Capítulo 02 - Módulo 01 - Imunidade Inata - CEDERJ

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<p>1</p><p>Capítulo: 02</p><p>Módulo: 01</p><p>Tema: Imunidade Inata</p><p>Páginas: 01-24</p><p>Livro: Imunologia</p><p>Curso: Licenciatura em Ciências Biológicas</p><p>Modalidade: Graduação a Distância</p><p>Consórcio: Centro de Educação a Distância do Estado do Rio de Janeiro – CEDERJ</p><p>2</p><p>Curso: Licenciatura em Ciências Biológicas Disciplina: Imunologia</p><p>Conteudista: Dra. Layla Janaína Hissa Borges</p><p>Profa. Dra. Andrea Cristina Vetö Arnholdt</p><p>AULA 02 – Módulo 01</p><p>TÍTULO: Imunidade Inata</p><p>META DA AULA: Apresentar as propriedades gerais da imunidade inata</p><p>OBJETIVOS:</p><p>Esperamos que, após o estudo do conteúdo desta aula, você seja capaz de:</p><p>• Reconhecer o princípio geral da imunidade inata.</p><p>• Distinguir conceitualmente imunidade inata e imunidade adaptativa</p><p>Pré-requisitos</p><p>• Estudado a aula 01 de Imunologia.</p><p>• Cursado a disciplina de Biologia Celular</p><p>• Cursado a disciplina de Bioquímica.</p><p>• Cursado a disciplina de Microbiologia.</p><p>INTRODUÇÃO</p><p>O sistema imunológico é composto por diversos tipos celulares e diversas</p><p>proteínas, todos atuando de uma maneira coordenada e regulada formando uma rede</p><p>complexa de defesa contra os mais variados patógenos (vide box). Podemos dizer que</p><p>o sistema imunológico é o “exército” do nosso corpo, onde cada “soldado” tem a sua</p><p>função específica dentro do sistema de defesa e uma pequena falha nessa função pode</p><p>comprometer o funcionamento de todo o exército na proteção do nosso organismo. A</p><p>imunologia divide a imunidade em dois grandes grupos: a imunidade inata e a imunidade</p><p>adaptativa. Cada tipo de imunidade possui grupos de células próprias e suas</p><p>características; mas não se preocupe, vamos estudar todos os componentes de cada</p><p>imunidade, porém lembre-se, a imunologia divide a imunidade em dois grupos apenas</p><p>para facilitar o estudo e a compreensão, mas tenha em mente que os elementos da</p><p>imunidade inata e adaptativa se conectam formando um grande sistema. Este sistema</p><p>3</p><p>é responsável pelo nosso estado saudável, e funciona mesmo em homeostase, ou seja,</p><p>no equilíbrio entre a saúde e possíveis estados patológicos ou patologias, causados ou</p><p>não por patógenos. Calma, vamos esclarecer quando podemos encontrar um estado</p><p>patológico sem um agente patogênico responsável por este estado. Lesões causadas</p><p>por pancadas, sem ruptura da pele e sem contaminação por patógenos, levam ao</p><p>extravasamento do conteúdo celular naquele local. Agora, perceba que moléculas antes</p><p>presentes exclusivamente no interior da célula agora estão fora de lugar! Estas</p><p>moléculas são entendidas pelo sistema imune como sinais de dano e há um grupo de</p><p>receptores (Damage-Associated Molecular Patterns - DAMPs) da resposta imune inata</p><p>que reconhecem estas estruturas e ativam a resposta imune. Falaremos sobre estes e</p><p>outros receptores envolvidos na resposta imune inata ainda neste capítulo.</p><p>A IMUNIDADE INATA É A PRIMEIRA LINHA DE DEFESA DO SEU CORPO</p><p>A imunidade inata está completamente pronta para atuar em questões de</p><p>minutos, sendo, portanto, indispensável sua presença para o indivíduo, ao passo que a</p><p>todo instante estamos diretamente expostos a diversos patógenos. Pois bem, olhe um</p><p>pouco ao seu redor, provavelmente você observará a cadeira na qual está sentado, a</p><p>mesa onde está apoiando seu livro nesse momento e muitos outros objetos presentes</p><p>ao seu redor. Você consideraria esses objetos estéreis? Você poderia afirmar que tais</p><p>objetos estão livres de microrganismos patogênicos? Obviamente meu caro leitor, esses</p><p>objetos estão repletos de microrganismos e você está diretamente em contato com os</p><p>mesmos. Ora, por que não adoecemos com tantos patógenos ao nosso redor? Se você</p><p>Patógeno</p><p>Patógeno ou agente</p><p>patogênico é aquele</p><p>capaz de causar</p><p>patologia, ou seja,</p><p>doença. O nome</p><p>patógeno é empregado</p><p>em referência ao termo</p><p>patologia, derivado do</p><p>grego (pathos = doença,</p><p>logia = estudo). Os</p><p>principais agentes</p><p>patogênicos são</p><p>bactérias, vírus,</p><p>protozoários, fungos e</p><p>helmintos.</p><p>4</p><p>pensou em imunidade, está correto. Vejamos, a imunidade inata está a todo instante,</p><p>agora mesmo, atuando em seu corpo. Diversas células estão nesse exato momento</p><p>reconhecendo e combatendo parte desses patógenos que conseguem vencer a barreira</p><p>de sua pele e de sua mucosa e adentrar o seu corpo. Assim, a primeira linha de defesa</p><p>do nosso exército, a primeira barreira do nosso sistema imune inato é a pele e também</p><p>a continuidade da pele nas superfícies internas, as mucosas. O corpo humano necessita</p><p>de uma resposta rápida e eficiente ao menor sinal de infecção, vamos pensar o porquê</p><p>disso. Suponhamos que um indivíduo tenha sofrido um ferimento, assim rompendo a</p><p>barreira anatômica de defesa, sua pele. No mesmo instante a bactéria Escherichia coli</p><p>(E. coli) penetra os tecidos subcutâneos e atinge a corrente sanguínea do indivíduo.</p><p>Para termos uma ideia da necessidade da ação rápida da imunidade inata, a E. coli em</p><p>particular possui um tempo de geração de 20 minutos (vide box), ou seja, uma única E.</p><p>coli se divide por divisão binária gerando uma outra E. coli em 20 minutos. Isso significa</p><p>que a cada geração o número de bactérias dobra, dessa forma, uma bactéria dará</p><p>origem a mais uma e essas duas darão origem a mais duas, totalizando 4 bactérias em</p><p>40 minutos e essas 4 bactérias darão origem a mais 4, totalizando 8 bactérias em 1</p><p>hora. Dentro de um período de 10 horas uma única bactéria dará origem a 1 bilhão de</p><p>bactérias1 (Figura 1).</p><p>1 LIVRO TORTORA – 10 ED. MICROBIOLOGIA.</p><p>Tempo de Geração</p><p>Tempo de geração é o</p><p>tempo necessário para</p><p>duplicar uma população.</p><p>Ou seja, é o mesmo que</p><p>dizer que é o tempo em</p><p>que uma célula leva para</p><p>se dividir em duas, assim</p><p>formando uma nova</p><p>geração.</p><p>5</p><p>Figura 1: Número de geração e de células de uma população de Escherichia coli em condições</p><p>favoráveis. A cada geração o número de células da população duplica.</p><p>Assim, graças à imunidade inata a infecção em geral não se instala, e</p><p>conseguimos combater o crescimento e a disseminação deste e de outros</p><p>microrganismos.</p><p>BARREIRAS DA IMUNIDADE INATA</p><p>Olhe para o seu corpo, ele é revestido por um órgão chamado pele. A pele é</p><p>considerada o maior órgão do corpo humano e é um mecanismo inato de defesa. A pele</p><p>impede ou dificulta a entrada de organismos patogênicos, pois além de atuar como uma</p><p>barreira física, as células epiteliais são capazes de liberar substâncias químicas</p><p>antimicrobianas como as defensinas e as catelicidinas, dais quais falaremos mais</p><p>adiante.</p><p>Didaticamente, podemos nos referir aos mecanismos de defesa que compõem</p><p>a imunidade inata em quatro tipos de barreiras: anatômica, físico-química, endocítica e</p><p>inflamatória. A tabela 1 resume exemplos de elementos celulares e moleculares que</p><p>compõem estas barreiras em vertebrados superiores.</p><p>6</p><p>Tabela 1: Tipos de barreiras que compõem a imunidade inata de vertebrados superiores</p><p>Flora Normal</p><p>Também chamada de</p><p>microbiota, consiste no</p><p>conjunto de micro-</p><p>organismos (bactérias,</p><p>fungos e protozoários)</p><p>que habita o corpo de</p><p>animais sem causar</p><p>prejuízos, mantendo com</p><p>seu hospedeiro uma</p><p>relação de comensalismo</p><p>ou simbiose.</p><p>7</p><p>OS COMPONENTES DO SISTEMA IMUNE INATO</p><p>O sistema imune inato é composto por diversos componentes que atuam por</p><p>diferentes mecanismos, cada componente possui sua função dentro do sistema e muitas</p><p>vezes atuam em conjunto com outros componentes como veremos durante a nossa</p><p>aula. A imunidade inata possui componentes celulares e humorais, ou seja, diversas</p><p>células e proteínas plasmáticas nos defendem contra os patógenos, ainda a imunidade</p><p>inata conta com a presença da barreira epitelial. Na figura 2, você pode observar todos</p><p>os componentes da imunidade inata, note que as células são divididas em dois grupos</p><p>principais,</p><p>fagócitos e não fagócitos. Ainda dividimos os fagócitos de acordo com sua</p><p>localização em células que estão presentes no sangue e células que estão presentes</p><p>no tecido. Podemos ainda classificar as células em granulócitos ou não granulócitos. Os</p><p>granulócitos (vide box) possuem grânulos em seu citoplasma e compreendem os</p><p>neutrófilos, monócitos, eosinófilos, basófilos e mastócitos. Veremos mais adiante o</p><p>mecanismo de ação e as características de cada componente em detalhes.</p><p>Granulócitos</p><p>São células que possuem</p><p>grânulos em seu</p><p>citoplasma, que contém</p><p>moléculas ativas como</p><p>defensinas, histamina,</p><p>lisozimas, proteases de</p><p>diversas classes,</p><p>lactoferrina, entre outros</p><p>componentes São</p><p>exemplo de granulócitos</p><p>os neutrófilos,</p><p>monócitos, eosinófilos,</p><p>basófilos e mastócitos.</p><p>8</p><p>Figura 2: Componentes do sistema imune inato – As células da imunidade</p><p>Precisamos, contudo, antes de seguir adiante, ressaltar que as principais células</p><p>da imunidade inata são os fagócitos profissionais 2(neutrófilos, macrófagos e células</p><p>dentríticas - DCs), os fagócitos não profissionais (monócitos, eosinófilos, basófilos e</p><p>mastócitos), e a célula não fagocítica Natural Killer. As proteínas da imunidade inata que</p><p>se encontram no plasma sanguíneo são as proteínas do sistema complemento, as</p><p>pentraxinas, as colectinas, as ficolinas, as citocinas, as quimiocinas, a proteína C-reativa</p><p>e os anticorpos naturais.</p><p>Células da Imunidade Inata</p><p>Caro aluno, vamos estudar a estrutura e os principais mecanismos de atuação</p><p>das células da imunidade inata, enfatizando os pontos mais importantes, mas lembre-</p><p>2 Verificar fagócitos profissionais e não profissionais. Observação Pág 77 do Janeway – fagócitos = granulócitos (The second major</p><p>family of phagocytes comprises the granulocytes, which include neutrophils, eosinophils, and basophils.)</p><p>Componentes do</p><p>Sistema Imune Inato</p><p>Células</p><p>(Imunidade Celular)</p><p>Fagócitos</p><p>Sanguíneos</p><p>Granulócitos:</p><p>Neutrófilos</p><p>Monócitos</p><p>Eosinófilos</p><p>Basófilos</p><p>Teciduais</p><p>Macrófagos</p><p>Células</p><p>Dendríticas</p><p>Granulócito:</p><p>Mastócitos</p><p>Não Fagócitos</p><p>Sanguíneo</p><p>Natural Killer</p><p>Proteínas</p><p>(Imunidade Humoral)</p><p>Sistema</p><p>Complemento</p><p>Pentraxinas</p><p>Colectinas</p><p>Ficolinas</p><p>Citocinas</p><p>Quimiocinas</p><p>Proteína C-reativa</p><p>Anticorpos Naturais</p><p>9</p><p>se que este é um capítulo inicial, na aula “Células e Órgãos” você poderá conhecer com</p><p>mais detalhes cada tipo celular do nosso sistema imunológico.</p><p>Neutrófilos</p><p>Os neutrófilos são células de defesa da imunidade inata e são gerados na</p><p>medula óssea, assim como todas as outras células de defesa do nosso corpo. A nossa</p><p>medula óssea produz de 1 a 2 × 1011 células por dia em um indivíduo saudável, ou seja,</p><p>aproximadamente 200 bilhões de neutrófilos por dia, sendo assim a produção de</p><p>neutrófilos é a maior atividade da medula óssea na hematopoiese3. Você poderá ler com</p><p>detalhes como ocorre a ontogenia (origem, geração) desse tipo celular na aula “Células</p><p>e Órgãos”. Primeiramente caros leitores, vamos discutir um pouco sobre o tempo de</p><p>vida, a localização e a morfologia desse tipo celular e posteriormente veremos os</p><p>diferentes métodos que o neutrófilo emprega para eliminar os patógenos do nosso</p><p>corpo.</p><p>Os neutrófilos são células de vida curta, com meia-vida de aproximadamente 8</p><p>horas em humanos. Entretanto, um recente estudo demonstrou que os neutrófilos</p><p>podem permanecer na circulação por até aproximadamente 5 dias.4 5 Os neutrófilos</p><p>maduros estão presentes nos vasos sanguíneos e em grandes quantidades na medula</p><p>óssea, no fígado, no baço e no pulmão. Quando morrem por apoptose (vide box) ou em</p><p>combate a uma infecção, são eliminados na medula óssea ou nos vasos sanguíneos do</p><p>fígado pelos macrófagos (células de Kuppfer) ou pelas DCs através do processo de</p><p>fagocitose (vide box).</p><p>3 Neutrophils, from Marrow to Microbes</p><p>4 Neutrophil recruitment and function in health and inflammation.</p><p>Elzbieta Kolaczkowska1,2,3 and Paul Kubes1,2</p><p>5 Neutrophil extracellular traps: Is immunity the second function of chromatin?</p><p>10</p><p>Vamos estudar um pouco da morfologia do neutrófilo? Podemos dizer que falar</p><p>sobre morfologia é descrever como vemos esse neutrófilo, como ele se apresenta em</p><p>sua estrutura. Podemos observar que na circulação os neutrófilos possuem diâmetro de</p><p>5-7 µM e que um único neutrófilo tem um núcleo que pode ter de 3 a 5 lóbulos (Figura</p><p>3), por isso podem ser chamados de polimorfonucleares, observem no box ao lado a</p><p>explicação de polimorfonuclear.</p><p>Apoptose</p><p>Processo de morte</p><p>celular programada (PCD</p><p>– process of programmed</p><p>cell death). A apoptose é</p><p>referenciada como uma</p><p>forma de “morte celular</p><p>limpa”, sem ruptura da</p><p>membrana celular e</p><p>extravasamento do</p><p>conteúdo celular. Assim,</p><p>não afeta as células</p><p>adjacentes do tecido,</p><p>além de não causar uma</p><p>reação inflamatória.</p><p>Necrose</p><p>O processo de necrose é</p><p>um outro tipo de morte</p><p>celular, onde há ruptura</p><p>da célula-alvo,</p><p>extravasamento de</p><p>conteúdo intracelular,</p><p>inclusive de enzimas que</p><p>destroem o tecido local</p><p>causando inflamação, e é</p><p>conhecida como “morte</p><p>celular suja”.</p><p>Fagocitose</p><p>Processo de ingestão de</p><p>partículas ≥ 0,5</p><p>micrômetros por células</p><p>fagocíticas, tais como</p><p>neutrófilos, macrófagos e</p><p>células dendríticas.</p><p>Células</p><p>Polimorfonucleares</p><p>São células que</p><p>apresentam núcleo</p><p>multilobulado e de</p><p>diferentes morfologias.</p><p>Enquanto o neutrófilo</p><p>apresenta núcleo com 3 a</p><p>5 lóbulos, o eosinófilo</p><p>apresenta núcleo</p><p>bilobular (dois lóbulos).</p><p>11</p><p>Figura 3: Eletromicrografia de um neutrófilo. Grânulos azurofílicos – escuros (pg); grânulos</p><p>específicos – claros (sg); núcleo (N); centríolo (ce); mitocôndria (m). (Imagem: WITKO-SARSAT,</p><p>2000)</p><p>Os neutrófilos são a primeira linha de defesa da imunidade inata, sendo os</p><p>primeiros a serem recrutados em um processo inflamatório e são capazes de eliminar</p><p>diversos patógenos por vários mecanismos como a fagocitose e/ou a liberação de</p><p>substâncias antimicrobianas que veremos em detalhes a seguir. O seu citoplasma é</p><p>rico em vesículas especializadas que são chamadas de grânulos que contém</p><p>substâncias tóxicas aos patógenos. Os grânulos são divididos em grânulos primários ou</p><p>azurofílicos, secundários ou específicos e terciários contendo gelatinases, que são</p><p>enzimas dependentes de ions zinco, chamadas metaloproteinases (MMPs). Os</p><p>neutrófilos ainda possuem outra estrutura denominada vesícula secretória (Figura 4).</p><p>A lactoferrina predomina nos grânulos específicos e se liga ao ferro, dessa forma</p><p>minimiza a disponibilidade do mesmo para as bactérias e assim limita o crescimento</p><p>bacteriano.</p><p>As gelatinases, ou MMPs, estão intimamente envolvidas com o processo de</p><p>diapedese que você estudará na aula “Inflamação e tráfego de leucócitos”, mas</p><p>adiantando um pouco dessa informação, pense em como as células podem combater</p><p>processos infecciosos em um tecido se elas se encontram dentro do vaso sanguíneo.</p><p>Sim, essas células devem ser capazes de deixar o vaso sanguíneo atravessando o</p><p>endotélio vascular para chegar ao tecido infeccionado ou simplesmente lesionado. Para</p><p>que isso seja possível os neutrófilos liberam MMPs que irão degradar colágeno IV, o</p><p>maior constituinte das membranas basais e colágeno V do tecido intersticial, além de</p><p>12</p><p>degradar as moléculas que compõem as junções de oclusão, aderentes e</p><p>comunicantes, permitindo que a célula atravesse o vaso por diapedese, e chegue ao</p><p>tecido para combater a infecção (Figura 4).</p><p>Figura 4: Conteúdo dos grânulos e vesículas secretórias. Principais conteúdos presentes</p><p>nos grânulos dos neutrófilos, eosinófilos, basófilos e monócitos. *Proteína antibacteriana;</p><p>**protease. (Fonte: Livro - Hematology: A Pathophysiologic Approach)</p><p>As defensinas são pequenos peptídeos antimicrobianos catiônicos e anfipáticos</p><p>(que</p><p>possuem uma parte hidrofílica e outra hidrofóbica), o que lhes dá a capacidade de</p><p>se inserir nas membranas celulares. Possuem menos de 100 aminoácidos e apresentam</p><p>seis resíduos de cisteína conservadas e três pontes dissulfeto intracadeia. Existem dois</p><p>tipos de defensinas principais, as α-defensinas (peptídeos de neutrófilos humanos –</p><p>HNP1-4) presentes nos grânulos azurofílicos de forma predominante e as β-defensinas</p><p>produzidas por células epiteliais. As defensinas são capazes de promover poros em</p><p>minutos na membrana de bactérias Gram-positivas e Gram-negativas, fungos e no</p><p>envelope de alguns vírus através da inserção da sua porção hidrofóbica (Figura 5). Tal</p><p>processo diminui a viabilidade celular, impedindo a síntese de DNA e RNA.</p><p>13</p><p>Figura 5: Modelo de ação da defensina – Grande parte das defensinas (estrutura oval)</p><p>possuem cadeias laterais de aminoácidos carregados positivamente (amarelo) e cadeias laterais</p><p>com aminoácidos hidrofóbicos (verde) permitindo assim a interação com as cabeças de</p><p>fosfolipídios carregados negativamente e as cadeias de ácidos graxos hidrofóbicos da membrana</p><p>microbiana, abrindo poros na membrana do patógeno. (Figura adaptada de: Imunobiologia de</p><p>Janeway, 8ª edição, página 46)</p><p>As células de Paneth presentes no intestino produzem α-defensina de forma</p><p>constitutiva. Essas defensinas são chamadas de cripticidinas, pois as células de Paneth</p><p>estão presentes no interior das criptas do intestino delgado. A principal função dessas</p><p>defensinas é limitar o crescimento de microrganismos no lúmen do intestino.</p><p>As catelicidinas são produzidas por células epiteliais no pulmão e no intestino,</p><p>por queratinócitos na pele e por macrófagos e neutrófilos, constitutivamente. São</p><p>produzidas como pró-peptídeos com dois domínios e são clivadas ainda dentro do</p><p>neutrófilo pelas suas elastases (vide box). Permanecem nos grânulos secundários até</p><p>que sejam clivados e liberados por exocitose. O peptídeo carboxi-terminal é catiônico e</p><p>anfipático, sendo tóxico para a maioria dos microrganismos.</p><p>A lisozima possui papel fundamental na imunidade inata. É uma glicosidase que</p><p>quebra ligações químicas presentes em peptideoglicanos (vide box) da parede celular</p><p>de bactérias. A lisozima atua principalmente contra bactérias Gram-positivas, pois</p><p>apresentam peptideoglicanos expostos na parede celular. Já as bactérias Gram-</p><p>negativas possuem peptideoglicanos revestidos por uma camada de LPS (vide box),</p><p>isso dificulta a ação da lisozima (Figura 6).</p><p>14</p><p>Elastases</p><p>Serino-proteases</p><p>(enzimas) presentes em</p><p>neutrófilos que cliva,</p><p>preferencialmente, na</p><p>porção C-terminal da</p><p>alanina, leucina, glicina,</p><p>serina, isoleucina ou</p><p>valina.</p><p>Peptideoglicano</p><p>Também conhecido</p><p>como mureína, é um</p><p>complexo de</p><p>carboidratos</p><p>(monossacarideos</p><p>denominados N-</p><p>acetilglicosamina (NAG) e</p><p>ácido N-acetilmurâmico</p><p>(NAM)) e de proteínas. O</p><p>peptideoglicano está</p><p>presente na parede</p><p>celular bacteriana</p><p>conferindo rigidez,</p><p>circunda a membrana</p><p>plasmática garantindo</p><p>proteção e prevenindo a</p><p>ruptura da célula</p><p>bacteriana em alterações</p><p>osmóticas.</p><p>Lipopolissacarídeo</p><p>(LPS)</p><p>Molécula grande,</p><p>presente na membrana</p><p>externa de bactérias</p><p>Gram-negativas e</p><p>composta por</p><p>carboidratos e lipídeos. O</p><p>LPS é uma endotoxina</p><p>(toxina presente na</p><p>membrana de bactérias)</p><p>e um potente ativador do</p><p>sistema imunológico,</p><p>ativando principalmente</p><p>macrófagos a secretarem</p><p>fator de necrose tumoral</p><p>(TNF) responsável pelo</p><p>choque séptico, que tem</p><p>como característica</p><p>febre, dilatação de vasos</p><p>venosos e coagulação</p><p>intravascular.</p><p>15</p><p>Figura 6: Estrutura da parede celular de bactérias Gram-positivas e Gram-negativas e ação</p><p>da lisozima. Bactérias Gram-positivas apresentam peptideoglicanos expostos sobre a</p><p>membrana bacteriana; os ácidos lipoteicoico e teicoico ancoram o peptideoglicano da membrana.</p><p>No painel à direita, bactérias Gram-negativas apresentam uma camada de lipídeos sobre a</p><p>camada de peptideoglicano dificultando a ação da lisozima. No painel inferior, vemos a lisozima</p><p>clivando as ligações químicas deixando a membrana bacteriana exposta para outros agentes</p><p>antibacterianos atuarem. (Figura adaptada de: Livro – Imunobiologia de Janeway, 7ª e 8ª ed.,</p><p>págs. 54 e 45, respectivamente)</p><p>Os neutrófilos são capazes de fagocitar e liberar estes grânulos que destroem os</p><p>microrganismos. Entretanto, nas últimas décadas, destaca-se outro mecanismo de</p><p>combate à infecção, que leva à morte do neutrófilo por um processo chamado de</p><p>NETose. Os neutrófilos utilizam o que chamamos de armadilhas ou redes extracelulares</p><p>(NETs, do inglês “Neutrophil Extracellular Traps”), que consistem em proteínas</p><p>citoplasmáticas e granulares ligadas à cromatina que são liberadas para o meio</p><p>extracelular. As NETs são compostas por finos filamentos de aproximadamente 17 nm</p><p>complexados a proteínas e quando em meio extracelular ocupam um espaço de 10 a</p><p>15 vezes maior do que o próprio neutrófilo. As NETs são formadas por proteínas</p><p>granulares como: lisozima C, lactotransferrina, catepsina G, leucócito elastase,</p><p>mieloperoxidase; proteínas presentes no núcleo, como: histonas H2A, H2B, H3 e H4;</p><p>proteínas do citoplasma como: actina (β e/ou γ), miosina-9 e catalase, entre outras.</p><p>Assim, a rede de histonas catiônicas mantém estas moléculas antimicrobianas próximas</p><p>aos patógenos envolvidos nessa rede, facilitando sua ação. A liberação das NETs</p><p>ocorre após a ativação do neutrófilo pelo reconhecimento de estruturas de</p><p>microrganimos ou pelo reconhecimento de estruturas do indivíduo provenientes de</p><p>células danificadas. Você verá mais à frente que as estruturas que são reconhecidas</p><p>são chamadas de PAMPs (vide box), quando provenientes de patógenos, e DAMPs</p><p>(vide box) e os receptores que reconhecem essas estruturas são chamados de PRRs</p><p>(vide box). O neutrófilo ativado por estes receptores inicia o processo de formação e</p><p>liberação das NETS, alterando drasticamente sua estrutura. Após a ativação, o</p><p>neutrófilo adere ao substrato e em alguns minutos podemos observar que a membrana</p><p>16</p><p>interna e externa do núcleo se separam, o núcleo perde seus lóbulos, a cromatina</p><p>descondensa e os grânulos citoplasmáticos desintegram, esses eventos ocorrem de</p><p>forma gradual. Com proximamente 120 minutos após a ativação, o envelope nuclear se</p><p>desintegra em vesículas, assim o citoplasma e o carioplasma não estão mais separados</p><p>e, portanto, a cromatina tem contato direto com os componentes presentes no</p><p>citoplasma, isso permite que em aproximadamente 60 minutos as proteínas do</p><p>citoplasma e dos grânulos se complexem com a cromatina. Em um último estágio,</p><p>ocorre o rompimento da membrana plasmática e a liberação das NETs do meio</p><p>intracelular para o meio extracelular. Este estágio dura em torno de 15 a 60 minutos.</p><p>Dependendo das condições, esse processo de NETose pode levar de 45 a 240 minutos</p><p>(Figura 7).</p><p>Você deve estar pensando o que as histonas que compõe o nucleossomo</p><p>auxiliam na morte do microrganismo, pois bem, as histonas possuem propriedades</p><p>antibióticas, ou seja, são capazes de destruir bactérias em concentração nanomolar, por</p><p>isso são mais eficientes que alguns antibióticos. Para se ter ideia de sua eficiência,</p><p>quando empregado 1 mol de histonas e defensinas contra uma bactéria, pode-se notar</p><p>que as histonas matam 100 vezes mais do que as defensinas, tendo ação contra</p><p>bactérias Gram-positivas e Gram-negativas.</p><p>As NETs possuem atividade contra diversos microrganismos, como protozoários</p><p>(Toxoplasma gondii e Leishmania amazonensis), fungos (Candida albicans e</p><p>PAMPs</p><p>Padrões moleculares</p><p>associados a patógenos.</p><p>É como denominamos</p><p>estruturas que são</p><p>características de</p><p>patógenos (vírus,</p><p>bactérias ou</p><p>protozoários). Vem do</p><p>inglês “Pathogen-</p><p>Associated Molecular</p><p>Patterns”.</p><p>DAMPs</p><p>São estruturas que</p><p>indicam dano celular, ou</p><p>seja, moléculas que</p><p>deveriam</p><p>estar no</p><p>ambiente intracelular e</p><p>encontram-se no</p><p>ambiente extracelular.</p><p>Vem do inglês “Damage-</p><p>Associated Molecular</p><p>Patterns”.</p><p>PRRs</p><p>Receptores</p><p>reconhecedores de</p><p>padrão. São os</p><p>receptores presentes na</p><p>membrana de células da</p><p>resposta imune inata,</p><p>principalmente, mas</p><p>podem ser induzidos em</p><p>células epiteliais e do</p><p>endotélio vascular por</p><p>citocinas, e são</p><p>responsáveis pelo</p><p>reconhecimento destes</p><p>padrões. Vem do inglês</p><p>“Pattern Recognition</p><p>Receptor”</p><p>17</p><p>Aspergillus fumigatus), bactérias (Staphylococcus aureus, Streptococcus pyogenes,</p><p>Mycobacterium tuberculosis e Escherichia. coli) e vírus (HIV).</p><p>Figura 7: Mecanismo de formação das NETs. Os PRRs reconhecem microrganismos</p><p>ocorrendo ativação do neutrófilo (A), neutrófilos aderem ao substrato, o envelope nuclear começa</p><p>a se desfazer e a integridade dos grânulos é gradualmente perdida (B), os lóbulos se desfazem</p><p>e o conteúdo nuclear entra em contato com o conteúdo citoplasmático havendo complexação</p><p>das proteínas com a cromatina (C), há perda completa da integridade das membranas granulares</p><p>e nuclear e ruptura da membrana plasmática com ejeção das NETs (D).</p><p>O processo de liberação das NETs culmina com a morte do neutrófilo, pois como</p><p>você pôde observar, há uma desestruturação de membranas no interior celular e</p><p>liberação do conteúdo intracelular para o meio extracelular, esse processo leva o</p><p>neutrófilo a morte e o chamamos de NETose (morte celular do neutrófilo pela liberação</p><p>de NETs). Um dado interessante a se observar é que um terço dos neutrófilos ativados</p><p>realizam a liberação de NETs.</p><p>Monócitos e Macrófagos</p><p>O monócito é um tipo celular presente no sangue que apresenta de 10 a 15µM</p><p>de diâmetro. Quando o monócito migra do vaso sanguíneo para o tecido ele passa a ser</p><p>chamado de macrófago. Os macrófagos pertencem ao sistema mononuclear fagocítico,</p><p>(macrófago, monócito e células dendríticas) pois são células fagocíticas com um núcleo</p><p>único não lobulado. Monócitos e macrófagos realizam fagocitose de microrganismos e</p><p>destruição dos antígenos circulantes no corpo, esse processo demanda gasto de ATP</p><p>e é capaz de capturar antígenos maiores que 0,5 µM de diâmetro. Vamos compreender</p><p>em detalhes como ocorre o processo de fagocitose.</p><p>18</p><p>Primeiramente o antígeno deve ser reconhecido para depois ser fagocitado. Os</p><p>PRRs reconhecem o antígeno e se ligam a ele disparando uma série de cascatas de</p><p>sinalização intracelular, que irão resultar em uma gama de respostas que veremos em</p><p>um momento oportuno. Há também na superfície das células da imunidade inata</p><p>receptores de alta afinidade para opsoninas (vide box) que estão ligadas ou associadas</p><p>ao microrganismo. Após o reconhecimento do antígeno, ou da opsonina complexada ao</p><p>antígeno, parte da membrana desse fagócito é projetada em direção ao antígeno de</p><p>forma a englobá-lo por completo, formando uma vesícula denominada fagossomo</p><p>(Figura 8) que se funde com o lisossomo formando agora o fagolisossomo. A partir</p><p>desse momento o antígeno é destruído por três mecanismos microbicidas: espécies</p><p>reativas de oxigênio, óxido nítrico e enzimas proteolíticas.</p><p>Opsoninas</p><p>São macromoléculas</p><p>capazes de aderir à</p><p>superfície do patógeno</p><p>recobrindo-o. As</p><p>principais opsoninas são</p><p>os anticorpos IgG e as</p><p>proteínas do sistema</p><p>complemento C3b e C4b.</p><p>Os fagócitos possuem</p><p>receptores Fcγ que</p><p>reconhecem a porção Fc</p><p>do anticorpo IgG e</p><p>também receptores CR1</p><p>(CD35) que reconhecem</p><p>as proteínas do</p><p>complemento. A</p><p>opsonização do patógeno</p><p>facilita a sua fagocitose.</p><p>19</p><p>Figura 8: Fagocitose de micro-organismos. As células fagocíticas possuem diversos</p><p>receptores em sua superfície capazes de reconhecer microrganismos e internaliza-los, são os</p><p>PRRs, como os receptores scavenger, de manose, entre outros. A internalização do</p><p>microrganismo gera o fagossoma (vesícula fagocítica), o qual se funde com o lisossomo</p><p>formando o fagolissomo, onde os microrganismos serão destruídos por espécies reativas de</p><p>oxigênio e nitrogênio, e por enzimas proteolíticas. (Fonte: Livro – Imunologia Celular e Molecular,</p><p>7ª ed., pág. 79)</p><p>Após a fusão do fagossomo com o lisossomo, a molécula Rac2 presente na</p><p>membrana interna do fagolisossomo se liga a peptídeos microbianos e promove a</p><p>montagem da NADPH oxidase (oxidase fagocitária), que irá gerar superóxidos ou</p><p>espécies reativas de oxigênio (ROS – “Reactive Oxygen Species”), como O2-, criando</p><p>um ambiente acidificado favorável à ação de diversas enzimas que irão agir na</p><p>degradação do patógeno. Outro mecanismo microbicida consiste na produção de</p><p>espécies reativas de nitrogênio (RNS, do inglês “Reactive Nitrogen Species”). Uma</p><p>dessas espécies é o óxido nítrico (NO – “Nitric Oxide”), produzido pela enzima Óxido</p><p>nítrico sintase indutível (iNOS – “ inducible Nitric Oxide Synthase”) presente no</p><p>citoplasma do macrófago. A iNOS converte a arginina em citrulina, liberando óxido</p><p>nítrico que se difunde para o interior no fagolisossomo. O óxido nítrico se combina ao</p><p>peróxido de hidrogênio (H2O2), produto secundário de O2-, gerando radicais de</p><p>peroxinitrito, que são capazes de destruir os micro-organismos presentes no</p><p>fagolisossomo.</p><p>20</p><p>Célula Natural Killer</p><p>O corpo pode ser invadido por diversos microrganismos, como bactérias,</p><p>protozoários, fungos e vírus. O sistema de defesa é capaz de combater cada um desses,</p><p>mas notem que o sistema imunológico é composto por diversas células, sendo que cada</p><p>tipo celular é mais especializado para atacar e destruir determinado patógeno, mas</p><p>também são responsáveis pela manutenção do estado de homeostase do indivíduo, ou</p><p>seja, do equilíbrio que define saúde x doença. Diferente dos neutrófilos, monócitos e</p><p>macrófagos estudados até aqui, que são originários da linhagem mielocítica (veremos</p><p>as suas origens em “Células e Órgãos”), a célula assassina natural (NK, do inglês</p><p>“Natural Killer”) é um linfócito mononuclear, derivado da linhagem linfocítica, que está</p><p>presente no sangue circulante e possui grânulos ricos em enzimas em seu citoplasma.</p><p>A célula NK atua contra patógenos intracelulares, como os vírus e as bactérias</p><p>intracelulares. As bactérias extracelulares precisam ser fagocitadas e então degradadas</p><p>pelos mecanismos já descritos, que envolvem também muitos tipos de enzimas, que</p><p>geram peptídeos que irão associar-se a moléculas especiais no ambiente intracelular,</p><p>que serão então expostas na membrana extracelular. Estas moléculas são capazes de</p><p>fazer a interface da imunidade inata com a imunidade adaptativa. Pertencem a um</p><p>complexo gênico (ou seja, estão agrupadas proximamente em nosso genoma),</p><p>chamado de MHC (do inglês “Major Histocompatibility Complex”) (vide box). Não se</p><p>preocupem, iremos falar destas moléculas em maiores detalhes nos capítulos que se</p><p>seguirão! Porém, é importante neste momento sabermos que as células NK funcionam</p><p>também reconhecendo uma classe destas moléculas, as moléculas de MHC de classe</p><p>I (MHCI). Tanto para diferenciarem se a célula está infectada ou não, quanto para</p><p>identificarem se as nossas células estão se comportando como deveriam, ou seja, se</p><p>não apresentam alterações que possam levar a estados de desenvolvimento tumoral.</p><p>Aprenderemos mais sobre estas moléculas na aula de processamento e apresentação</p><p>de antígenos.</p><p>Todas as células nucleadas do nosso corpo possuem em sua superfície</p><p>moléculas de MHCI. Essa molécula é responsável pela apresentação de antígenos</p><p>intracelulares para os linfócitos TCD8+. As células NK reconhecem a presença do MHCI</p><p>na superfície de outras células como um evento natural, afinal todas as células</p><p>nucleadas possuem MHCI. O reconhecimento da presença de MHCI com um peptídeo</p><p>que tenha sido originário dos processos de degradação de proteínas da célula, que</p><p>ocorre normalmente em nossas células depois que estas proteínas tenham cumprido</p><p>21</p><p>suas funções</p><p>(um sistema conhecido como “housekeeping”, isso, como se fosse uma</p><p>faxina na célula), inibe a ativação da célula NK. Por outro lado, a ausência de MHCI na</p><p>superfície não é natural, como também não é natural a presença de moléculas MHCI</p><p>sem peptídeos associados a ela. Estas situações são interpretadas pela NK como</p><p>resultado de infecção ou dano. Alguns vírus ou o estresse celular, como alterações</p><p>tumorais, levam à perda da expressão de MHCI na superfície ou a diminuição da</p><p>mesma, fato esse que é identificado pela célula NK. Esse processo de reconhecimento</p><p>da ausência de MHCI na célula do corpo é chamado de reconhecimento da ausência</p><p>do próprio (Figura 9). É verdade, parece um contrassenso, mas é a ausência da ligação</p><p>dos receptores KIR (do inglês “Killing Inhibior Receptor”), que irá promover a ativação</p><p>da célula NK nas condições acima. Porém, a célula NK também expressa na sua</p><p>membrana receptores de ativação.</p><p>MHC</p><p>Complexo principal de</p><p>histocompatibilidade, ou</p><p>MHC, como também é</p><p>conhecido, vem do inglês</p><p>Major Histocompatibility</p><p>Complex. O MHC de</p><p>classe I é uma molécula</p><p>de apresentação de</p><p>antígenos e está</p><p>presente na superfície de</p><p>todas as células</p><p>nucleadas. O MHCI expõe</p><p>na superfície parte de</p><p>antígenos próprios da</p><p>célula ou antígenos</p><p>resultantes de patógenos</p><p>que estejam infectando a</p><p>célula.</p><p>22</p><p>Figura 9: Inibição e ativação da célula Natural Killer. A célula NK reconhece o MHCI sem</p><p>antígeno naturalmente presente em células saudáveis, consistindo em um sinal de inibição de</p><p>ativação (A). A célula NK é ativada em duas condições: quando reconhece a ausência do MHCI</p><p>e reconhece sinais de ativação (B) ou quando os sinais de ativação são maiores do que os sinais</p><p>de inibição (C). (Figura adaptada de SHARROK, 2019)</p><p>A ativação da célula NK por receptores de ativação ocorre por reconhecimento</p><p>de sinais ativadores e ausência de sinais inibidores de ativação, não necessariamente</p><p>os sinais inibidores estarão completamente ausentes, mas a célula NK é ativada quando</p><p>há mais sinais de ativação comparado a sinais de inibição. Os receptores da família de</p><p>lectinas tipo C, e os receptores LIR (receptores leucocitários Ig-símile) são receptores</p><p>de ativação que reconhecem determinadas estruturas que levam à ativação da célula</p><p>NK. Alguns desses receptores pertencem ao grupo KIR e a família das lectinas, como</p><p>por exemplo, o receptor de lectina tipo C conhecido como NKG2D que reconhece as</p><p>proteínas MIC-A e MIC-B que estão presentes em células infectadas por vírus ou células</p><p>neoplásicas e estão ausentes em células saudáveis. A presença destas moléculas é</p><p>considerada um sinal de ativação.</p><p>23</p><p>As células NK também são capazes de reconhecer uma célula infectada</p><p>indiretamente através de um processo chamado de citotoxicidade celular dependente</p><p>de anticorpo (ADCC, do inglês “Antibody-Dependent Cellular Cytotoxicity”), quando o</p><p>anticorpo IgG se liga a uma célula do hospedeiro infectada pela porção Fab, a região Fc</p><p>do anticorpo fica exposta e é reconhecida pelo receptor CD16 presente na célula NK,</p><p>desse modo a célula NK é ativada (Figura 10).</p><p>Figura 10: Destruição de célula infectada pelo mecanismo de citotoxicidade celular</p><p>dependente de anticorpo. Anticorpos do tipo IgG reconhecem antígenos virais na superfície da</p><p>célula infectada opsonizando-a, posteriormente o linfócito NK reconhece a região Fc do anticorpo</p><p>IgG através do receptor CD16 (FcγRIIIA), disparando a exocitose do conteúdo de seus grânulos</p><p>culminando com a morte da célula-alvo. (Fonte: Livro – Imunobiologia de Janeway, 8ª ed., pág.</p><p>421)</p><p>As células NK possuem grânulos em seu citoplasma ricos em proteínas</p><p>chamadas perforinas e granzimas e, após serem ativadas, ocorre exocitose do conteúdo</p><p>dos grânulos citoplasmáticos para o meio extracelular. A perforina insere-se na</p><p>membrana da célula-alvo formando um poro facilitando a entrada das granzimas A e B</p><p>que irão clivar caspases intracelulares, as tornando ativas e induzindo a morte celular</p><p>por apoptose. As células NK também liberam citocinas importantes durante uma</p><p>infecção, como o IFN-γ que atua sobre os macrófagos aumentando sua atividade</p><p>microbicida.</p><p>24</p><p>REFERÊNCIAS</p><p>ABBAS, Abul K., LICHTMAN, A. H., PILLAI, Shiv. Imunologia Celular e Molecular. 7ª</p><p>Edição. Rio de Janeiro: Elsevier, 2011. 545.</p><p>BORREGAARD, Niels. Neutrophils, from Marrow to Microbes. Immunity 33, November</p><p>24, 2010.</p><p>BRINKMANN, Volker., ZYCHLINSKY, Arturo. Neutrophil extracellular traps: Is immunity</p><p>the second function of chromatin? J. Cell Biol. Vol. 198 No. 5, 773–783.</p><p>BROWN, Gordon D., Dectin-1: a signalling non-TLR pattern-recognition receptor. Nature</p><p>reviews immunology. Volume 6. January. 2006. 33 - 43.</p><p>FAUCI, Anthony S., MAVILIO, Domenico., KOTTILIL, Shyam. Nk cells in hiv infection:</p><p>Paradigm for protection or targets for ambush. 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