transcrição aula 6 – resposta imune humoral

TRANSCRIÇÃO AULA 6 – RESPOSTA IMUNE HUMORAL
A resposta imune humoral é aquela mediada pelos linfócitos B. Essa célula vem de um precursor linfóide comum à outras células,
como linfócitos T, células NK, etc. Ela é formada na medula óssea e permanece lá até o seu amadurecimento final e de lá migra para
os órgãos linfóides secundários.
Para que a resposta humoral aconteça, é necessário que os linfócitos B virgens migrem para os órgãos linfóides secundários e
permaneçam lá até o momento que eles encontrem o seu antígeno, quando eles são então ativados, se proliferam e maturam. A
partir desse momento há a diferenciação das células em duas linhagens: plasmócitos e células de memória. Os fatores que
determinam se uma célula B irá se diferenciar em uma dessas duas células não são conhecidos.
Durante esse processo, ocorrem algumas modificações nessas células. Primeiro, o aumento da produção de anticorpos.
Segundo, a edição desses anticorpos. O processo de edição por sua vez é composto por dois eventos: (1) A hipermutação somática e
(2) a troca de classe. A hipermutação somática consiste é uma mutação que irá gerar uma maturação da afinidade. Ou seja, para
que o linfócito B reconheça um antígeno, existe uma afinidade X. Após a ocorrência da hipermutacao somática, ele irá continuar a
reconhecer esse antígeno, porem com uma afinidade maior. Isso é importante para as infecções subseqüentes, de maneira que a
resposta imune é aprimorada continuamente. Já a troca de classe consiste na troca dos anticorpos que a célula produziria de IgD
ou IgM para classes mais especificas, como IgG, IgA ou IgE.
Assim como ocorre com as moléculas de MHC, as moléculas de BCR também possuem regiões com um maior numero de
variações que outras. No caso do BCR, as regiões de maior variação são as regiões CDR1, CDR2 e CDR3, que se encontram na porção
Fab. A importância disso é que quanto mais variações houver nessas regiões, maiores serão as possibilidades de diferentes clones
reconhecerem diferentes antígenos. A porção Fab é a porção que se liga especificamente ao antígeno e a porção Fc é a parte
efetora do anticorpo.
O anticorpo não reconhece qualquer região do antígeno e sim regiões especificas conhecidas como epítopos (ou determinante
antigênico). Uma vez que o anticorpo é especifico para um epítopo, ele o será assim para sempre, nunca mudando a sua
especificidade, apenas a sua afinidade. O anticorpo pode reconhecer uma epítopo linear, mas também pode reconhecer um epitopo
conformacional, de maneira que se aquela proteína perder a sua forma tridimensional, ela poderá nao ser reconhecida por aquele
anticorpo. Pode acontecer também de, no caso do epitopo linear, essa porção esteja inacessível em um momento inicial. Assim esse
antígeno seria primeiro endocitado por uma outra célula, que o degradaria de maneira que ele passasse a expor o seu epitopo, que
então seria reconhecido pela sua célula B especifica, estimulando um outro tipo possível de resposta.
Esses epitopos estão, em geral, localizados na superfície do patógeno, pois os linfócitos B reconhecem preferencialmente os
antígenos na sua forma nativa, pelo menos em um momento primário da resposta humoral. A ligação do BCR com o seu antígeno
pode ser de varias maneiras: (1) Em formato de pocket, semelhante como ocorre com a molécula de MHC e o seu peptídeo, (2) em
forma de uma superfície extendida, (3) em uma conformação mais planar e (4) de uma maneira que o BCR emita uma projeção que
se encaixa dentro do antígeno.
Um antígeno pode alcançar os órgãos linfóides secundários (linfonodos, baço e tecidos linfóides associados as mucosas) integro
ou no interior de um fagócito. O sistema linfático está constantemente drenando liquido dos tecidos. A linfa chega pelo vaso linfático
aferente e sai pelo eferente. O inchaço de uma região rica em linfonodos é um sinal de que a resposta imune está ocorrendo. Isso
ocorre pois o calibre do vaso aferente aumenta, enquanto que o calibre do eferente diminui. Esse aumento também decorre da
proliferação das células do linfonodo. Esses dois fatores então aumentam a chance de os linfócitos e seus antígenos encontraremse aleatoriamente naquele espaço, já que a chegada da linfa àquele local é facilitada e a sua saída, dificultada.
As células B se encontram na região chamada de zona de célula B ou folículo linfóide. O linfonodo é um órgão linfóide bem
estruturado, com bastante diferenciação entre as regiões de células B e T. Isso também ocorre no baço, que possui as polpas
branca, vermelha, etc. Já os tecidos linfóides associados a mucosas, como a placa de Peyer (localizada no apêndice) não é bem
estruturada, de maneira que a única estrutura bem delineada são os folículos linfóides. Outros exemplos de tecidos linfóides
associados a mucosas são as tonsilas faringiana, palatina e as tonsilas linguais.
A molécula de BCR não reconhece apenas proteínas, mas também glicoproteínas, polissacarídeos, lipídeos, etc. A ligação do BCR
com essas substancias irá induzir dois eventos: Primeiro, a internalização do complexo BCR-antígeno e a apresentação via MHC de
classe 2. Segundo, essa internalização irá gerar uma sinalização para a própria célula de que ela esta sendo ativada.
Essa sinalização ocorre da seguinte maneira: A porção transmembrana da cadeia pesada do BCR está associada a outras duas
proteínas transmembranas, Ig-alfa e Ig-beta. Essas duas proteínas, por sua vez, possuem domínios que se encontram no interior da
célula que podem ser ITAM, que induz a ativação, e ITIM, que induz a inativação.
Para que ocorra a inativação downstream, o antígeno precisa se ligar em pelo menos duas moléculas de BCR (ativação por
cross-linking de receptores). Quando ocorre então a ligação do antígeno com o BCR, ocorre a aproximação das duas moléculas de
ITAM (uma que se encontra na Ig-alfa e outra na Ig-beta). Quando essa aproximação ocorre, uma serie de proteínas quinases da
família Src realizam reações de fosforilação (adição de fosfato) aos ITAM. Uma vez que essa fosforilação ocorre, a proteína Syc e se
liga aos domínios de ITAM fosforilados. Cada um dos dois Syc então fosforila o outro e vice-versa (transfosforilacao).Além disso, a
Syc fosforila a proteína SLP65, que auxilia na fosforização da fosfolipase C. Obs: A potencializarão da sinalização ocorre através da
existência de um co-receptor, que é composto por três porções: CD19, CD21 e CD81. O objetivo desse co-receptor é fazer com que
mais dessas proteínas quinases se aproximem do ITAM. A fosfolipase C, por sua vez, marca um ponto importante, pois a partir dai
ocorre a divergência da sinalização em três braços. A fosfolipase cliva a molécula de PIP2, originando dois produtos: DAG e IP3 (o
processo ocorre no citosol da célula). O DAG permanece na membrana da célula (pelo lado de dentro) e o IP3 liga-se a um canal de
cálcio que se encontra na membrana do reticulo endoplasmático, abrindo-o. A diminuição do cálcio no interior do RE estimula a
abertura de canais de cálcio presentes na membrana celular chamados de CRAC. A abertura desses dois canais promove então um
aumento de cálcio citoplasmático. O DAG então ativa duas enzimas: PKC-teta e RasGRP. A ligação da molécula de IP3 no canal é
chamada de fase precoce e a abertura de CRAC para permitir a entrada de cálcio no citoplasma é chamada de fase tardia. O objetivo
do aumento do cálcio citoplasmático é aumentar a atividade de enzimas que dependem de cálcio. Essas proteínas então ativam dois
fatores de transcrição: NFAT e NFkB. Além disso, a ativação das enzimas RasGRP e PKC-teta também é importante pois leva à
transcrição do fator de transcrição AP-1. Esses três fatores de transcrição se ligam então em seqüências promotoras dos genes IL2, que induzem a proliferação.
RESPOSTA T INDEPENDENTE x RESPOSTA T DEPENDENTE
Há células B que mesmo após a ocorrência desses eventos supracitados não se ativam de maneira completa. Isso acontece, pois
essas células necessitam das células T para finalizar esse processo de ativação. Porém, há células B em que esses acontecimentos
são suficientes para desencadear a sua completa ativação, sendo essa uma resposta T independente. A resposta T dependente é
muito mais completa. O antígeno que gerar uma resposta T dependente irá gerar hipermutação somática, troca de classe de
imunoglobulina e memória. Aqueles que geram uma resposta T independente, em geral não levam a produção dessas três
características.
Como descrito antes, para que a célula B seja ativada, é necessário que o antígeno se acople em pelo menos dois receptores.
Muitos antígenos não-protêicos possuem vários epítopos idênticos na sua membrana. Assim, ocorre com mais facilidade a
agregação de duas ou mais moléculas de antígeno para cada molécula de BCR, Assim, o sinal gerado é muito forte, o suficiente para
disparar a ativação das células, sem a necessidade das células T. Vale lembrar que não são só apenas antígenos que tem o potencial
de desencadear essa resposta, mas também receptores da resposta imune inata.
Com relação aos antígenos protéicos, muitos microorganismos apresentam apenas um ou poucos epítopos na sua configuração
nativa. Assim, esses antígenos não são eficientes em causar a agregação de duas moléculas de BCR sendo, portanto, pouco provável
que inicie a ativação de uma célula B. É por isso que há a necessidade da ajuda de células T CD4 para a ativação daquele linfócito B.
Quando a célula T não é ativada, ela internaliza aquele antígeno que chegou a sua membrana e o apresenta para a célula CD4. A
célula CD4 então produz citosinas que então ativam a célula B e produz anticorpos contra aquele antígeno.
Uma célula B só pode ser ativada por uma célula T CD4 que responda ao mesmo antígeno (não necessariamente ao mesmo
epítopo). Porém, a chance de um linfócito B e um linfócito CD4 que reconheçam o mesmo antígeno encontrarem-se é muito pequena.
Assim, os linfócitos B virgens residem nos folículos linfóides, mas elas circulam por todo o corpo via sistema circulatório linfático e
sanguíneo. Os linfócitos T também circulam constantemente por todo o corpo. Além disso, quando um antígeno ativa uma célula B
naive, essa célula aumenta a expressão de CCR7, que é um receptor de quimiocina. Em contrapartida, o linfócito T naive, uma vez
ativado, diminui a expressão de CCR7. As quimiocinas que se encaixam no receptor CCR7 são as CCL19 e CCL21. Essas quimiocinas se
encontram na região de células T. Se o linfócito T perde esse receptor, ele deixa de ser atraído para essa região. Se o linfócito B
ganha esse receptor, ele passa a ser atraído para essa região. Assim, os linfócitos T e B acabam indo um no encontro do outro.
Então, quando esse encontro ocorre, na borda entre as zonas T e B, as células B apresentam os antígenos via MHC classe 2 para as
células T CD4.
A molécula CD40L é um receptor expresso de maneira constitutiva na membrana da célula B. O CD40L é um receptor de
membrana do linfócito CD4. Como o linfócito B não tem CD4 para se ligar no TCR, o co-estímulo nesse caso é feito pela molécula
CD40, do linfócito B e CD40L, do linfócito T.
Uma vez que as células se encontram na borda B/T, as células B migram para o cordão medular e depois algumas dessas células
retornam para o folículo linfóide, onde continuam a se proliferar rapidamente e a se diferenciar em plasmócitos ou em células de
memória, no chamado centro germinativo. É nesse momento então que ocorre a hipermutação somática e a troca de classe. A
medida que elas vão se proliferando e maturando, elas perdem o receptor de quimiocina CXCL13, produzido pelas células dendríticas.
Essa quimiocina é responsável por manter as células B no folículo. Assim, quando elas perdem esse receptor, elas saem do folículo.
O plasmócito, em geral, retorna então para a medula óssea, podendo permanecer nesse local por dias ou por anos, produzindo
enquanto vivo anticorpos.
A HIPERMUTAÇÃO SOMÁTICA
Mecanismo que só ocorre nas células B, que aumenta a afinidade do BCR pelo antígeno. Ocorrem mutações pontuais nos genes
que codificam as imunoglobulinas. Como já foi dito, essas mutações ocorrem preferencialmente nas regiões de CDR1. 2 e 3. É
interessante notar que a taxa de mutação que ocorre nesse local é 10 milhões de vezes mais freqüente que a taxa de mutação para o
resto da molécula de DNA. A maior parte das mutações tem um impacto negativo na afinidade dos BCRs pelo antígeno. Esse evento
leva a uma diminuição da afinidade pelo ligante, o que torna o linfócito menos eficiente, induzindo assim a apoptose dessa célula, que
geralmente ocorre ainda no centro germinativo.
A taxa de proliferação no centro germinativo é tão alta que em cerca de quatro dias teriam cerca de 4 bilhões de células em cada
um desses centros. Isso não ocorre pois uma grande parte dos BCR gerados não conferem um aumento de especificidade, de
maneira que essas células morrem. Assim, ocorre um ciclo, em que os BCRs com maior afinidade são gerados menos
freqüentemente, de maneira que as células B são “selecionadas”. Novas mutações acontecem e uma nova seleção acontece e assim
por diante.
Obs: Essa alta taxa de proliferação que ocorre nesse momento nos centros germinativos pode também ter o seu lado negativo, pois
pode acarretar no aparecimento de neoplasias linfóides.
A TROCA DE CLASSE DE IMUNOGLOBULINAS
A princípio, a célula naive produz IgM ou IgD. Com a maturação, ela passará a produzir outros tipos de imunoglobulinas. O que
determina qual tipo de Ig essa célula passará a expressar é justamente a natureza da infecção que está ocorrendo no organismo.
Um conjunto de citocinas produzidas pela célula T irá direcionar qual dessas classes de Ig a célula B passará a apresentar. O que
determina quais citocinas serão produzidas pela célula T é a natureza da infecção. Uma vez mudada a classe, não há retorno. Isso
ocorre pois quando há a troca de classe, uma parte do DNA responsável pro produzir a classe antiga de Ig é removida.
O PROCESSO DE OPSONIZAÇÃO
O objetivo final de todos esses processos que ocorrem com as células B é a produção de anticorpos. Os anticorpos possuem a
função de opsonizar um antígeno-alvo, podendo esse antígeno ser uma bactéria, um vírus, uma toxina produzida por esses
microorganismos, etc. A opsonização consiste assim no revestimento de partículas ou microorganismos para facilitar a fagocitose,
a neutralização, a ADCC (citotoxicidade dependente de anticorpo) ou a ativação do sistema de complemento (via clássica). O que
determina um dos quatro processos a ocorrer uma vez que houve a opsonização é a porção Fc do anticorpo.
Obs: As substâncias que revestem são as opsoninas. Exemplos de opsoninas são os anticorpos e proteínas do complemento.
A IgG é uma Ig que geralmente induz a fagocitose, pois vários macrófagos apresentam receptores para a porção Fc da IgG. Além
de IgG, complementos como a C3b se ligam também a superfície da bactéria. Quando a C3b se liga ao CR1 (um receptor presente na
membrana do macrófago, a bactéria é fagocitada.
A neutralização ocorre de uma maneira um pouco diferente: Uma toxina prejudica uma célula se ligando a um receptor dessa
célula. Ocorre então uma internalização dessa toxina e conseqüentes danos no meio intracelular. Assim, os anticorpos atuam
ligando-se a essas toxinas no meio extracelular impedindo a ligação destas com o receptor na membrana celular.
A citotoxicidade mediada por anticorpos ocorre da seguinte maneira, tomando-se como exemplo a NK: os anticorpos se ligam aos
antígenos na superfície de uma célula-alvo. Receptores de Fc na célula NK reconhecem e se ligam aos anticorpos. Ocorre uma
sinalização para que essa célula NK degranule e assim a célula-alvo morre por apoptose. Outro exemplo de ADCC é a destruição de
parasitas (helmintos) pelos eosinófilos. Os eosinófilos possuem receptores da porção Fc da IgE. Assim, quando o parasita é
opsonizado por anticorpos IgE, os eosinófilos se ligam na porção Fc e também degranulam.
O FEEDBACK NEGATIVO DE ANTICORPOS
Em algum momento em que a infecção está sendo controlada, é necessário que haja alguma sinalização para que a produção de
anticorpos comece a declinar. Assim, quando há anticorpos em excesso, a porção Fab desse anticorpo irá se ligar no antígeno e a
porção Fc irá se ligar no receptor da célula B. Acoplado a esse receptor há uma ITIM, e a sua fosforilação irá desligar toda a via.
Então, se por um lado ativa, quando há muito anticorpo no espaço extracelular, o sinal será negativo.
A CÉLULA DE MEMÓRIA
Em uma infecção primária, inicialmente são produzidos moléculas de IgM. A célula B naive possui na sua membrana IgG e IgM, mas
ela só secreta IgM. Quando começa a ocorrer a proliferação, parte das células irá se tornar células plasmáticas, migrando para a
medula e secretando anticorpos, parte delas irá virar células de memória e parte delas irão se tornar células defensoras que irão
produzir anticorpos momentaneamente e depois irão morrer.
As células de memória ficam em quiescência (em Go) no folículo linfóide. Assim, em uma resposta imunológica secundaria, há a
proliferação menor de moléculas de IgM, e uma proliferação muito maior e mais rápida de moléculas de IgG, que já possuem uma
maior afinidade por aquele antígeno. As moléculas de IgM vêm de novos clones que estão sendo ativados.