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Revisão AV2 Universidade Estácio de Sá Campus Cabo Frio - RJ Profa. Dra. Maíra Barcellos Marini maira.marini@estacio.br Mestre em Ciências- UFRJ Doutora em Ciências Farmacêuticas- UFRJ Pós-doutora em Ciências Farmacêuticas- UFRJ 1 Microbiologia e Imunologia Função do Sistema Imunológico 2 O sistema imunológico pode ser definido como um conjunto de moléculas, células e tecidos que medeiam a resposta imunológica, a fim de reconhecer determinadas estruturas moleculares ou antígenos e promover uma resposta efetiva, provocando a sua destruição ou inativação. Ou seja, o sistema imunológico é responsável por reconhecer e desenvolver uma resposta contra antígenos potencialmente patogênicos. Ele possui importante papel na manutenção da homeostasia, juntamente com os sistemas nervoso e endócrino, e é muito importante para a sobrevivência dos animais. Microbiologia e Imunologia Função do Sistema Imunológico 3 A principal função biológica executadas pelo sistema imunológico, é a capacidade de reconhecer e eliminar: Moléculas alteradas e células lesadas ou mortas do próprio organismo. Os agentes infecciosos, tais como vírus, bactérias, fungos, protozoários e helmintos. As células tumorais. Células, tecidos ou órgãos de origem genética diferente (como no caso de transplantas e enxertos). Microbiologia e Imunologia Propriedades gerais das respostas Imunológicas 4 Quando o sistema imunológico promove uma resposta considerada normal, podemos classificá-la em algumas etapas, de forma simplificada: Infelizmente, a resposta imunológica pode ocasionar efeitos negativos, como: insucesso de transplantes, respostas imunológicas anormais promovendo doenças com alto grau de morbidade e mortalidade, reações inflamatórias exacerbadas e dano orgânico. O sistema imunológico reconhece um antígeno estranho potencialmente nocivo. Ativa e mobiliza os componentes do sistema de defesa contra o antígeno. Promove o ataque propriamente dito. Controla e finaliza o ataque, ou seja, finaliza a resposta imunológica. Microbiologia e Imunologia Células do Sistema Imunológico 5 • As células do sistema imunológico são produzidas na medula óssea vermelha localizada nas cavidades ósseas, no interior do tecido ósseo esponjoso. • Elas estão presentes no fêmur, nos ossos do crânio, na crista ilíaca, entre outros. • As células que compõem o sistema imunológico estão, normalmente, distribuídas em vários locais do organismo: • A capacidade das células de se deslocar entre sangue, linfa e tecidos representa uma grande importância para a geração das respostas imunológicas. • A medula óssea é a origem das células imunológicas. circulando no sangue e na linfa, presentes nos órgãos linfoides e dispersas em vários tecidos do corpo. Microbiologia e Imunologia Células do Sistema Imunológico 6 Microbiologia e Imunologia Células do Sistema Imunológico 7 Microbiologia e Imunologia Células do Sistema Imunológico 8 • As células-tronco hematopoiéticas originam os eritrócitos, os leucócitos e os megacariócitos pelo processo chamado Hematopoiese. • Os eritrócitos, também conhecidos como glóbulos vermelhos do sangue, não participam do sistema imunológico. • Eles apresentam como principal função o transporte de gases no sangue. • Já as plaquetas são fragmentos celulares que participam da coagulação sanguínea. Microbiologia e Imunologia Células do Sistema Imunológico 9 • Os leucócitos, também chamados de glóbulos brancos, compõem nosso sistema imunológico. • Como acontece? As células-tronco hematopoiéticas pluripotentes são células menos diferenciadas responsáveis pela formação das células do sangue. Elas sofrem sucessivas mitoses e participam do processo de diferenciação celular que origina duas principais e importantes linhagens celulares. Linhagem Mieloide Linhagem Linfoide Microbiologia e Imunologia Células do Sistema Imunológico 10 Linhagem Mieloide Linhagem Linfoide Linhagem celular que origina os neutrófilos, eosinófilos, basófilos, monócitos e mastócitos, que são as células que compõem a imunidade. Além disso, também origina eritrócitos e plaquetas. Linhagem celular que origina os linfócitos T, linfócitos B e células NK. Esse processo é altamente regulado e controlado por fatores de crescimento, hormônios e moléculas sinalizadoras que estimulam a diferenciação das células-tronco. Microbiologia e Imunologia Células do Sistema Imunológico 11 Microbiologia e Imunologia Células do Sistema Imunológico 12 Em resumo, podemos entender o processo de origem das células da seguinte forma: Células-tronco hematopoiéticas recebem estímulos para produção celular. Realizam sucessivas mitoses e se multiplicam. Promovem a diferenciação em células de duas linhagens diferentes: linhagem mieloide e linhagem linfoide. Microbiologia e Imunologia Células do Sistema Imunológico – Linhagem Mieloide 13 Os neutrófilos apresentam o núcleo segmentado (de três a cinco lóbulos) e seu citoplasma contém grânulos específicos repletos de enzimas, que podem ser divididos em grânulos primários e grânulos secundários. Constituem a população mais abundante entre os leucócitos circulantes. Representam o principal tipo de célula que atua nas reações inflamatórias agudas. agem principalmente no combate a patógenos e proteção celular participam da digestão celular Microbiologia e Imunologia Células do Sistema Imunológico – Linhagem Mieloide 14 Atuam na defesa do organismo contra processos infecciosos bacterianos e apresentam importante capacidade fagocítica. A capacidade fagocítica, também chamada de fagocitose, é um processo em que a célula engloba e destrói partículas sólidas, como bactérias e restos celulares, com a intenção de promover proteção ao organismo. Isso é feito a partir dos seus grânulos citoplasmáticos. Neutrófilos Microbiologia e Imunologia 15 Apresentam núcleo bilobulado São células que apresentam grânulos citoplasmáticos com enzimas nocivas às paredes celulares de parasitas. Os eosinófilos circulam no sangue e podem ser recrutados para os tecidos. Alguns eosinófilos podem estar presentes nos tecidos periféricos, especialmente nos revestimentos de mucosa dos tratos respiratório, geniturinário e gastrointestinal. O número de eosinófilos pode aumentar em determinado tecido por conta do recrutamento a partir do sangue, que ocorre no caso de inflamação e presença de parasitas alojados no tecido. Eosinófilos Células do Sistema Imunológico – Linhagem Mieloide Microbiologia e Imunologia 16 Apresentam núcleo volumoso, irregular e muitas vezes está encoberto por grânulos abundantes que preenchem o citoplasma. São granulócitos sanguíneos que constituem menos de 1% dos leucócitos do sangue. Embora essas células estejam normalmente ausentes nos tecidos, podem ser recrutadas para locais inflamatórios. Basófilos Células do Sistema Imunológico – Linhagem Mieloide Microbiologia e Imunologia 17 Mediadores inflamatórios histamina, são capazes de promover alterações nos vasos sanguíneos causando a inflamação. Os mastócitos maduros são normalmente encontrados na circulação sanguínea, mas também podem estar nos tecidos em condições normais, próximos a pequenos vasos sanguíneos e nervos. Apresentam núcleo volumoso, irregular e muitas vezes está encoberto por grânulos abundantes que preenchem o citoplasma. Mastócitos Células do Sistema Imunológico – Linhagem Mieloide Microbiologia e Imunologia 18 Apresentam núcleo ovoide em forma de rim e seu citoplasma possui grânulos pouco visíveis. Essas células estão circulantes no sangue quando são recrutadas e migram para os tecidos, principalmente em reações inflamatórias, se diferenciam em macrófagos. Além disso, os monócitos são precursores das células dendríticas, que compõem o sistema imunológico, e dos osteoclastos, células que compõem a matriz óssea. Monócitos Células do Sistema Imunológico – Linhagem Mieloide Microbiologia e Imunologia 19 Monócitos Células do Sistema Imunológico – Linhagem Mieloide Microbiologia e Imunologia 20 Macrófagos São fagócitos que estão amplamente distribuídos nos tecidos do organismo (pulmão, fígado, rins, sistema nervoso e tecido conjuntivo) e atuam na defesa desses tecidos. Em contato com o agente agressor, os macrófagos apresentam uma enorme capacidade fagocítica. Ele funciona tanto na resposta imune inata (inicial) quanto é capaz de estimular a resposta imune adaptativa (mais especializada), pois apresenta antígenos aos linfócitos T. Células do Sistema Imunológico – Linhagem Mieloide Microbiologia e Imunologia 21 Células dendríticas São originadas a partir de monócitos. Elas são células circulantes e residentes nos tecidos que percebem e iniciam reações contra patógenos. Também são apresentadoras de antígenos aos linfócitos T. Seu nome “dendríticas” refere-se às inúmeras projeções membranares longas (ou dendritos) que possuem. Células do Sistema Imunológico – Linhagem Mieloide Microbiologia e Imunologia 22 Linfócitos T e B Linfócitos T e B são células muito importantes no sistema imunológico. São capazes de reconhecer moléculas estranhas de diversos agentes infecciosos e combatê-las a partir de respostas imunológicas. Seu núcleo é redondo com cromatina condensada e o citoplasma é escasso. Apesar de sua semelhança morfológica, os linfócitos T e B apresentam funções diferentes: Os linfócitos B são responsáveis pela produção de anticorpos e desencadeam uma resposta chamada de humoral. Os linfócitos T, por sua vez, são divididos em linfócitos T CD4 (auxiliares) e T CD8 (auxiliares) que são responsáveis pela reposta imune celular. Vamos entender um pouco mais sobre essas células no próximo módulo. Células do Sistema Imunológico – Linhagem Linfoide Microbiologia e Imunologia 23 Linfócitos T e B Apesar de sua semelhança morfológica, os linfócitos T e B apresentam funções diferentes: Células do Sistema Imunológico – Linhagem Linfoide Os linfócitos B são responsáveis pela produção de anticorpos e desencadeam uma resposta chamada de humoral. Os linfócitos T, por sua vez, são divididos em linfócitos T CD4 (auxiliares) e T CD8 (auxiliares) que são responsáveis pela reposta imune celular. Microbiologia e Imunologia 24 Células NK Também chamadas de células natural killer, apresentam morfologia semelhante aos linfócitos T e B, mas são células maiores. Apresentam função citotóxica conferindo defesa inicial contra patógenos infecciosos, reconhecendo células do hospedeiro que se encontram lesadas e ajudando a eliminá-las. Também influenciam na resposta imune adaptativa. Essas células citotóxicas possuem pequenos grânulos citoplasmáticos compostos por proteínas chamadas granzimas. As granzimas compreendem perforinas e proteases. Após serem liberadas, as perforinas formam poros na membrana plasmática da célula-alvo. São por esses poros que os demais grânulos penetram na célula, induzindo à apoptose e à lise da célula infectada. Células do Sistema Imunológico – Linhagem Linfoide Microbiologia e Imunologia 25 Células do Sistema Imunológico Classificação e função dos leucócitos Microbiologia e Imunologia ÓRGÃOS LINFOIDES E REDES LINFOCITÁRIAS 26 • O sistema imunológico é constituído por vários órgãos linfoides que possuem como principal função a produção de linfócitos. • Essas células são derivadas das células-tronco hematopoiéticas da medula óssea e desempenham importante papel no desenvolvimento das respostas imunológicas e na produção de anticorpos. Microbiologia e Imunologia ÓRGÃOS LINFOIDES E REDES LINFOCITÁRIAS 27 • Os linfócitos podem ser divididos em linfócitos B e linfócitos T. • Os linfócitos B começam a amadurecer na medula óssea entram na circulação e migram para o baço onde completam sua maturação. • Os precursores dos linfócitos T precisam sair da medula óssea seguir pela corrente sanguínea e chegar ao timo, local onde essas células realizam a sua maturação. • Apenas depois de maduros os linfócitos T migram para outros órgãos. Microbiologia e Imunologia ÓRGÃOS LINFOIDES E REDES LINFOCITÁRIAS 28 • Os órgãos linfoides podem ser divididos em primários e secundários. • Os órgãos linfoides primários ou centrais possuem função de produção de linfócitos, ou seja, são órgãos geradores. • Ex.: a medula óssea responsável pela hematopoiese (processo de produção e renovação celular do sangue; e o timo onde ocorre o desenvolvimento das células T. Microbiologia e Imunologia ÓRGÃOS LINFOIDES E REDES LINFOCITÁRIAS 29 • Os órgãos linfoides podem ser divididos em primários e secundários. • Os órgãos linfoides primários ou centrais possuem função de produção de linfócitos, ou seja, são órgãos geradores. • Ex.: a medula óssea responsável pela hematopoiese (processo de produção e renovação celular do sangue; e o timo onde ocorre o desenvolvimento das células T. Microbiologia e Imunologia ÓRGÃOS LINFOIDES E REDES LINFOCITÁRIAS 30 • Os órgãos linfoides secundários ou periféricos são os locais onde se desenvolvem respostas imunológicas em nosso organismo. • Eles são povoados por diferentes células do sistema imunológico. • Ex.: os linfonodos, o baço e o MALT (tecido linfoide associado a mucosa). Microbiologia e Imunologia ÓRGÃOS LINFOIDES E REDES LINFOCITÁRIAS 31 • Os órgãos linfoides secundários têm localização anatomicamente estratégica no organismo pois facilitam as interações celulares para o desenvolvimento da resposta imunológica. • Os linfonodos são responsáveis por drenar os antígenos diretamente dos tecidos ou que são transportados por células do sistema imunológico. • O baço responsável por monitorar o sangue. • O MALT localizado estrategicamente nas mucosas do corpo, funciona como um sistema de defesa avançado. Microbiologia e Imunologia ÓRGÃOS LINFOIDES E REDES LINFOCITÁRIAS 32 • Local responsável pela geração de células do sangue. • Após o nascimento, a hematopoiese acontece em todos os ossos do nosso corpo, porém, com o passar dos anos, ela vai se tornando restrita aos ossos chatos. • Na puberdade a hematopoiese acontece principalmente no esterno, vértebras, ossos ilíacos e costelas. • A medula óssea vermelha encontrada nesses ossos é formada por uma estrutura esponjosa reticular situada entre as trabéculas dos ossos longos. Medula Óssea Se ocorrer uma lesão na medula óssea ou se houver uma demanda excepcional pela produção de células sanguíneas o baço e o fígado geralmente se tornam locais de hematopoiese extramedular Microbiologia e Imunologia ÓRGÃOS LINFOIDES E REDES LINFOCITÁRIAS 33 • O timo é onde ocorre a maturação das células T. • É um órgão bilobado que involui após a puberdade. • Cada lobo do timo é dividido em múltiplos lóbulos e cada lóbulo é constituído por um córtex externo e uma medula interna. • O córtex é formado por uma densa coleção de linfócitos T. • A medula mais clara é povoada por poucos linfócitos maduros. • Além de linfócitos, a medula do timo também contém macrófagos, células dendríticas, entre outras células. • As células T do timo também podem ser chamadas de timócitos células T em estágios de maturação diferentes. Timo Microbiologia e Imunologia ÓRGÃOS LINFOIDES E REDES LINFOCITÁRIAS 34 • Órgãos linfoides secundários, encapsulados e vascularizados possuem características anatômicas favoráveis para a iniciação das respostas imunológicas contra antígenos que foram transportados dos tecidos pelos vasos linfáticos. • Localizados no corpo inteiro, ao longo dos canais linfáticos motivo do acesso facilitado aos antígenos originários da maioria dos tecidos, que são drenados pelos vasos linfáticos. • Existem aproximadamente 500 linfonodos no corpo humano e estes são circundados por uma cápsula fibrosa. • Abaixo desta cápsula,existe um sistema sinusal repleto de linfócitos, macrófagos, células dendríticas e outros tipos celulares. Linfonodos Microbiologia e Imunologia ÓRGÃOS LINFOIDES E REDES LINFOCITÁRIAS 35 • Órgão extremamente vascularizado. • • Funções principais remover células sanguíneas envelhecidas e danificadas da circulação e iniciar respostas imunológicas a antígenos que são transportados pelo sangue. • Situa-se no quadrante superior esquerdo do abdome. • O baço é dividido em: • Os macrófagos que estão presentes na polpa vermelha funcionam como um filtro do sangue removendo microrganismos, células danificadas (como eritrócitos velhos) e células ou microrganismos que estão cobertos por anticorpos (opsonizados) Baço polpa vermelha, formada principalmente por sinusoides vasculares cheios de sangue, e polpa branca, que é rica em linfócitos T e B. Microbiologia e Imunologia ÓRGÃOS LINFOIDES E REDES LINFOCITÁRIAS 36 • Além de ser associado a mucosa também são órgãos linfoides secundários. • Componente do sistema imunológico associado às mucosas, envolvido nas respostas imunológicas contra antígenos e microrganismos ingeridos e inalados. MALT Microbiologia e Imunologia ÓRGÃOS LINFOIDES E REDES LINFOCITÁRIAS 37 • Sistema linfático é formado por vasos especializados (que podem ser chamados somente de linfáticos) e por linfonodos. • Os vasos linfáticos associados aos linfonodos formam uma impressionante rede, responsável pela drenagem de líquido (chamado de linfa) dos tecidos e o reconduz para o sangue. • Os vasos linfáticos são indispensáveis para a homeostasia dos fluidos teciduais e para o desenvolvimento de respostas imunológicas. • Líquido intersticial formado a partir do movimento de um filtrado do plasma para fora dos capilares e esse movimento acontece constantemente em tecidos vascularizados. • A velocidade de formação desse líquido intersticial pode aumentar de forma significativa caso o tecido seja lesado ou infectado. Rede linfocitária Microbiologia e Imunologia ÓRGÃOS LINFOIDES E REDES LINFOCITÁRIAS 38 Rede linfocitária A comunicação estabelecida entre os órgãos linfoides é mantida por linfócitos que são circulantes e passam do sangue para os linfonodos para o baço e para outros tecidos e o restante do corpo depois voltam ao sangue pelos canais linfáticos, como o ducto torácico. Microbiologia e Imunologia ANTÍGENO E ANTICORPOS 39 Anticorpos são proteínas que ficam circulantes no corpo, produzidas em resposta a estruturas estranhas que foram reconhecidas. Os anticorpos são muito variados e específicos na sua capacidade de reconhecer estruturas estranhas. Já as substâncias que estimulam a produção de anticorpos (ou são reconhecidas por eles) chamamos de antígenos. Anticorpos Outras moléculas são capazes de se ligar aos antígenos (como os receptores de células T), mas os anticorpos foram o primeiro tipo de molécula descoberta com essa capacidade. Microbiologia e Imunologia ANTÍGENO E ANTICORPOS 40 Anticorpos Reconhecem uma enorme variedade de estruturas antigênicas, possuem uma grande capacidade de reconhecer diferentes antígenos e realizam ligações fortes com eles. Os anticorpos, também chamados de imunoglobulinas, são glicoproteínas do tipo gamaglobulina produzidas por plasmócitos (células derivadas de linfócitos B diferenciados). As moléculas de anticorpos compartilham as mesmas características básicas, porém possuem uma gigantesca variabilidade nas regiões que se ligam ao antígeno. Microbiologia e Imunologia ANTÍGENO E ANTICORPOS 41 Anticorpos Existem tipos diferentes de anticorpos de acordo com a forma que apresentam sua cadeia pesada. São conhecidos como classes de isótipos desempenham funções diferentes e contribuem para dirigir a resposta imunológica de acordo com cada tipo de antígeno encontrado. As cinco classes de anticorpos são: 1. IgA, 2. IgD, 3. IgE, 4. IgG e 5. IgM. Microbiologia e Imunologia ANTÍGENO E ANTICORPOS 42 Anticorpos Embora os anticorpos possuam uma estrutura geral muito semelhante, existe no ápice da proteína uma pequena região variável chamada de região hipervariável. Ela permite que existam em nosso organismo muitos tipos de anticorpos. Essa grande variedade de anticorpos possibilita ao sistema imunológico reconhecer uma elevada diversidade de antígenos. Microbiologia e Imunologia ANTÍGENO E ANTICORPOS 43 Anticorpos Os anticorpos são produzidos somente pelos linfócitos B e podem existir de duas formas diferentes: Quando os anticorpos são secretados na circulação e nas mucosas, eles são capazes de neutralizar e eliminar microrganismos e toxinas que podem estar presentes no sangue e no lúmen de órgãos mucosos, como trato respiratório e trato gastrointestinal. Microbiologia e Imunologia ANTÍGENO E ANTICORPOS 44 Antígenos Antígeno é qualquer substância a que o anticorpo ou o receptor de célula T pode se ligar especificamente. Os antígenos não são reconhecidos em sua totalidade pelos anticorpos, mas apenas uma parte deles chamada de epítopo ou determinante antigênico. Um único antígeno pode apresentar múltiplos epítopos em sua superfície. Os epítopos interagem com os anticorpos ou receptores de células T e essa interação é altamente específica apresentando características físicas e químicas que auxiliam nesse reconhecimento. Existem dois tipos de epítopos, os lineares ou conformacionais. Microbiologia e Imunologia ANTÍGENO E ANTICORPOS 45 Antígenos A ligação realizada entre antígeno-anticorpo é do tipo chave-fechadura, em que a chave é o antígeno e a fechadura é o anticorpo pois o epítopo se alinha em uma fenda formada pelo sítio de combinação do anticorpo. A união do antígeno e anticorpo é feita por ligações múltiplas não covalentes que garantem ao antígeno se ligar fortemente ao anticorpo. Por serem ligações não covalentes, essas reações entre antígeno-anticorpo são reversíveis. Microbiologia e Imunologia COMPLEXO DE HISTOCOMPATIBILIDADE PRINCIPAL (MHC) 46 • As moléculas do MHC são proteínas que se localizam na membrana de células apresentadoras de antígenos (APC), • Função: apresentar antígenos peptídicos para os linfócitos T, que irão realizar o reconhecimento desses antígenos. • O MHC foi descoberto com um grande locus do DNA onde os produtos eram responsáveis pela rejeição dos transplantes. • O MHC é uma região genômica grande possui papel fundamental no sistema imunológico e apresenta capacidade de provocar intensa rejeição entre indivíduos da mesma espécie. Indivíduos que possuem o loci do MHC idêntico (gêmeos idênticos) aceitarão os enxertos uns dos outros; por outro lado, os indivíduos com o loci do MCH diferente terão seus enxertos rejeitados. Microbiologia e Imunologia COMPLEXO DE HISTOCOMPATIBILIDADE PRINCIPAL (MHC) 47 • As proteínas humanas codificadas a partir do gene MHC são chamadas de antígenos leucocitários humanos ou HLA (sigla de human leukocyte antigens). • Essas proteínas receberam esse nome, porque foram descobertas como antígenos dos leucócitos que podiam ser identificados por anticorpos específicos. Microbiologia e Imunologia COMPLEXO DE HISTOCOMPATIBILIDADE PRINCIPAL (MHC) 48 • O locus do MHC possui dois conjuntos de genes extremamente polimórficos que são chamados de MHC de classe I e MHC de classe II. • Além dos genes polimórficos, o locus do MHC possui diversos genes não polimórficos que são responsáveis pela produção de proteínas envolvidas na apresentação de antígenos. • O MHC de classe I e o de classe II são proteínas da membrana que possuem uma porção aminoterminal, e nela há uma fenda que irá se ligar a peptídeos. • A estrutura geral dos MHC de classe I e II é muito semelhante, apesar de haver diferença na composição das subunidades das moléculas. Microbiologia e Imunologia COMPLEXO DE HISTOCOMPATIBILIDADE PRINCIPAL (MHC) 49 • O domínio α3 é constante, e este domínio é local onde o receptor dolinfócito T (CD8) liga seu correceptor. • É importante saber que o MHC de classe I se expressa na superfície de todas as células nucleadas. MHC de classe I Microbiologia e Imunologia COMPLEXO DE HISTOCOMPATIBILIDADE PRINCIPAL (MHC) 50 • Apresenta duas cadeias uma α e a outra β. • O domínio β2 do MHC de classe II não é polimórfico e possui um local onde o correceptor do linfócito T (CD4) se liga. MHC de classe II As moléculas de MHC de classe II se expressam principalmente na superfície das células dendríticas, nos macrófagos e nos linfócitos B. Esta classe também é expressa nas células endoteliais e nas células epiteliais tímicas e podem ser induzidas em outros tipos celulares. Microbiologia e Imunologia COMPLEXO DE HISTOCOMPATIBILIDADE PRINCIPAL (MHC) 51 • Cada molécula de MHC possui a capacidade de apresentar diferentes tipos de antígenos. • Isso porque as moléculas de MHC apresentam uma grande especificidade para ligação peptídica, • Um único alelo de MHC pode apresentar diversos peptídeos diferentes às células T, no entanto, apenas um peptídeo por vez. Ligação dos antígenos às moléculas do MHC PROCESSAMENTO DE ANTÍGENOS E APRESENTAÇÃO DE ANTÍGENOS AOS LINFÓCITOS T 52 Microbiologia e Imunologia PROCESSAMENTO DE ANTÍGENOS E APRESENTAÇÃO DE ANTÍGENOS AOS LINFÓCITOS T 53 O processamento de antígenos acontece por meio de duas vias quem envolvem organelas e proteínas celulares diferentes. Quando as APC internalizam proteínas extracelulares essas proteínas são processadas no interior de vesículas endocíticas e apresentadas por MHC de classe II1) PROCESSAMENTO DE ANTÍGENOS E APRESENTAÇÃO DE ANTÍGENOS AOS LINFÓCITOS T 54 O processamento de antígenos acontece por meio de duas vias quem envolvem organelas e proteínas celulares diferentes. 2) As proteínas que estão no citosol das células nucleadas são processadas pelas organelas e apresentadas por MHC de classe I Microbiologia e Imunologia PROCESSAMENTO DE ANTÍGENOS E APRESENTAÇÃO DE ANTÍGENOS AOS LINFÓCITOS T 55 O processamento de antígenos por MHC classe II ocorre após: Microbiologia e Imunologia a ingestão do antígeno, a proteólise deste antígeno nas vesículas endocíticas e uma associação dos peptídeos do antígeno com as moléculas de classe II. As proteínas microbianas ou os microrganismos extracelulares podem ser internalizados pelas células dendríticas e macrófagos a partir de alguns mecanismos, como fagocitose, endocitose e pinocitose formando as vesículas intracelulares. Essas vesículas podem se fundir com os Lisossomos as proteínas microbianas serão digeridas no interior dessas vesículas pelas enzimas proteolíticas resultando em diferentes peptídeos de comprimentos e sequências variáveis que serão associadas ao MHC. PROCESSAMENTO DE ANTÍGENOS E APRESENTAÇÃO DE ANTÍGENOS AOS LINFÓCITOS T 56Microbiologia e Imunologia PROCESSAMENTO DE ANTÍGENOS E APRESENTAÇÃO DE ANTÍGENOS AOS LINFÓCITOS T 57Microbiologia e Imunologia As novas moléculas de MHC de classe II produzidas em uma APC irão carregar consigo uma proteína chamada de cadeia constante (Ii). Essa cadeia constante possui uma sequência chamada CLIP, que é peptídeo de cadeia constante classe II. CLIP se liga fortemente à fenda da molécula de MHC de classe II recém-formada. Dessa forma a molécula classe II fica ocupada e isso impede que ela se ligue a peptídeos no retículo endoplasmático (RE), já que as moléculas classe II são sintetizadas no RE. Assim, a molécula de MHC de classe II associada a Ii será direcionada para as vesículas que estão com os peptídeos microbianos recém-processados em seu interior. PROCESSAMENTO DE ANTÍGENOS E APRESENTAÇÃO DE ANTÍGENOS AOS LINFÓCITOS T 58Microbiologia e Imunologia É importante ressaltar que essas vesículas possuem dentro delas um outro tipo de MHC classe II chamado DM. A função do MHC-DM (ou também chamado de HLA-DM) é de trocar o CLIP do MHC de classe II por peptídeos que podem estar disponíveis neste compartimento. Assim que o MHC de classe II se liga firmemente a um dos peptídeos gerados, a partir das proteínas microbianas esse complexo do MHC + peptídeo se torna estável e será direcionado à superfície celular. Caso a molécula de MHC não encontre um peptídeo no qual ela possa se ligar, a molécula ficará vazia e instável, com isso será degradada na vesícula por proteases. PROCESSAMENTO DE ANTÍGENOS E APRESENTAÇÃO DE ANTÍGENOS AOS LINFÓCITOS T 59Microbiologia e Imunologia PROCESSAMENTO DE ANTÍGENOS E APRESENTAÇÃO DE ANTÍGENOS AOS LINFÓCITOS T 60Microbiologia e Imunologia Um único antígeno, que sofreu proteólise pode originar vários peptídeos porém somente alguns poucos deles ligam-se às moléculas de MHC. O processamento de antígenos por MHC de classe I pode ser dividido em algumas etapas: PROCESSAMENTO DE ANTÍGENOS E APRESENTAÇÃO DE ANTÍGENOS AOS LINFÓCITOS T 61Microbiologia e Imunologia No citoplasma da célula ocorre a produção das proteínas antigênicas que podem ser oriundas de vírus que vivem nessa célula infectada de alguns microrganismos que foram fagocitados e que saíram dos fagossomas de genes do próprio hospedeiro que sofreram mutações ou que foram modificados e codificam proteínas nucleares ou citosólicas, como no caso dos tumores Todas essas proteínas sofrem proteólise por uma organela proteolítica chama de proteassoma Essa organela cliva as proteínas em peptídeos de tamanho que possibilitam que se liguem bem às moléculas de MHC de classe I. PROCESSAMENTO DE ANTÍGENOS E APRESENTAÇÃO DE ANTÍGENOS AOS LINFÓCITOS T 62Microbiologia e Imunologia PROCESSAMENTO DE ANTÍGENOS E APRESENTAÇÃO DE ANTÍGENOS AOS LINFÓCITOS T 63Microbiologia e Imunologia Como os peptídeos estão no citosol e as moléculas de MHC são sintetizadas no retículo endoplasmático em dois compartimentos separados elas precisam se encontrar. Assim uma molécula transportadora chamada transportador associado ao processamento antigênico (TAP) resolve esse problema. Isso porque TAP irá se ligar aos peptídeos que foram produzidos no proteassoma bombeando-os ativamente para o interior do RE. Uma molécula chamada tapasina irá ligar os MHC de classe I com as moléculas TAP na membrana do RE. Dessa forma, conforme os peptídeos vão entrando no RE, eles podem ser capturados pelas moléculas de MHC classe I. Quando ocorre a ligação do MHC classe I com o peptídeo com o ajuste certo o complexo será estabilizado e TAP liberará esse complexo, que será transportado para a superfície celular. PROCESSAMENTO DE ANTÍGENOS E APRESENTAÇÃO DE ANTÍGENOS AOS LINFÓCITOS T 64Microbiologia e Imunologia APRESENTAÇÃO DE ANTÍGENO ASSOCIADO AO MHC 65 APRESENTAÇÃO DE ANTÍGENO ASSOCIADO AO MHC 66Microbiologia e Imunologia As células T são restritas ao reconhecimento de peptídeos associados ao MHC e isso garante que elas só reconhecerão e responderão a antígenos que estejam associados a uma célula. Dessa forma as células T podem reconhecer os antígenos de microrganismos intracelulares que requerem mecanismos de resposta mediados pelas células T assim como microrganismos extracelulares que geram respostas mediadas pelos Linfócitos B (anticorpos). Com a separação das vias de MHC classe I e classe II de processamento antigênico é possível que o sistema imunológico responda aos microrganismos intracelulares e extracelulares da melhor forma para combatê-los. As APC, incluindo linfócitos B e macrófagos capturam e ingerem os microrganismos extracelulares e são apresentados por MHC de classe II APRESENTAÇÃO DE ANTÍGENO ASSOCIADO AO MHC 67Microbiologia e Imunologia Os linfócitos T são divididos em linfócitos: As células T CD4 são específicas para reconhecimento do MHC classe II, e essas células auxiliam os linfócitos B a produzir anticorpos e os fagócitos a destruir os microrganismos ingeridos. As células T CD4 ativam osdois mecanismos efetores mais favoráveis para eliminar os microrganismos que foram internalizados do ambiente extracelular. T CD4 (conhecidos como auxiliares) e em linfócitos T CD8 (conhecidos como efetores ou citolíticos). APRESENTAÇÃO DE ANTÍGENO ASSOCIADO AO MHC 68Microbiologia e Imunologia As respostas imunológicas contra antígenos proteicos dos microrganismos dependem de um sistema organizado e específico de captura e apresentação desses antígenos para serem reconhecidos pelas células T. Os microrganismos que entraram no organismo são capturados pelas células apresentadoras de antígenos. Logo depois, esses antígenos proteicos são apresentados pelas APC às células T que estão circulando pelos órgãos linfoides. As APC são ativadas pelos microrganismos e induzidas a expressar proteínas de membrana (chamadas de coestimuladores) e a secretar citocinas que irão estimular as células T específicas. Esses sinais de coestimulação e de citocinas garantem que as células T respondam a antígenos microbianos e não a substâncias inofensivas não microbianas. RECEPTORES DE ANTÍGENOS E MOLÉCULAS ACESSÓRIAS DOS LINFÓCITOS T 69 RECEPTORES DE ANTÍGENOS E MOLÉCULAS ACESSÓRIAS DOS LINFÓCITOS T 70Microbiologia e Imunologia Os receptores de antígenos possuem funções muito importantes na maturação dos linfócitos e nas respostas imunes. Os linfócitos virgens quando reconhecem um antígeno iniciam respostas e com isso as células T efetoras e os anticorpos são capazes de desempenhar suas funções. Os linfócitos B e T expressam vários receptores que possuem a função de reconhecer os antígenos: Esses receptores apresentam características essenciais para a função das células diante das respostas imunológicas. Apesar de estes receptores apresentarem estruturas muito semelhantes também possuem diferenças fundamentais relacionadas aos tipos de estruturas antigênicas reconhecidas pelas células B e T. os anticorpos ligados à superfície da membrana dos linfócitos B; e os receptores de células T (TCR) nos linfócitos T. Microbiologia e Imunologia Imunidade Inata 71 • A imunidade inata (imunidade natural ou nativa) é fundamental para o combate a microrganismos nas primeiras horas ou dias depois que ocorre o contato com o antígeno promovendo uma resposta rápida por meio de mecanismos imunológicos que são inerentes, ou seja, já existem no organismo. • Por esse motivo, ela recebe o nome de inata. • Esse tipo de resposta tem o intuito de prevenir, controlar ou acabar com a infecção no hospedeiro. • É importante destacar que, nesse tipo de resposta, quando ocorrem exposições repetidas, os resultados são praticamente idênticos, sendo inespecíficos. • Essa imunidade reconhece estruturas que são comuns aos microrganismos, não distinguindo pequenas diferenças entre os antígenos. • É um tipo de resposta que NÃO gera uma memória imunológica. Microbiologia e Imunologia Principais componentes da resposta imunidade inata 72 • A imunidade inata apresenta alguns componentes principais: Microbiologia e Imunologia Principais componentes da resposta imunidade inata 73 • Células que compõem a imunidade inata normalmente estão presentes na maior parte dos tecidos. • Essas células agem como sentinelas em busca de microrganismos invasores com a intenção de combatê-los. • São elas: Diferentes tipos celulares Macrófagos; Neutrófilos; Eosinófilos; Células dendríticas; Células NK; Mastócitos. Cada uma desempenhado a sua função como visto anteriormente Microbiologia e Imunologia Principais componentes da resposta imunidade inata 74 • São elas: Diferentes tipos celulares Consideradas fagócitos profissionais são responsáveis pela identificação da infecção e desenvolvimento da resposta imune. A principal função dos mastócitos é armazenar potentes mediadores químicos da inflamação Possuem a capacidade de lisar células infectadas por vírus e células que não expressam as moléculas do MHC, induzindo a morte celular através da indução de apoptose. Microbiologia e Imunologia Principais componentes da resposta imunidade inata 75 1) O sistema imunológico inato apresenta como um dos seus componentes as barreiras epiteliais, que bloqueiam a entrada dos microrganismos. Além disso, promove reações e respostas iniciais contra microrganismos a fim de prevenir, controlar ou acabar com a infecção no hospedeiro. 2) Quando ocorrem deficiências, inibição ou eliminação de qualquer um dos componentes da imunidade inata aumentam as chances e a suscetibilidade a infecções, mesmo que outros componentes do sistema imunológico estejam intactos e funcionais. 3) As respostas imunes inatas, muitas vezes, mantêm a infecção sob controle até que respostas mais potentes e mais especializadas, chamadas de respostas imunes adaptativas, possam ser ativadas e consigam combater e eliminar os microrganismos. Além de estimular, ela também influencia a natureza das respostas imunes adaptativas. 4) Ela também pode ser responsável pela eliminação de células danificadas do nosso corpo e por promover o processo de reparo tecidual. FUNÇÕES DA RESPOSTA IMUNIDADE INATA Microbiologia e Imunologia Principais componentes da resposta imunidade inata 76 FUNÇÕES DA RESPOSTA IMUNIDADE INATA • As principais reações de proteção que o sistema imunológico inato possui são: Inflamação Defesa antiviral A inflamação pode ser entendida como um processo que atrai leucócitos circulantes e proteínas plasmáticas para o local de infecção, onde serão ativados a fim de combater e eliminar agentes agressores. A inflamação também pode ser um processo de reação contra células danificadas ou mortas, assim como uma reação aos acúmulos de substâncias consideradas anormais nas células e nos tecidos. Esse mecanismo será mais bem compreendido a seguir. Processo que visa prevenir a replicação viral e destruir as células que estão infectadas por vírus. A partir dessa destruição, é possível que os reservatórios da infecção viral sejam eliminados. Isso acontece sem a necessidade de uma resposta inflamatória, apesar de a inflamação também poder contribuir no combate ao vírus. Microbiologia e Imunologia Imunidade Adaptativa 77 Resposta Imune Humoral Resposta Imune Celular • É um tipo de resposta que gera uma memória imunológica. • Podemos dividir a resposta Imune Adaptativa em : Microbiologia e Imunologia Imunidade Adaptativa 78 MECANISMOS EFETORES DA IMUNIDADE HUMORAL • A imunidade humoral é aquela que atua na defesa contra microrganismos extracelulares, como: • Além disso, combatem os microrganismos no lúmen de órgãos e de mucosa em fetos e em recém-nascidos. • Mediada por anticorpos secretados e pode ser transferida de indivíduos imunizados para outros não imunizados a partir do soro que contém anticorpos. bactérias extracelulares, fungos, toxinas microbianas e microrganismos intracelulares, como vírus. Microbiologia e Imunologia Imunidade Adaptativa 79 MECANISMOS EFETORES DA IMUNIDADE HUMORAL Microbiologia e Imunologia Imunidade Adaptativa 80 MECANISMOS EFETORES DA IMUNIDADE HUMORAL Microbiologia e Imunologia Imunidade Adaptativa 81 MECANISMOS EFETORES DA IMUNIDADE HUMORAL Microbiologia e Imunologia Imunidade Adaptativa 82 MECANISMOS EFETORES DA CELULAR • A imunidade celular é a forma de resposta imunológica adquirida que não envolve anticorpos, • função efetora está associada a células T. • Este é o braço da imunidade adquirida que combate microrganismos intracelulares, que infectaram células não fagocitárias, ou que foram fagocitados e passaram a viver dentro dos fagócitos. • As células T também podem mediar a defesa contra microrganismos extracelulares e auxiliar linfócitos B a produzir anticorpos. Microbiologia e Imunologia Imunidade Adaptativa 83 MECANISMOS EFETORES DA CELULAR • Quando as células T virgens reconhecem antígenos nos órgãos linfoides periféricos elas são estimuladas aproliferar e a se diferenciar em células efetoras e em células de memória. • Os linfócitos T virgens desenvolvem respostas com uma série de etapas sequenciais a antígenos microbianos. • Essas etapas são: - Etapas das respostas imunológicas dos linfócitos T As células T virgens reconhecem microrganismos; Expansão dos clones das células T específicos para determinado antígeno pela proliferação; Diferenciação das progênies em células efetores e células de memória. Microbiologia e Imunologia Imunidade Adaptativa 84 MECANISMOS EFETORES DA CELULAR - Etapas das respostas imunológicas dos linfócitos T Microbiologia e Imunologia Imunidade Adaptativa 85 MECANISMOS EFETORES DA CELULAR • Essas proteínas estão envolvidas nos processos de: proliferação, diferenciação e funções efetoras. - Etapas das respostas imunológicas dos linfócitos T Uma vez ativadas as células T também desencadeiam sinais bioquímicos que são responsáveis pela ativação de fatores de transcrição que estimulam a expressão de genes responsáveis pela síntese de citocinas, de receptores dessas moléculas e outras proteínas que estão envolvidas nas respostas desempenhadas pelas células T. Microbiologia e Imunologia Imunidade Adaptativa 86 MECANISMOS EFETORES DA CELULAR - Etapas das respostas imunológicas dos linfócitos T 87Microbiologia e Imunologia 88Microbiologia e Imunologia