Imunidade

Imunidade Sistema imunitário – Conjunto de células que circulam no sangue e na linfa. Podendo assim interagir com qualquer tecido do corpo. A linfa é um fluido similar ao sangue e contém linfócitos, proteínas, mas raras hemácias. Alguns dos órgãos secundários que pertencem ao sistema linfático são: timo, baço, medula óssea, gânglios linfáticos, MALT (funciona como os gânglios linfáticos). O sangue e a linfa interactuam, directa ou indirectamente. Todas as células, tanto do sangue como da linfa, partilham os mesmos precursores, pois derivam todas das células estaminais (pluripotentes) da medula óssea.

As células mais numerosas no sangue são os eritrócitos (glóbulos vermelhos/ hemácias) que são células não nucleadas cuja função é transportar oxigénio dos pulmões até aos tecidos. Mas o sangue também é constituído por células nucleadas, como os leucócitos. Estes incluem os linfócitos (células especializadas para produção de anticorpos e para imunidade mediada por células) e células fagocíticas. O sangue é também composto por plasma, um líquido que contém proteínas, células suspensas e outros produtos. Assim, há dois tipos de resposta imunitária:

Resposta imunitária não específica ou inata (1º passo da resposta imunológica) Células fagocíticas – a sua função é eliminar o invasor por fagocitose (fagolisossomas). •

Neutrófilos: altamente móveis (circulam no sangue e são mobilizados para a zona infectada). Contêm nº elevado de lisossomas;

•

Monócito: móveis, diferenciam-se em: •

Macrófagos: fixos a tecidos (nódulos linfáticos e baço). Para além de fagocitarem células/toxinas, iniciam resposta imunológica específica.

a) Os fagócitos reconhecem o patogénico e prendem-no com a membrana; b) A membrana à volta do patogénico fica sob a forma de pinça e forma o fagossoma; c) O fagossoma que contém o patogénico, move-se para o interior da célula; d) O fagossoma funde-se com o lisossoma formando o fagolisossoma; e) As substâncias tóxicas e as enzimas do fagolissoma normalmente matam e digerem o patogénico.

Ambas as respostas imunitárias induzem a inflamação: reacção não específica a toxinas e patogénicos. Causa eritema, edema, dor e febre.

Resposta imunitária específica ou adquirida As células do sistema imunitário distinguem entre as moléculas do indivíduo e as invasoras (estranhas) e têm como função eliminar o invasor por reconhecimento do antigénio. É uma resposta específica e com memória. As células envolvidas são: •

Qualquer célula nucleada;

•

Macrófagos: apresentam antigénios a células Tc;

•

Linfócitos T: células T citotóxicas (TC) e helper (TH);

•

Linfócitos B: produtores de anticorpos; apresentam antigénios a células TH; diferenciam-se em: • Células de plasma (produzem anticorpos solúveis); • Células de memória.

Antigénio: molécula invasora (proteínas, polissacarídeos, glicolípidos), que induz a produção de anticorpos. Determinantes antigénicos: regiões do antigénio ao qual se ligam os anticorpos (resíduos de açúcar, resíduos laterais de aminoácidos). Haptenos: pequenas moléculas invasoras que quando se ligam a uma molécula maior induzem produção de anticorpos. Como é activada a resposta imunitária? - Complexo de histocompatibilidade (permite diferenciar entre células do organismo e estranhas). • Classe I: ancorado na membrana citoplasmática de qualquer célula nucleada do organismo. Resultam de infecção de vírus. • Classe II: encontrados apenas na superfície de linfócitos B e macrófagos. Expressos exclusivamente nos fagócitos. Na ausência de antigénio, as células apresentam complexos de histocompatibilidade com peptídos, que derivam do catabolismo normal das células: Classe I

Classe II

Estes complexos apresentam regiões variáveis e outras comuns. Na presença de antigénio: as células que ingeriram patogénicos e células infectadas com vírus produzem peptídos que interagem com o complexo, formando na superfície da célula complexos com peptídos estranhos ao hospedeiro. Estes tornam-se pontos de referência que permitem que as células T identifiquem antigénios estranhos.

Classe I Célula infectada com organismo invasor:

Activação de um linfócito TC CD8 com receptor específico para esse antigénio:

1. Liga-se ao complexo da classe I da célula infectada; 2. Liberta toxinas que matam a célula infectada.

Uma célula engloba o patogénico e depois liga o complexo ao antigénio (a membrana fica toda preenchida com esta ligação), funcionando como sinal para que depois o linfócito TC se ligue porque reconhece o complexo que apresenta um antigénio. Liberta perforinas e granzimas provocando a morte celular (apoptose).

Classe II

Um linfócito TH1 CD4 com receptor específico para esse antigénio: 1. Liga-se ao complexo da classe II da célula fagocítica; 2. Produz citocinas que activam macrofagos e outras células fagocíticas (inflamação)

Os macrófagos funcionam da mesma maneira que as células mais comuns. Mas aqui os linfócitos são os TH1 CD4. Os antigénios dos macrófagos activam estes linfócitos. Ligam-se ao

complexo II do macrófago e libertam citocinas que vão activar todas as células fagocíticas e promover a inflamação. Outra situação pode ser um linfócito B que endocita uma antigénio e depois reveste-se dos antigénios com o complexo II. O linfócito B tem então dupla acção: produzir anticorpos e/ou expor os antigénios, activando os linfócitos TH2. Ao produzir anticorpos, a ligação ao antigénio não é suficiente para o linfócito B iniciar a síntese de anticorpos solúveis (produzidos por linfócitos B maturados), então o linfócito B expõe o seu complexo com 1 antigénio que é reconhecido por 1 TH2 (CD4) que produzem substâncias químicas que fazem com que se produzam + TH2 e com que os linfócitos B se maturem em células de plasma para que depois produzam os anticorpos solúveis. Para além da maturação produzem-se células de memória (vida longa). Os linfócitos B maturados têm 1 tempo de vida curto. Assim, se houver um segundo contacto, já não se passa o mesmo processo de novo, porque já há células de memória. Um linfócito TH2 CD4) com receptor específico para esse antigénio: 1. Liga-se ao complexo da classe II do linfócito B num processo equivalente ao dos macrófagos; Produz citocinas que: a. Promovem multiplicação da célulaTH2 CD4; b. Estimulam a transformação do linfócito B em célula de plasma (produtor de anticorpos solúveis) e em células de memória.

Anticorpos (imunoglobulina) •

Glicoproteína produzida por linfócitos B

(células do plasma), em resposta ao antigénio; •

São solúveis;

•

Liga-se especificamente ao antigénio que

induziu a sua produção; • Cadeias pesadas – mais longas Cadeias leves – mais curtas

Encontram-se no leite, em fluidos do corpo e

em secreções gástricas.

IgG – A que existe maioritariamente. Presente nos fluídos extracelulares, no sangue e linfa. Atravessa a placenta. É o anticorpo que actua num 2º contacto com o mesmo antigénio.

IgM – 1º a ser sintetizado no 1º contacto. Encontra-se no sangue e linfa. Monómero – receptor dos linfócitos B.

IgA – Secreções (ex.: saliva)

IgD – encontra-se no sangue e linfa. É produzido pelos linfócitos B. IgE – encontra-se no sangue e linfa. É produzido pelos mastócitos.

Resposta secundária (memória imunitária) O 2º contacto dá origem a uma resposta muito mais rápida, muitas vezes sem sintomas, devido às células de memória. Estas não activam as células T e fazem com que os anticorpos produzidos numa 2ª resposta sejam 10-100 vezes superiores do que na 1ª resposta.

Diversidade de receptores antigénicos Cada indivíduo é capaz de produzir biliões de anticorpos diferentes com uma interacção específica para cada antigénio. Como é que existem tantos receptores antigénicos diferentes no organismo? Isto deve-se a um mecanismo único das células B e T. A produção de anticorpos começa com o rearranjo de genes. Durante o desenvolvimento das células B na medula óssea, tanto a cadeia pesada como a cadeia leve sofrem rearranjo de genes e splicing.

Actividade dos anticorpos - Neutralizam invasores; - Activam macrófagos; -Activam

sistema

complemento

(ligação sucessiva de uma série de proteínas que provocam a lise das células, através de buracos); - Aglutinam (ligam-se à superfície das células estranhas, formam uma rede e precipitam).

Por vezes, vários anticorpos ligam-se a uma mesma proteína (funciona como antigénio), por esta ter várias partes complementares com diferentes anticorpos. Resumindo:

Os linfócitos T estimulam: • a si próprios; • Células fagocíticas; • Linfócitos B. Imunidade e imunização Imunidade natural – a exposição a antigénios durante uma infecção resulta numa imunidade conferida por anticorpos e por células T (activa). Os recém – nascidos têm anticorpos que foram passados através da placenta (IgG) e recebem anticorpos (IgA) através do leite da mãe (passiva). Chama-se passiva, porque os anticorpos não foram produzidos pelo bebé, mas pela mãe.

Imunidade artificial (imunização) – indução da imunidade para infecções individuais. Pode ser natural (vacinas – induzem a formação de anticorpos) ou artificial (soro que contém anticorpos do sangue de um indivíduo – injectam-se anticorpos no paciente, logo ele não tem que os produzir). Exemplos de vacinas humanas: •

Toxóides (difteria, tétano);

•

Bactérias mortas ou extractos celulares (febre tifóide, cólera);

•

Bactérias atenuadas (tuberculose - BCG);

•

Polissacarídeos purificados (meningite e pneumonia);

•

Vírus atenuados (sarampo, febre amarela, poliomielite);

•

Vírus inactivados (raiva);

•

DNA recombinante (hepatite A e hepatite B): plasmídeo + antigénio → produzem-se anticorpos.

Exemplos de utilização de anticorpos

A resposta imunitária a um patogénico resulta na produção de imunoglobulinas para numerosos determinantes antigénicos presentes no patogénico. Apenas de algumas destas imunoglobulinas são dirigidas para cada determinante antigénico. O resultado é uma complexa mistura de diferentes anticorpos chamados anticorpos policlonais derivados de linfócitos B. Estes anticorpos providenciam uma imunidade adequada para o hospedeiro, mas não são reproduzíveis, pois são a soma dos anticorpos responsáveis pela resposta de um indivíduo a um complexo antigénico para apenas uma única ocorrência. Cada imunoglobulina é produzida por um único linfócito B. como resultado, um clone de uma célula B in vitro pode produzir quantidades ilimitadas de um único anticorpo monoespecífico (anticorpos monoclonais). Mas, estas células produtoras de anticorpos morrem passado algumas semanas. Para produzir células de longa vida, os linfócitos B são fundidos com tumores de células B (mielomas). Estes são capazes de se dividir

indefinidamente e são, por isso, imortais. Estas células que resultam da fusão chamam-se hibridomas (crescem indefinidamente in vitro e produzem anticorpos). Para

produzir

um

anticorpo

monoclonal, um rato é imunizado com o antigénio

de

interesse.

Durante

as

semanas seguintes, as células proliferam e começa a produção de anticorpos no rato. O baço e os gânglios linfáticos (ricos em células B) são removidos do rato e, as células B são fundidas com mielomas. Apenas

um

pequeno

número

de

hibridomas é produtor de anticorpos. De uma fusão, vários e distintos clones são isolados, cada um fazendo um anticorpo monoclonal. Uma vez identificados os clones de interesse, eles podem crescer no rato, funcionando este como produtor de anticorpos, ou podem crescer em culturas de células. Os hibridomas podem crescer indefinidamente, ou podem ser congelados e mais tarde restituídos, para providenciar os desejados anticorpos monoclonais. Esta técnica é usada para: •

Testes diagnóstico (ex. presença de vírus; detecção e quantificação de proteínas ou drogas);

•

Identificação de células (ex. células infectadas com vírus; células tumorais; bactérias);

•

Engenharia Genética (identificação e medição de níveis de produção de genes, não detectados por outros métodos);

•

Detectar e tratar cancro (anticorpos monoclonais preparados contra os antigénios dos tumores são especialmente destinados para as células malignas para direccionar toxinas a estas células).

Para detectar antigénios ou células intactas, usam-se vários métodos:

•

Microscopia de fluorescência & Anticorpos fluorescentes Os anticorpos podem ser modificados, covalentemente, por fluorescência, não alterando a especificidade mas tornando-o possível de detectar, usando microscopia fluorescente, quando este sze ligar a um antigénio. É uma técnica muito usada para identificar células microbianas sem isolamento em cultura. São usados dois métodos:

- Directo: o anticorpo, que se vai ligar ao antigénio, é ligado, directamente, a um corante fluorescente;

- Indirecto: a presença de um anticorpo não fluorescente na superfície da célula é detectada pelo uso de anticorpos fluorescentes direccionados para os anticorpos não fluorescentes (ou seja, se o paciente já esteve em contacto com uma bactéria).

•

Enzyme Linked Immuno Sorbent Assay (ELISA) Uma enzima é covalentemente ligada a uma molécula de anticorpo, criando uma ferramenta imunológica com uma alta especificidade e sensibilidade, recorrendo a uma reacção enzimática, com mudança de cor. As propriedades catalíticas e a especificidade para o anticorpo não é alterada. Há dois métodos:

- Directo: para detectar antigénios, tais como partículas de vírus de uma amostra de sangue. Os anticorpos são adicionados e ligam-se a superfície. Se os vírus estiverem presentes na amostra serão encontrados pelos anticorpos. Depois de lavar, 1 segundo anticorpo que tem uma enzima conjugada é adicionado. Este ligase a outro determinante antigénico. Adiciona-se então o substrato para a enzima. Esta catalisa a conversão do substrato a um produto colorido que é detectado por um espectrofotómetro;

- Indirecto: para detectar anticorpos num soro humano, como por exemplo num doente com SIDA, para testes de gravidez e de drogas. Quando se está infectado com o vírus do HIV, a infecção inicial leva à produção de anticorpos específicos para os antigénios do HIV. Se mudar de cor, quer dizer que tem anticorpos, logo está infectado com o vírus da sida.