- Página Virologia Animal

Imunologia
Sistema Imune - Células – Citocinas
Mecanismos de defesa: Ebolavirus
O que é a tempestade de citocinas?
Resposta imune inata e adaptativa

Homeostase dos tecidos
Proteção do hospedeiro contra patógenos e outras
substâncias estranhas.
 Discriminação do próprio e não próprio


Inata: 1ª. Linha de defesa - Não específico


Ativação e modulação da resposta imune adaptativa.
Adaptativa: 2ª linha de defesa - Específico
Divisões da imunidade
Defesas: inata e adaptativa
Imunidade Inata e Adaptativa
Origem das células do sistema
imune:



Todas as células hematopoiéticas são derivadas
de células-tronco pluripotentes.
Duas linhagens progenitoras principais:
Células mielóides


monócitos, macrófagos, células dendríticas,
megacariócitos e granulócitos.
Células linfóides

células T, células B e células assassinas naturais
(NK), respectivamente.
Células do sistema imune:
Progenitor Mielóide

Granulocíticas
Neutrófilos
 Basófilos
 Eosinófilos


Monocíticas
Macrófagos
 Células Kupffer
 Células Dendríticas

Células do sistema imune:
Progenitor Linfóide

Células T




Células auxiliares
Células supressoras
Células citotóxicas

Células B

Células NK
Plasmócitos
Progenitor Linfóide

Diferenciam se em células T e em células B.




Depende do microambiente onde elas estão
Em mamíferos:
Linfócitos T ou células T derivam do Timo
Linfócitos B ou células B (de bursa ou bolsa de
Fabricius, nas aves) se desenvolvem no fígado
fetal e na medula óssea.
Linfócitos T ou células T



Duas classes principais.
Células T CD8+ ou citotóxicas, que matam as
células infectadas.
Células T CD4+ ou auxiliares, atuam na ativação
de outras células, como os linfócitos B e os
macrófagos, além de coordenar a resposta
imunitária.
Receptor de antígeno da célula T (TCR)





Classe heterogênea de proteínas de membrana
Relação evolutiva com as imunoglobulinas (Ig)
Características específicas
Diferente das Igs
Detecção de antígenos derivados de
proteínas estranhas
 patógenos que entram nas células hospedeiras.

TCR: imunidade mediada por
células.




Não são secretados.
Célula T migra até as áreas
de lesão
Contato direto com a
célula alvo.
Atuam com os macrófagos
na imunidade mediada por
células.
Linfócitos B ou células B


Essencial no sistema imune adaptativo.
Função: produção de anticorpos –




imunidade humoral.
secretar anticorpos no sangue e em outros líquidos orgânicos.
Efeitos protetores, mediados por líquidos teciduais
Ativados se proliferam e diferenciam em


Células plasmáticas ou Plasmócitos
Células de memória B.
Receptor de antígeno da célula B (BCR)




“Anticorpo” ligado à
membrana da célula
plasmática.
Imunoglobulina de
membrana.
Reconhecem antígenos
solúveis e na sua forma
nativa.
Dois sítios de
reconhecimento
Plasmócitos – células efetoras da
linhagem B



Células B ativadas pela
exposição ao antígeno
Produzem e secretam
grandes quantidades de
anticorpos.
Anticorpos se ligam ao
antígeno (patógeno)


Alvo para fagócitos
Ativa o sistema
complemento.
Plasmócitos



Grande quantidade de
retículo endoplasmático
rugoso RER.
RER em paralelo arquibancada
Intensa produção de
proteínas - anticorpos.
MET - Plasmócito neoplásico – Plasmocitoma
de base de crânio. Unicamp
Comparação do TCR e Imunoglobulinas
Imunoglobulinas - Ig
TCR




Dímeros.
Um sítio de reconhecimento de
antígenos processados
Ancorados na superfície dos
linfócitos T
Restrição – MHC -complexo
principal de histocompatibilidade.

Peptídeos, ligados a moléculas de
MHC, na superfície das células
apresentadoras de antígenos



Tetrâmeros.
Dois sítios de reconhecimento
de antígeno.
Ancorados


Ig Secretadas



superfície dos linfócitos B
fluídos corpóreos
plasma sangüíneo.
Reconhecem antígenos
solúveis e na sua forma nativa.
Receptores de células B e T
Linfócitos T e B
Células NK “natural killer”



Características
Sistema imune Inato
Citotóxicas não específicas




Não precisam ser ativadas.
Resposta rápida: 3 dias
Oriundas da medula óssea
Taxa 5-15% das células
mononucleares do sangue
periférico.






Atividades
Citotoxidade celular.
Atividade LAK
Exocitose de grânulos
citotóxicos.
Produção de citocinas.
Sangue, baço e no útero
de fêmeas grávidas.
Natural killers cells

Maior que o do linfócito pequeno e grânulos no
Citoplasma.



permitem diferenciá-las do linfócito T.
Grandes linfócitos granulares
Grânulos citotóxicos

lise da célula-alvo.
Células Natural Killers
Células Natural Killers
The natural killer (NK)-cell response to
tumour cells
Roshni Mitra, Sarvjeet Singh and Ashok Khar, 2003
Células do sistema
imune inato
Monócito – macrófagos
Polimorfonucleares (neutrófilos),
Células NK,
Basófilos e Eosinófilos
Sistema imune inato


Encontrado em todos os organismos
multicelulares.
Em mamíferos
Células fagocitárias (macrófagos e neutrófilos),
 Células natural killers (NK)
 Células dendríticas.


Receptores de reconhecimento de padrão
Macrófago



Mononucleares,
Granulócitos,
Apresentadores de antígenos.
 Ossos: osteoblastos;
 Pulmões: macrófago
alveolar;
 Fígado: células de
Kupffer;
 Tecido conjuntivo:
histiócitos;
 Cérebro: micróglia.
Atividade






Reconhecimento de antígenos padrão de
patógeno.
Fagocitose, Produção de citocinas, Lise dos
antígenos fagocitados.
Lise intracelular e extra-celular,
Reparo de tecido.
Ativação da resposta imune específica.
Produção de APC. Marcador: Núcleo
característico e marcador de membrana CD14.
Neutrófilos e Eosinófilos

Neutrófilos:


Eosinófilos:


correspondem a 95% dos
fagócitos circulantes.
diminuem a resposta
inflamatória; liberam
histamina (mediador
químico); morte de
parasitas.
Mastócitos:

liberação de grânulos
como a histamina.
Basófilos


Hipersensibilidade imediata,
Processos alérgicos.


Ativados pelas anafilotoxinas




Histamina e Heparina.
complementos C3a, C4a e C5a
Complexos IgE-antigeno.
Dois processos
complementares:
desgranulação e libertação de
histamina;
Produtos da cascata do ácido
araquidônico: leucotrienos,
tromboxanos e
prostaglandinas.
Ativação da Resposta imune inata


Atividades: Fagocitose, liberação de mediadores
inflamatórios, ativação de proteínas do sistema
complemento, citocinas e quimiocinas.
Ativação: reconhecimento de moléculas de
ocorrência ubíqua somente em microorganismos,
Geralmente na superfície de microorganismos
 Não ocorrem na espécie humana.

PAMPS - Padrões moleculares associados a
patógenos

Padrões moleculares associados a
patógenos - PAMPS





Ácidos nucléicos: DNA, dsRNA, ssRNA e 5′trifosfato RNA,
Glicoproteínas de superfície (GP),
Lipoproteínas (LP), Lipopolissacarídeos (LPS)
Peptideoglicanos, ácido lipotenóico.
Esses PAMPs são reconhecidos por diferentes
famílias de receptores de reconhecimento
padrão: RRP
Reconhecimento de PAMPs de diferentes
classes de patógenos
Recognition of PAMPs from different classes of microbial pathogens.
Mogensen T H Clin. Microbiol. Rev. 2009;22:240-273
Receptores de Reconhecimento Padrão (PRR)



PRR – Receptores de membrana. Reconhecem
PAMPs encontrados nos patógenos ou padrões
não-próprios.
Em fagócitos, PRR reconhecem frações do
complemento, citocinas, interleucinas e
imunoglobulinas (tipo FcγR).
Receptor Toll like
Receptores de reconhecimento padrão
Receptores Toll-like




Família de receptores Toll-like (TLR)
RRPs envolvidos em opsonização, ativação de
complemento e fagocitose,
Membrana plasmática e endossoma das células
das APCs: Principalmente em macrófagos, neutrófilos
e células dendríticas.
Reconhecem PAMPS de bactérias, vírus e fungos
 estimular a síntese e liberação de citocinas próinflamatórias.
Receptores Toll-like



11 diferentes Toll-like (TLRs) foram
identificados: TLR1, TLR2, TLR3, TLR4,
TLR5, TLR6, TLR7, TLR8, TLR9, TLR10,
TLR11, TLR12 e TLR13.
Membrana celular e interior das células
Patógenos que ultrapassam a barreira física:


pele ou mucosa intestinal
São reconhecidos pelos TLRs que ativam a
resposta imune
Toll like: sinalização
Fagocitose
Conexão entre o sistema
imune inato e o
adaptativo
Conexão: inato e adaptativo

Células
apresentadoras de
antígenos (APCs)



Células dendríticas
e macrófagos.
População
heterogênea de
leucócitos
Conexão: ativação
de células Th
Célula apresentadora de antígeno - APC

Expressão de moléculas de
MHC classe II.



molécula de superfície
codificada por genes do
complexo maior de
histocompatibilidade
Várias células: macrófagos,
dendríticas, etc.
Células epiteliais do timo
podem expressar moléculas
de MHC classe II e podem
funcionar como APCs.
Conexão reposta imune inata - adaptativa
Sistema imune adaptativo
Células
Moléculas solúveis
Resposta adaptativa






Especificidade de reconhecimento
Diversidade de reconhecimento
Memória
Especialização de resposta
Auto-limitação
Tolerância a componentes do próprio
organismo.
Sistema imune adaptativo

Depende da ativação de células especializadas:
Linfócitos T e B
 Moléculas solúveis produzidas pelos linfócitos


Células apresentadoras de antígenos (APCs)
Ativação dos linfócitos,
 Apresenta antígenos associados a moléculas do
complexo de histocompatibilidade principal (MHC)
para os linfócitos T .

Células e moléculas solúveis
Componente
Imunidade Adquirida
Células
Linfócitos T, B, NK/T
Células dendríticas ou
apresentadora de antígenos
Moléculas solúveis
Anticorpos, Citocinas e
quimiocinas
Mecanismo adaptativo




Linfócitos B e T.
Após exposição ao antígeno
Células B diferenciam em plasmócitos: produção
de anticorpos.
Células T diferenciam em células T citotóxicas
(Tc) ou células auxiliares (Th) : Células Th1 e
Th2.
Sistema imune e a
localização do patógeno
Atividade extra celular:
Neutralização, Opsonização, Ativação
do complemento
Anticorpos - Neutralização

Neutralização

Anticorpos x toxinas bacterianas


Impedem a ligação da toxina às células hospedeiras
Anticorpos x patógenos virais ou bacterianos
Impedem a ligação do patógeno ao seu alvo
 Formam os complexos antígenos-anticorpos

Anticorpos - Opsonização




Anticorpos envolvem o antígeno
Reconhecimento pelas células fagocitárias: macrófagos
e leucócitos polimorfonucleares.
A opsonização facilita a fagocitose
 A região Fc do anticorpo interage com os receptores
Fc nas células fagocíticas
O complexo antígeno – anticorpo (Ag-Ac) é degradado
pelo fagócitos.
Neutralização e opsonização
Fagocitose e digestão do complexo Ac-Ag
Ativação do complemento




Ativação do complemento
pelo anticorpo
Alguns componentes da
cascata do complemento (ex.
C3b) opsonizam patógenos
Captação do patógeno via
receptores nas células
fagocíticas
Lise do patógeno
Patógenos intracelulares



Anticorpos não penetram nas células
hospedeiras... abordagem diferente
Respostas mediadas por células
Depende da localização do patógeno na célula
Citosol
 Interior de vesículas.


Antígeno apresentado por uma APC pode
desencadear vários processos imunes centrais.
Mecanismo de ativação T






Células dendríticas engolfam o patógeno
Migra via sinais quimiotáticos para linfonodos ricos em
células T
Durante a perde a capacidade de engolfar outros
patógenos
Usando enzimas corta o patógeno em pequenos
fragmentos antigênicos
No linfonodo as células dendríticas expõem os
antígenos estranhos na sua superfície
Acopla o antígeno ao receptor próprio chamado de
Principal Complexo de Histocompatibilidade MHC
Apresentação do antígeno
Antígenos exógenos e Endógenos


Antígenos exógenos usualmente exibem
moléculas do MHC classe II, ativam a
linfócito T helper CD4+
Antígenos endógenos são comumente expostos
com moléculas do MHC classe I e ativam
Linfócitos T citotóxicos CD8+.
Linfócitos T citotóxicos - TCL

Sub-divisão de linfócitos T



Célula infectada exibe o antígeno
TCL reconhece o antígeno e mata a célula
infectada.


TCL - Expressa o antígeno CD8.
TCL induzem a apoptose
Impedem a disseminação da infecção
Ativação de linfócitos T helper






Há três sub populações de linfócitos T helper:
Th0, Th1 e Th2.
Células não ativadas Th 0
Encontram um antígeno em tecidos linfóides
secundários
Diferenciam-se em células Th1 ou Th2,
Distintas pelas citocinas que produzem
A diferenciação Th 0 depende das citocinas no
meio, que são influenciadas pelo antígeno.
Ativação das células T
Th1 e Th2

Células Th1: INF-γ, IL-2, TNF-α e TNF-β

essenciais para o estabelecimento de respostas imunes
celulares.


Inicialmente, Th1: respostas auto e alo imune
Células Th2: IL-4, IL-5, IL-13


indutoras da síntese de IgE por células B,
alergias e infecções por helmintos.

Inicialmente, tolerância.
Hoje em dia: fenótipos implicados na tolerância e autoimunidades não são absolutos.
Citoquinas e regulação positiva ( +) e negativa (-)
Harber, M.; Sundstedt, A.; Wraith, D. The role of cytokines in immunological
tolerance: potential for therapy. Exp. Rev. Mol. Med. 27 November, 2000.
Tuberculose
Respostas Imune contra o
Mycobacterium tuberculosis
Mycobacterium tuberculosis - Mt.



Sobreviver nos fagossomos dos macrófagos
alveolares. Intracelular logo processadas via
MHC classe II.
Apresentados as células T CD4+
As células T CD4+ se dividem em tipo 1 e 2
(Th1) (Th2).

Dependendo das citocinas que produzem
Atualmente: ação simultânea com as CD8+
Mecanismo Th1

Infecta macrófagos


Células Th1 que reconhecem antígenos do Mt
na superfície do macrófago


bloqueia a fusão dos lisossomos com os endossomos
secretam citocinas que ativam macrófagos.
Ativação: os lisossomos se fusionam com os
endossomos e as bactérias de M. tuberculosis são
mortas.
Mecanismo Th2


Linfócitos Th (CD4+) são polarizadas in diferentes
subgrupos.
Th1 produzem:







Interleukina (IL) 2 para ativação das células T ,
Interferon γ (IFNγ),
Fator de necrose tumoral (TNF)
Ativação dos macrófagos.
Th17 ativam,
Granulócitos polimorfonucleares (PNGs),
Imunidade protetora nos pulmões (vacinação)
Th1 / Th2






Th1 crucial
Th1 produz: interferon γ
(IFN), fator de necrose
tumoral α (TNF ) e/ou
interleukina (IL)-2
Ativação dos macrófagos
Formação dos granulomas.
A quantidade de IFN ou
células
Induz inflamação na lesão.




Th2 - modulação das Th1
Produz IL-4, IL-5 e/ou IL10
Contribui para a resposta
imune mediada por
anticorpos e alergia
Th2 – efeito inibidor da
resposta imune: Th2 e as
células T regulatórias (Treg)
contra regulam a proteção
mediada pela Th1

via IL4, fator de
transformação de crescimento
β (TGF), ou pela IL10.
Estimulo das CD8+

Estimulo das CD8+


Egresso do antígenos da MT no citosol


moléculas MHC I com peptídeos da MT
ou cross-priming:
Essas vesículas são pegas pelas CDs e os
peptídeos apresentados.
CD8+





Apresentação cruzada de antígenos do Mt às
células T CD8+ - via MHC classe I
Como?
Macrófagos infectados induzem processos
apoptoticos
Apresentação cruzada via vesículas apoptóticas
Indução antígeno - especifico CD8+ T.
Mecanismo


1. Secreção de citocinas : IFN-γ e TNF- α. IFN-γ
essencial para proteção mediada pela T CD8+
2. Lise das células infectadas pela secreção de
perforinas e granzimas B



Um grupo de células T CD8+ expressam coordenadamente
perforinas e granulosimas
Atacam os macrófagos infectados com Mt
Matam o Mt intracelular (Stegelmann et al., 2005).
Resposta imune na tuberculose
Exaustão de células T





A exaustão é mediada por interações entre
células T e células dendríticas
Sistema de morte programada 1.
Células T reg secretam IL10 e TGF,
Suprimem Th1.
Esse processo permite a recrudescimento do
Mycobacterium, o que leva ao granuloma caseoso e
doença ativa.
Resposta imune
citocinas
Citocinas/citosinas
Definição
função
Citocinas: o que são?





É um grande grupo de proteínas, peptídeos ou
glicoproteínas que são secretadas por células específicas
do imune sistema.
É a categoria de moléculas sinalizadoras que mediam e
regulam a imunidade, inflamação e a hematopoese.
Moduladores da resposta imune
Produzidas por células de diversas origens
embriológicas
Corpo inteiro
Definições: nomes


Citocina é uma denominação geral
Nomes mais específicos são baseados em:






função presumida
célula secretora
célula alvo
Citocinas produzidas nos linfócitos: Linfocinas
Citocinas que são produzidas em leucócitos e agem em
leucócitos são : Interleucinas
Quimiocinas: são citocinas com atividade
quioestática
Proteínas sinalizadoras



Função: moléculas mensageiras intercelular
Ativam uma atividade específica ou particular
depois que se ligam a um receptor numa célula
alvo de resposta
Ação
Autocrine: agem sobre a célula que a produz e
secreta
 Paracrine: agem nas células vizinhas
 Endócrinas: agem em células distantes

Funções





Citocinas são pequenas proteínas produzidas por
células do sistema imune que regulam o
desenvolvimento e a função da resposta imune
Problemas ou erros na rede de citocinas
provocam doenças como inflamação crônica e
até doenças auto imune
Crescimento e diferenciação de linfócitos
Ativação das células efetoras
Desenvolvimento de células hematopoiéticas
Características da ação






A produção e secreção das citocinas:
Rápida
Limitada
Auto-limitante
Ações variadas: antagonistas e sinergéticas
Interferir na produção de outras citocinas
Características de citocinas

calor, rubor, edema, dor e perda da função.
Citocinas e Ebola
Quem mata o homem?
Vírus ou o sistema imune?
“CYTOKINE STORM”
Sistema Imune: Citocinas




Função: defender o organismo.
Função exacerbada: fora de controle e provoca danos
ao hospedeiro.
Influenza aviária, SARS, vírus da doença do Ebola é o
mais eficiente.
Estágio final da infecção com Ebolavirus : tempestade
de citocinas - O mais extremo ataque do sistema imune

Vazamentos nos vasos sanguíneos, nenhuma pressão arterial,
queda temperatura corporal, choque.
Tempestade de citocinas

Sinal para o sistema imune
 Ativar
seu arsenal de armas de uma só vez.
 Gera vários danos colaterais.

Excessiva liberação de citocinas
inflamatórias - TNF
Tempestade de Citocinas: vasos
sanguíneos


Aumenta a permeabilidade vascular: artérias, veias e
capilares começam a vazar sangue e plasma.
Grande liberação de óxido nítrico




afina os vasos sanguíneos
Todos esses fatores combinados:
redução da pressão arterial.
Morte pela perda de sangue semelhante ao choque
séptico grave.
Como é que Ebola
consegue lançar a
tempestade de citocinas?
Mecanismos Patogênicos


Em 1993, o CDC ainda propunha que o
aumento de permeabilidade dos vasos
sanguíneos era devido a replicação viral em
células do endotélio.
Em poucos anos foi demonstrado o aumento de
permeabilidade era conseqüência da indução
TNF pelos monócitos e macrófagos.
Mecanismos Patogênicos



2 mecanismos patogênicos importantes:
Resposta imune inata - macrófagos.
Imunossupressão
Provocam a libertação de grandes quantidades de
citocinas pró-inflamatórias, tais como TNFα,
 Bloqueia a síntese de Interferon - Reduz a
imunidade anti-viral
 Intensa replicação

Inibição das células dendríticas

Resposta imune específica




Inibição da maturação das DCs em células
apresentadoras de antígenos funcionais
Juntamente com o decréscimo do IFN gama
Bloqueia a ativação da células T e B
Evita o desenvolvimento da resposta imune
específica
Infecciosidade viral aumentada
Disseminação para células hepáticas


Ebola ataca as células do fígado e provoca insuficiência
hepática.
Depleção de fatores de coagulação


Aumento a permeabilidade vascular - Perdas de fluidos:
choque.
Este efeito é conhecido como "tempestade de
citocinas".

Induz a produção de Fator Tecidual (TF), distúrbio na
coagulação do sangue normal e contribui para a hemorragia