; EIA; FIA E LIA. Para serem detectados em tecidos é usada imunohistoquimica.
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Têm sido feitos tratamentos de imunoterapêutica diferentes. Um dos tratamentos que tem vindo a ser utilizado baseia-se no uso de citocinas. Estimula-se a activação das células T a secretarem citocinas que irão ter uma elevada intensidade citotóxica. Outro tratamento que tem sido usado é o uso de anticorpos monoclonais contra os antigénios associados a tumores. Outro método que tem sido testado é o uso de vacinação. Para isto é necessário a identificação do tipo de antigénios tumorais (genética ou bioquimicamente), a forma de apresentação e actuação desses antigénios e a geração de linfócitos T H e TC que irão combater eficazmente o tumor detectado.
Sindromes linfoproliferativas São proliferações autónomas de linfócitos T (menos frequentes) e B. A transformação neoplástica ocorre nos órgãos linfóides primários e nos órgãos linfóides secundários. Podem ser não malignas ou malignas. Estas últimas podem ser:
Linfomas
Hodgkin
Não Hodgkin
Leucemias
Agudas
Crónicas
Gamapatias
Monoclonais
Policlonais
Uma leucemia é uma proliferação anormal e desordenada de leucócitos que provoca grandes alterações na contagem das células do sangue. De acordo com a evolução, as leucemias podem ser divididas em agudas e crónicas. Um linfoma é uma proliferação anormal linfocitária ao nível dos tecidos linfóides periféricos, podendo também ocorrer em outros locais (pulmões, tracto gastrointestinal, ossos, testículo, cérebro). Com o objectivo de definir situações reais que possam ser reconhecidas pelos patologistas clínicos e com recurso às técnicas disponíveis a OMS estabeleceu uma classificação para os tumores hematopoiéticos e do tecido linfóide. Esta classificação, validade por estudos internacionais, é multiparamétrica, altamente reprodutível, melhora a interpretação clinica, classifica de forma precisa diferentes entidades, permite o conhecimento das bases moleculares das neoplasias e é revista periodicamente para que se encontre actualizada. Os critérios usados nesta classificação são de natureza:
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Morfológica – muitas patologias têm morfologias características; Imunofenotípica – usadas na rotina para distinguir patologias malignas de não malignas e determinar a linhagem das células neoplásticas;
Genética – algumas neoplasias têm anomalias genéticas específicas que permitem o seu diagnóstico; Clinica – algumas situações requerem o conhecimento da história clinica para o diagnóstico.
De seguida são apresentados alguns exemplos destas doenças: 1. Leucemias linfoblástica aguda As leucemias agudas surgem quando a célula-tronco que sofre transformação maligna se encontra numa fase muito imatura, na qual se multiplica rapidamente e causa uma enfermidade agressiva, com risco de sangramentos e infecções graves que exigem tratamento imediato.
Falha medular; Palidez, astenias, febre, mal-estar e infecções frequentes; As lesões osteoliticas são frequentes; Soro com aumentos de ácido úrico, LDH e Ca 2+; Fluido cefaloraquidiano com aumento de pressão e células leucémicas; Mais frequente em crianças
2. Leucemia linfocítica crónica Nas leucemias crónicas, a transformação maligna ocorre quando a célula-tronco está mais madura. A doença resultante pode ser tratada com menos agressividade porque costuma evoluir mais lentamente, com complicações que podem levar meses ou anos para ocorrer.
As células tumorais (70-99%) são linfócitos relativamente maduros com expressão de Igs intracitoplasmáticas e de superfície;
É a mais comum com pico entre os 60-80 anos;
É mais frequente no ocidente e atinge 2x mais os homens;
É a neoplasia hematológica com maior predisposição genética;
As células tumorais acumulam-se na medula óssea, baço e gânglios linfáticos;
Fenótipo geralmente B (CD19+);
Redução das Igs séricas – IgM ou IgD monoclonais;
Há uma diminuição da apoptose pelo que os linfócitos apresentam vida longa.
3. Leucemia pró-linfocitica B
Muito rara, afectando uma idade média de >65 anos;
Ás vezes resulta de transformação de leucemias crónicas;
Os doentes têm um tempo de vida de 30-50 anos;
O tratamento é feito com recurso à quimioterapia e Rituximab.
4. Leucemia a tricoleucócitos
Neoplasia rara e indolente; 63
Apresenta linfócitos com projecções citoplasmáticas em forma de cabelo e com fosfatase ácida resistente ao tartarato;
Mais comum nos homens (5:1) e entre os 40-60 anos;
Apresenta CD22+, CD103+, Igs, CD20+, CD11c+, anexina1, DBA44+ e ciclinaD1+;
Apresenta uma boa resposta ao tratamento com interferão;
A variante hairy cells é muito rara sendo 10% desta classe:
Presença de monócitos e linfócitos com núcleo proeminente;
Ausência de CD25 e anexina 1;
Tem como marcadores DBA44, CD11c e CD103;
Sem alterações genéticas especificas;
Resistente ao tratamento das formas clássicas.
5. Leucemia Inclassificável / Linfoma esplénico das células B
Doença proliferativa clonal de linfócitos B, bem definidas que envolvem o baço, mas que não se incluem nas outras entidades definidas pela classificação da OMS
6. Leucemia pró-linfocitica T 7. Leucemia linfocitica a grandes células T granulares 8. Doenças linfoproliferativas crónicas das células NK 9. Linfoma Não Hodgkin
Neoplasia do sistema linfático;
Quinto tipo de cancro mais frequente;
Os linfomas de linfócitos B são mais frequentes (85%) que os de linfócitos T;
Em Portugal há cerca de 1500 novos casos anualmente;
Não apresentam células de Sternberg-Reed.
Os linfomas mais frequentes em Portugal são: Linfoma B difuso em grandes células – 30 a 40%; Linfoma folicular – 20 a 30%; Linfoma linfocítico – 5 a 7%; Linfoma manto – 5 a 8%; Linfoma extranodais – 20 a 30% no estomago. O diagnóstico de linfomas é feito por citologia aspirativa e biópsia ganglionar. Para determinar o tipo de linfoma é feita uma análise morfológica, fenotípica, citogenética convencional, molecular e hibridização fluorscente in situ. Na terapêutica de linfomas B são usados anticorpos quiméricos monoclonais anti-CD20 contra antigénios de células B maduras. Posteriormente ocorrem mecanismos de lise pelo complemento, ADCC e indução de apoptose. 64
10.Linfoma de Hodgkin
Linfoma maligno em que ocorrem células de Sternberg-Reed;
Está associado ao vírus de Epstein-Barr;
Linfoma maligno que percorre 4 estágios e têm como principais marcadores CD15+ e CD30+; Constitui cerca de 30% da totalidade dos linfomas e são mais frequentes no homem; Como tratamento são feitos tratamentos com quimioterapia aplicada de forma cíclica usando diferentes combinações de drogas citotóxicas.
11.MGUS (gamapatia monoclonal de significado indeterminado) 12.Linfoma Linfoplasmacitico 13.Doenças das Cadeias Pesadas 14.Neoplasia dos Plasmócitos 15.Mieloma Multiplo
Também chamado doença de Kahler; Tumor maligno com localização predominantemente medular caracterizada pela presença de uma proliferação plasmocitária e monoclonal; Localiza-se na medula óssea; A adesão celular provoca a activação de vários mediadores (IL6, IFN3) levando a perda dos controlos da apoptose. Resistência ao tratamento ocorre por inibição da apoptose.
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Hipersensibilidade Geralmente, a resposta imunitária usa respostas efectoras que induzem respostas inflamatórias, as quais então removem o Ag sem danificar o tecido. No entanto, podem surgir respostas inadequadas, quer no decurso da resposta humoral, quer na mediada por células . Como consequência aparecem determinadas patologias, como a asma ou patologias renais, consoante o tipo de Hipersensibilidade que ocorre:
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Tipo I – mediada por IgE e por mastócitos, vulgarmente designada por alergia ou hipersensibilidade imediata Tipo II – mediada por IgG, IgM e complemento, sendo direccionada contra antigénios tecidulares Tipo III – mediada por imunocomplexos, resulta da deposição de imunocomplexos em alguns órgãos Tipo IV – mediada por células e onde apenas existem reacções celulares, também designada por hipersensibilidade retardada.
Hipersensibilidade do Tipo I As reacções de hipersensibilidade do tipo I, também denominadas de alergias, iniciam-se sempre com um primeiro contacto com o alergeno, através dos linfócitos T H2, provocando a síntese de IgE por parte dos linfócitos B.
Tem, por isso, características semelhantes à resposta humoral. O que as distingue é os plasmócitos aqui produzirem IgE e que posteriormente se liga, com grande afinidade, a receptores Fc dos mastócitos e basófilos, que então se dizem sensibilizados. Uma segunda exposição a esse mesmo alergénio conduz à desgranulação, com vasodilatação e contracção do músculo liso. A apresentação e reconhecimento do alergeno é feita por células apresentadoras de antigénios, MHC II, linfócitos TH2, linfócitos B e interacções celulares. Pode dizer-se que os componentes das reacções de hipersensibilidade tipo I são:
Alergenos – são antigénos que não parasitas, capazes de estimular reacções HI. A maioria das pessoas usa IgE como defesa contra os parasitas. Algumas pessoas apresentam atopia, isto é, predisposição hereditária para o desenvolvimento da hipersensibilidade imediata contra antigénios comuns. Estes indivíduos atópicos têm altos níveis de IgE e de eosinófilos, sendo mais susceptíveis a alergias, eczemas e asma. A maioria das reacções alérgicas por IgE ocorre nas mucosas, em resposta a antigénios que entram no organismo por inalação ou ingestão. Podem ser:
Medicamentos – anti-inflamatórios não esteróides, antibióticos, corticosteróides, anestésicos, anti-epiláticos e vacinas;
Cosméticos;
Alimentos – leite, ovo, peixe, cereais, mariscos e cacau; 67
Pólens;
Esporos e fungos;
Ácaros;
Pêlos de Animais.
Anticorpo (IgE) – possui duas cadeias leves, duas cadeias pesadas e um domínio CH4, que contribui para a ligação da porção Fc a receptores na superfície de mastócitos e basófilos. Mastócitos e basófilos: têm grânulos com substâncias farmacologicamente activas como a histamina e aminas tensoactivas. IgE-binding FcR – a actividade reagínica de IgE depende da capacidade de se ligar a receptores específicos para a porção Fc das cadeia s ε. Existem os receptores FcεRI e FcεRII. Os mastócitos e os basófilos expressam FcεRI, que se liga a IgE com m aior afinidade, permitindo que menor concentração de IgE se ligue a essas células. Mediadores – podem ser primários se forem produzidos antes da desgranulação e armazenados em grânulos (histamina, proteases, heparina, factor quimitóxico de eosinófilos) ou secundários se são sintetizados após activação da célula-alvo (factor de activação de plaquetas, citocinas, leucotrienos, prostaglandinas, bradici nina).
Histamina – a sua actividade biológica só é vista alguns minutos depois da activação dos mastócitos. Liga-se a três tipos de receptores:
H1 – aumenta a constrição intestinal e brônquica e aumenta permeabilidade de vénulas. H2 – promove a vasopermeabilidade e a vasodilatação, estimula de glândulas endócrinas, estimula a ligação de histamina a receptores H2 inibe desgranulação ( feedback negativo). H3.
A ligação do alergeno à IgE é mediada por duas moléculas de IgE, ou seja, o alergeno liga-se a duas moléculas de IgE. Como consequência ocorrem uma serie de reacções intracelulares: 1. A alteração do metabolismo dos fosfolípidos leva a alterações na permeabilidade da membrana plasmática; 2. Como consequência do aumento de permeabilidade, ocorre um grande aumento da entrada de cálcio, que provoca a desgranulação dos mastócitos; 3. A libertação dos mediadores químicos existentes nos grânulos leva a reacções ao nível dos vasos sanguíneos como a vasodilatação e aumento da permeabilidade vascular. Através de mensageiros secundários, a ligação do alergeno à IgE provoca a síntese de derivados do ácido araquidónico. Este é sintetizado pela acção da fosfolipase A2 que é activada pelo AMPc. O ácido araquidónico, através das enzimas ciclooxigenases (COX) e lipioxigenases, produz prostaglandinas e leucotrienos que levam a que ocorram fenómenos inflamatórios.
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Consequências das reacções HI Choque anafiláctico O choque anafiláctico é uma resposta exagerada a um determinado antigénio e provoca a falha dos sistemas respiratório, circulatório e gastrointestinal. O tratamento é feito com a administração de epinefrina: relaxa o músculo liso, reduz permeabilidade vascular e aumenta o débito cardíaco. Atopia A Atopia é uma reacção limitada a um tecido ou ao órgão, no sítio de entrada do alergénio. A manifestação relaciona-se com a via de entrada, tipo de alergeno, concentração do alergeno e imunocompetência. Pode manifestar-se clinicamente na:
Pele – eczema, urticária e angioedema;
Brônquios – rinite alérgica e asma;
Olhos – conjuntivite;
Vasos sanguíneos – anafilaxia;
Hipersensibilidade do tipo IIa São reacção de citotoxicidade ou lise de células-alvo, mediada por anticorpos. Os anticorpos (IgG) ligam-se aos ags expressos à superfície de células-alvo, conduzindo à activação do complemento e consequente lise das células. As situações associadas são:
Doença hemolitica do recém-nascido – quando os IgG materno específico para antigénio do tipo de sangue do bebé atravessa a placenta e destrói os glóbulos vermelhos do feto. Pode ser detectada testando o soro maternal em busca de anticorpos anti-Rh. Se positivo, a mãe está a criar anticorpos anti-Rh contra os glóbulos vermelhos do filho e o seu tratamento depende do grau de severidade da situação:
Muito severo – transfusão sanguínea endovenosa a fim de substituir os glóbulos vermelhos do bebé Rh- por Rh+ ou o contrário. Menos severo – à nascença, o bebé exposto a baixos níveis de radiação UV para destruir bilirrubina.
Reacções transfusionais – várias proteínas e glicoproteínas são expressas na membrana dos eritrócitos que, aquando de uma transfusão, leva a uma resposta imunitária. Se um individuo do tipo sanguíneo A sofre uma transfusão de sangue tipo B, as isohematoglutininas anti-B ligam-se a eles, mediando a sua destruição por lise mediada pelo complemento, levando a uma hemólise intravascular e hemoglobúria.
Hipersensibilidade a medicamentos.
Doença hemolítica auto-imune.
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Hipersensibilidade do tipo IIb Neste tipo de hipersensibilidade, os anticorpos (IgG) ligam-se a receptores celulares, com alteração da função das células alvo. Um exemplo é a miastenia gravis. Nesta doença, a acetilcolina não se liga aos seus receptores, provocando problemas a nível muscular.
Hipersensibilidade do tipo III É uma reacção secundária ao depósito tecidular de imunocomplexos, resultando de inflamação local. É uma hipersensibilidade mediada por complexos imunes. A reacção de anticorpos com antigénios gera complexos imunes, que facilitam a eliminação por células fagocíticas, pois são maiores e mais facilmente identificadas. Na hipersensibilidade do tipo III, estes complexos causam danos nos tecidos. A magnitude da reacção depende da quantidade e da distribuição dos complexos. Se se encontram junto ao local de entrada do antigénio, dá-se uma reacção local mas se se formam no sangue, a reacção ocorre no local de deposição (rins, articulações, cérebro, etc). A deposição dos complexos imunes atrai neutrófilos. O tecido envolvente é lesado pela libertação de grânulos (edema e rubor). Uma reacção de hipersensibilidade III ocorre se os imunocomplexos activam o complemento que vai provocar a agregação plaquetária e a desgranulação dos mastócitos, provocando uma vasopermeabilidade. As situações mais associadas são:
Doença do soro – por administração de antitoxinas com soro estranho, formando-se anticorpos contra proteínas do soro, formando complexos imunes com antigénio do soro;
Infecções microbianas;
Hipersensibilidade a medicamentos;
Nefropatias;
Doenças oculares;
Auto-imunidade.
Hipersensibilidade do tipo IV A hipersensibilidade do tipo IV é também chamada de hipersensibilidade retardada e pode ser do tipo a1, a2 e b. Primeiramente dá-se a activação dos linfócitos T por parte das células apresentadoras de antigénios, que secretam as citocinas IL-2, IFN-γ, TNF-β e MIF. Essas citocinas vão promover a atracção e a activação dos macrófagos que promovem de fagocitose e libertação de enzimas líticas. Esta reacção é demora entre 2 a 3 dias a ocorrer. É importante na defesa contra microrganismos intracelulares, fora do alcance dos anticorpos. 70
Tipo a1 – apresentação dos antigénios a linfócitos T H1 e tem como situações associadas a dermatite de contacto, reacção da tuberculina e hipersensibilidade a medicamentos. Tipo a2 – apresentação de antigénios a linfócitos T H2, induzindo uma resposta inflamatória com aumento de eosinófilos. As situações mais associadas são os eczemas. Tipo b – apresentação de antigénios a linfócitos T C, induzindo citólise e apoptose das células alvo. Exemplos de situações associadas são diabetes de tipo I e rejeição de enxertos.
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SIDA As imunodeficiências As imunodeficiências são defeitos que ocorrem num ou mais componentes do sistema imunitário e que, portanto, afectam toda a resposta imunitária associada a esse componente. Designam-se imunodeficiências primárias quando esses defeitos são de natureza genética ou ocorrem durante o desenvolvimento do próprio sistema imunitário. Estes já se encontram presentes no indivíduo quando nasce, mesmo que se manifestem mais tarde. As imunodeficiências secundárias são situações em que existe perda da função imunitária e estas são adquiridas pelo indivíduo sendo a deficiência adquirida como resultado de outras doenças como infecções, má-nutrição, imunossupressão e radiação. O vírus do HIV insere-se neste tipo.
Virologia do HIV-1 O HIV surgiu pela primeira vez em cidades dos estados Unidos como um infecção oportunista em doentes homossexuais em 1981. Em 1984 foi isolado em culturas por Luc Montagnier e Robert Gallo. Este isolamento foi feito pois havia a perda de marcadores CD4 em células T H, no entanto como o vírus não crescia nestas células não era fácil encontrá-lo para o isolar. Os testes que detectavam a sua presença e permitiam o diagnóstico surgiram em 1985 e uma primeira tentativa de antiviral, o zidovunine surgiu em 1986. Um pouco mais tarde surgiu uma pandemia do vírus sendo ele responsável pela morte de mais de 22 milhões de pessoas num total de 50 milhões infectados.
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Existem dois tipos de HIV que se distinguem genotipicamente. O HIV-1 é o da pandemia mundial e o HIV-2 encontra-se isolado na África Ocidental, O cidental, apresentando o mesmo tipo de apresentação clinica mas mais lento. Vamos focar o estudo no primeiro tipo HIV-1 que pode ser classificado em: Grupos do HIV-1 (diferenciam-se HIV-1 (diferenciam-se geneticamente)
M (major) – causador da epidemia mundial;
O (outlier) e N (camarões) – grupos raros do HIV-1 que apareceram isoladamente.
Subgrupos HIV-1 M
Identificados mais de 10 (A a K);
Descendem de um único HIV-1;
Um subgrupo domina uma área geográfica;
Diferem geneticamente, e tem comportamentos clínicos e biológicos biol ógicos diferentes.
Componentes antigénicos do HIV
GP120 – GP120 – importante a nível da adesão na 1ª fase e ligação com o CD4;
GP41 – GP41 – é transmembranar e importante para os mecanismos de de auto-imunidade;
P32 – P32 – tem um papel a nível mais interno de replicação do vírus e infecção das células;
P10 – P10 – protéase;
P24 e P17 – P17 – importantes a nível da cápsides do vírus.
Mecanismos de infecção do HIV 1. Ligação do GP120 ao receptor CD4 e ao co-receptor na superfície da célula:
Receptor CCR5 – usado pelo HIV que infectam macrófagos;
Receptor CXCR4 - usado pelo HIV que infectam linfócitos;
2. Fusão do envelope viral com a membrana da célula; 3. Libertação do conteudo viral no citoplasma; 4. Transcrição reversa – o RNA viral é transcrito a DNA viral; 73
5. O DNA viral move-se para o núcleo da célula; 6. O DNA viral é integrado pela enzima integrase no genoma formando o pró-vírus HIV 7. O DNA do pró-virus HIV é transcrito para RNA do genoma e mRNA, que vai ser traduzido originando poliproteinas do HIV; 8. O RNA viral e as poliproteinas juntam-se na célula da membrana; 9. Todo este conjunto “apodera-se” da membrana da célula célul a hospedeira formando o vírus; 10. Uma 10. Uma posterior maturação pela enzima protease torna o virus do HIV infeccioso. infeccioso . Através deste processo são produzidos cerca de 10 biliões de vírus num doente diariamente. O tempo de vida de um vírus no plasma do doente é de 6 horas e o tempo de vida de um linfócito é de 1,6 dias. O HIV pode ficar latente l atente nos linfócitos T CD4 de memória.
Modos de infecção viral
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Transmissão sexual pelas mucosas genitais e do cólon;
Transfusão de sangue;
De mãe para filho;
Exposição ocupacional;
Os vírus que se transmitem primeiro infectam os macrófagos e células dendríticas que têm o CD4 e o receptor CCR5. A células dendríticas iniciam a infecção do HIV-1 pelo transporte do vírus das mucosas aos tecidos linfáticos. Os variantes HIV R5 ligam-se ao DC-SIGN das células dendríticas presentes nas camadas da superfície das mucosas dos tecidos dos órgãos sexuais e intestinais. As células dendríticas transportam o HIV até aos linfócitos T CD4 presentes nos nódulos linfáticos. Ao fim de 2 dias o vírus pode ser detectado nos nódulos linfáticos e ao fim de mais 3 dias pode ser detectado no plasma.
Resposta imunitária ao HIV A resposta imunitária ao vírus do HIV é adaptativa. Esta pode ser de dois tipos: mediada por células (células T citotóxicas) e humoral (anticorpos). Normalmente o tipo de resposta que ocorre depende do local da infecção.
As infecções intracelulares estimulam intracelulares estimulam uma resposta mediada por células que irá matar a célula infectada. Esta resposta é mediada por células T citótoxicas (CD8) e utiliza MHC I. As infecções extracelulares estimulam extracelulares estimulam uma resposta humoral que vai ajudar a limitar os antigénios livres. Alguns antigénios extracelulares são apanhados por células apresentadoras de antigénios e apresentadas via MHC II aos linfócitos T H que se diferenciam em TH1 e T H2. As TH1 aumentam a resposta mediada por células e T H2 aumentam a resposta humoral.
O elemento central da resposta imunitária adaptativa é a células T H (CD4). O HIV desregula e afecta a acção e funcionamento desta célula e compromete por isso toda esta resposta.
Infecção Intracelular APC
Infecção Extracelular Antigénios solúveis
Linfócito B
MHC I
Linfócito T CD8 Linfócito T CD4 Resposta Humoral Resposta celular mediada por CTL
TH1
TH2
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Os anticorpos têm muitas funções no entanto parecem ser pouco efectivos no controlo do vírus do HIV. A neutralização e citoxicidade mediada por anticorpos (ADCC) são dois mecanismos pelos quais os anticorpos podem ajudar a tentar conter o vírus:
Neutralização – os anticorpos ligam-se à superfície do vírus e impedem a ligação do vírus a outras células do organismo. ADCC – a parte Fc dos anticorpos ligam-se às células NK e estimula-as para destruir as células infectadas.
No entanto estas respostas não são suficientes e encontrar uma vacina para o HIV é difícil pois o vírus têm um ritmo rápido de mutações não sendo reconhecido e como se integra no DNA do hospedeiro permanece escondido.
Patogénese do HIV O mecanismo da infecção apresenta várias fases. Chama-se infecção primária ao período imediatamente a seguir à infecção pelo HIV, caracterizado por uma virémia elevada que dura várias semanas e por uma diminuição do número de linfócitos T CD4. Nesta altura muitos doentes apresentam sintomas semelhantes a um quadro de mononucleose (febre, alergias e nódulos linfáticos inchados). A infecção primária termina quando o sistema imunitário é capaz de montar uma resposta imunitária especifica contra o HIV (CTL seguida de resposta humoral). Os doentes entram assim em latência clinica – são seropositivos. 1. Infecção Aguda – O HIV não se encontra em replicação nas células TH mas maioritariamente em repouso na circulação periférica. Nesta altura a maior replicação dá-se nos nódulos linfáticos, macrófagos e células dendríticas. Existe uma resposta imunitária celular durante semanas onde os níveis de anticorpos virais e células T CD8 são muito elevados. Esta resposta é eficaz a manter o vírus em circulação no sangue com níveis baixos, sendo os sintomas manifestados, por isso pouco graves. O numero de células T CD4 diminui drasticamente embora com alguma recuperação. Esta perca de células T CD4 pode resultar numa infecção directa nas células T em circulação. 2. Forte Resposta Imunitária – o vírus desaparece quase todo da circulação devido a uma boa resposta citotóxica por parte dos anticorpos contra os antigénios de superfície e internos do HIV. A maior parte dos vírus que aparecem nesta altura são produzidos dos linfócitos T recentemente activados e infectados. A produção de linfócitos T CD4 compensa a redução que ocorreu quando a produção viral provocava a sua lise. 3. Fase de Latência – o vírus persiste nos tecidos extravasculares, células dendríticas e nódulos linfáticos. As células T de memória têm o vírus integrado na sua forma pró76
viral. Os linfócitos T CD4 de memória não são activados e o seu número diminui devido a infecções.
Latência celular: Só os linfócitos T CD4 activados podem suportar a replicação do vírus. A maioria dos linfócitos T CD4 infectados são destruídos e algumas células infectadas revertem ao estado latente. As células memória vivem mais tempo mas não suportam a replicação viral, os macrófagos, no entanto não entram em latência. Neste período o NEF liga-se ao antigénio CD4 e causa a sua internalização e eliminação nos lisossomas sendo o marcador digerido. Latência clínica: A infecção pelo HIV não se manifesta como doença durante anos. Durante a latência clinica o vírus ainda se replica lentamente.
4. Início da Doença – ocorre uma redução dos linfócitos T CD4 pois estes são o alvo do vírus. As células que proliferam para responder ao estimulo viral são mortas pelo próprio vírus (delecção clonal) e a variação dos epítopos do vírus permite que o HIV escape à resposta imunitária. Ocorre a apoptose dos linfócitos T CD4. Os doentes com HIV com elevados níveis de linfócitos T CD4 não têm a doença! 5. Doença Avançada – a diminuição dos CD4 significa que o vírus e as células infectadas já não estão controlados, sendo que o número de linfócitos T CD4 fica inferior a 200 células/mL. O título viral aumenta rapidamente e a resposta imunitária é eliminada. Consequentemente o número de linfócitos T CD8 é reduzidos e devido a infecções oportunistas pode haver morte em menos de dois anos, sem intervenção terapêutica. Estas infecções ocorrem quando os níveis de CD4 ficam abaixo das 300 células/mL. Pode fazer-se uma boa correlação entre a redução de linfócitos T CD4 e o início dos sintomas. O HIV como já foi referido ataca inúmeros órgãos:
Cérebro – macrófagos e células gliais;
Nódulos linfáticos e timo – linfócitos e células dendríticas;
Sangue, sémen e fluidos vaginais – macrófagos;
Medula óssea – linfócitos;
Pele – células de Langerhans;
Colón, duodeno e recto – células cromatinas;
Pulmões – macrófagos alveolares.
Todos os elementos do sistema imunitário estão afectados e nos estádios mais avançados da doença os tecidos linfáticos são incapazes de responder afectivamente contra novos antigénio, são incapazes de manter a resposta de memória ou conter a replicação do HIV e o organismo tona-se por isso muito susceptível a infecções oportunistas. No caso concreto dos linfócitos TH (CD4) estes sofrem mecanismos de depleção e disfunção de forma:
Directa – eliminação das células infectadas pelo HIV através de respostas imunitárias para o vírus e perca da integridade da membrana celular devido à replicação viral; 77
Indirecta – Fusão de células infectadas, apoptose e auto-imunidade.
O HIV induz a activação do sistema imunitário e esta activação provoca no limite uma imunossupressão grave. Quanto mais avançada é a doença, maior é o risco de infecções associadas. A Tuberculose por exemplo ocorre muito mais em doentes com SIDA avançada. O organismo torna-se incapaz de responder a infecções intracelulares e doenças malignas como:
Micobacteria, salmonela e legionela;
Leismania e toxoplama;
Histoplasmose;
Herpes e varicela;
Linfomas por EBV.
Este vírus torna-se muito perigoso não apenas por destruir o sistema imunitário mas por o usar para a sua própria replicação. O HIV está associado ao aumento de expressão de citocinas pró-inflamatórias (TNF-α, IL-1, IL-6, IL-10, IFN-γ) que estimulam a replicação viral. A infecção pelo HIV resulta também na perda de citocinas imunoreguladoras ( IL-2 e IL-12) necessárias para modular a resposta celular efectiva através das CTL e NK. Laboratorialmente são usados marcadores que através da carga viral analisam a replicação viral e nos indicam o número de vírus/mL. Também é feita uma contagem de CD4 pois assim é possível observar a degradação do sistema imunitário indicando o número de linfócitos T/mL.
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Tuberculose Um terço da população mundial está infectado com tuberculose e 10% destes desenvolvem a doença. O vírus é provocado pela Mycobacterum tuberculosis (Mtb), um parasita intracelular, aeróbico obrigatório, que se divide a cada 16-20 horas. A bactéria é um pequeno bacilo, fino e encurvado, imóvel, em forma de bastão que pode resistir a desinfectantes fracos e ao ácido gástrico e pode sobreviver em estado latente por semanas. Apenas se desenvolve quando se hospeda num organismo. A sua parede é muito rica em lípidos, nomeadamente em ácidos gordos de cadeia longa e ácidos micólicos. A parede celular é o factor de virulência mais importante nesta bactéria, face à sua composição em ácidos micólicos - protegem a bactéria de enzimas hidrolíticas do fagossoma bloqueando a acção destes. O Mtb tem a capacidade de permanecer vivo durante anos no granuloma formado pela reacção tecidular e se multiplicar apenas quando as defesas do hospedeiro falham. A bactéria normalmente afecta os pulmões no entanto também podem afectar os rins e cérebro. Existem dois tipos de tuberculose: em latência ou doença activa. No primeiro caso o doente vive com a bactéria no organismo sem qualquer tipo de sintoma pois o sistema imunitário combate a bactéria impedindo o crescimento da bactéria. No entanto se o sistema imunitário não conseguir impedir o crescimento da bactéria esta torna-se activa e a doença manifesta-se. A imunidade celular é o principal mecanismo de defesa contra a bactéria, sendo realizada por intermédio de antigénios por receptores em células da imunidade inata e adquirida, secretado citocinas imunoreguladoras pelos linfócitos T CD4. A principal citocina observada é a IFN- γ. As manifestações da doença dependem do balanço entre a virulência do microrganismo e a competência imunológica do hospedeiro, combinação entre a resposta inata e a adquirida, uma vez que a resposta inata é limitada e a bactéria pode multiplicar-se dentro do macrófago e disseminar-se hematologicamente. A imunização eficiente é considerada a melhor forma de prevenção para o controlo da tuberculose. O BCG é um imunogénio eficaz na prevenção das formas graves da tuberculose mas não contra a infecção pelo Mtb. O organismo humano tem uma defesa mediada por linfócitos T e macrófagos que tentam controlar o Mtb, exprimindo citocinas (IFN-γ e FTN-α), produzindo óxidos tóxicos derivados no azoto e provocando a lise no fagolisossomas. No entanto o Mtb consegue escapar destes mecanismos permanecendo vivo no granuloma. Os principais mecanismos de escape do Mtb envolvem a produção de moléculas como o ESAT6, capaz de inibir a produção de IL-12 e IFN-γ. A inibição tanto da apoptose de macrófagos infectados e quanto da fusão do fagócito ao lisossoma favorece a sobrevida e a multiplicação dos bacilos no interior do fagócito. 79
A lipoproteína 19KDa e derivados lipídicos do Mtb interagem com TLR2 e, unidos, induzem a resposta predominantemente inflamatória encontrada na TB. A sinalização via TLR2 em resposta ao Mtb, entretanto, aumenta a secreção de IL-10, citocina T H2, pelas células dendríticas e macrófagos, o que sugere o envolvimento de mecanismo micobacteriano controlador da resposta inflamatória no hospedeiro. A latência é o maior obstáculo à erradicação da infecção pelo Mtb, exigindo o conhecimento dos mecanismos imunes na persistência e na reactivação da TB.
Após a fagocitose, os bacilos inalados ficam em vacúolos citoplasmáticos e são apresentados aos linfócitos T CD4 pelo complexo principal de histocompatibilidade de classe II, MHC II, presente nos macrófagos, células dendríticas e linfócitos B. Essas células são chamadas de apresentadoras de antígenos (APC) e produzem citocinas inflamatórias como o FNT e a IL-1, capazes de recrutar neutrófilos e monócitos. Os receptores tipo Toll (TLRs) são os principais envolvidos no reconhecimento de antígenos do Mtb e responsáveis pela activação de macrófagos e células dendríticas. Controlam a ligação entre a resposta imune inata e adquirida, o que leva à expressão de moléculas co-estimuladoras como o CD80 e CD86 na superfície de macrófagos e células dendríticas, capazes de interagir com os receptores CD28 nos linfócitos T, ampliando a resposta imune. As citocinas produzidas pelas APC, como a IL-12, e citocinas produzidas pelos linfócitos T activados, como a IL-2, mantêm a activação e a proliferação de linfócitos, o que induz a resposta celular predominantemente pró-inflamatória. O IFN-γ é a principal molécula activadora de macrófagos, a citocina-chave para o controle da infecção, mas insuficiente. Com o FNT- α, estimula a produção de óxido nítrico sintetase (NOS2), responsável por altos níveis de óxido nítrico e outros radicais intermediários do nitrogénio (RNI), que são bactericidas e participam da resistência à infecção pelo Mtb. O FNT- α é primordial no controle e manutenção do granuloma por regular localmente a concentração de químiocinas para o recrutamento de células, prevenindo a reactivação da tuberculose. 80
