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CARACTERÍSTICAS GERAIS DA IMUNIDADE NAS BARREIRAS EPITELIAIS Os sistemas imunes regionais incluem os sistemas imunes de mucosa, que protegem as barreiras de mucosa gastrintestinal, broncopulmonar e geniturinária, além do sistema imune cutâneo (pele). Os sistemas imunes nas barreiras epiteliais compartilham uma organização anatômica básica, com uma camada epitelial externa que previne a invasão microbiana, um tecido conectivo subjacente contendo vários tipos celulares mediadores das respostas imunes a organismos que invadem através do epitélio, e tecidos linfoides secundários drenantes locais ou mais distantes, onde se desenvolvem as respostas imunes adaptativas aos microrganismos invasores. Os tecidos de mucosa também contêm tecidos linfoides secundários não encapsulados, porém organizados, logo abaixo da barreira epitelial, os quais incluem linfócitos B e T, DCs e macrófagos. Essas coleções de células imunes, muitas vezes chamadas tecido linfoide associado à mucosa (MALT), são sítios de desenvolvimento de algumas respostas imunes adaptativas especializadas para a mucosa particular. As respostas imunes adaptativas nos sistemas imunes de barreira epitelial também são induzidas nos linfonodos drenantes localizados fora dos tecidos de barreira. Na pele e nos tecidos de mucosa, os antígenos que estão fora da barreira epitelial são amostrados por células especializadas junto ao epitélio e distribuídos aos linfonodos drenantes ou ao MALT. Os sistemas imunes regionais contêm tipos de células e moléculas especializadas que podem não ser abundantes em outros sítios. Os tipos celulares restritos a um ou mais sistemas imunes regionais e que não estão presentes em todo o sistema imune incluem subpopulações de DCs, células transportadoras de antígeno, linfócitos T, subpopulações de linfócitos B e várias células linfoides inatas (ILCs) Os linfócitos efetores gerados nos linfonodos drenantes ou no MALT de um sistema imune regional particular entrarão no sangue e, preferencialmente, voltarão a residir no mesmo órgão. A migração e localização de subpopulações de linfócitos em diferentes tecidos é, em parte, resultado de mecanismos de homing tecido-específicos que direcionam essas subpopulações do sangue para tecidos particulares. Os sistemas imunes regionais têm funções reguladoras importantes que servem para prevenir respostas indesejadas a microrganismos não patogênicos e substâncias estranhas que tendem a estar presentes nas diferentes barreiras. IMUNIDADE NO SISTEMA GASTRINTESTINAL O sistema gastrintestinal, assim como outros tecidos de mucosa, é composto por uma estrutura semelhante a um tubo revestida com uma camada contínua de células epiteliais assentadas sobre uma membrana basal que serve de barreira física ao ambiente externo. Subjacente ao epitélio, há uma camada de tecido conectivo frouxo chamada lâmina própria, que contém vasos sanguíneos, vasos linfáticos e MALTs Da perspectiva do imunologista, o trato gastrintestinal tem duas propriedades notáveis. Primeiro, a mucosa combinada do intestino delgado e do intestino grosso tem uma área de superfície total maior que 200 m2, cuja maior parte consiste em microvilos e vilos do intestino delgado. Em segundo lugar, o lúmen intestinal é repleto de microrganismos, muitos dos quais são ingeridos com a comida e a maioria dos quais está em crescimento contínuo no lúmen de indivíduos sadios, como comensais Evoluímos para depender desses comensais em diversas funções, incluindo a degradação de componentes da nossa dieta que as nossas próprias células não conseguem digerir. Esses comensais também competem com microrganismos potencialmente patogênicos no intestino e previnem infecções perigosas. Embora os organismos comensais sejam benéficos quando ficam contidos no lado externo da barreira da mucosa intestinal, tornam-se potencialmente lesivos quando atravessam essa barreira e entram na circulação ou atravessam a parede intestinal, sobretudo em indivíduos imunocomprometidos. Além disso, a qualquer momento, os organismos patogênicos não comensais podem se tornar parte da diversificada mistura de organismos que constituem a flora intestinal, se forem ingeridos em alimentos ou água contaminados. Esses organismos patogênicos, incluindo bactérias, vírus, protozoários e parasitas helmínticos, podem causar doença significativa, mesmo que representem uma fração mínima dos microrganismos presentes no lúmen intestinal. Para que a saúde seja mantida, o sistema imune das mucosas deve ser capaz de reconhecer e eliminar esses patógenos numericamente raros na presença de grandes números de microrganismos não patogênicos De modo geral, a imunidade intestinal nos protege contra as infecções ao mesmo tempo em que permite a persistência dos microrganismos comensais. O intestino previne infecções de três modos principais: 1. A presença de uma espessa camada de muco no epitélio intestinal que afasta a maior parte dos microrganismos presentes no lúmen. 2. Peptídeos antibióticos produzidos pelas células epiteliais intestinais, os quais matam patógenos presentes no lúmen ou diminuem sua entrada no epitélio. 3. IgA produzida por plasmócitos na lâmina própria, a qual é transportada para dentro do lúmen e neutraliza os patógenos antes que possam entrar através do epitélio. Somente alguns dos mecanismos que estão por trás do equilíbrio entre defesa imune contra patógenos intestinais versus tolerância aos alimentos e comensais são bem conhecidos. OBS: As bactérias intestinais, por meio de competição por espaço e nutrientes com bactérias patogênicas, impedem que elas se proliferem e se estabeleçam Elas inibem diretamente as vias de sinalização pró inflamatória estimuladas por patógenos, que são necessárias para a invasão IMUNIDADE INATA NO TRATO GASTRINTESTINAL As células epiteliais intestinais que revestem os intestinos delgado e grosso são parte integral do sistema imune inato gastrintestinal, envolvidas nas respostas aos patógenos e amostragem de antígeno para distribuição ao sistema imune adaptativo no intestino. Existem vários tipos diferentes de células epiteliais intestinais, todas derivadas de um precursor comum encontrado nas criptas das glândulas intestinais. Entre estas, estão as células caliciformes secretoras de muco, residentes no ápice dos vilos intestinais; as células M que fazem a amostragem de antígeno, encontradas nas estruturas em forma de cúpula especializadas que recobrem os tecidos linfoides; e células de Paneth secretoras de peptídeos antibacterianos, encontradas no fundo das criptas A imunoproteção inata no intestino é mediada em parte pelas barreiras físico-químicas fornecidas pelas células epiteliais mucosas e suas secreções de muco. As células epiteliais intestinais adjacentes são unidas por proteínas que formam as tight junctions (ou zonas de oclusão), as quais bloqueiam o movimento dos microrganismos entre as células para dentro da lâmina própria. Em adição, as células epiteliais mucosas produzem substâncias antimicrobianas, incluindo defensinas. Vários tipos de células localizadas na mucosa, incluindo as células epiteliais, DCs, macrófagos e ILCs, são capazes de montar respostas inflamatórias e antivirais. A maioria dessas respostas é induzida pelo engajamento do receptor de reconhecimento de padrão aos ligantes microbianos Várias proteínas extensivamente glicosiladas distintas, chamadas mucinas, são secretadas pelas células caliciformes e formam uma barreira física viscosa que impede os microrganismos de entrar em contato com o revestimento epitelial do trato gastrintestinal. No intestino delgado, o muco forma uma camada única, e a maioria das bactérias éencontrada na direção da porção externa dessa camada. Sendo assim, as bactérias raramente entram em contato direto com as células epiteliais do intestino delgado, exceto nas extremidades dos vilos que se estendem na direção do topo da camada de muco. Em contraste, a mucosa colônica tem duas camadas: uma camada externa menos densa e colonizada por bactérias, e uma camada interna mais densa presa ao epitélio e livre de bactérias. Essas camadas de muco também servem de matriz para exibição de substâncias microbianas produzidas pelas células epiteliais. Algumas mucinas atuam como moléculas decodificadoras que podem ser liberadas das células epiteliais e se ligarem às proteínas adesinas usadas pelas bactérias patogênicas para se fixarem às membranas da célula hospedeira. O glicocálice, assim como o muco secretado, atua como uma barreira física para prevenir o contato microbiano. A barreira mucosa do intestino sofre renovação e alterações químicas em resposta a diversos sinais ambientais e imunes, e isso permite que ocorram amplificações rápidas na função de barreira da mucosa. As mucinas são constitutivamente produzidas por células caliciformes no epitélio gastrintestinal e pelas glândulas da submucosa. Vários estímulos imunes e ambientais podem induzir aumentos drásticos na produção de mucina. Esses estímulos incluem as citocinas (IL-1, IL-4, IL-6, IL- 9, IL-13), fator de necrose tumoral TNF e interferons do tipo I, produtos de neutrófilos (como a elastase) e proteínas de adesão microbianas. Esses estímulos não só aumentam a expressão gênica da mucina como também alteram sua glicosilação Acredita-se que as alterações na quantidade e na glicosilação das mucinas intensifique a função de barreira contra patógenos. As defensinas produzidas pelas células epiteliais intestinais conferem proteção imune inata contra bactérias luminais. As defensinas são peptídeos produzidos por vários tipos celulares no corpo, que exercem efeitos tóxicos letais em microrganismos por inserirem e causarem perda da integridade de suas membranas fosfolipídicas externas Os receptores do tipo Toll (TLRs) e os receptores citoplasmáticos tipo NOD (NLRs) expressos nas células epiteliais intestinais promovem respostas imunes a patógenos invasores, mas também limitam as respostas inflamatórias dirigidas a bactérias comensais. TLRs e NLRs são receptores celulares que reconhecem padrões moleculares associados a patógenos (PAMPs) produzidos por microrganismos, e geram sinais promotores de respostas celulares inflamatórias e antivirais A ligação de alguns TLRs resulta na fosforilação e reorganização de proteínas da tight junction, aumentando a força das junções entre as células epiteliais. A sinalização do TLR também aumenta a motilidade e proliferação epitelial intestinal, além de estimular a secreção de defensinas, lectinas REGIII e IgA, que impedem a transgressão bacteriana da barreira As respostas dos TLR no intestino parecem ser reguladas em parte pelos níveis de expressão ou expressão compartimentalizada apenas em certos locais. Em indivíduos sadios, as DCs e os macrófagos na lâmina própria do intestino inibem a inflamação e mantêm a homeostasia. Alguns macrófagos intestinais exibem um fenótipo único que lhes permite fagocitar e matar microrganismos, ao mesmo tempo em que secretam citocinas anti-inflamatórias, como a IL- 10. Esse fenótipo aparentemente é induzido no ambiente de mucosa local, pela ação do fator de transformação do crescimento-β Este pode ser um mecanismo que se desenvolveu para prevenir a inflamação danosa em resposta a bactérias comensais e produtos bacterianos que atravessam a barreira epitelial. As ILCs presentes na mucosa intestinal contribuem para a defesa imune contra bactérias e parasitas, promovem a função de barreira epitelial e suprimem as respostas às bactérias comensais. As ICLs não expressam receptores antigênicos de células T (TCRs), mas respondem a sinais de citocina locais secretando citocinas efetoras. Além disso, subpopulações de ILCs secretam citocinas típicas de subpopulações de células T auxiliares. Algumas das citocinas ativadoras de ILCs são referidas como alarminas, porque são liberadas por células epiteliais em resposta a lesão ou microrganismos, como um alarme destinado às células imunes inatas. Em resposta à IL-1β (uma alarmina) e à IL-23, as ILC3s secretam IL-17 e IL- 22. A IL-17 promove resposta inflamatória aguda aos microrganismos e ambas, IL-17 e IL-22, intensificam a função de barreira da mucosa intestinal, estimulando a produção de defensinas e intensificando a função da tight junction epitelial. Em resposta à citocina alarmina IL-33 liberada por células epiteliais estressadas ou danificadas e à citocina IL-25 derivada do epitélio, as ILC2s secretam IL-5 e IL-13. A IL-5 ativa eosinófilos que secretam enzimas que degradam o tegumento externo dos helmintos, enquanto a IL-13 aumenta a produção de muco, contribuindo para a expulsão dos vermes. As células T invariantes associadas à mucosa (MAIT) tendem a contribuir para a defesa contra bactérias e fungos que rompem a barreira intestinal e entram na circulação sanguínea OBS: As lectinas bloqueiam a colonização bacteriana de superfície epitelial