18Mb - lucas Brandao

Patologia Molecular
PosPat
Introdução*à*
Imunologia
Lucas Brandão
O QUE É A IMUNOLOGIA ?
O QUE É A IMUNOLOGIA ?
Estudo do Imuno
latim immunis (Senado romano)
O que é a Imunologia?
Definição:
É o estudo do sistema imune (SI) e dos mecanismos que
os seres humanos e outros organismos usam para
defender seus corpos da invasão de microorganimos
células estranhas ou anômalas
Imunidade
Resistência a infecções
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Dois pontos:
• Sistema imune:
• Formado por órgãos, tecidos, células e
moléculas.
• Resposta imune:
• É a reação coordenada dos componentes do
S.I.
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Resposta imune Inata
Resposta imune específica
Sistema de Defesa dos Animais
• Defesa Inata:
• pele, uma barreira muito
eficiente contra
patógenos
• Defesa Específica:
• proteínas (anticorpos)
capazes de reconhecer,
ligar-se e destruir o
patógeno
Características da Imunidade
•
•
Imunidade inata = natural ou nativa
•
Defesa presente em indivíduos, desde o
nascimento e preparada para bloquear a entrada
de micróbios e eliminar micróbios que têm
sucesso entrando em tecidos.
Imunidade adaptável = específica ou adquirida
•
Defesa estimulada por micróbios que invadem
tecidos, i.e., adapta à presença de invasores
microbianos.
9
Características da Imunidade
•
Imunidade do hospedeiro
•
Defesa inata e adaptativa
•
•
Inata
•
•
Proteção inicial contra infecções
Mais rápida
Adaptiva
•
•
Adaptável
Mais lenta
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SISTEMA IMUNE
É uma questão
de tempo
SISTEMA IMUNE
É um trabalho
de equipe
Componentes e processos
da Imunidade Inata
•
•
•
•
Barreiras Físicas e Químicas
Barreira Fagocítica
Barreira Inflamatória
Sistema do Complemento
BARREIRAS FÍSICOS E
QUÍMICAS
BARREIRAS FÍSICAS E QUÍMICAS
BARREIRAS NATURAIS
Pele intacta
Queratina presente no estrato córneo
Secreção de
suor e outros
pH ácido
Lágrimas, saliva
Expulsão mecânica, ação lítico (lisozima)
Muco
Encapsulamento de microrganismos e
mascaramento dos receptores
Os cilios
A expulsão de muco e microorganismos
Flora bacteriana
saprofita
Peptídeos
antibióticos
Competição de nutrientes e secreção de
substâncias antimicrobianas
Matar microorganismos
IMUNIDADE INATA
células dendriticas
e APC
celulas
“de alerta”
fagocitos
MBL, PCR,
LBP
celulas
“killer”
Sistema
do complemento
Defensinas
LL37
Istatina
epcidina
moléculas de
reconhecimento padrão
(PRMs)
peptídeos
ante-microbianos
Enzimas e
proteinas ante-microbianos
Barreira Fagocítica
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SISTEMA IMUNE
È uma questão
de reconhecimento
- “self” e “not self”
- açúcar, padrões
moleculares, proteínas
- solúveis
- celulares
- ação direita (lise)
MAC
ANTÍGENO
- opsonização
- fagocitose
CÉLULA
ALVO
Atividade
citotóxica
Padrões microbianos e seus receptores
Receptores Reconhecedores
de Padrões de Patógenos
•
•
•
•
•
Toll Like Receptor (TLR)
Receptor de Manose
Scavenger
NLR
...
Papel
Produção de novas moléculas
Liberação de moléculas estocadas
Fagocitose
RECEPTORES DE RECONHECIMENTO
DE PATÓGENOS (PRRs)
Célula sinalizando
uma via envolvida
na estimulação do
receptor,
estimulando uma
resposta de defsa.
SISTEMA
COMPLEMENTO
SISTEMA COMPLEMENTO
 Composto de aproximadamente 30 proteínas instáveis,
sensíveis ao aquecimento e estão presentes no soro na forma
inativa
 Início de síntese no primeiro trimestre da vida fetal
 Produzidas no fígado e por macrófagos
 Há 3 maneiras para ocorrer ativação:
– Via Clássica - depende de Ac
– Via Alternativa
– Via Lectina
SISTEMA COMPLEMENTO
NOMENCLATURA
• Moléculas precursoras:
• Via clássica C (1-9)
• Via Alternativa - e B, D, P
• Fragmentos: letras a, b
• Componente inativado: prefixo i (iC3b)
• Produto ativo: barra em cima da sigla
SISTEMA COMPLEMENTO
SISTEMA COMPLEMENTO
VIA CLÁSSICA
VIA CLÁSSICA
• É ativada por uma interação (Ag-Ac).
• A ligação Ag-Ac provoca uma mudança conformacional no
Ac, que abre um sítio de ligação para C1.
• C1: 6 moléculas C1q, 2 C1s, 2 C1r
C1 é a união de 6
moléculas
3 tipos de
subunidades:
c
é
l
o
M
1
C
o
d
ula
C1q, (2) C1r e (2) C1s
VIA CLÁSSICA
• É ativada por uma interação (Ag-Ac).
• A ligação Ag-Ac provoca uma mudança conformacional no
Ac, que abre um sítio de ligação para C1.
• C1: 6 moléculas C1q, 2 C1s, 2 C1r
• C1 liga-se a 1 IgM ou 2 IgG
Formação do 1˚
complexo!!!!
SISTEMA COMPLEMENTO
VIA CLÁSSICA
IgM
IgG
SISTEMA COMPLEMENTO
VIA CLÁSSICA
Ordem de ativacao: C1q – C1r – C1s
Cascata de Ativação
C1 quebrando c4 em c4b
C4b se liga a C2 e se transforma em C4b2a (C3 convertase
COMPLEXO DE ATAQUE À
MEMBRANA (MAC)
AS MOLÉCULAS DA VIA
CLÁSSICA PODEM APRESENTAR
OUTRAS FUNÇÕES
SISTEMA COMPLEMENTO
VIA CLÁSSICA
VIA DA LECTINA
VIA DA LECTINA
Similar à via clássica.
MBL (lectina que se ligada à manose).
Liga-se à resíduos de carboidratos na superfície de
bactérias e passa por uma mudança conformacional.
Semelhante à C1q (é capaz de ativar a via clássica na
ausência de C1q).
MASP1: cliva C4 e C2 = C4b2a.
MASP2: cliva C3 diretamente.
Via da Lectina
SISTEMA COMPLEMENTO
EFEITOS
SISTEMA COMPLEMENTO
CONSEQÜÊNCIAS
Opsonização:
•
•
-
C3b é uma importante opsonina.
-
Reveste o microrganismo e se liga aos receptores(CR1-4) nos macrófagos e neutrófilo
Recrutamento celular e ativação:
- C4a, C3a, C5a (anafilotoxinas-desgrunalização)
- C3a, C5a (quimiotáticos)
•
Lise Celular (bactérias, vírus envelopados)
Efeitos Biológicos de C5a
OPSONISAÇÃO
SISTEMA COMPLEMENTO
CONSEQÜÊNCIAS
RECRUTAMENTO
Via Lítica
LISE
Via Lítica-MAC
inserção do complexo lítico na membrana
celular
C6
C8
C C
C
C9 9 9
C C
9
9 9
b
C7
C5
C
9C
C
9
9
Imunidade Adaptativa
•
•
Sistema Humoral
•
Produção de Anticorpos
Sistema Celular
•
Produção de células efetoras
A Resposta
Imune
Existem dois tipos de
resposta imune adaptativa:
Quatro peculiaridades
caracterizam a resposta imune:
1. Especificidade,
2. Habilidade em responder a uma grande
variedade de antígenos,
3. Habilidade de distinguir próprio de nãopróprio, e
4. Memória.
•
•
A resposta imune é direcionada contra
antígenos que escapam das defesas
inespecíficas.
Cada anticorpo ou células T é
direcionado contra um determinante
antigênico.
• Existem dois tipos de resposta imune adaptativa:
– a resposta imune humoral e
– a resposta imune celular.
•
A resposta imune humoral emprega anticorpos
secretados pelas células B para combater os
antígenos nos fluidos corporais.
• A resposta imune celular emprega células T para
atacar células corporais previamente alteradas por
infecções virais ou mutações, ou combater antígenos
que invadiram as células.
RESPOSTA IMUNE HUMORAL
A Resposta Imune
Humoral
• Células B ativadas
sintetizam e secretam
anticorpos específicos.
• A unidade básica de um
anticorpo, ou
imunoglobulina, é um
tetrâmero: duas cadeias
leves idênticas e duas
cadeias pesadas também
idênticas, cada uma
consistindo em uma região
conservada e outra variável.
•
As regiões variáveis das cadeias leves e pesadas colaboram para
formar o sítio ligador entre o antígeno e o anticorpo específico.
Cada antígeno geralmente tem diferentes determinantes
antigênicos (sítios de ligação para anticorpos específicos). As
regiões variáveis determinam a especificidade de cada anticorpo
por um determinante. A região constante determina o destino e
função do anticorpo.
RESPOSTA IMUNE CELULAR
A Resposta Imune Celular
• Receptor de célula T
• A resposta imune celular é
direcionada contra células
alteradas ou infectadas.
• As células TC atacam células
infectadas por vírus ou tumorais,
promovendo a lise dessas
células.
• As células TH ativam as células B
e influenciam no desenvolvimento
de outras células T e macrófagos.
Os receptores de células T, na
resposta imune celular, são
• O complexo de
histocompatibilida
de principal (MHC)
codifica muitas
proteínas de
membrana.
• As moléculas do
MHC nos
macrófagos,
células B, ou
células corporais,
ligam-se aos
antígenos e
apresentam-nos às
células T.
•
Na resposta imune celular,
as moléculas do MHC classe
I, células TC,CD8, e citocinas
colaboram na ativação das
células TC com a
especificidade apropriada.
•
Células T em
desenvolvimento são
submetidas a dois testes:
Elas tem que ser capazes de
reconhecer suas moléculas
MHC, e não devem se ligar
ao mesmo tempo às
moléculas do MHC e aos
antígenos do próprio corpo
As células T que falharem a
esses testes, morrem.
•
A rejeição a transplantes de
órgãos resultam de
diversidades genéticas das
moléculas do MHC.
RESPOSTA
HUMORAL
RESPOSTA
CELULAR
Loci dos anticorpos, receptores de células T
e MHC
• Linha germinativa
• Somática
•
•
De acordo com a teoria da linha germinativa, cada anticorpo é codificado por um
gene herdado, não sendo modificado durante o desenvolvimento somático e por
isso, precisa haver um grande número de genes codificadores de anticorpos.
De acordo com a teoria somática existem apenas um pequeno número de genes
codificadores de anticorpos, mas apresentando bastante diversidade nas células
somáticas devido a mutações e/ou recombinações.
Teoria Somática
Número limitado de genes
Diferentes arranjos
Milhares de Anticorpos
•
Atualmente, é conhecido o número de
segmentos de genes codificadores de
anticorpos em humanos. Sabe-se
detalhadamente como estes segmentos
são somaticamente modificados por
recombinação e mutação e qual é a
contribuição desses genes e processos
somáticos para a especificidade e afinidade
das respostas dos anticorpos.
•
Sabe-se também que certas estratégias
utilizam tanto os genes codificadores de
anticorpos, quanto os que codificam os
receptores de células T (recombinação
gênica), outras utilizam os genes
codificadores de anticorpos mas não os de
receptores de células T (hipermodulação
gênica) e que a estratégia fundamentada
na habilidade das proteínas do MHC de
interagirem com diferentes antígenos é
o polimorfismo gênico. Desse modo, a
genética do sistema imune tem sido
revelada nesses últimos anos.
ANTICORPO
Base Genética da Diversidade dos
Anticorpos
•
Os supergenes da cadeia pesada das Imunoglobulinas são
construídos a partir de cada um dos inúmeros segmentos V, D,J e
C. Os segmentos V,D e J combinam-se por rearranjos do DNA, e a
transcrição produz uma molécula de RNA que é processada para
formar um mRNA traduzível. Outra família de genes dão origem às
cadeias leves.
Como resultado desses rearranjos do DNA, existem
milhões de possíveis anticorpos. Rearranjos imprecisos
de DNA, mutações e adições aleatórias de bases no fim
do DNA contribuem para uma maior diversidade.
• Mudança de
classe após
produção inicial
de imunoglobulina
resulta em
anticorpos com a
mesma
especificidade ao
antígeno, mas
com uma função
diferente. Isso é
realizado por
cortes e rearranjos
dos genes que
codificam a região
constante.
A localização cromossômica dos genes dos
anticorpos, de receptores de células T e do
MHC em humanos
RECEPTOR DE CÉLULA T
Evidências de recombinações somáticas
(rearranjos) dos anticorpos e os genes TCR
•
A hipótese que os genes dos anticorpos
resultantes da “fusão” de dois genes diferentes
(um gene V e um gene C) foi postulada em 1965
por W Dreyer e J Bennett. Esta hipótese propõe
uma explicação sobre os dados da seqüência da
proteína que se acumularem ao longo do tempo e
sobre as observações sorológicas e genéticas,
indicando que o mesmo idiotipo pode ser
encontrado em associação em diferentes isotipos.
•
A “dois genes – um polipeptídico”, hipótese
comprovada nos anos 70 por N Hozumi, que
demonstrou que as sondas para as cadeias leves
C ou C+V do mRNA hibridizam com diferentes
fragmentos de restrição de DNA genômico
embrionário mas hibridizam com o mesmo
fragmento de restrição de DNA de mielomas. Este
experimento confirmou que um processo de
rearranjo somático ocorreu na célula produtora de
anticorpos.
Os loci dos receptores de Células T (TCR)
a/d,b e g
•
Embora existam quatro tipos de cadeias de receptores de células T (a, b, g e d), e
existem apenas três loci porque o locus “d” é interdispersado em um locus “a”. O locus
humano a-d é complexo e incluem 54 segmentos do gene Va, dos quais 45 são
funcionais. O locus também contém um notável número (61) de segmentos Ja, dos
quais a maioria é funcional.O locus humano “b” foi o prmeiro a ser descoberto ao ser
totalmente mapeado e seqüenciado. Esse locus mede ~0.6 Mb e contém 62-65 genes
V, dos quais 39-41 são funcionais. O locus humano “g’ é muito mais simples, medindo
~ 0.1 Mb e contendo 12-15 genes V, dos quais 4 -6 são funcionais.
Complexo de Histocompatibilidade Principal
MHC
•
MHC desempenha um papel essencial na resposta imune: permite
os Linfócitos T reconhecerem o antígeno.
•
MHC trabalha junto com TCR e influencia o repertório dos
antígenos T capazes de reconhecer o antígeno.
•
Essa é a razão porque o complexo MHC desempenha um papel
fundamental na susceptibilidade a muitas doenças complexas e
auto-imunidade.
Estrutura MHC I
•
Expressa na superfície celular
•
Reconhecida por TCR de linfócitos
T CD8 (citotóxicos)
•
CD8 liga o complexo peptídeo-MHC
I
•
MHC I são requisitados para
reconhecimento de antígenos
endógenos (via citosólica)
•
Constituído por duas cadeias: a
alfa codificada por genes MHC e a
microglobulina beta, codificada por
um gene externo ao cluster MHC
•
A cadeia alfa possui 3 domínios
externos, 1 transmembrânico,
juntos com o alfa 3 ligam as
moléculas à membrana e a uma
cauda citoplasmática
Estrutura MHC II
•
•
MHC II são heterodímeros
constituídos de duas cadeias alfa e
duas beta, ambas codificadas por
genes do cluster MHC.
Ambas as cadeias apresentam dois
domínios extracelulares e uma
cauda citoplasmática.
Localização das proteínas do
MHC
Locus MHC
•
421 loci, 252 deles são classificados como genes expressos
Polimorfismos alélicos do MHC em
cada gene: possibilidade de
recombinação