Apostila de Imunologia

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RESPOSTA IMUNE: UM SUMÁRIO
(Marcela F. Lopes)
índice l
Abreviaturas... ...2
Mini-capítulos:
1- Fisiologia do sistema imune: órgãos e células, padrões de circulação, homeostase 3
2- Detecção e reconhecimento do exógeno: imunidade inata x adquirida... 6
3- Desenvolvimento de linfócitos B 7
4- Estrutura e função das moléculas do MHC 8
5- Desenvolvimento de linfócitos T 11
6- Ativação de linfócitos T 13
7- Ativação de linfócitos B 15
8- Mecanismos efetores da resposta imune 17
9- Sistema Complemento (anexo I) 19
* l O-Inflamação (anexo E) 21
11-Resposta imune à infecção 23
12- Imunodeficiência 28
13-Regulação da resposta imune 30
, 14 - Mecanismos imunopatológicos 32
•
15- Leitura complementar (deve ser lido antes da apostila)
Cap.l Propriedades gerais da resposta imune do Imunologia Celular e Molecular (A. Abbas)
ou
Cap.l Conceitos básicos em Imunologia do Imunobiologia (Janeway-Travers)
16- Leitura suplementar (regulação neuro-imuno-endócrina)
Revisão naNature Immunology 2004, v.5, p. 575-581
"Molecules of Emotion" 1999 (livro de Candace B. Pert)
l- Fisiologia do sistema imune: órgãos e células, padrões de circulação, homeostase
O sistema imune é formado por órgãos, células e moléculas, cuja função é monitorar o
organismo, reagindo, através da resposta imune, quando este é invadido por agentes infecciosos, ou
quando ocorrem modificações das condições internas (p.e., surgimento de tumores). A resposta
imune pode ser considerada como um conjunto de interações celulares e moleculares complexas
entre componentes do sistema imune, outros componentes do organismo e agentes externos a estes,
como os microrganismos e seus produtos (antígenos). A resposta imune pode resultar em defesa
contra o agente invasor e proteção do hospedeiro ou em alguns casos, em agressão ao próprio
organismo (imunopatologias e doenças auto-imunes). O sistema imune dos mamíferos é o mais
estudado, principalmente nos homens e camundongos, sendo dotado de células, os linfócitos, que
apresentam moléculas capazes de interagir com antígenos (Ags) de natureza química diversa. Os
linfócitos, através de estratégias genéticas únicas,, expressam receptores de antígeno que apresentam
diversidade na sua estrutura e capacidade de interagir com o Ag. Devido à recombinação somática
aleatória de genes e a outros mecanismos de geração de diversidade, cada clone de linfócito
expressa um receptor de Ag único, diferente dos receptores de outros linfócitos. Ao serem
estimulados pelos Ags, os linfócitos são ativados, se dividem, proliferam e se diferenciam em
células efetoras da resposta imune. Além da propriedade de expansão, o sistema imune dispõe de
mecanismos de regulação de suas atividades que proporcionam a diminuição do número de células
e retomo a homeostase, ao final da resposta imune. Finalmente, para monitorar o organismo, o
sistema imune dispõe de padrões organizados de circulação de células e promoção das interações
celulares em ambiente propício, resultando na resposta imune.
Órgãos e células - Nos órgãos linfóides primários ou centrais, ocorre a geração e
diferenciação dos componentes celulares do sistema imune Nos órgãos linfóides secundários ou
periféricos ocorrem interações celulares que geram a resposta imune. A fase efetora da resposta
imune pode ocorrer nos tecidos do organismo, nos sítios de contato com o Ag. Durante a resposta
imune, estes tecidos podem ser considerados como órgãos linfóides terciários, que em geral se
formam transitoriamente com o afluxo de células do sistema imune. Os precursores celulares que
dão origem aos diversos componentes do sitema imune se originam de uma célula-tronco na medula
óssea. Linfócitos B e células Natural Killer (NK) se diferenciam ao interagirem com células do
estroma na medula óssea. Linfócitos T também se originam a partir de um precursor linfóide, que,
no entanto completa sua diferenciação no timo, outro órgão linfóide central. Neutrófilos e
monócitos derivam de um precursor mieloide comum e se diferenciam na medula óssea, junto com
outros precursores da linhagem mieloide que dão origem aos eosinófilos, mastócitos e basófilos.
Todas estas células apresentam moléculas de superfície que as diferenciam (CDs) e dão
características funcionais, tais como receptores de antígenos, moléculas do complexo principal de
histocompatibilidade (MHC), e moléculas de adesão. Algumas destas células secretam fatores
solúveis como as citocinas e mediadores de inflamação, que por sua vez agem sobre receptores nas
células-alvo.
Os mecanismos da resposta imune são classicamente divididos em imunidade inata ou
adquirida. A imunidade adquirida é representada pelos linfócitos T e B, cuja ação efetora depende
da expansão clonal de linfócitos Ag-específicos, provocada pela interação de seus receptores TCR
(receptor da célula T) e BCR (receptor da célula B) com o Ag. Ao serem ativados, os linfócitos B
produzem rmunoglobulinas (Igs), ou seja secretam o seu receptor de Ag e os linfócitos T secretam
citocinas e ciíotoxinas. Por causa da necessidade de expansão clonal, este processo é mais lento que
a resposta mediada por células e moléculas da imunidade inata, como os fagócitos (neutrófílos e
macrófagos), células NK e o sistema complemento.
A imunidade adquirida pode ser subdividida em imunidade humoral e celular em relação à
fase efetora da resposta imune. As Igs estão presentes no sangue e são funcionais nestas condições.
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São portanto, mecanismos de imunidade humoral, que podem ser transferidos através do soro de um
indivíduo imune para outro não imune, gerando proteção em determinados casos. Citocinas,
citotoxinas e moléculas de superfície de linfócitos T dependem de contato celular para agir na
célula-alvo, pois, em geral, não são ativas a distância. Estes agentes podem induzir morte celular
diretamente (citotoxinas) ou ativarem células efetoras, como os macrófagos, p.e. Quando os
mecanismos de proteção de um indivíduo imune só podem ser transferidos através de células, estes
são considerados como mecanismos de imunidade celular.
Uma das propriedades básicas do sistema imune é gerar resposta imune aos antígenos
externos, ignorando os componentes do próprio organismo. Mecanismos de indução de tolerância
ao próprio promovem a eliminação ou inativação de linfócitos B e T autorreativos durante o
processo de diferenciação de linfócitos imaturos nos órgãos linfóides primários. Ao interagir com
células do estroma na medula óssea, o precursor linfóide obtém fatores e faz contatos necessários
para sua maturação. Ao se diferenciar, o linfócito B adquire a expressão do receptor de Ag (BCR)
ou Ig de membrana que o diferencia de outros tipos celulares. Linfócitos B imaturos com receptores
capazes de interagir com um auto-antígeno podem ser deletados por apoptose ou tornarem-se
anérgicos (inativados), dependendo das características do Ag e da intensidade da sinalização
intracelular gerada por este. Já os linfócitos T, ao se diferenciarem no timo, são testados quanto a
sua capacidade de interagir através do seu receptor (TCR) com estruturas moleculares (produtos do
MHC) presentes na superfície de células epiteliais do timo. Este processo denominado seleção
positiva promove a sobrevivência dos linfócitos T e restringe o repertório de linfócitos T capazes de
participar da resposta imune. A deleção de linfócitos T autorreativos ou seleção negativa também
ocorre no timo, quando peptídeos antigênicos associados a moléculas de MHC interagem com o
TCR do linfócito T imaturo, gerando sinais intracelulares de maior intensidade que levam à
apoptose.
Durante sua diferenciação no timo, os linfócitos T adquirem as moléculas CD4 e CD8 que
caracterizam duas subpopulações distintas, quanto às características funcionais. Em geral, células T
CD4 secretam citocinas, enquanto células T CD8 são citotóxicas. Quanto ao receptor de Ag, estas
duas subpopulações expressam TCRccp, enquanto uma subpopulação
minoritária expressa TCRyõ e
pode secretar citocinas ou exercer funções citotóxicas, mas não expressam CD4 ou CD8. As células
T CD4 ou auxiliadoras podem expressar diferentes padrões de citocinas: células THLexpressam
citocinas do,tipp_l, como EFN-y e IL-2, enquanto células TH2 secretam citocinas do tipo 2, como
IL-4 e IL-10. A IL-2 e a IL-4 são citocinas que induzem proliferação e diferenciação de linfócitos T
e B, enquanto IFN-y e IL-10 agem sobre macrófagos e possuem ações antagónicas. O IFN ativa a
ação microbicida dos macrófagos, enquanto a IL-10 é desativadora. Células TH l promovem a
imunidade celular, enquanto as células TH2 participam na ativação de linfócitos B, na sua
diferenciação em plamócitos secretores de Ig, promovendo a imunidade humoral. Estas
subpopulações regulam suas atividades reciprocamente, pois citocinas tipo 2 inibem a ação efetora
de macrófagos e o IFN inibe a proliferação de células TH2. A diferenciação em células TH1 e TH2
é influenciada por citocinas, respectivamente, a IL-12 (produzida por macrófagos e células
dendríticas) e a IL-4.
Quando a célula T deixa o timo, ela é considerada como um linfócito virgem que ainda não
foi estimulado pelo Ag. A ativação do linfócito T e sua diferenciação em célula efetora pode ocorrer
no órgão linfóide secundário. Células especializadas em captação e apresentação de Ag, como as
células dendríticas, podem levar o Ag captado nos tecidos ao órgão linfóide secundário, através da
circulação linfática. Células dendríticas, assim como os macrófagos, são derivadas dos monócitos
do sangue, e ao se diferenciarem em células dendríticas maduras, adquirem a capacidade de
processar proteínas em peptídeos, que se associam a moléculas de MHC classe II e estimulam
células T CD4. Além disso, elas apresentam moléculas co-estimuladoras (como B7) e, em contato
com produtos microbianos, podem produzir IL-12.
Nos órgãos linfóides secundários, células T e B estão segregadas nas regiões T e B
(folículos) respectivamente. Células T interagem com células apresentadoras de Ag (APCs, como a
célula dendrítica), na região T e iniciam o processo de proliferação dependente de IL-2. A
diferenciação em células TH2 ou TH l depende de re-estimulação pelo Ag, além da presença de
citocinas, como a IL-4 e a IL-12, respectivamente. Células T ativadas produzem citocinas e
expressam em sua superfície o CD40-L, outra molécula importante na ativação de linfócitos B e
macro fagos, estes por sua vez, também apresentam características de APCs profissionais (expressão
de MHC classe II e de moléculas co-estimuladoras).
Células B captam o Ag pela Ig de superfície, processando-o e apresentando os peptídeos
derivados do Ag em moléculas de MHC-II para células T CD4. Células TH2 produzem IL-4 e
CD40-L que promovem a ativação e diferenciação de linfócitos B. Estas interações se dão nas áreas
limítrofes do folículo primário com a área T e gera um foco inicial de proliferação de células B, que
migram para o folículo e ao proliferarem intensamente, formam o centro germinativo. Células
foliculares dendríticas presentes no folículo (a,gora folículo secundário, pois contem o centro
germinativo) podem apresentar Ag para as células B e promoverem sua ativação e diferenciação em
plasmócitos. Alguns plamócitos podem retomar à medula óssea, de onde secretam grandes
quantidades de Ig na circulação sanguínea. Algumas células B e T se diferenciam em células de
memória nos órgãos linfóides secundários. Órgãos linfóides secundários podem estar associados às
mucosas (MALT) do trato digestivo e respiratório. Esta localização é estratégica para a secreção de
IgA nas mucosas. O baço também é um órgão linfóide secundário, que concentra Ags derivados do
sangue. Durante o estágio fetal, baço e fígado são órgãos hematopoieticos suportando a
diferenciação de células B e outros leucócitos.
Padrões de circulação - Células T efetoras também deixam os órgãos linfóides secundários
e através do sistema circulatório atingem os tecidos. Células T CD4 TH l podem ativar macrofagos,
células T CD8 podem agir diretamente sobre células infectadas expressando o Ag associado a
moléculas de MHC classe I. Uma das consequências da ativação de células T é o aumento da
expressão de moléculas de adesão, como IÇAM-1 e LFA-1, que facilitam as interações
intercelulares . Estas moléculas que interagem entre si, pertencem respectivamente à superfamília
das Igs e à família das integrinas, como a maior parte das moléculas que participam destas
interações. Estas moléculas também influenciam no processo de migração e circulação de linfócitos
T, junto com as selectinas, moléculas que apresentam afinidade pelos açúcares presentes em outras
moléculas.
Ao se diferenciarem em células efetoras ou de memória, os linfócitos T sofrem modificações
nas suas moléculas de superfície. Deixam de expressar CD45RA e adquirem CD45RO, outra
isoforma do CD45. Enquanto células virgens, elas expressam CD62-L ou L-selectina, que promove
a entrada destes linfócitos nos órgãos linfóides através de interação com as células endoteliais altas
dos capilares sanguíneos. Os linfócitos que não encontram o Ag no órgão linfóide podem recircular
e entrar em outros órgãos linfóides. Os ligantes do CD62-L no endotélio são o CD34, a adressina
dos linfonodos periféricos e o MadCAJVI ou adressina dos MALT. A interação do LFA-1 com o
IÇAM-1 no endotélio também é importante para a diapedese, ou passagem através da parede do
endotélio.
Quando a célula T se diferencia em célula T efetora ou de memória, ela aumenta a expressão
de LFA-1, mas diminui a expressão de CD62-L. Por outro lado, outros "homing receptors" estão
aumentados, como CD44 que se liga ao hialuronato de adressinas de mucosas e tecidos. O VLA-4
promove a entrada nos sítios inflamados através da interação com VCAM-1. Finalmente, células
jTtll, mas não TH2, apresentam capacidade aumentada de migrar para o epitélio, graças à expressão
do Ag linfocitário cutâneo ou CLÃ, que se liga às selectinas E e P do endotélio em capilares que
irrigam a pele. Citocinas inflamatórias produzidas por macrófagos, como TNF-a e IL-1 são capazes
de aumentar a expressão de IÇAM-1 e VCAM-1 e selectinas no endotélio durante o processo
inflamatório, aumentando o recrutamento de linfócitos, rnonócitos e neutrófilos ao sítio inflamado.
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Outras citocinas, as quimiocinas ativam e atraem os leucócitos para os tecidos. A IL-8 é
particularmente importante para a migração de neutrófllos, aumentando a afinidade do LFA-1 pelo
ICAM-1. Nos animais deficientes de IL-8 e pacientes deficientes de LFA-1, os neutrófllos não
chegam ao tecido inflamado.
Homeostase - A geração de memória imunológica é uma das propriedades inerentes à
resposta imune adquirida e garante a proteção em caso de re-exposição a um determinado agente
infeccioso. Esta proteção é específica para este agente infeccioso e é gerada durante a resposta
imune primária. A memória pode ser atribuída ao aumento de moléculas protetoras como as Igs
durante a resposta primária. A presença de focos de Ags (p.e. nas células foliculares dendríticas)
deve ser importante para a manuntenção dos níveis de anticorpos. O aumento do número de
precursores de linfócitos Ag-específicos ou células de memória pode também contribuir para a
rapidez da expansão clonal durante a resposta secundária e maior eficiência da resposta imune. No
caso das células B, ocorre ainda a maturação da afinidade, ou seja, seleção das células B que
produzem Ig de maior afinidade pelo Ag, graças ao processo de hipermutação somática. No caso
das células T, os linfócitos de memória apresentam mais moléculas de adesão e menos requisitos
para sua ativação, sendo assim, mais eficientes.
Quando o Ag é eliminado, ao final da resposta imune, ocorre, no entanto, um excesso de
células efetoras e de memória. Parte destas células é eliminada para que o organismo retorne à
homeostase. Este processo ocorre como consequência da diferenciação
terminal dos linfócitos, que
aumenta sua suscetibilidade a morte por apoptose. Células T ativadas expressam Fas, um receptor
da família do receptor de TNF e seu ligante, o Fas-L e podem se matar por apoptose, num processo
de fratricídio. Linfócitos B ativados expressam Fas e podem ser eliminados por linfócitos T.
Camundongos deficientes de Fas e Fas-L apresentam hipertrofia dos órgãos linfóides e fenómenos
de autorreatividade, mostrando que este mecanismo também é importante para a manuntenção da
tolerância periférica aos antígenos próprios. Outros órgãos imunoprivilegiados como olhos e
testículos têm células que expressam Fas-L e eliminam linfócitos T ativados que poderiam induzir
inflamação e lesão nestes tecidos. Melanomas também são capazes de escapar à resposta imune
através da expressão de Fas-L. Em conclusão, mecanismos de indução de apoptose em linfócitos
são importantes para controlar sua expansão e sua potencial ação destrutiva sobre o próprio
organismo.
2- Detecção e reconhecimento do exógeno: imunidade inata x adquirida.
O sistema imune reconhece a presença de substancias exógenas ao organismo através de
receptores presentes nas células que participam da resposta imune. Células da imunidade inata,
responsáveis pela defesa imediata do organismo aos patógenos invasores, expressam receptores
capazes de se ligar (PRRs, receptores para o reconhecimento de padrões) a padrões moleculares
associados a patógenos (PAMPs). Alguns desses receptores (lectinas) se ligam a açúcares
característicos de fungos, outros (TLRs, receptores tipo Toll) reconhecem estruturas presentes em
parasitas, na parede de bactérias gram-positivas, gram-negativas, no DNA de bactérias, no PJ^TA
virai. Cada TLR (10 já descritos) é codificado por um gene diferente e reconhece estrutura
característica de um grupo de patógenos: fungo, bactéria, parasita ou vírus. Tal sistema de
reconhecimento garante que os patógenos serão notados pelo sistema imune e vão provocar uma
reação imediata que leva a sua destruição ou alerta as células da imunidade adquirida. Alguns
desses receptores partilham um via de sinalização intracelular em comum que resulta na ativação de
macrófagos, neutrófilos e maturação de células dendríticas. Outras vias de sinalização podem ser
detonadas por receptores diferentes, levando a respostas celulares apropriadas ao combate de cada
tipo de patógeno. Células dendríticas podem reagir diferentemente (qualitativa e/ou
quantitativamente) quando interagem com fungos, vírus ou bactérias. Células dendríticas maduras
participam da ativação de linfócitos T, transmitindo informações sobre a presença e o tipo de
patógeno, através de fatores solúveis (citocinas) e ligantes na membrana (antígeno e moléculas co-
estimulatórias).
As células da imunidade adquirida, linfócitos B e T expressam na membrana receptores
(BCR e TCR, respectivamente), que fazem o reconhecimento fino de partes do material exógeno
(antígeno). Estes receptores são produtos de múltiplos genes, que se recombinam entre si, de
maneira que cada linfócito expressa um tipo de receptor único, capaz de interagir com um
determinado antígeno e não outro (específico: p.e. são capazes de distinguir um vírus de outro).
Quando interage com o antígeno, o linfócito entra em divisão celular e prolifera, produzindo um
exército de clones, todos com o mesmo receptor (expansão clonal). O linfócito B expressa na
superfície, o BCR (receptor da célula B) constituído por uma molécula de anticorpo (ou
Imunoglobulina, Ig) capaz de interagir com um determinado Ag e de moléculas acessórias que
transmitem informação à célula por sinalização intracelular. Este processo pode levar à ativação do
linfócito B e, em condições apropriadas (interação com linfócitos T), induzir a diferenciação em
plasmócitos, células que secretam anticorpos capazes de interagir com o mesmo Ag. A interação
entre anticopos e Ags depende de características próprias do Ag e do anticorpo que vão determinar
a especificidade e a afinidade (química) pelo Ag.
Os anticorpos são compostos de 4 cadeias proteicas: 2 leves (L) idênticas e 2 pesadas (H)
também idênticas: l 1 1 1 associadas por pontes dissulfetos entre as duas cadeias pesadas e entre cada
cadeia pesada e uma das cadeias leves. A parte do anticorpo que interage com o Ag é formada por
parte da cadeia pesada e parte da cadeia leve e é denominada de sítio de ligação ao Ag. Cada
molécula de anticorpo possui 2 sítios de ligação ao Ag: é bivalente. As cadeias pesadas podem ser
parcialmente processadas por enzimas proteolíticas, gerando 2 fragmentos que contêm parte da
cadeia pesada e a cadeia leve ainda unidas (Fab, de fragmento que liga o Ag) e um fragmento que
contêm parte das 2 cadeias pesadas unidas (Fe, de fragmento cristalizável). A parte Fe das Igs
íntegras pode se fixar a receptores de Fe na superfície de células, esta propriedade (opsonização)
direciona o Ag, reconhecido pela Ig, para células capazes de processa-lo e destruí-lo, como os
macrófagos. Existem vários tipos de Igs com propriedades diferentes. A IgG se fixa a receptores de
Fe em macrófagos e células NK, atravessa a placenta e fixa complemento. A IgM secretada é
formada por 5 moléculas de Igs unidas, formando um pentâmero decavalente, com alta avidez pelo
Ag e capacidade de fixar complemento. IgM e IgD formam o BCR de células B maduras. A IgE se
fixa a receptores de Fe de mastócitos na defesa a parasitas e respostas alérgicas. A IgA é dimérica e
importante na resposta imune de mucosas. A parte Fab das Igs interage com o Ag. Nesta interação,
o formato do Ag e do sitio de ligação ao Ag das Igs influencia no encaixe, mas a afinidade também
depende in interações químicas entre grupamentos hidrofóbicos, polares, etc. Um anticorpo pode se
ligar a Ags diferentes, desde que apresente características apropriadas para estabelecer tais
interações (a especificidade não é absoluta). Os anticorpos podem se ligar a açúcares, proteínas,
ácidos nucléicos, pequenos grupamentos químicos (haptenos) etc.... Interessante, pequenas
diferenças na estrutura química de Ags, por exemplo em isômeros com grupamentos químicos em
posição orto e para, podem ser suficientes para determinar a ligação ou não a determinado
anticorpo.
Os receptores de células T (TCR) têm um padrão mais restrito de reconhecimento
antigênico, interagindo apenas com antígenos proteicos processados em pequenos peptídeos (< 20
aã) por razões que serão discutidas em outro capítulo.
3- Desenvolvimento de linfócitos B
O linfócito B é gerado na medula óssea (órgão linfóide primário) a partir de um precursor
linfóide comum aos linfócitos T e células NK. Outros leucócitos gerados na medula óssea
(monócitos, neutrófilos, eosinófilos) e mesmo as hemácias e plaquetas derivam de um precursor
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mielóide. No entanto, os precursores linfóide e mielóide vêm de uma célula tronco hematopoiética,
com potencial de auto-renovação. A escolha para a diferenciação em diferentes linhagens depende
de fatores de membrana ou solúveis de células do estroma dos órgãos linfóides primários (medula
óssea e timo). A IL-7 é necessária para a proliferação e sobrevivência dos linfócitos durante o
desenvolvimento, possivelmente por induzir MCL-1, proteína anti-apoptótica da família do BCL-2.
Células do estroma tímico expressam na membrana ligantes de Notch (receptor presente em
linfócitos) e instruem o precursor linfóide a se diferenciar em linfócitos T. Na medula óssea, o
precursor linfóide é instruído a se diferenciar em linfócitos B, na ausência de sinalização via Notch.
Células pró-B podem expressar marcadores como B220 e CD 19 que caracterizam os linfócitos
B, mas não expressam BCR. Células pré-B expressam as enzimas recombinases RAG (l e 2) e
fazem a recombinação do gene da cadeia pesada da IgM (u) e a expressam junto com uma pseudo-
cadeia leve, formanto o pré-BCR. A seguir, ocorre recombinação dos genes da cadeia leve (K ou À)
e expressão da IgM de membrana (BCR),
mas a célula B ainda é considerada imatura. O linfócito B
só está maduro quando expressa IgM e IgD na sua membrana.
A característica mais especial dos linfócitos é a expressão das enzimas recombinases que
permite a recombinação dos genes dando origem ao receptor de Ag, sem o receptor (BCR ou TCR)
os linfócitos não prosseguem seu desenvolvimento. As cadeias leves e pesadas das Igs possuem
domínios constantes e domínios variáveis (cada domínio consiste de urna sequência pouco maior
que 100 aminoácidos com uma ponte dissulfeto intracadeia). O sítio de combinação com o Ag é
formado pelos domínios variáveis das cadeias leves e pesadas. Enquanto as partes constantes das
Igs estão condificadas em genes sequenciais no genoma, os domínios variáveis são codificados por
genes recombinados, produtos de múltiplos genes que aleatoriamente combinaram entre si. O gene
que codifica o domínio variável da cadeia leve da Ig (K ou A,) é formado pela recombinação de um
entre aproximadamente 50 genes V e alguns poucos genes J. Para cada cadeia pesada, genes V, D e
J são recombinados para formar o gene que codifica o domínio variável. As RAGs reconhecem
sequências de recombinação (sequências palindrômicas de ácidos nucleicos) que flanqueiam os
genes V, D e J, unindo-as. Todo material genético entre essas sequências é eliminado como DNA
circular (o cromossoma dos linfócitos fica menor que o de outras células!) e mecanismos de reparo
garantem a sequência do gene. No entanto, ácidos nucleicos podem ser perdidos nesse processo e há
uma enzima capaz de adicionar outros, aumentando o potencial de diversidade dos mecanismos de
recombinação. Juntos, esses processos geram uma grande diversidade, produzindo uma população
de linfócitos B, cada um com um gene recombinado diferente para cada cadeia (leve e pesada).
Portanto, cada linfócito B gerado possui um receptor de Ag (IgM/BCR) único, diferente dos outros.
A população de linfócitos gerados pode virtualmente reconhecer qualquer Ag introduzido no
organismo. Alguns podem reconhecer antígenos próprios (auto-antígenos), tornando-se
potencialmente perigosos para o organismo. Durante o desenvolvimento, ocorre seleção negativa de
linfócitos B autorreativos, ou seja, aqueles que interagem com auto-antigenos são eliminados.
4- Estrutura e função das moléculas do MHC
O MHC (de Major Histocompatibility complex) ou Complexo Principal de
Histocompatibilidade é um conjunto de genes localizados no mesmo cromossoma, que codificam
moléculas diretamente ou indiretamente envolvidas na apresentação de antígenos para células T.
Como será discutido mais adiante, o tipo de molécula de MHC envolvida na apresentação de Ag,
depende da compartimentalização do Ag na célula apresentadora (vesicular, de origem exógena, ou
citoplasmático, de origem endógena) e influencia na ativação de diferentes subpopulações de
linfócitos T.
O complexo gênico MHC é composto de várias regiões de classe I, classe II e classe III. Na
região de classe III são codificados produtos não relacionados à apresentação de Ags, como
componentes do sistema complemento e citocinas, como TNF, que no entanto, também contribuem
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para a resposta imune. Nas regiões de classe I e II, o MHC humano ou HLA (de Human Leucocyte
Antigen) codifica 3 moléculas de classe I: A, B e C e 3 tipos de moléculas de classe II: DP, DQ e
DR. O MHC murino (H-2) codifica 2 tipos de moléculas de classe II: I-A e I-E e duas ou três de
classe I: K, D e (L). As cadeias a e (3 das moléculas de classe II são associadas por pontes
dissulfeto, e codificadas pelos genes a e b dentro do MHC. As moléculas de classe I são compostas
de uma cadeia pesada a, codificada dentro do MHC, associada não covalentemente à molécula de
p2 microglobulina, que não é codificada dentro do MHC, mas em outro cromossoma. As cadeias
que compõem as moléculas de MHC apresentam estrutura terciária, representada por domínios. As
cadeias a e p da molécula de classe II são compostas, cada uma de 2 domínios, respectivamente ai
e a2, pi e P2. A cadeia a das moléculas de classe I é composta de 3 domínios: ai, a2 e a3, sendo a
molécula P2 microglobulina correspondente ao quarto domínio da molécula de classe II. Os
domínios a2 e P2, ancorados à membrana e a3 da molécula de classe I, assim como a p2
microglobulina, apresentam estrutura similar aos domínios das imunoglobulinas, apresentando uma
ponte dissulfeto interna. Por causa disso, as moléculas de MHC são consideradas membros da
superfamília das imunoglobulinas. No entanto, os domínios ai e P l da molécula de classe II e os
domínios ai e a2 da molécula de classe I apresentam estruturas diversas, que em certos aspectos
se assemelham a outras moléculas, como as proteínas de choque térmico (algumas codificadas na
região de classe III) e o FcRn, molécula especializada em transportar IgG através da placenta. Esses
domínios localizados na porção da molécula mais distai à membrana, formam a fenda ligante de
antígeno, composta de um assoalho de fitas p-pregueadas e paredes em forma de a-hélice.
Entretanto, na molécula de classe I as paredes de a-hélice estão mais próximas em suas
extremidades, limitando o tamanho do Ag (peptídeo) a ela associado, enquanto na molécula de
classe 2, o peptideo pode protuberar para fora da fenda. Peptídeos de 8 a 9 aminoácidos se associam
a moléculas de classe I, enquanto moléculas de classe II comportam peptídeos de 12 a 20
aminoácidos.
Estudos clássicos demonstraram que a eficiência da resposta imune a determinado Ag
estava associada a componentes genéticos que mapeavam no MHC. Outros estudos realizados em
diferentes modelos ajudaram a esclarecer o papel das moléculas do MHC na resposta imune,
principalmente na ativação de células T. Células T reconhecem e são ativadas por peptídeos gerados
por processamento do Ag por células apresentadoras de Ag (APCs) que apresentam o peptídeo
associado a moléculas de MHC. Doerty e Zinkernagel ganharam o prémio Nobel de Medicina em
1996, por uma descoberta feita a mais de 20 anos antes e que desde então é um paradigma da
Imunologia. Células T citotóxicas derivadas de camundongos infectados com o LCMV eram
ativadas e exerciam atividade efetora apenas sobre APCs derivadas de camundongos que
partilhavam as mesmas moléculas de MHC classe I e estavam infectadas pelo mesmo vírus. APCs
com MHC diferente ou infectadas por outros vírus não eram mortas pelas células T citotóxicas. Na
mesma época, Shevach e Rosenthal demonstraram que a proliferação de células T dependia da
expressão do Ag e de moléculas de MHC, neste caso classe E em APCs. Katz e Benacerraf
mostraram que a colaboração T-B na produção de anticorpos dependia do Ag e de moléculas de
MHC classe II nas células B. Hoje se sabe, que o receptor da célula T (TCR) interage tanto com o
peptídeo na fenda ligante do MHC, como com as a-hélices que compõem a fenda ligante da
molécula de MHC. O TCR formado pelas cadeia a e p (em alguns casos y e Ô) é um produto de 2
genes recombinados que apresentam variabilidade genética, devido aos diversos mecanismos de
geração de diversidade e que se concentra mais na região hipervariável (CDR) do domínio variável,
enquanto o outro domínio proximal à membrana é constante. Alguns modelos sustentam que a
interação do TCR com aminoácidos do peptídeo (ou epítopo do Ag) ocorre através do CDR3 das
cadeias a e p, ao passo que as regiões CDR1 e 2 interagem com as a-helices das moléculas de
MHC (histotopo). Modelos experimentais recentes sugerem, no entanto, que o TCR pode apresentar
outros padrões de interação com o complexo MHC-Ag.
10
As moléculas de MHC, por outro lado, também apresentam certo grau de especificidade ao
interagir com os peptídeos. A variabilidade das moléculas de MHC ocorre devido à poligenia
(vários genes que codificam moléculas do mesmo tipo, classe I ou classe II) e ao polimorfismo
dentro do MHC, ou seja, indivíduos dentro da mesma espécie expressam diferentes alelos que
codificam diferentes
moléculas do mesmo tipo, p.e. Kd e Kb para classe I murina. Os aminoácidos
polimórficos das moléculas de MHC classe II se concentram na fenda ligante; assoalho, onde se liga
o peptídeo e paredes de a-hélice reconhecidos pelo TCR. Para se associarem a um determinado tipo
de molécula de MHC, o peptídeo deve apresentar determinados tipos de aminoácidos em
determinadas posições, por exemplo, o segundo e o nono aminoácidos se associam a cavidades na
molécula de MHC. No entanto, existem algumas características gerais no peptídeo, além do
tamanho, como a presença de aminoácido hidrofóbico na porção carboxiterminal que favorece a
ligação à molécula de classe I. Considerações semelhantes podem ser discutidas para as moléculas
de classe II.
Origem do Ag e compartimentalização - Moléculas de classe I e classe II apresentam Ags
derivados de diferentes compartimentos celulares. Os Ags exógenos, endocitados pela APC, são
processados em vesículas ácidas por proteases e os peptídeos derivados se associam a moléculas de
classe II no compartimento de classe II, uma vesícula especializada (MIIC). Moléculas de classe II
são montadas no retículo endoplasmático com a ajuda de chaperonas e se associam à cadeia
invariante li, que dirige sua passagem para o compartimento vesicular MIIC. Além disso, a li
bloqueia sua fenda de ligação ao Ag, impedindo a associação com peptídeos endógenos no retículo
endoplasmático. Nas vesículas, a cadeia li é clivada por proteases, deixando o peptídeo CLIP
associado à fenda ligante de peptídeo da molécula de classe II. Também neste compartimento, a
molécula HLA-DM (codificada na região de classe II) parece catalisar o desbloqueio da molécula
de classe II (feito pelo peptídeo CLIP da cadeia li) e favorecer a ligação de determinados peptídeos
à moléculas de classe E. As moléculas de HLA-DM podem influenciar o repertório de peptídeos
apresentados.
Ags derivados de moléculas endógenas são processados no citoplasma da célula pela ação
do complexo proteolítico proteassoma e são transportados para a luz do retículo endoplasmático,
onde se associam a moléculas de classe I. Outros produtos derivados do MHC contribuem para este
processo, como as subunidades catalíticas do proteassoma LMP-2 e 7, que são induzidas pelo IFN-y
e modificam as características do proteassoma, favorecendo a formação de peptídeos com
aminoácidos hidrofóbicos na região carboxi-terminal, e que se associam preferencialmente às
moléculas de classe I. Proteínas de classe III, como HSA, podem funcionar como transportadoras de
peptídeos dentro do citoplasma. No entanto, o transporte de peptídeos do citoplasma para o retículo
endoplasmático depende das moléculas TAP-1 e TAP-2 (codificadas na região de classe II), que
fazem o transporte ativo, dependente de ATP. TAP-1 se associa a moléculas de MHC classe I
montadas com a ajuda da chaperona calnexina. As moléculas de classe I só se estabilizam quando
associadas à P2 microglobulina e ao peptídeo. Moléculas montadas são então exportadas via Golgi
para a superfície da APC.
Apresentação de Ag - Diferentes subpopulações de linfócitos T reconhecem o peptídeo
associado a moléculas de MHC classe I e II. Células T CD4 são ativadas por peptídeos exógenos
associados a moléculas de MHC classe II e auxiliam mecanismos efetores especializados no
combate a antígenos extracelulares, (p.e., anticorpos produzidos por linfócitos B) ou a
microrganismos resistentes em vesículas de macrófagos. Ao ser expressa na superfície da APC, a
molécula de classe II em associação com o Ag ativa as células T CD4 induzindo produção de
citocinas que ativam as APCs, que podem ser células efeíoras, corno macrófagos e células B. A
molécula CD4 é capaz de interagir com o domínio P2 da molécula de classe II e facilita a interação
T-APC, além de promover, como co-receptor, a ativação de células T CD4.
Células T CD8 reconhecem peptídeos endógenos (gerados no citoplasma) associados a
moléculas de MHC classe I e exercem atividade citotóxica, eliminando células infectadas com
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patogenos intracitoplasmáticos, como vírus e protozoários. A molécula CD8 se associa ao domínio
a.3 da molécula de MHC classe I. As moléculas de classe I e II são expressas em células do timo
envolvidas na seleção positiva e negativa de células T CD8 e CD4, respectivamente. Camundongos
deficientes de $2 microglobulina e TAP não possuem células T CD8 e os deficientes de MHC
classe II não desenvolvem células T CD4. Moléculas de MHC classe I estão presentes em todas as
células nucleadas, para garantir a eliminação de células infectadas com vírus. Entretanto, moléculas
de MHC classe II ocorrem apenas no timo, em APCs profissionais (macrófagos, células B e células
dendríticas) e em células T humanas ativadas. Citocinas como IFN-y e IL-4 regulam a expressão de
moléculas de MHC.
Existem ainda dentro do MHC algumas moléculas menos polimórfícas e menos distribuídas,
que são as moléculas de MHC não clássicas ou MHC classe Ib, p.e., HLA-G e H2-Q. Nos
camundongos, há evidencias de apresentação de Ags e ativação de células T através do
reconhecimento destes complexos. Peptídeos formilados derivados da L. monocytogenes podem se
associar a estas moléculas e ativarem células T. Células T yô reconhecem moléculas de MHC não
clássicas. Por outro lado, células NK são inibidas quando seus receptores inibitórios reconhecem
moléculas de MHC classe I e classe Ib. Outras moléculas apresentadoras, como CD l ativam células
T ao se associarem a produtos de micobactérias, como lipídeos e glicolipideos, mas não são
codificadas no MHC. Moléculas CD l associadas ao Ag são também reconhecidas por células T
CD4 NK, uma subpopulação de células T CD4 presentes, principalmente no fígado, e que
expressam marcadores de células NK.
5- Desenvolvimento de linfócitos T
O precursor de células T se origina na medula óssea, a partir de um precursor linfóide
comum a linfócitos B e células NK. O precursor linfóide pode ser atraído ao timo por fatores
quimiotáticos . A importância do timo na maturação de células T é evidente nos camundongos nude
e nos pacientes com síndrome de DiGeorge que não têm timo, nem células T. O transplante de timo
para o camundongo nude é suficiente para permitir o aparecimento de células T. É no timo que o
linfócito adquire a expressão do receptor de Ag (TCR, cadeias a e P), as cadeias que compõem o
CD3 (parte do complexo TCR:CD3 responsável por iniciar a sinalização intracelular) e os co-
receptores CD4 e CD8, que definem as duas maiores subpopulacões de linfócitos T, os auxiliares e
citotóxicos, respectivamente. No caso dos camundongos, os linfócitos formados no período
embrionário, só conseguem deixar o timo depois do nascimento. O timo continua muito ativo até a
puberdade e involui depois, sendo substituído por tecido adiposo.
As principais subpopulacões de timócitos são os duplo negativos (DN, CD4"CD8") que
adquirem o TCR:CD3, CD4 e CD8, se transformando nos duplo positivos (DP, CD4+CD8+). Os DP
perdem um dos co-receptores e se transformam nos linfócitos T maduros CD4 ou CD8. Entre os
DN estão as células T yô, que rearranjam os genes que codificam para as cadeias y e õ e não
expressam nem CD4, nem CD8. A outra subpopulação de células T é majoritária e rearranja os
genes que codificam as cadeias a e p, e é submetida aos processos de seleção de repertório ainda no
timo. A maturação se inicia na parte mais externa, ou córtex, enquanto os timócitos mais maduros
deixam o timo pela medula. O córtex contem células epiteliais, macrófagos e é densamente povoado
de timócitos. Na medula se encontram células epiteliais, células dendríticas e macrófagos derivados
da medula óssea e poucos linfócitos. Apesar de existirem muitos timócitos imaturos, poucos
conseguem completar o processo de maturação, mais de 98% morrem por apoptose. As células
apoptóticas são rapidamente removidas pelos macrófagos.
As células DN expressam as enzimas RAG1 e 2 que permitem os rearranjos, inicialmente
do
gene que codifica a cadeia P, que é expressa com uma cadeia a substituta, formando o pré-TCR
12
com as cadeias do CD3. Esse receptor de membrana permite a geração de sinalização intracelular
que leva a proliferação intensa desses timócitos. A seguir ocorre rearranjo do gene da cadeia a e
expressão do TCR:CD3. Neste estágio, as células expressam CD4 e CD8 (DP). As células DP que
expressam TCR capaz de interagir com moléculas de MHC do epitélio tímico são selecionadas
positivamente, recebendo sinais que levam a um aumento na expressão do TCR e promovem a
sobrevivência destas células. As células que não conseguem interagir morrem de apoptose por
negligência. A seleção positiva permite a maturação da célula T e ocorrem novas modificações nas
moléculas de superfície. A expressão de CD69 ,p.e., indica que o processo provoca pelo menos uma
ativação parcial. No entanto, a alteração mais notável é a perda de um dos co-receptores CD4 ou
CD8, que caracteriza o linfócito T maduro.
Seleção Positiva - Entre os diversos modelos de seleção positiva, um particularmente
interessante é o modelo de camundongo transgênico, cujas células T expressam um TCR que
reconhece um antígeno em associação com uma determinada molécula MHC x. Estas células T só
são capazes de amadurecer se o animal expressa esta molécula de MHC, mas estão completamente
ausentes em animais que expressam um outro MHC. Uma sofisticação deste procedimento genético
permitiu a expressão da molécula de MHC x sob controle de promotores tecido-especifícos, apenas
nas células epiteliais do córtex ou em células derivadas da medula óssea, macrófagos e células
dendríticas. Os linfócitos T só amadureceram quando reconheceram o MHC x nas células epiteliais
do córtex, mostrando que este é o principal sítio de seleção positiva.
O papel dos co-receptores: os co-receptores CD4 e CD8 têm capacidade diferencial de se
ligar a moléculas de MHC. O CD4 se liga ao domínio £2 de MHC classe II, enquanto o CD8 se liga
ao domínio, o,3 de MHC classe I. A presença do co-receptor apropriado parece ser importante para
a seleção positiva dos linfócitos T. Células T CD4 não amadurecem em camundongos deficientes
de MHC classe II e células T CD8 não amadurecem em camundongos deficientes de MHC classe I.
Há bastante controvérsia, mas dois modelos tentam explicar o papel dos co-receptores. No modelo
de instrução, o TCR reconhece a molécula de MHC-I, p.e. durante o estágio DP. Nesse caso, a
molécula CD8 se liga também e sinaliza o desaparecimento do CD4 e vice-versa no caso do MHC
classe H. O outro modelo prediz a perda randômica de um dos co-receptores e a seleção das células
que retiveram o co-receptor correio. Primeiro ocorre a diminuição da expressão de um dos
receptores, a célula que ainda possui o co-receptor em concerto com o reconhecimento do TCR, usa
este para interagir e é selecionado positivamente.
Seleção negativa. Um outro processo de seleção ocorre no timo e garante a tolerância
imunológica a alguns antígenos próprios. O processo de seleção negativa consiste na eliminação ou
inativação de clones de Linfócitos T capazes de reagir intensamente com o Ag apresentado em
moléculas de MHC no timo.
Existem muitos modelos convincentes de seleção negativa, como a deleção de células T com
determinadas cadeias Vf3 capazes de reconhecer superantígenos expressos no timo. Os
superantígenos se associam à porção não polimórfíca do MHC classe II e às cadeias P de
determinados TCRs, induzindo aíivação policlonal. Um modelo mais simples é o animal
transgênico que expressa um TCR capaz de reconhecer uma molécula de MHC x associada a um
peptídeo antigênico, que normalmente não é expresso no timo. Nesse caso, as células T reconhecem
o MHC contendo peptídeos endógenos e são selecionadas positivamente. No entanto, se o peptídeo
antigênico for injetado no timo, os linfócitos são eliminados por apoptose. Outro modelo
interessante demonstra a seleção negativa a um antígeno próprio (HY) expresso no timo de
camundongos machos. Células T transgênicas capazes de reconhecer este Ag desenvolvem
normalmente nas fêmeas, mas são prontamente eliminadas do timo do macho. A seleção negativa
ocorre durante o estágio DP através da interação com células dendríticas e epiteliais na região
córtico-medular.
Estas descobertas levaram a uma questão importante, que é, por quê o reconhecimento do
MHC-peptídeo próprio na seleção positiva não causa a morte das células T? Um dos modelos que
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tenta explicar é o modelo da avidez. A avidez de uma interação é influenciada pela afinidade e pela
quantidade dos ligantes, no caso, MHC-peptídeo e TCR. Quando o TCR reconhece o seu ligante, o
auío-antígeno, com alta afinidade, o sinal gerado é forte o suficiente para induzir morte celular.
Quanto à quantidade, em alguns modelos, ficou demonstrado que pequenas quantidades do peptídeo
induziram seleção positiva, enquanto maiores quantidades levaram à seleção negativa.
Recentemente, foi descoberto que a proteína AIRE (reguladora auto-imune) controla a
expressão de antígenos tecido-específícos nas células epíteliais medulares e a tolerância central aos
antígenos próprios particulares dos tecidos. Pacientes e camundongos deficientes de AIRE
apresentam a síndrome auto-imune poíiendócrina que afeta tecidos de vários órgãos, inclusive
glândulas.
6 - Ativação de linfócitos T
A principal molécula de superfície que controla a ativação do linfócito T é o seu receptor de
antígeno: TCR. O TCR é formado pelas cadeias a e (3 ou y e ô, produtos de genes rearranjados. O
rearranjo de genes que codificam a porção variável das cadeias a e P é aleatório, por issso, cada
clone de linfócito T apresenta um receptor de Ag diferente. O TCR é capaz de interagir com
peptídeos (Ag) associados a moléculas de MHC. Outros componentes do receptor, como as cadeias
do complexo CD3 y, ô e L, são capazes de veicular sinais intracelulares que culminam com a
ativação de linfócitos T. O processo de ativação ocorre nas zonas T dos órgãos linfóides
secundários, quando células apresentadoras de Ag provenientes dos tecidos, chegam ao órgão
linfóide através da circulação linfática. Quando ativados, os linfócitos T proliferam, e ocorre a
expansão dos clones Ag-específicos. Ainda nos órgãos linfóides, os linfócitos T participam da
ativação de Linfócitos B. Outros linfócitos T se diferenciam em células efetoras e através do
sistema circulatório se dirigem aos tecidos onde vão exercer suas funções efetoras. Existem duas
subpopulações maiores de linfócitos T, os linfócitos T CD8, citotóxicos e os linfócitos T CD4,
produtores de citocinas. Os JirJÍQcilas-T, CQ4. auxiliadQres se suhdjyjdem em céjulas^ T help_er _1
(TH1) e T helper 2 (TH2) de acordo com as citocinas que produzem. Citocinas da tipo l
citocinas do,tipo_2, aíiy_am célulasJB.
Os linfócitos T CD8 reconhecem o Ag associado a moléculas de MHC-I, enquanto os
linfócitos T CD4 reconhecem o Ag em moléculas de MHC-II. Linfócitos que apresentam TCR yõ
reconhecem moléculas de MHC clássicas, em geral classe I, e não clássicas (classe Ib), associadas
ou não a peptídeos, e até mesmo Ags não associados ao MHC. Eles podem apresentar função
citotóxica ou produzir citocinas. Linfócitos T ap reconhecem peptídeos gerados em diferentes
compartimentos celulares. Proteínas endocitadas são processadas nas vesículas da APC e se
associam ao MHC-11, sendo reconhecidas por células T CD4. Proteínas de localização
intracitoplasmática são processadas por proteassomas e se associam ao MHC-I no retículo
endoplasmático. Na superfície das APCs elas ativam linfócitos T CD8. Conhecidas como co-
receptores, as moléculas CD4 e CD8 também são capazes de interagir com o MHC, só que através
da porção não polimórfica. Já o TCR, estabelece ligação tanto com o peptídeo presente na fenda do
MHC como com as moléculas de MHC. Alguns Ag especiais, os superantígenos, não se associam à
fenda ligante de Ag do MHC. Ao contrário, eles se ligam às
porções não polimórficas do MHC-II e
a determinadas cadeias Vp do TCR, ativando as células T. Lectinas, anticorpos anti-TCR e anti-
CD3 também são capazes de iniciar o processo de ativação do linfócito T.
Eventos intracelulares - A fosforilação de resíduos de tirosina nas cadeias Ç e CD3 é um
dos primeiros eventos na ativação do linfócito T. Proteína tirosina quinases (PTKs) da família src,
como p56lck, estão envolvidas nestes eventos. A p561ck está presa às porções citoplasmáticas do
CD4 e CD8 e devido à isso, esses co-receptores apresentam dupla função: adesão e sinalização.
Quando o TCR é engajado pelo complexo MHC-Ag, o CD4 também se liga e as porções
intracitop Iam áticas da p56lck e as cadeias CD3 e Ç se aproximam. Ocorre fosforilação dos ITAMs
14
(motivos de ativação baseados em tirosinas dos imunorreceptores) e recrutamento de enzimas que
apresentam o domínio SH2 capaz de interagir com tirosinas fosforiladas. PTKs comofyn e ZAP-70
(associada à cadeia C ) são recrutadas do citoplasma. A ZAP-70 é então fosforilada (sítio regulatório
positivo) e se torna ativa, agindo sobre uma série de substratos, entre eles a fosfolipase Cyl (PLCyl
). A ativídade da PLCyl em fosfolipídeos de membrana gera mensageiros secundários, ativação de
enzimas e de fatores de transcrição. Estes eventos, no entanto, são insuficientes para a ativação da
célula T, e isolados podem induzir anergia.
A ativação da célula T depende da transcrição do gene da IL-2, sua secreção e ação sobre o
receptor de IL-2 de alta afinidade. Uma das cadeias do receptor de IL-2 (a) também é induzida pela
ativação. A ação da IL-2 sobre seu receptor leva à síntese de DNA, divisão celular e proliferação da
célula T. A IL-2, no entanto, só é induzida quando, além do l ° sinal, veiculado via TCR, o linfócito
recebe o 2° sinal, veiculado pelo CD28. Para isso, o CD28 deve interagir com o B7 na APC. Só
então, são ativados todos os fatores de transcrição da IL-2: NFAT, AP-1, NFicB, etc... Da membrana
para o citoplasma, ocorre uma sequência de eventos que ativam estes fatores. A PLCyl ativada pelas
PTKs age sobre o PIP2, clivando-o em IP3 e DAG (mensageiros secundários). O IP3 mobiliza Ca^
de estoques intracelulares, o DAG ativa a PKC na presença de Ca""". O Ca""' ativa ainda a
calmodulina, que ativa a calcineurina, uma fosfatase. A calcineurina desfosforila o NFAT e permite
sua translocação para o núcleo, onde vai se ligar ao elemento regulador da IL-2. A calcineurina é o
alvo de drogas como a ciclosporina e FK506 que inativando-a impedem a síntese de IL-2 e a
ativação da célula T. A PKC ativada pelo DAG, transloca-se para a membrana e fosforila várias
proteínas, inclusive outras quinases nos resíduos serina e treonina. Quinases ativadas podem
fosforilar e desativar o IicB, inibidor do NFidB. O NFicB, quando livre do seu inibidor, transloca
para o núcleo e ajuda a induzir a síntese de IL-2. PMA que mimetiza o DAG e ionomicina que
promove o aumento de Ca""" são capazes de induzir vários eventos bioquímicos, de maneira análoga
à ativação via TCR. Outros fatores de transcrição como ofos ejun, no entanto, dependem de vias
bioquímicas derivadas do TCR e do CD28 para serem transcritos e ativados por fosforilação. Uma
destas vias é a ativação da GTPase p21 rãs, provavelmente iniciada pela ação das PTKs. O p21 rãs
ativa uma série de quinases, algumas conhecidas como MAPquinases ou quinases ativadas por
mitógenos. As MAPquinases induzem transcrição e fosforilação de/os ejun que se combinam para
formar o AP-1. Células anérgicas podem apresentar defeitos desde a fosforilação deficiente da
cadeia Ç, diminuição da atividade de p21 rãs e de MAPquinases. O resultado é a formação
deficiente de AP-1. Além da importância do CD28 na indução da IL-2, ele exerce outras funções
como a estabilização de mRNA para IL-2 e outras citocinas e indução de moléculas que protegem
da apoptose como Bcl-xL e Bcl-2.
Regulação - A expressão e função do ligante do CD28, o B7 é bastante regulada. Células T
só são ativadas por APCs profissionais que expressam B7: a célula dendrítica madura, o macrófago
ativado e o linfócito B ativado. A interação das APCs com o Ag, citocinas e moléculas de superfície
podem induzir B7 e ativarem estas células. Uma das principais vias de indução do B7 é resultado da
interação entre a molécula CD40 da APC e o CD40-L de linfócitos T ativados. Os linfócitos T são
ativados por APCs como as células dendríticas, que expressam B7 ao amadurecerem. Em poucas
horas o linfócito T expressa o CD4O-L. O CD40-L em conjunto com citocinas também derivadas
da célula T ativa vários tipos celulares. Linfócitos B se diferenciam e produzem Igs. Macrófagos
produzem NO. Células endoteliais expressam moléculas de adesão que promovem inflamação. Nas
células dendríticas, o CD40-L aumenta os níveis de B7, enquanto esta molécula é induzida em
macrófagos e células B. Camundongos deficientes de CD4O-L não respondem à inoculação de
proteína básica da mielina (MBP) e não desenvolvem encefalomielite auto-imune experimental
(EAE) , mesmo sendo transgênicos para o TCR anti-mielina. À parte dos efeitos efetores do CD40-
L sobre macrófagos, células em geral responsáveis pela demielinização dos nervos, os autores
argumentam que o principal defeito é na ativação da célula T, que não ocorre se não houver indução
do B 7 pelo CD4O-L. De fato, APCs contendo B7-1 levam o camundongo deficiente de CD40-L a
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desenvolver EAE. Em outro modelo, de rejeição de transplantes de pele, a ativação do macrófago e
da célula T só era bloqueada, no entanto, quando os animais eram tratados simultaneamente com
reagentes que bloqueavam a via do CD40-L e a via do CD28.
Duas moléculas B7, B7-1 e B7-2, diferem na cinética de indução. B7-2 é mais precoce, B7-1
aparece nas APCs estimuladas por 48 horas. Por outro lado, elas se ligam também no CTLA-4 de
células T, até com mais afinidade que ao CD28. Ao contrário do CD28 que é constitutivo, o CTLA-
4 é máximo com 48 horas de ativação da célula T e depois diminui. Surpreendentemente., no
entanto, o CTLA-4 não induz, mas sim bloqueia a proliferação e a síntese de IL-2.
Um modelo de ativação - A APC expressa B7-2 que interage com o CD28 na célula T. 1° e
2° sinais ativam célula T, induzem proliferação, ação efetora e expressão de CTLA-4. A APC passa
a expressar B7-1 que interage com CTLA-4 e gera um sinal negativo que controla a ação efetora da
célula T. De acordo com este modelo, camundongos deficientes de CTLA-4 apresentam
linfoproliferação espontânea, morrem de cardite e pancreatite, por destruição tissular mediada por
infiltrados inflamatórios de linfócitos. As PTKs dos linfócitos T estão hiper-ativados nestes animais.
Foi descoberto que o CTLA-4 está associado a uma proteína-tirosina-fosfatase capaz de
desfosforilar PTKs associadas ao TCR, diminuindo sua ação. Curiosamente, a própria associação do
CTLA-4 com a fosfatase depende de fosforilação de resíduos tirosina do CTLA-4 por PTKs. E
portanto, só ocorre durante o processo de ativação. Aproveitando-se deste conceito, foram feitos
experimentos com tumores em animais. Quando os animais eram inoculados com anti-CTLA-4 e
tumores, ocorria a rejeição destes tumores. Acredita-se que o CTLA-4 ao ser bloqueado deixa de
exercer suas funções regulatórias negativas, aumentando a resposta imune ao tumor, em geral fraca.
Outra atividade fosfatase, que está associada ao CD45, também exerce atividade regulatória sobre a
ativação de linfócitos T, mas, neste caso, a regulação é positiva. A fosfatase desfosforila o sítio
regulatório negativo das PTKs src, aumentando sua atividade quinase nos primeiros eventos de
ativação.
7 - Ativação de linfócitos B
O processo de ativação de células B consiste em uma série de eventos moleculares e
bioquímicos que induzem expressão de moléculas, proliferação, diferenciação (em células de
memória ou em plasmócitos) e secreção de imunoglobulinas. Moléculas na superfície do linfócito
B, como o
receptor de Ag (BCR), receptores de citocinas, CD40 e CD 19, ao interagirem com seus
ligantes desencadeiam mecanismos de sinalização intracelular que levam à ativação da célula B. O
processo de ativação do linfócito B se inicia com a captação do Ag através do BCR, que é uma
molécula de Ig ancorada à membrana e associado com 2 cadeias denominadas Igoc e Igp. Estas
cadeias associadas são capazes de gerar sinalização intracelular, pois apresentam o motivo ITAM,
que contem tirosinas e interagem com proteína-tirosina quinases. Existem basicamente 3 tipos de
antígenos que ativam as células B. Antígenos T dependentes são proteicos, incapazes de causar a
agregação suficiente dos receptores de Ag para ativar per se a célula B. No entanto, estes antígenos
são internalizados, processados e apresentados em moléculas de MHC classe II para as células T.
Células T ativadas expressam CD40L e citocinas que promovem a ativação da célula B. Outros
antígenos, entretanto, ativam diretamente a célula B.
Antígenos T independentes - Alguns antígenos, no entanto, são capazes de ativar as células
B e são considerados como T independentes. Os Ag T independentes do tipo l, como o LPS
apresentam uma atividade mitogênica intrínseca para linfócitos B murinos, agindo em receptores de
LPS. O LPS é portanto, um ativador policlonal, e induz a produção de IgM. Os antígenos T
independentes do tipo 2 são poliméricos e apresentam epítopos repetidos, como a cápsula
polissacarídica do pneumococo. Este tipo de Ag é capaz de induzir a agregação das Igs de
superfície e ativarem os linfócitos B. Nas respostas aos Ags tipo 2, predominam células BI ou
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CD5+, cujos receptores reconhecem carboidratos. Estas células B predominam na cavidade
peritoneal, produzem IL-10 e secretam IgM preferencialmente. Camundongos deficientes de células
BI não respondem a antígenos do tipo 2. Os antígenos T independentes induzem um tipo de
resposta intermediária entre a imunidade inata e a adquirida, sendo importante na defesa contra
patógenos que apresentam estes Ags, antes que se estabeleça a imunidade adquirida. No entanto,
não deixam memória imunológica.
No laboratório, este modelo pode ser mimetizado por anticorpos anti-IgM presos a uma
superfície plástica. Nestas condições, anticorpos anti-IgM são capazes de induzir uma serie de
eventos intracelulares através do receptor de Ag das células B. PTKs da família src: Ick, fyn, lyn,
blk são ativadas e fosforilam várias proteínas, inclusive Iga e Igp. Há dois modelos que explicam a
ativação das tirosina-quinases:
1 - A agregação de receptores na membrana aproxima as PTKs presas a eles e elas se ativam
através da fosforilação de uma tirosina que funciona como um regulador positivo, aumentando sua
atividade enzimática.
2 - Fosfolipases associadas ao CD45 agem sobre as PTKs desfosforilando a tirosina de um sítio
regulatório negativo e portanto, ativando as PTKs. Quando as moléculas Iga e p estão fosforiladas
elas recrutam do citoplasma a PTK72, capaz de agir sobre outros substratos. Fosfolipases Cyl e 2
são fosforiladas e agem sobre fosfolipídeos de membrana gerando mensageiros secundários como
inositol trifosfato (IP3) e diacilglicerol (DAG). O IP3 aumenta os níveis de cálcio agindo nos
estoques intracelulares e o DAG ativa a proteína-quinase C (PKC), uma serino-treonina quinase que
inicia uma cascata de fosforilações intracelulares. O cálcio ativa a calmodulina e fosfatases
dependentes de calmodulina. A ação de fosfatases e quinases regula a ativação de fatores de
transcrição e portanto a síntese de proteínas. Estas e outras vias de sinalização induzem proliferação
celular. Outras moléculas na superfície do linfócito B podem regular os sinais derivados do BCR. O
co-receptor da célula B é composto das moléculas CD19, CD21 e CD81. Em alguns casos o Ag
pode estar associado a moléculas de complemento e Igs. A célula B pode estabelecer ligação com o
Ag através do BCR e com derivados do C3 através do receptor CR2 ou CD21, gerando um estímulo
positivo. Ao contrário, a ligação simultânea do BCR com o Ag e de Igs associadas ao Ag com o
receptor de Fe na célula B pode gerar um sinal negativo, sendo um mecanismo de controle da
produção de anticorpos. O receptor de Fe da célula B esta associado a tirosina-fosfatases que
antagonizam as fosforilações iniciadas pelo BCR.
Antígenos T dependentes - No caso dos Ags proteicos, sua capacidade de induzir
sinalização através do BCR é limitada. No entanto, ao apresentar peptídeos derivados do
processamento da proteína às células T, fatores de membrana e citocinas destas contribuem para a
ativação das células B. Membranas de linfócitos T ativados, na presença de citocinas induzem
proliferação, diferenciação e secreção de anticorpos. O fator presente nas membranas é o CD40-L, o
ligante do CD40. Na célula B, a interação do CD40 com seu ligante induz sinalização intracelular.
Ocorre fosforilação de substratos por tirosina-quinases, como Lyn, atividade de fosfolipase C e
inositois fosfato e atividade de fatores de transcrição, como NF-KB e c-fos. O CD40 é importante na
indução da expressão de B7, molécula co-estimuladora que se liga ao CD28 de células T, A
interação com o CD28, além de potencializar a ativação da célula T, evita a indução de anergia e
apoptose destas células. De maneira semelhante, o CD40 também induz moléculas como Bcl-xL e
Bcl-2 que protegem a própria célula B da morte por apoptose. Além disso, os sinais derivados do
CD40 são necessários para a mudança de isotipo de Igs (switch). Pacientes deficientes na expressão
de CD40-L apresentam a Síndrome de Hiper-IgM, pois não fazem outros isotipos de Ig, como IgG e
IgA. A anatomia dos órgãos linfóides também esta alterada, pois não há formação de centros
germinativos. Entretanto, as linfocinas também participam na ativação do linfócito B, como fatores
de crescimento e diferenciação, enquanto algumas delas promovem o switch preferencial para
determinados isotipos. IL-2, IL-4, IL-5 e IL-6 são fatores de crescimento e diferenciação de
linfócitos B. A IL-10 aumenta a secreção de IgM. Com exceção da IL-2, estas citocinas são
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produzidas por linfócitos T CD4 TH2, que controlam a imunidade humoral. A IL-4 é importante
para a produção de IgE e IgGl (camundongos) ou IgG4 (humanos). Células T CD4 TH1, além de
IL-2, produzem também o IFN-y, que induz a produção de IgG2a e IgG3. Células CD4 TH3 ou
regulatórias produzem TGF-P, com atividade inibitória na proliferação celular, mas que induz a
produção de IgA. As citocinas atuam induzindo fatores de transcrição que se ligam aos segmentos
gênicos que codificam as cadeias pesadas das Igs, induzindo sua transcrição e facilitando a ação de
recombinases que atuam na recombinação e deleção de peças de DNA, promovendo a mudança de
isotipo.
Ativação da célula B in situ. Os gângiios linfáticos são órgãos que filtram Ags derivados
dos tecidos que circulam na linfa através dos vasos linfáticos. As células B são ativadas na
proximidade das áreas T dos gângiios linfáticos onde elas interagem com os linfócitos T antígeno-
especificos já ativados por outras células apresentadoras de antígeno, e.g., células dendriticas. Sob a
influência do Ag, dos contatos celulares e dos fatores solúveis da célula T, as células B iniciam o
processo de expansão clonal e algumas se diferenciam em células produtoras de anticorpos,
inicialmente produzindo IgM. As células B migram para os folículos primários (região B) e
proliferam extensivamente formando os centros germinativos. Durante o processo de proliferação,
ocorrem os fenómenos de mudança de isotipo e de hipermutação somática que geram linfócitos B
expressando Igs com afinidades diferentes pelo Ag. Aqueles que pn0011?^ Igs às rnaior. ^ afinidade
irão interagir preferencia1mentLe cpjri o Ag pregp na suj>erf]cje d^e çéjjj[⣠foJjcuiare|! dendríl^nas ^jue
fjxflregfiflrn receptores dje Ec,e, capturam gpmplexjps Ag-antir.nrpns Estas interações com as células
foliculares
dendriticas e com células T são importantes para a indução de Bcl-2, que protege os
linfócitos B da apoptose. Algumas destas células B vão se transformar em células de memória,
outras se diferenciam em plasmócitos. Os plasmócitos podem permanecer no órgão linfóide
secundário ou migrar para a medula óssea onde secretam grandes quantidades de anticorpos.
Diferente das células B de memória, eles deixam de expressar Ig em sua superfície. Células B de
memória são rapidamente reativadas durante a resposta secundária (re-exposição ao Ag), pois os
precursores Ag-específicos de células B e T estão aumentados. O processo se repete de forma
semelhante, mas os anticorpos de maior afinidade produzidos durante a resposta primaria competem
pelos depósitos de Ag nas células foliculares dendriticas, com células B que recém sofreram
mutações. Sendo assim, apenas células B que expressarem Ig com afinidade pelo Ag ainda mais
aumentada serão selecionadas. Em consequência, os anticorpos apresentam uma maior afinidade
pelo Ag e este fenómeno é denominado de maturação de afinidade da resposta imune.
8 -Mecanismos efetores da resposta imune
Os mecanismos que participam da resposta imune são classificados em imunidade humoral e
imunidade celular. Imunoglobulinas presentes no plasma conferem imunidade humoral, pois o soro
de um indivíduo imunizado pode transferir proteção contra um determinado patógeno para um
indivíduo não imunizado. Por outro lado, muitas vezes a imunidade só pode ser transferida com as
células do sistema imune, daí o termo imunidade celular. Os mecanismos de defesa podem também
ser classificados em imunidade inata e imunidade adquirida.^ imunidade adquirida é aquela
relacionada com os linfócitos T e B que apresentam receptores Ag-específicos, e ao serem ativados
pelos Ags, sofrem expansão clonal e se diferenciarem em células efetoras da resposta imune. Este
processo é relativamente lento comparado a ação efetora de moléculas e células da imunidade inata,
como o sistema complemento, fagócitos (neutrófilos e macrófagos) e células NK. Os linfócitos T
orquestram os mecanismos de imunidade celular e humoral. Linfócitos T CD8 têm ação citotóxica
direta sobre células-alvo, enquanto os linfócitos T CD4 produzem citocinas que ativam outras
células efetoras, como os linfócitos B e os macrófagos, dependendo do padrão de citocinas
produzidas. Linfócitos TH l produzem IL-2 e IFN-y. O IFN induz a atividade microbicida em
. \8
macrófagos, como a produção de óxido nítrico (NO) necessário a destruição de microganismos
intracelulares. A IL-2 promove proliferação de linfócitos e diferenciação de linfócitos T citotóxicos.
Linfócitos TH2 produzem IL-4, IL-5, IL-6, IL-10 e fatores de membrana que induzem a ativação,
proliferação e diferenciação de linfócitos B, promovendo a síntese de Igs. As ígs podem neutralizar
produtos tóxicos microbianos, impedindo sua ação nas células, ou impedir a interação de vírus com
receptores em células, bloqueando o processo de invasão (neutralização).
A imunidade adquirida potencializa os mecanismos de defesa da imunidade inata, pois as Igs
ativam o sistema complemento (via clássica) e ativam a fagocitose ao se ligarem ao Ag e aos
receptores de Fe nos fagócitos (opsonização). Podem ainda mediar citotoxicidade celular
dependente de anticorpo por células NK (ADCC). Quanto aos linfócitos T, as citocinas do tipo l
induzem atividade efetora do macrofago, enquanto IL-10 e IL-4 (tipo 2) inibem a imunidade
mediada pelos macrófagos. A imunidade inata também influencia no desenvolvimento da
imunidade adquirida, pois os macrófagos e células dendríticas produzem IL-12 que induz a
produção de IFN por células TH l e NK. O IFN produzido por células NK também influencia na
diferenciação de células TH1 e inibe a proliferação de células TH2, influenciando negativamente a
imunidade humoral. Por sua vez, o próprio microrganismo induzindo ou inibindo a produção de IL-
12 pode influenciar no padrão da resposta imune.
Fagócitos: destruição de microrganismos e dano tecidual. Macrófagos são células com
atividade fagocítica, que também produzem várias citocinas inflamatórias corno IL-12, TNF e EL-1.
Ao interagirem com produtos bacterianos, como LPS, através de receptores de membrana, os
macrófagos são ativados e produzem TNF-oc e substâncias microbicidas como o óxido nítrico (NO).
A presença de IFN e TNF potencializa a produção de oxido nítrico devido à indução de NOsintase
induzida, uma enzima capaz de produzir NO a partir de L-arginina. O TNF também apresenta
atividade citotóxica sobre algumas linhagens tumorais, daí a designação de fator de necrose
tumoral. O IFN aumenta a capacidade de produzir intermediários reativos de oxigénio (ROIs),
como o superóxido, pela atividade da NADPH oxidase. Estes agentes causam dano em
macromoléculas dos microrganismos. O óxido nítrico é particularmente importante para a
destruição de microrganismos que se localizam em vesículas nos macrófagos, como Mycobacterium
tuberculosis e leprae e protozoários como Leishmania e Toxoplasma. Algumas vezes, no entanto,
este mecanismo induz lesão tissular, como na infecção pelo Mycobacterium leprae e em doenças
auto-imunes como a encefalomielite experimental auto-imune, onde células TH l ativam
macrófagos que promovem demielinizacao de neurônios, resultando em paralisia.
O receptor de Fe, ao interagir com complexos Ag-anticorpos induz fagocitose e produção de
NO e ROIs. A fagocitose mediada por receptores de Fe é particularmente importante para
microganismos encapsulados que dependem de IgG para serem fagocitados, como os pneumococos.
Os neutrófilos também apresentam mecanismos microbicidas similares aos dos macrófagos e
produzem ainda o ácido hipocloroso.
Citotoxicidade celular dependente de anticorpos (ADCC). Além de mediar a fagocitose,
os receptores de Fe podem promover a exocitose de grânulos citotóxicos. É o caso da ADCC, que
pode ser mediada por células NK através do receptor de Fe de IgG ao se ligar a anticorpos que se
ligam a células recobertas com antígenos. Os grânulos de células NK contêm perforina, uma
molécula que se polimeriza na membrana da célula-alvo, na presença de cálcio, formando um poro
e alterando as propriedades da membrana. Macrófagos e eosinófilós também podem mediar ADCC.
No caso dos eosinofilos, receptores de Fe de alta afinidade para IgE também podem causar
exocitose de grânulos contendo proteína básica, capaz de induzir lesões nas membranas de larvas de
helmintos.
Células citotóxicas. A citotoxicidade de células NK pode também ser induzida pelo
receptor das células NK: NKR.P1 e é ativada por citocinas como IL-12 e IL-15 de macrófagos e IL-
2 de células T. No entanto, células NK apresentam receptores inibidores (KIR) que são ligantes de
moléculas de MHC classe L Este mecanismo protege células normais do organismo da ação de
-
19
células NK. Nas infecções virais e em alguns casos de tumores ocorre diminuição da expressão de
MHC-I e estas células escapam da ação de células T CD8 citotóxicas que reconhecem o Ag
associado ao MHC-I. Neste caso, no entanto, elas se tornam suscetíveis à ação citotóxicas de células
NK. Células NK também produzem citocinas como o IFN-y que ativa macrófagos.
Linfócitos T CD8 citotóxicos também são importantes em infecções virais e por outros
microrganismos que têm acesso ao citoplasma das células, como Listeria monocytogenes e
Trypanosoma cruzi. Antígenos endógenos se associam a moléculas de classe I e ativam células T
CD8. Células T CD4 podem exercer citotoxicidade em alguns casos, mas reconhecem Ags
exógenos associados a moléculas de MHC classe II. A importância das células T CD8 como
mecanismos de imunidade foi demonstrado nos modelos de infecção pelo T. cruzi, LCMV e L.
monocytogenes em animais deficientes de P2 microglobulina e que em consequência não
apresentam células T CD 8. Estes animais não são capazes de controlar as infecções provocadas por
estes agentes infecciosos
e sucumbem a infecção. No caso do LCMV, a perforina contida nos
grânulos citotóxicos é fundamental para a imunidade, tendo sido demonstrada a maior
suscetibilidade de camundongos deficientes em perforina a esta infecção virai. A citotoxicidade de
células T CD8 pode participar de processos auto-imunes, como no diabetes dependente de insulina
causado pela destruição de células p do pâncreas.
Os linfócitos T dependem de 2 sinais para serem ativados: o reconhecimento do Ag pelo
TCR e a presença de moléculas co-estimuladoras, como B7 na APC, que interage com o receptor do
segundo sinal (CD28) na célula T. Nestas condições, os linfócitos T CD8 são capazes de produzir a
IL-2 necessária a sua proliferação e diferenciação. Em certos casos, a IL-2 derivada de células T
CD4 pode compensar pelo segundo sinal necessário à ativação. Entretanto, uma vez diferenciadas,
as CTLs dependem apenas do primeiro sinal para degranular no espaço intercelular entre a CTL e a
célula-alvo. Trabalhos clássicos de Doerty & Zinkernagel, que lhes renderam o prémio Nobel em
1996, mostraram que células T CD8 exercem citotoxicidade apenas na presença de antígeno
apropriado e de moléculas de MHC classe L A adesão intercelular também é importante para a
atividade citotóxica, LFA-1 e IÇAM-1 ao se ligarem promovem e estabilizam a interação celular. A
afinidade destes ligantes é controlada por sinais ativadores veiculados pelo reconhecimento do Ag.
A presença de magnésio é importante para a adesão que ocorre mesmo à temperatura ambiente. A
atividade de perforina, entretanto, depende de cálcio e ocorre a 37°C. A molécula CD8 também
interage com o MHC classe I, promove adesão e sinalização intracelular, pela tirosina-quinase
p56/cfc, associada à porção intracitoplasmática do CD8. O CD8 é considerado como co-receptor. A
ativação da CTL leva à reorganização do citoesqueleto e polarização das vesículas e do centro
organizador de microtúbulos em relação ao sítio de interação intercelular. Desta forma, células
inocentes (que não expressam o Ag) são poupadas da ação das CTLs. As próprias CTLs são
resistentes à ação dos grânulos. Nestes grânulos, estão presentes perforina e granzimas, serino-
proteases indutoras de apoptose. Células que morrem de apoptose apresentam a cromatina
condensada, fragmentação de DNA e alterações de membrana que promovem sua fagocitose por
macrófagos. CTLs apresentam outro mecanismo indutor de apoptose. Quando ativadas elas
expressam Fas-L que interage com um receptor de morte, o Fas em determinadas células-alvo,
como os hepatócitos. Linfócitos B e T ativados expressam Fas e podem ser alvos deste mecanismo,
que participa da regulação da resposta imune. Células T CD4 ativadas também expressam Fas-L e
podem matar células-alvo que expressem Fas. O TNF produzido por linfócitos T apresenta
atividade citotóxica para determinadas células-alvo.
9 - O Sistema Complemento (anexo I)
O sistema complemento é um conjunto de proteínas sintetizadas principalmente no fígado,
cujas funções biológicas são importantes na imunidade inata e que também "complementam" a
imunidade adquirida, daí o nome complemento. Na imunidade adquirida, o sistema complemento é
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ativado por complexos Ag-anticorpos (IgM ou IgG), que é a via clássica de ativação do
complemento. O sistema complemento pode ser ativado na ausência de anticorpos, na via
alternativa, ou ainda auxiliado por lectinas, ambos processos estão associados à imunidade inata.
Em qualquer caso, são ativadas importantes funções biológicas, como a indução de inflamação,
opsonização de microrganismos, eliminação de patógenos através de fagocitose ou pela ação dos
complexos líticos do complemento.
Via clássica - A via clássica se inicia com a ativação de moléculas do complemento por
complexos Ag-Ac e se completa com a formação de complexos líticos na superfície de um
patógeno. Seus componentes são designados pela letra C e números, sendo o primeiro denominado
Cl e o último C9. O componente Cl é na verdade um complexo de 3 proteínas: C l q, que se liga ao
complexo Ag-Ac através de estruturas que se associam à porção Fe das Igs, C Ir e Cls que
apresentam funções enzimáticas. Ao se associar a Ags na superfície de patógenos, as moléculas de
IgM sofrem uma mudança de conformação que propicia a ligação do Clq aos domínios CHS da
IgM pentamérica. Duas ou mais moléculas de de IgG devem se ligar a Ags próximos para
propiciarem a ligação do Clq aos domínios CH2 destas moléculas. Nesses casos, ocorre ativação do
Clr (autocatálise), que cliva Cls, ativando sua função enzimática de serino-protease.... Cls cliva o
componente C4 em um componente maior, que se associa à superfície do patógeno, o C4b e um
componente menor C4a, que apresenta alguma atividade inflamatória. Em seguida, o componente
C2 é também clivado por Cls, liberando C2a, enquanto C2b (associado ao C4b) apresenta atividade
de serino-protease, sendo denominado C3 convertase. A C3 convertase cliva C3 em C3a, que inicia
uma resposta inflamatória local, e C3b, que se liga à superfície celular. Muitas moléculas de C3b
são produzidas e favorecem a opsonização por fagócitos (neutrófilos, macrófagos que apresentam
receptores CRI e CR3 para complemento), que são capazes de destruir os microrganismos
fagocitados. Algumas moléculas de C3b se associam ao complexo C4bC2b, formando C4b,2b,3b,
uma C5 convertase. Moléculas de C5 se ligam ao C3b e são clivados por C2b, liberando C5a, o
mais potente dos componentes inflamatórios e C5b, que inicia a polimerização dos componentes
líticos.
Complexo de ataque à membrana - C6 se liga ao C5b, formando um aceptor para C7, que
se insere na membrana, através de sua porção hidrofóbica. C8 se liga ao complexo e também se
insere na membrana e permite a polimerização de 10 a 15 moléculas de C9, formando um poro na
membrana, com um interior hidrofílico (similar a perforina). Estes poros destroem o equilíbrio no
transporte de íons na membrana, causando a entrada de água e enzimas (lisozima), levando à
destruição do microrganismo.
Este mecanismo é particularmente importante na imunidade às bactérias do género
Neisseria, e pessoas deficientes dos componentes C5-C8 (que independente de C9 apresentam
atividade lítica) são mais suscetíveis a estes microrganismos. Já os primeiros componentes são
importantes na imunidade a uma série de bactérias, particularmente porque favorecem fagocitose e
inflamação. C3a e C5a são anafilotoxinas, que agem diretamente sobre os vasos sanguíneos,
aumentando sua permeabilidade e o extravasamento de líquidos nos tecidos, aumentando o afluxo
de anticorpos, complemento e fagócitos (atividade quimiotática). C5a também induz a degranulação
de mastócitos, que por sua vez libera substâncias vasoativas como a histamina e inflamatórias,
como TNF-a.
Via alternativa - A via alternativa de fixação do complemento apresenta duas funções
básicas: uma resposta inata imediata na ausência de anticorpos, e a amplificação da via clássica, na
presença de anticorpos. O componente C3 pode iniciar a cascata da via alternativa, pois é instável e
apresenta clivagem espontânea em C3a e C3b. Esta clivagem expõe uma ponte tio-éster interna,
permitindo sua ligação covalente a superfície de microrganismos ou células. Na superfície da célula
o C3b, gerado espontaneamente ou pela via clássica, se liga ao fator B e é clivado pela protease
fator D, gerando C3bBb, a C3 convertase da via alternativa. O Fator P estabiliza a C3 convertase,
que produz muitas moléculas de C3b e leva às mesmas consequências da via clássica: opsonização,
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liberação de C3a (inflamação), associação ao C3b, formando a C5 convertase (C3b2Bb). A partir
deste ponto, as duas vias convergem com a formação de C5a, C5b e polimerização dos
componentes C6-C9.
Via da lectina - Proteínas de fase aguda são produzidas pelos hepatóciíos sob a ação de IL-
1, TNF-a e IL-6 e fazem parte da imunidade inata. Duas destas substâncias, embora invariáveis,
imitam
os anticorpos na sua capacidade de ativar o sistema complemento. A proteína C reativa e a
proteína que se liga a manose agem como lectinas, pois são capazes de se ligarem a carboidratos
comuns na superfície de microganismos. Além de agirem como opsoninas, elas ativam MASP, uma
serina protease que cliva C4, exaíamente como Cls da via clássica e portanto compartilham as
mesmas consequências.
Regulação - Os efeitos do sistema complemento nas próprias células do organismo seriam
desastrosos, e portanto, rigorosos mecanismos de controle são necessários para evitar tais efeitos.
Várias proteínas regulatórias têm sido descritas e elas atuam nas diferentes fases de ativação do
sistema complemento. Uma das etapas mais reguladas é a formação da C3 convertase da via
alternativa, uma vez que o C3 inicia sua ativação espontaneamente. O C3b pode ser hidrolizado, se
não se ligar a nenhuma superfície, e se ligar a uma célula pode se ligar ao fator B e induzir sua
clivagem por D. Superfícies microbianas favorecem a ligação do fator P que ativa e estabiliza a C3
convertase C3b,Bb. Nas células, na ausência do fator P, varias proteínas podem se ligar e deslocar
C3b de Bb, como o receptor de complemento CRI, o DAF, MCP e uma proteína sérica, o fator H.
Nestas condições, o fator I pode inativar o C3b em C3bi.Alguns microrganismos podem apresentar
resistência ao sistema complemento como, p.e., as formas infectivas do T. cruzi, que tem uma
molécula semelhante ao DAF.
A via clássica também pode ser regulada pela proteína plasmática C1INH que desloca
ClnCls de Clq. Na C3 convertase da via clássica, C2b,C4b, o C4b pode ser deslocado pela C4bp
ou pelo DAF, que se ligam e competem pelo C4b, que é então inativado pelo fator I. Finalmente, o
CD59 impede a formação do complexo de ataque a membrana. A falta de DAF e CD59 gera a
doença hemoglobinúria paroxística noturna, caracterizada pela destruição de hemácias. Por outro
lado, a deficiência dos fatores iniciais da via clássica de ativação do complemento (Cl, C2 e C4)
causa doenças relacionadas a deposição de complexos Ag-Ac nos glomérulos, como Lúpus
eritematoso sistémico. O complemento é importante para solubilização e remoção de complexos
Ag-anticorpos e de células apoptóticas que são fagocitados por macrófagos através dos seus
receptores de complemento.
10- Inflamação (anexo II)
A inflamação é um fenómeno que resulta do aumento no afluxo de componentes
moleculares e celulares do sangue para os tecidos e é caracterizada por 4 sinais característicos:
rubor, calor, edema e dor.
A inflamação é um componente importante tanto na imunidade inata como na imunidade adquirida
para focalizar os mecanismos de imunidade e reparo ao local da infecção ou lesão. Por outro lado, a
inflamação pode levar à destruição tecidual, principalmente se cronificar nos tecidos.
Funções dos mediadores da inflamação. São inúmeros os mediadores da inflamação. Eles
agem basicamente através dos seguintes mecanismos:
l- A.CJÍO vasoativa - Induzem vasodilatação, aumentando a capacidade volumétrica dos vasos (mais
sangue circula em menor velocidade, e os componentes celulares se aproximam da parede do vaso
). Aumentam a permeabilidade, permitindo o extravasamento de plasma (afluxo de complemento,
imunoglobulinas).
2 - Indução de mfilgcjilas dg adesão no endoiálk» e nos -leucócitos -Permite a adesão e a passagem
dos componentes celulares do sangue através da parede do vaso ( entre as células endoteliais ).
22
3- A£§P quimioffiiqa - Focalizam os leucócitos nos sítios afetados. Agem no endotélio e nos
tecidos.
4- AHiaçãQ doj leucócitos e outras células -Induz fagocitose e liberação de substâncias capazes de
destruir os microrganismos e causar dano e regeneração dos tecidos.
5- Aumgnto da produção ds-Jeucócitos na_,medula óssea - Muitos mediadores da inflamação
apresentam várias destas funções combinadas. E as células inflamatórias são capazes de produzir
diversas substâncias com atividade inflamatória.
Ação inflamatória do sistema complemento- O sistema complemento pode ser ativado de
3 maneiras diferentes: Na via clássica, através de complexos Ag-Ac, na via alternativa pela
interação com superfície de patógenos, ou através de lectinas produzidas pelo fígado, em situações
onde já ocorre inflamação.
Em qualquer caso, são produzidas substâncias que causam o recrutamento de células inflamatórias.
Principalmente C3a e C5a podem agir diretamente no endotélio, aumentando a permeabilidade
vascular. C5a pode se ligar ao receptor C5aR de macrófagos e neutrófilos e tem função quimiotática
e ativadora. Basófilos e mastócitos também apresentam receptores para C3a e C5a e são ativados
por estes componentes, liberando substâncias vasoativas e inflamatórias. A deposição de complexos
Ag-Ac nos tecidos pode causar ativação de complemento e atividade inflamatória deletéria nestes
tecidos.
O papel de mastócitos e basófílos na inflamação - Como dito anteriormente, os mastócitos
e basófílos podem ser ativados por componentes do sistema complemento. Na imunidade adquirida
estas células são ativadas por moléculas de IgE que se ligam ao FcsRI ( de alta afinidade) e são
agregadas pela ligação com antígenos multivalentes. Nestas condições são liberados os constituintes
dos grânulos, entre estes a histamina, um poderoso agente vasoativo e que também induz contração
de músculos lisos. A histamina age através do receptor Hl no endotélio vascular e nos músculos
lisos e apresenta, em geral, um efeito local dramático na permeabilidade vascular e indução de
inflamação. Os mastócitos também produzem mediadores lipídicos como prostaglandinas e
leucotrienos que apresentam atividade vasoativa e quimiotática para granulócitos. Além disso, IL-4
e TNF-ct, são liberados e contribuem para o aumento de moléculas de adesão no endotélio, entre
outras ações que serão discutidas mais adiante.
Neutrófilos na inflamação aguda - Os neutrófilos são as primeiras células recrutadas na
inflamação e apresentam importantes atividades fagocítica e bactericida ativadas através de
complexos Ag-Ac que se ligam aos seus receptores de Fe ou Ag-Ac-C (C3R) e permitem a
intemalização de partículas. No interior das vesículas formadas, as bactérias são destruídas por
mecanismos oxidativos que geram radicais superóxido, ácido hipocloroso, peróxido de hidrogénio,
óxido nítrico, além de enzimas, como proteases. Dano tecidual também pode resultar dos produtos
dos neutrófilos.
Monócitos/macrófagos e citocinas - Nos tecidos, os monócitos se diferenciam em
macrófagos que como os neutrófilos, são fagócitos que fazem parte da imunidade inata. Os
macrófagos interagem com produtos microbianos diretamente através de receptores, como o
receptor de LPS e o receptor de manose, ou indiretamente, com auxílio de anticorpo e C, através
dos receptores de Fe e C. Além de exercerem atividade fagocítica e bactericida, os macrófagos são
ativados através dos mesmos receptores a secretarem citocinas. Estas citocinas, principalmente IL-
l, IL-6 e TNF-a apresentam grande potencial inflamatório e agem como pirógenos endógenos ao
nível do hipotálamo, causando febre e, mobilizam reservas energéticas nos tecidos adiposo e
muscular. Também induzem a resposta de fase aguda no fígado, levando à produção das proteínas
de fase aguda, entre elas a proteína C reativa e a proteína que liga manose (MBP), que agem como
opsoninas, facilitando a fagocitose e ativam o sistema complemento, causando mais inflamação.
Ao nível local o TNF-a induz um aumento da permeabilidade vascular. TNF-a e IL-1 induzem a
expressão da ICAM-1, VCAM-1 e E-selectina no endotélio, favorecendo a aderência de leucócitos,
mediada por glicoproteínas contendo sialil-Lewis que se ligam à E-selectina no endotélto e a
23
interação de integrinas como LFA-1 que ao interagir com ICAM-1 no endotélio promove adesão e
diapedese através das células endoteliais. O TNF-a também pode provocar coagulação
intravascular limitando o sítio da
infecção. A ativação disseminada de macrófagos pode provocar
choque e morte, justamente pelos efeitos do TNF nos vasos sanguíneos (meningite meningocócica,
dengue). A IL-12 produzida por macrófagos e células dendríticas, é importante na ativação de
células NK e células T CD4 inflamatórias, ambas produtoras de IFN-y, um potente ativador de
macrófagos, potencializando a inflamação.
Quimiocinas - A IL-8, induzida por TNF e IL-1, faz parte do grupo das quimiocinas que
podem ser considerados como importantes fatores quimiotáticos. Há 2 grupos de quimiocinas, CC e
CXC, dependendo se estes péptides possuem as primeiras 2 cisteínas vizinhas ou separadas por l
aminoácido. A IL-8 (CXC) é quimiotática para neutrófilos e células T, ativa as integrinas LFA-1 e
CR3 que aumentam a afinidade pelo ICAM-1, favorecendo a adesão, e é produzida por macrófagos
e monócitos, fibroblastos e queratinócitos. MCAF , fator quimiotático e ativador de macrófago (CC)
é responsável pela migração dos monócitos para os tecidos, onde eles se diferenciam em
macrófagos. MCAF também exerce efeito quimiotático para células T. Células T produzem a
quimiocina RANTES (CC), quimiotática para macrófagos e células T de memória, aumentando a
expressão de moléculas adesivas como VLA-4, que interage com VCAM-1 no endotélio inflamado,
facilitando sua entrada no tecido afetado.
Linfócitos inflamatórios e regulatórios - Células T CD4 TH l, quando ativada pelo Ag,
apresentado por APCs como os macrófagos, também liberam outras citocinas, como TNF-a, TNF~p
e IFN-y que por sua vez ativam os macrófagos, aumentando sua capacidade microbicida e seu
potencial inflamatório. Células T CD4 TH l participam do processo de formação dos granulomas,
que ocorre quando uni microrganismo resiste no interior dos macrófagos e a infecção se toma
crónica. O granuloma limita o espalhamento do patógeno e é formado por células T e macrófagos
ativados. Linfócitos T CD8 e células NK, além da capacidade citotóxica, também produzem IFN-y.
Os dois subtipos de células T CD4 (TH1 e TH2) produzem IL-3 e GM-CSF, que induzem a
produção de granulócitos e monócitos na medula óssea, que são mobilizados durante o processo
inflamatório.
Por outro lado, células T CD4 do tipo 2 (TH2) produzem IL-4 e IL-1O, que exercem
atividade desativadora sobre macrófagos e são portanto anti-inflamatórias. A IL-10 também é
produzida por macrófagos, que possuem, portanto, atividade auto-regulatória. Um terceiro subtipo
TH3 produz TGF-(3, outro fator anti-inflamatório. Finalmente, uma quarta subpopulação, gerada no
timo, é composta das células T CD4 regulatórias (reg), que produzem IL-10 e TGF-(3, protegem
contra doenças auto-imunes.
11- Resposta imune à infecção
A interação do sistema imune do hospedeiro com os agentes infecciosos é um dos assuntos
mais fascinantes e complexos de biologia e medicina, e demanda conhecimentos nas áreas de
imunologia e microbiologia. A eficiência da estratégia de defesa do organismo também depende do
comportamento biológico do microrganismo e de suas próprias estratégias de invasão, patogênese e
evasão ao sistema imune do hospedeiro. Microrganismos extracelulares como muitas bactérias e
vírus citopáticos que liberam suas partículas no meio extracelular, são mais eficientemente
combatidos pelo sistema imune, podendo ser eliminados totalmente em muitos casos. Bactérias
intracelulares, vírus não citopáticos e protozoários patogênicos em geral, só são eliminados
parcialmente ou apenas controlados pelo sistema imune, gerando enfermidades crónicas, nas quais
um dos componentes geradores de patologia é o próprio sistema imune destruindo células
infectadas.
A fagocitose de microrganismos por fagócitos, os anticorpos e suas inúmeras ações efetoras
e o sistema complemento com seu potencial lírico e inflamatório constituem as principais armas do
24
sistema imune no combate às infecções provocadas por agentes infecciosos extracelulares, ou de
substâncias tóxicas liberadas por estes.
A atividade anti-viral é mediada por citocinas que interferem com a replicação virai,
denominadas interferons, enquanto no meio extracelular, anticorpos neutralizantes bloqueiam o
processo de adesão do vírus e sua intemalização pelas células. A destruição de vírus não citopáticos
depende da expressão de antígenos virais na superfície da célula em associação com moléculas do
complexo principal de histocompatibilidade (MHC) classe I, cuja presença é detectada por
receptores Ag-específicos dos linfócitos T CD8 citotóxicos. Quando a infecção virai inibe a
expressão de MHC I, as células infectadas se tomam alvo de células Natural Killer (NK).
Bactérias e protozoários intracelulares de localização intracitoplasmática também são
combatidos por células T CD8 (CTLs). Alguns agentes infecciosos, no entanto, se alojam
preferencialmente no interior de vesículas de fagócitos e sua eliminação ou controle depende de
células T CD4 capazes de liberar linfocinas que ativam os mecanismos microbicidas dos fagócitos,
particularmente a produção de óxido nítrico e de intermediários reativos do oxigénio. Portanto,
dizemos que estas categorias de patógenos intracelulares dependem de imunidade celular, enquanto
a atividade imune mediada por anticorpos é denominada de imunidade humoral.
Apesar de permitir algumas generalizações, o estudo dos mecanismos de imunidade aos
agentes infecciosos exige uma análise cuidadosa das particurlaridades inerentes a cada
microrganismo, assim como daquelas relacionados com características genéticas, individuais,
espécie-específicas de cada hospedeiro. Por razões óbvias, modelos animais são utilizados, quando
possível, no estudo da imunidade aos patógenos humanos. Neste caso, os conhecimentos obtidos
podem ou não ser utilizados no entendimento da patologia humana, mas certamente contribuem
para a compreensão do papel do sistema imune nas interações com os agentes infecciosos.
Microrganismos no meio extracelular - O contato com microrganismo ocorre através das
superfícies do organismo voltadas para o meio exterior: pele e mucosas. A integridade da pele e a
presença de uma flora microbiana competitiva são importantes barreiras à invasão microbiana. A
produção e exportação de anticorpos IgA para as mucosas previne o estabelecimento de infecções
nos tratos respiratório, gastro-intestinal e genito-urinário. Estas infecções ocorrem em indivíduos
seletivamente deficientes de IgA, uma das síndromes de imunodeficiência mais frequentes na
população humana.
O potencial patogênico de algumas bactérias como Clostridium tetani e Corynebacterium
diphteriae está relacionado à secreção de substâncias tóxicas para as células do hospedeiro, as
exotoxinas, que são impedidas de interagir com os receptores celulares ao se ligarem a anticorpos
neutralizantes. A produção de anticorpos depende de uma série de interações celulares e portanto
não é imediata. Os antígenos microbianos são intemalizados por células dendríticas que migram
para os órgãos linfóídes, onde ativam células T CD4. As células T CD4 auxiliadoras ativadas
expressam moléculas de superfície e secretam citocinas tipo 2 (IL-4,-5,-6,-10) que interagem com
receptores nas células B antígeno-específicas e promovem sua diferenciação em células secretoras
de anticorpos, os plasmócitos. A vacinação prévia com toxóides (toxinas inativadas) ou com
microrganismos atenuados ou inativados promove a síntese de anticorpos, dando uma vantagem
temporal aos indivíduos imunizados em relação ao patógeno.
Fagócitos profissionais, os neutro filós e macrófagos constituem um importante mecanismo
de defesa às infecções bacterianas. Ativados por produtos microbianos, eles são capazes de
fagocitar e destruir os microrganismos através da produção de enzimas e intermediários reativos de
oxigénio e nitrogénio, como o peróxido de hidrogénio e o óxido nítrico, respectivamente. A
atividade fagocítica e microbicida pode ser potencializada pela opsonização com anticorpos e
complemento (ligados aos antígenos microbianos) que são captados pelos receptores de Fe (FcR) de
IgG e receptores de complemento (CRI, CR3) dos fagócitos. Quando ativados, os macrófagos são
também capazes de liberar citocinas inflamatórias como TNF e IL-1 que, através da indução de
moléculas de adesão e outras alterações no endotélio, aumentam o recrutamento de vários
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componentes celulares do sistema imune para os tecidos. Alguns produtos de bactérias gram-
negativas, como o LPS ou endotoxina apresentam grande potencial de ativar diretamente os
macrófagos através do CD 14, um receptor associado a uma molécula iniciadora de sinalização
intracelular do tipo Toll. Os receptores tipo Toll pertencem a um grupo de receptores especializados
no reconhecimento de padrões característicos de determinados grupos de patógenos. Quando uma
bactéria gram-negativa atinge a circulação causando septicemia (p.e. a Neisseria meningitidis), a
maior parte dos efeitos deletérios podem ser provocados pela ativação de macrófagos pela
endotoxina liberada de bactérias lisadas, e liberação de TNF que induz choque e coagulação
intravascular disseminada. Quando localizados, estes efeitos ajudam a limitar o processo de invasão
do microrganismo, impedindo-o de atingir a corrente sanguínea.
O sistema complemento é multifuncional e pode ser ativado diretamente pelo
microrganismo, no caso da via alternativa ou através de complexos antígeno-anticorpo pela via
clássica. Ou ainda, proteínas de fase aguda (as lectinas proteína C reativa e MBP) produzidas pelo
fígado sob a ação de TNF, IL-1 e IL-6 podem reagir com carboidratos na superfície dos
microrganismos e ativar o sistema complemento (via das lectinas), além de agirem como opsoninas,
mediadoras de fagocitose. Em qualquer caso, são produzidas moléculas como o C3b e seu produto
metabólico iC3b que agem como opsoninas ao se ligarem aos receptores de complemento nos
fagócitos e promovem a remoção de complexos Ag-Ac. C3a e C5a, produtos de clivagem do
complemento, são anafilotoxinas e aumentam o processo inflamatório. Finalmente, a polimerização
dos componentes finais, comuns às 3 vias de ativação do complemento, leva à formação de
complexos de ataque à membrana, formando um poro com atividade lítica na superfície dos
microrganismos. As bactérias do género Neisseria são particularmente suscetíveis a este mecanismo
de destruição pelo complemento. Deficiências genéticas nos componentes específicos da via
alternativa e nos componentes finais do sistema complemento resultam no aumento da
sucetibilidade às infecções por Neisseria meningitidis e Neisseria gonorrheae. Outros
microrganismos como o Streptococcus peneumoniae não ativam eficientemente a via alternativa do
complemento e apresentam cápsulas que interferem com a fagocitose. No entanto, na presença de
anticorpos específicos para carboidratos capsulares, eles podem ser ativamente fagocitados e
destruídos, e a deposição de complemento facilita a opsonização. Em consequência, a deficiência de
C3b ou de componentes específicos da via clássica (ativada por Ac) ou ainda na produção de Ac,
leva à suscetibilidade a uma gama de microrganismos piogênicos, incluindo Staphlococcus aureus.
Deficiências nos mecanismos microbicidas de fagócitos podem causar a cronificação de doenças
infecciosas normalmente combatidas pelos fagócitos, como no caso da doença granulomatosa
crónica. Deficiências na expressão de moléculas de adesão como LFA-1 e integrinas relacionadas,
dificultam a chegada e ação dos fagócitos nos sítios inflamados.
Alguns produtos microbianos como carboidratos polivalentes são capazes de interagir com
células B e em determinadas situações induzir a produção de anticorpos de uma maneira
independente de células T. Estes mecanismos representam um curto-circuito do processo mais
demorado mediado por células T auxiliadoras e devem ser importantes na proteção durante a fase
inicial das infecções. Além disso, existe uma subpopulação de células B, as células B CD5+ ou B-1
que se localizam na cavidade peritoneal e produzem anticorpos que reagem preferencialmente com
carboidratos. Estes mecanismos, no entanto, não induzem memória imunológica e sua atuação
permanece idêntica a cada nova estimulação ou re-infecção. Ao contrário, antígenos proteicos se
associam a moléculas de MHC classe II e são apresentados por células B às células T CD4. Através
da influência da células T, as células B serão capazes de proliferar e mudar o isotipo de
imunoglobulina secretado. Inicialmente elas produzem IgM (mais eficiente na fixação de
complemento), depois produzem IgG (ativa complemento, funciona como opsonina e atravessa a
placenta). Durante o processo de proliferação, o gene das Igs sofre o processo de hipermutação
somática e as células B que expressarem Igs com maior afinidade captam o Ag com maior
eficiência e interagem com células T e células foliculares dendríticas nos centros germinativos.
26
Estas interações protegem da morte por apoptose e garantem a sobrevivência da célula B, que se
transforma em célula B de memória. A memória imunológica é o aumento do potencial de reaçao
do sistema imune à re-estimulação, seja pelo aumento dos precursores Ag-específícos (B e T),
geração de anticorpos de maior afinidade e aumento da capacidade efetora representada pelas
células de memória.
Alguns microrganismos escapam da memória imunológica através da variabilidade genética.
Diversos tipos de Streptococcus pneumoniae apresentam diferentes poíissacarídeos capsulares. Em
consequência, os anticorpos que efetivamente opsonizam uma cepa, não imunizam contra uma nova
infecção com outra cepa. A cada infecção, o processo se inicia e depende de um sistema imune
funcional. Recém nascidos, cuja imunidade depende basicamente dos anticorpos recebidos da mãe,
via placenta e do leite materno, pois apresentam o sistema imune imaturo, e idosos com sistema
imune deficiente, são especialmente sensíveis às pneumonias pneumocócicas. Outros
microrganismos extracelulares como Treponema pallidum, escapam do sistema imune cobrindo sua
superfície com moléculas do hospedeiro, e escondendo assim seus próprios antígenos. Outra
estratégia de eliminação da memória ocorre quando o S. aureus produz exotoxinas que agem como
superantígenos e estimulam exaustivamente uma grande proporção de células T (até 20%), que
proliferam e morrem de apoptose. Células T que possuem receptores contendo uma determinada
cadeia Vp são eliminadas e portanto não há geração de memória.
Em outros casos, os próprios anticorpos produzidos durante a infecção podem mediar
patologia. Na infecção pelo Streptococcus pyogenes, a deposição de complexos antígeno-anticorpos
e fixação de complemento nos glomérulos renais, provoca inflamação e destruição tissular. O
mimetismo molecular entre antígenos cardíacos e estreptocócicos também apresenta potencial
patogênico. Além disso, infecções por Klebsiella e Yersinia têm sido frequentemente associadas à
indução de espondilite anquilosante em indivíduos que expressam determinada molécula de MHC
ou outros componentes genéticos de suscetibilidade.
Microrganismos intracelulares nas vesículas - Algumas bactérias não são inicialmente
destruídas por fagócitos e se multiplicam no interior de vesículas, no compartimento celular. É o
caso das micobactérias, Mycobacterium tuberculosis e M. leprae, que persistem no interior de
macrófagos. Nestes casos, a eliminação do microrganismo depende da ativação efetiva do
macrófago, mediada pelas citocinas IFN-y e TNF-ct, que ativam os mecanismos microbicidas como
a produção de óxido nítrico. A presença da micobactéria induz a produção de IL-12 pelo
macrófago. A IL-12 é o principal mecanismo de indução da produção de IFN-y por células T CD4
do tipo l (Thl) ou inflamatória. A IL-12 também ativa os mecanismos citotóxicos de células NK e
T CD8, que por sua vez também produzem IFN-y. As células NK são componentes da imunidade
inata e sua atuação é importante
no início da infecção, antes do estabelecimento da imunidade
adquirida, antígeno-específica. Por outro lado, o IFN-y produzido por estas células também favorece
a diferenciação de células T CD4 TH1, influenciando o perfil da imunidade adquirida. Linfócitos e
macrófagos ativados liberam suas citocinas inflamatórias, incluindo quimiocinas que recrutam mais
células ao sítio inflamatório, e mais uma vez, os mecanismos de imunidade também podem
provocar dano tecidual. Um delicado equilíbrio se estabelece entre a proteção que limita a
disseminação do microrganismo, e o efeito deletério dos mecanismos protetores. Nos casos em que
o microrganismo resiste, ocorre formação de granulomas, contendo macrófagos e linfócitos, mas na
ausência destes mecanismos, como ocorre na SIDA, frequentemente as infecções por micobactérias
se tornam disseminadas.
Células T CD4 Th2 responsáveis pela colaboração T-B na produção de anticorpos também
apresentam atividade regulatória. Células TH2 secretam a citocina IL-10 (também produzida por
macrófagos e células B CD5) e a IL-4, ambas com efeitos inibidores das funções macrofágicas. IL-
10, IL-4 e TGF-P também inibem a produção de IL-12 e desta maneira diminuem a resposta TH1.
O IFN-y, por sua vez inibe células TH2. Em consequência dessa regulação recíproca,
frequentemente um tipo de resposta diminui, cedendo o predomínio ao outro tipo, o que chamamos
27
de polarização. Enquanto a presença de IL-12 e IFN favorecem respostas TH1 e induz resistência a
determinados microrganismos, as citocinas IL-4 e IL-10 favorecem a resposta TH2 e a
susceptibilidade a infecções. Mastócitos e células T CD4 NK podem ser responsáveis pelo aporte
inicial de IL-4 na indução da resposta Th2. No caso de pacientes com hanseníase, ocorre
polarização da doença nos poios tuberculóide e lepromatosa (ou disseminada) associados à presença
de citocinas do tipo l e 2, respectivamente. Ainda por motivos não esclarecidos, alguns pacientes
desenvolvem uma resposta do tipo 2 que regula negativamente a resposta tipo l que limita a
infecção. Em modelos animais, a depleção de citocinas através de anticorpos nos ajuda a entender
os mecanimos de imunidade. Por exemplo, a depleção de citocinas anti-inflamatórias, como TL-4,
IL-10 ou TGF-p\m animais suscetíveis e a depleção de IL-12, IFN-y e TNF-oc em animais
resistentes, inverte o padrão de suscetibilidade à infecção por protozoários, como Leishmania e T.
cruzi.
Microrganismos no citoplasma - A Listeria monocytogenes é uma bactéria que escapa ao
compartimento vesicular dos macrófagos, através da produção de uma hemolisina, a Listeriolisina
O, que forma poros na membrana do vacúolo. No citoplasma, a Listeria é capaz de se multiplicar e
polimerizar os filamentos de actina da célula hospedeira formando um pseudópodo que é envolvido
e fagocitado por outro macrofago. Desta forma, ela escapa dos efeitos de anticorpos e
complemento. No entanto, a presença da Listeria e seus antígenos no citoplasma, permite a
apresentação de Ags em moléculas de MHC classe I para linfócitos T CD8. A atividade citotóxica
de linfócitos T CD8 é mediada por 2 mecanismos diferentes. A perforina, citolisina formadora de
poros age na membrana celular, alterando sua fisiologia enquanto outras substâncias também
presentes nos grânulos citotóxicos (granzimas) induzem apoptose da célula infectada. O linfócito T
CD8 também expressa Fas-L, que é capaz de induzir apoptose de células-alvo expressando Fas, um
dos receptores de morte da família do receptor de TNF. Experiências feitas em camundongos
deficientes de células T CD 8 ou de perforina revelam que este mecanismo é mais importante no
combate à infecção por Listeria monocytogenes. A destruição do microrganismo através da ativação
de macrófagos por IFN-y também é importante. Células NK e yô também são protetoras nas
infecções por Listeria. Em conclusão, o sistema imune lança mão de diversas estratégias para conter
os patógenos, a eficácia de cada mecanismo depende da biologia do microrganismo e de seu poder
de evadir-se às defesas do organismo.
Os vírus e alguns protozoários patogênicos são parasitas intracelulares obrigatórios. Baseado
no seu efeito sobre as células do hospedeiro, os vírus são classificados como citopáticos ou não
citopáticos. Os vírus citopáticos lisam a célula ao final do ciclo lítico e invadem novas células a
partir de receptores de membrana. Muitos destes receptores são moléculas que participam da
resposta imune: CD4 (HIV), IÇAM-1 (rinovirus), CD21 (EBV), CD46 (vírus do sarampo).
Anticorpos neutralizantes (em geral IgG e IgA) são geralmente eficientes no combate dos vírus
citopáticos, e as vacinas anti-virais geralmente induzem este tipo de resposta, gerada normalmente
durante as infecções virais.
No caso dos vírus não citopáticos, as células infectadas são destruídas pelo sistema imune,
que é o maior responsável pela patologia, por exemplo, na hepatite B. Um modelo de vírus não
citopático bastante estudado é a infecção pelo LCMV (vírus da coriomeningite linfocitária) em
camundongos. A injeção do vírus intracerebral provoca uma resposta imune mediada por células T
que destroem células no sistema nervoso. Em camundongos deficientes de células T, a infecção é
benigna e não há meningite. As infecções com vírus não citopáticos raramente induzem imunidade
estéril, mas há controle dos níveis virais pela ação combinada de células T CD8 citotóxicas e IFN
tipo I. No caso do LCMV, a imunidade depende da produção de perforina pelas células T CD8 e é
independente da presença de células T CD4. Outros aspectos da infecção pelo LCMV nos ensinam
sobre imunorregulação. Animais transgênicos com linfócitos T contendo TCR reativo com um
peptídeo virai apresentado por moléculas de MHC classe I, ao serem infectados com doses
crescentes de vírus revelam diferentes situações. Doses intermediárias de vírus geram imunidade
efetiva e memória mediadas por células T CD8. Em altas doses de vírus ou de peptídeo virai, no
entanto, as células T vírus específicas sofrem um processo de exaustão clonal (proliferação,
seguida de diferenciação terminal em células efetoras), sendo eliminadas por apoptose. Este
mecanismo se assemelha aos fenómenos de tolerância de alta dose e podem de fato ocorrer em
doenças infecciosas.
,
12 - Imunodeficíência
Algumas deficiências imunológicas são adquiridas, resultantes da desnutrição ou da
administração de drogas imunossupressoras como a ciclosporina, usada para evitar a rejeição de
transplantes. Outras são causadas por agentes infecciosos como o H IV, Vírus da Imunodeficiência
Humana. Discutiremos a seguir, os mecanismos imunológicos deficientes em algumas
imunodeficiências primárias (de origem genética) e na infecção pelo H IV.
1. XLA ou Agamaglobulinemia ligada ao cromossoma X. Esta imunodeficiência é causada
por um defeito na maturação do linfócito B, célula produtora de anticorpos. A ausência de célula B
resulta em deficiência na produção de imunoglobulinas que na eletroforese se concentram na fração
y do soro, daí o nome agamaglobulinemia. As imunoglobulinas são importantes na neutralização de
produtos microbianos, como as exotoxinas e na inibição da penetração nas células, de
microrganismos que interagem com seus receptores. Além disso, as Igs fixam complemento que
leva à formação de complexos líticos lesivos ao patógeno, ou ainda Ig e complemento facilitam a
fagocitose de microrganismos. A ausência de Igs está frequentemente associada a infecções
bacterianas persistentes. O defeito na maturação da célula B é originada da falta de BTK, uma
enzima que provavelmente participa da sinalização gerada pelo receptor BCR da célula pré-B,
formado pela cadeia pesada ^ e a pseudo-cadeia leve. Camundongos XID têm células B, pois o
defeito da BTK não é no sítio catalítico. No entanto, eles não têm células B CD5+ ou BI.
2. Outra imunodeficiência ligada ao cromossoma X é a falta da cadeia y do receptor da IL-2,
que leva à deficiência
de maturação de linfócitos T e B, além de defeitos de ativação, causando uma
imunodeficiência severa combinada (SCHD). A cadeia y é compartilhada por vários receptores de
citocinas, como IL-15, IL- 7, IL-4, IL-9 e IL-2. O defeito na maturação parece ser causado pela falta
de sinalização via IL-7, que é importante no desenvolvimento de linfócitos T e B. Sua ausência, no
entanto, causa mais impacto na maturação de linfócitos T. Camundongos deficientes de IL-7 ou de
JAK l e 3, moléculas sinalizadoras ativadas pelo receptor da IL-7, apresentam fenótipo similar.
Além de deficiências associadas à falta de Igs, ocorrem deficiências de imunidade celular, devido à
falta de linfócitos T produtores de citocinas (CD4+) e de linfócitos T citotóxicos CD8+ , resultando
em infecções oportunistas.
3. Na síndrome da Hiper-IgM, linfócitos B e T estão presentes, mas não colaboram entre si.
A diferenciação de linfócitos B em células produtoras de anticorpos depende de fatores solúveis,
como as citocinas e fatores de membrana da célula T. O principal fator de membrana presente na
célula T ativada é o CD40-L ou ligante de CD40. Ao interagir com o CD40 na célula B, este ligante
induz proliferação e mudança dos isotipos de Ig, de IgM para outros isotipos (IgA, IgE, IgG)
dependendo das citocinas presentes. Os isotipos estão associados a diferentes funções efetoras, p.e.,
IgM e IgG fixam complemento, mas só a IgG se fixa aos receptores de Fe dos fagócitos. Na
síndrome de híper-IgM, os outros isotipos estão deficientes, pois as células T não expressam CD40-
L (defeito associado ao cromossoma X). Além das imunodeficiências resultantes da deficiência de
Igs, nos pacientes e camundongos deficientes de CD40-L, ocorre deficiência de imunidade celular e
infecções oportunistas. Foi descoberto, que o CD40-L das células T também é importante para a
ativação de macrófagos, indução de atividade microbicida, associada à produção de óxido nítrico e
de citocinas inflamatórias. O CD40-L também induz moléculas co-estimuladoras como B7 e
citocinas importantes para a ativação de célula T , como a IL-12 em células dentríticas e
29
macrófagos. O B7 também é induzido em linfócito B. Portanto, a colaboração entre células T e
APCs é bidirecional e está limitada na falta de CD40-L.
4. Outra síndrome associada ao cromossoma X é a Síndrome de Wiskott-Aldrich, devido à
deficiência da proteína WASP. Esta proteína parece ser importante na movimentação de vesículas
secretórias (p.e., aquelas que contêm citocinas) e ajuda a localizar estas vesículas na região de
contato entre as células, provavelmente interagindo com o citoesqueleto da célula. Muitas
atividades efetoras linfocitárias dependem destas interações, p.e. células citotóxicas que secretam
citotoxinas em células-alvo. Além de ocorrer deficiências de resposta imune, as plaquetas também
apresentam problemas funcionais nestes pacientes.
5. A doença granulomatosa crónica ligada ao cromossoma X é causada pela deficiência de
componentes da NADPH Oxidase, enzima responsável pela produção de intermediários reativos de
oxigénio (ROIs) por neutrófilos e macrófagos. Nestes pacientes, os fagócitos falham em eliminar os
microrganismos fagocitados. Os microrganismos resistem no seu interior, levando à formação de
granulomas, uma tentativa de limitar a infecção, daí o nome da doença.
6. Outros defeitos associado à função de macrófagos e neutrófílos levam às
imunodeficiências LAD l e 2 ou deficiência na adesão de leucócitos. Os leucócitos, durante a
inflamação, migram para os tecidos e devem, para isto, atravessar as paredes do endotélio capilar. A
adesão ao endotélio é mediada por LFA-1 nos leucócitos e IÇAM-1 e 2 no endotélio inflamado.
Esta interação é importante para a diapedese, ou transmigração através dos vasos. Estas moléculas
também participam na adesão entre leucócitos, como linfócitos T e APCs ou células-alvo e são
importantes na ativação de linfócitos T. Na LAD-1 ocorre deficiência da cadeia p2 componente do
LFA-1 e de outras integrinas, como MAC-1 ou CR3 e CR4. Estes receptores podem também
favorecer a opsonização de antígenos ligados ao complemento e também estão relacionados com a
função dos fagócitos. A deficiência de $2 influencia principalmente na capacidade destes fagócitos
de atingirem o sítio de inflamação. Na LAD-2, o componente deficiente é o resíduo sialil-x-lewis,
que ocorre, por exemplo, no linfócito T, na molécula CLÃ, antígeno cutâneo linfocitário que
promove a adesão à E-selectina do endotélio, e portanto, é importante na migração de linfócitos T .
7. Deficiência nos componentes da via alternativa do complemento, ou nos componentes C5,
C6, C7 e C8 do complexo lítico afetam principalmente a resistência ao género Neisseria. Estes
microrganismos são susceptíveis à ação lítica do complemento. A deficiência de C9 não afeta tanto,
pois C5-8 apresentam atividade lítica. A deficiência de C3 afeta também a opsonização de bactérias
capsuladas ocasionando suscetibilidade a algumas infecções piogênicas.
8. Várias imunodeficiências estão associadas a defeitos de maturação de linfócitos T no
timo. Na síndrome de DiGeorge e nos camundongos nude ocorre aplasia tímica e ausência de
linfócitos T. No entanto, deficiência de enzimas que participam da recombinação dos genes do TCR
e das Igs afetam linfócitos T e B, causando SCID. Há pacientes com'defeitos de RAG-1 e RAG-2.
Camundongos deficientes de RAG-1 e 2 e quinase dependente de DNA também apresentam
fenótipo SCID. Pacientes deficientes da expressão de MHC classe II (defeito no transativador de
classe II) ou de MHC classe I (defeito dos transportadores de peptídeo TAP) apresentam defeitos de
maturação de linfócitos T no timo. No primeiro caso, há deficiência de células T CD4, no segundo,
de células T CD8. Nos camundongos, estas imunodeficiências causam aumento na suscetibilidade
às infecções, p.e., à infecção pelo T. cruzi.
9. Síndrome da hmmodeficiência Humana. A SIDA é provocada pela infecção pelos vírus,
H IV-1 ou 2, sendo o H IV-1 mais prevalente. Este vírus infecta células T CD4 agindo através da
gp!20 que se liga ao CD4 e promove a penetração do vírus. O vírus tem seu genoma transcrito pela
transcriptase reversa (RNA-DNA) e se integra ao núcleo da célula T. Ocorre uma fase aguda da
doença, com viremia, acompanhada de resposta imune, que controla a viremia, principalmente pela
ação de anticorpos e de CTLs. Células T CD4 são progressivamente eliminadas ou pela ação de
células NK e CTLs ou pela própria interação do vírus através da gp 120 ao CD4 ou por efeito
citopático virai. Quando o nível de células T CD4 diminui, ocorre inversão da relação CD4 e CD8.
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Finalmente a deficiência de T CD4 leva à manifestação de infecções oportunistas, inicia-se a fase
sintomática, após a fase assintomática. Ocorrem infecções por bactérias (micobactérias, BCG),
protozoários (Criptosporidium, Toxoplasma) vírus (citomegalovírus, vanceía-zoster) e fungos
{Histoplasma, Criptococcus, Cândida). Um interessante aspecto desta infecção é que o HIV
depende da ativação das células T CD4 para produzir uma infecção produtiva. Células T CD4
expressam NFicB quando ativadas, um fator necessário à transcrição da IL-2. O NFicB ativa a
transcrição das moléculas virais e inicia a infecção ativa. Por outro lado, o transativador TAT do
vírus é capaz de potencializar a produção de IL-2 pela célula T CD4. Esta IL-2 talvez seja
importante para ativar outras células T infectadas, causando infecção produtiva. Sem dúvida este
pode ser um mecanismo de virulência do HIV. Mais recentemente, foi descoberto outro mecanismo
de subversão do sistema imune pelo HIV. A penetração do vírus nas células T e macrófagos
depende da interação com o CD4 e com receptores de quimiocinas. O uso de receptores de
quimiocinas diferentes em macrófagos e linfócitos T pode explicar o tropismo celular de isolados de
HIV.
13 - Regulação da resposta imune
A imunorregulação pode ser entendida de uma
maneira mais restrita como um conjunto de
mecanismos de controle que contribuem para a finalização de uma resposta imune. De uma maneira
mais ampla, devem também ser considerados os mecanismos que favorecem o estabelecimento de
uma resposta imune apropriada e inibem respostas indesejadas ou desnecessárias. Neste contexto,
devem ser consideradas as estratégias próprias do sistema imune e as estratégias de manipulação do
sistema imune pelo homem, com finalidade terapêutica ou de pesquisa.
O Ag é o estímulo que induz a resposta imune. Quando o Ag é eliminado, a resposta imune
cessa. O Ag é recolhido e destruído pelas APCs. As APCs contendo Ag devem ser inativadas ou
eliminadas ao final da resposta imune. As células efetoras ativadas por estas APCs, os linfócitos B e
T efetores, têm vida curta e são inativados ou eliminados ao final da resposta imune. Vamos
considerar vários mecanismos de controle da resposta imune desde seu início até o fim:
1. Mecanismos que controlam a ativação dos linfócitos T e B;
2. Mecanismos que influenciam a diferenciação dos linfócitos: direcionamento da
resposta imune pelas citocinas.
3. Finalização da resposta imune: apoptose de linfócitos.
Controle da ativação celular - A célula T é ativada através do TCR que interage com o Ag
associado a moléculas de MHC da APC. Outras moléculas de adesão e sinalização participam da
ativação da célula T, entre elas o CD4, co-receptor das células T CD4 e o CD8, co-receptor das
células T CD8.
No mínimo 2 sinais são necessários à ativação da célula T. O 1° sinal (cascata de eventos
bioquímicos) derivado da ligação do complexo MHC-Ag ao receptor TCR e co-receptor (também
se liga ao MHC) e o 2° sinal iniciado pela ligação da molécula B7 da APC ao CD28 na célula T. Na
ausência do 2° sinal a célula se torna anérgica, ou seja, refratária à estimulação pelo Ag. No entanto,
ao serem ativadas devidamente, as células T CD4 produzem citocinas como a IL-2 que age
autocrinamente no seu receptor e inicia um processo de divisão celular e expansão clonal das
células T. A IL-2 age paracrinamente em outras células, como as T CD8, levando à sua proliferação
e diferenciação em células T efetoras citotóxicas. Na ausência de IL-2 derivada de células T CD4P
ou alternativamente ao serem ativadas por APCs na ausência de B7, as células T CD8 também se
tornam anérgicas. Este mecanismo evita a ativação das células T por células que não são APCs
profissionais e que não apresentam B7. Desta forma respostas desnecessárias e a ação efetora
perigosa das células T é controlada. A anergia também incide sobre linfócitos B que são ativados
pelo Ag (1° sinal), na ausência das citocinas e CD40-L da célula T (2° Sinal).
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Células T CD4, no início da resposta imune, são ativadas por células dendríticas maduras,
que expressam B7. A ação efetora das células T CD4 está ligada à secreção de citocinas e à
expressão de CD40-L quando o linfócito está ativado. O CD40-L age sobre células que expressam
CD40 causando várias atividades. Células B, ativadas pelo Ag, sob a ação de CD40-L e citocinas
derivadas de células T CD4, proliferam, se diferenciam e secretam Igs. Macrófagos produzem
citocinas e óxido nítrico, aumentando sua atividade microbicida e inflamatória. Células endoteliais
expressam moléculas de adesão (ICAM-I, VCAM-I e E-selectina) favorecendo a migração dos
leucócitos para os tecidos e a inflamação. Células B e macrófagos são induzidos a expressar B7 e
células dendríticas aumentam seus níveis de expressão de B7. Todos esses processos levam à
amplificação da resposta imune, pois APCs com altos níveis de B7 são capazes de ativar células T
com menor afinidade pelo Ag e favorecem a quebra de tolerância ao próprio. Tanto esta situação
quanto a inflamação exacerbada devem ser evitadas.
Como controlar a ação de células T efetoras? Existem duas moléculas B7, B7-2 que é
induzida nas primeiras 24hs de ativação do linfócito B (e outras APCs) e que provavelmente
contribui para a co-estimulação da célula T via CD28. E B7-1 induzido após 48hs. As moléculas B7
são também capazes de se ligar a outra molécula da célula T, CTLA-4, que é induzido após 48hs de
estimulação da célula T. Seu ligante natural é provavelmente B7-1, baseando-se nas cinéticas de
indução. Ao contrário do que se imaginou no início, CTLA-4 não é co-estimulador, mas ao
contrário, freia a resposta da célula T. O mecanismo do CTLA-4 permanece em estudo. Alguns
autores verificaram a produção de citocinas anti-inflamatórias. Outros verificaram a ação de uma
fosfatase que talvez pudesse desfosforilar as cadeias do TCR:CD3, impedindo os primeiros eventos
bioquímicos da ativação. Em qualquer caso, o animal deficiente de CTLA-4 perde a capacidade de
controlar clones T autorreativos e desenvolve fenótipos de auto-imunidade e linfoproliferação. Por
outro lado, o bloqueio limitado da ação do CTLA-4 com anti-CTLA-4 resultou em rejeição a
tumores de camundongos, provavelmente através do desbloqueio da resposta imune. Mais
recentemente, foram implicadas células T CD4 regulatórias, que expressam CTLA-4 e produzem
citocinas supressoras.
A célula B também parece apresentar um mecanismo regulador. O FcRylIb ao interagir com
complexos Ag-anticorpo ativa uma fosfatase capaz de inibir os sinais do BCR, composto da IgM e
de moléculas sinalizadoras Iga e Igp. Ou seja, na presença de uma resposta imune com produção de
Ig já estabelecida, a ativação de linfócitos B virgens é inibida. Provavelmente este é um mecanismo
que evita o excesso de complexos Ag-anticorpos e doenças causadas por imunocomplexos.
Anticorpos anti-idiotípicos (formados contra a porção variável das Igs) também podem contribuir
para a regulação da resposta imune. Algumas vezes eles estimulam os linfócitos B produtores de Ig,
outras vezes inibem. No caso do linfócito T, também existem exemplos de regulação idiotípica. Na
EAE (Encefalomielite auto-imune experimental), a imunização com o TCR do linfócito T
autorreativo leva à formação de uma resposta reguladora que protege contra a doença.
Controle da diferenciação celular - Células T CD4 TH2 produzem IL- 4, IL-5, IL-6 e IL-
10 que favorecem a ativação das células B. Uma outra subpopulação de células T CD4, TH l,
produzem IL-2, TNF-p e EFN-y, citocinas que favorecem a imunidade celular. Esta resposta é
particularmente desejável quando o microrganismo sobrevive nas vesículas do macrofago e escapa
à ação dos anticorpos. Neste caso, células TH1 produzem IFN-y, que sinergiza com o TNF-oc dos
macrófagos e induz nestes, a produção de óxido nítrico, aumentando sua capacidade microbicida
(além dos efeitos do CD40-L). Os próprios macrófagos infectados favorecem o desenvolvimento
das respostas TH l, pois produzem IL-12 que induz produção de IFN-y, por células TH1, NK e junto
com o INF-y, favorece a diferenciação de células T precursoras em células TH1. A diferenciação de
células TH2, ao contrário, é inibida pelo IFN-y, e facilitada pela IL-4. No modelo de Leishmania
major, camundongos C3H desenvolvem resposta TH1 e limitam a disseminação do microrganismo,
pela produção de NO. Camundongos BALB/c desenvolvem resposta TH2 e são suscetíveis à
infecção. Anticorpos anti-IL-4 inibem a resposta TH2 e favorecem a resposta TH1, levando o
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camundongo a controlar o microrganismo. Nem sempre, no entanto, a resposta TH1 é desejada. Na
EAE, a resposta TH1 à proteína básica da mielina (MBP) leva à ativacão dos macrófagos e
destruição da mielina dos nervos. Neste caso, uma forma de imunorregulação por desvio
imunológico favoreceu a resposta TH2 e impediu a doença. O Ag foi administrado via oral e levou
à formação de citocinas do tipo 2, como TGF-(3 e IL-10, ambas capazes de desativar o macrofago.
O TGF-p também inibe os linfócitos T produtores de IFN-y, enquanto a IL-10 age sobre os
macrófagos diminuindo sua atividade, inclusive a produção de IL-12 e expressão de B7. Desta
forma, indiretamente, a IL-10 inibe a ativacão de células TH1.
Controle da raorte celular - Finalmente, vamos considerar os mecanismos que levam à
finalização da resposta imune. A tolerância de alta dose é um fenómeno observado in vivo e in vitro.
A administração de altas doses de Ag leva à paralisação do sistema imune. In vitro, se observou que
com altas doses de Ag ocorre diminuição da proliferação e viabilidade de linfócitos T. Células T
constantemente re-estimuladas morrem de apoptose. Na EAE, a administração de altas doses do
peptídeo relevante da MBP também causou apoptose e eliminação dos clones T autorreativos in
vivo, inpedindo a doença. Neste trabalho, os autores verificaram que a ativacão de linfócitos T com
altas doses de Ag, na presença de IL-2 leva à diferenciação terminal das células T, ou seja, elas se
tornam suscetíveis a morrer. Em outro trabalho, se observou que células T CD4 virgens (CD45RA)
ao serem re-estimuladas continuamente por mitógenos, se diferenciam em células T CD45RO,
fenótipo de memória/efetor. A expressão de CD45RO se correlaciona com o aumento da expressão
de Fas (molécula que induz apoptose) e diminuição de Bcl-2 (molécula que protege da apoptose).
Um dos mecanismos que pode levar estas células à morte é a interação com a molécula Fas-L,
presente em linfócitos T CD4 e CD8 ativados. Como estes linfócitos expressam Fas também
quando ativados, eles podem se matar uns aos outros induzindo sua própria eliminação no final da
resposta imune. Linfócitos B expressando Fas também podem ser eliminados. Camundongos
mutantes que não expressam Fas, deixam de eliminar linfócitos T e B autorreativos ou não, e
desenvolvem uma doença linfoproliferativa, incluindo a produção de auto-anticorpos.
Outras células podem expressar Fas-L e controlar as células T. Este é o segredo de alguns
sítios tidos como imunoprevilegiados, como a câmara anterior do olho e os testículos.
Experimentalmente, a inoculação de HSV (Vírus herpes simples) no olho não causa doença grave,
embora o vírus esteja presente. Camundongos deficientes de Fas-L, não expressam Fas-L nas
células da câmara anterior do olho. Linfócitos T ativados penetram no olho e não podem ser
eliminados por este mecanismo. Ocorre resposta inflamatória e o animal fica cego.
14- Mecanismos imunopatoíógicos
Os mecanismos efetores do sistema imune podem causar danos ao próprio organismo, no
curso da resposta imune ou em reações anómalas e exacerbadas como alergia e auto-imunidade. Os
mecanismos imunopatoíógicos podem envolver anticorpos ou células efetoras e são classificados
como reações de hipersensibilidade dos tipos I ao IV.
Reação do tipo I ou hipersensibilidade imediata. Este tipo de problema relacionado à atividade
dos sitema imune é, em geral, uma reação exacerbada a uma molécula exógena (alérgeno) e se
parece com a resposta a parasitas multicelulares (helmintos), mediada por anticorpos IgE,
mastócitos e eosinófilos. Na primeira vez que o indivíduo é exposto ao antígeno (alérgeno), ocorre
uma resposta imunológica tipo 2, envolvendo células Th2, produtoras de IL-4, que auxiliam células
B a produzirem anticorpos IgE capazes de interagir com o Ag. A IgE se fixa por receptores de Fe à
superfície de mastócitos localizados próximos ao endotélio dos vasos sanguíneos. Quando o
individo é re-exposto ao Ag, este se liga à IgE e ativa os mastócitos, provocando sua degranulação e
produção de citocinas. Nos grânulos dos mastócitos estão presentes substâncias vasoativas, como a
histamina e também são liberados derivados do ácido aracdônico como prostaglandinas e
leucotrienos. A ação combinada destes fatores afeta o endotélio dos vasos sanguíneos., provocando