Imunologia

Universidade Estadual de Campinas Faculdade de Odontologia de Piracicaba Departamento de Diagnóstico Oral - Disciplina de Microbiologia e Imunologia -

Roteiro da Aula 5 de Imunologia: Resposta imunológica celular e humoral - Resposta imune adaptativa (específica) Profa. Dra. Renata de Oliveira Mattos-Graner

1. A teoria da seleção e expansão clonal: •

Um antígeno somente ativa aqueles clones de linfócitos que tem receptores específicos para reconhecer ao mesmo.

•

Após o reconhecimento, as células T/B com receptores específicos para o antígeno entrem em proliferação (expansão) e maturação, gerando células efetoras e células de memória.

•

As células B e T são selecionadas de forma semelhante (veja figura abaixo).

•

A capacidade de uma resposta das células B de memória é aumentada porque as porções variáveis de seus receptores sofrem modificações finais (devido hipermutações somáticas) que aumentam a afinidade para o antígeno.

•

Entretanto, enquanto as células B reconhecem antígenos livres, as células T só reconhecem antígenos processados apresentados na superfície de células (infectadas e/ou apresentadoras de antígeno). célula precursora

célula precursora proliferação e diversificação

clones de células B maduras virgens

T1

T2

T3

clones de células T maduras virgens

ligação ao antígeno por clone específico

T2 proliferação (expansão clonal) e maturação

plasmócitos originados de um único clone

T2

T2

T2

T2

células T ativadas originadas de um único clone

anticorpos secretados

Nota: A representação das células de memória foi omitida para simplificação do esquema acima.

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2. Componentes do sistema imune envolvidos na Resposta imunológica celular e humoral: Células apresentadoras de antígeno ou Antígeno na superfície de células alvo ativação CAA: células dendríticas, macrófagos e células B.

total de células T

linfócitos T citotóxicos Tc

linfócitos T auxiliares Ta linfócitos T auxiliares 1 Ta1

destruição de células alvo

linfócitos T auxiliares 2 Ta2

estimulam fagócitos

estimulam linfócitos B

inflamação, destruição de parasitas intracelulares

Anticorpos Imunidade humoral

Imunidade mediada por células

3. Resposta imunológica adaptativa: •

Dependendo do tipo de Ag (intracelular ou extracelular) e das citocinas envolvidas a reposta pode ser mais humoral ou mais citotóxica (celular). R e s p o s ta im u n o ló g ic a a d a p ta tiv a

R e s p o s ta H u m o r a l -

L in fó c ito s B P la s m ó c it o s A n tic o r p o s L in fó c ito s T a 2

R e s p o s ta C e lu la r - L in fó c ito s T c - L in fó c ito s T a 1

in te r a ç ã o d e a m b a s a tr a v é s d e c ito c in a s

4. Antígenos: • Molécula que, por interagir com receptores específicos dos linfócitos B e T, induz a resposta imunológica. • Podem ser independentes ou dependentes de célula T. 4.1. Antígeno independente de células T: • Induz resposta imune sem auxílio de linfócitos T. • Normalmente são moléculas grandes complexas de superfície bacteriana e com múltiplos epítopos repetitivos na superfície. 4.2. Antígeno dependente de célula T: • Induz a resposta imune efetiva somente auxiliado pelos linfócitos T. • Na maioria dos casos o Ag é dependente de células T.

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5. Linfócitos T: • Reconhecem antígenos somente quando ligados à superfície celular: células apresentadoras de antígeno (CAA) e células infectadas. 6. Receptores específicos de antígenos: • Tanto as células B como as células T possuem receptores específicos para os antígenos. 6.1. Comparação do receptor de célula T e uma molécula de Ac IgG:

B

T Imunoglobulina (Ig) I l b li (I ) (receptor de superfície)

Receptor de célula T RCT

6.2. Estrutura do RTC: sítio de ligação de antígeno cadeia α cadeia β região variável região constante

região transmembrana cauda citoplasmática

• Hetero dímero: uma cadeia α e uma cadeia β • Porção extracelular de cada cadeia consiste de dois domínios semelhantes à porção Fab de imunoglobulina (vide roteiro da aula 3): 1. região constante; 2. região variável (forma o sítio de ligação de antígeno). O RCT ancorado na membrana da célula T: • Envia sinais para o interior da célula; • É altamente específico • Sítio de ligação de antígeno - alta diversidade em um indivíduo; • Diversidade de RTC gerada por processos de recombinação gênica, durante a diferenciação de linfócitos.

transdução de sinal

CD45RO CD45RA

7. Marcadores de superfície de linfócitos T • • • •

CD (Cluster of Differentiation). Marcadores de linhagens de linfócitos. Variam segundo subpopulações / estágios de maturação. Principais: CD4 e CD8, pois diferenciam as células T em auxiliares (CD4) e citotóxicas (CD8).

CD3 RCT CD4 CD2 Ta CD28

Todas as células T Tc

CD5(=Ly1) (CD7) CD18

CD8

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8. Reconhecimento de antígenos pelas células T: •

Reconhecimento através do RCT, que reconhece um antígeno apresentado na superfície celular em um complexo com molécula de MHC.

célula T

T RCT Antígeno processado no interior da célula

MHC

antígeno intracelular ou fagocitado/endocitado Célula infectada ou CAA

8.1. Processamento e apresentação do antígeno: •

Processamento do antígeno: os antígenos reconhecidos pelas células T são peptídeos que se originam da degradação de um antígeno integral como, por exemplo, uma bactéria fagocitada.

•

Apresentação do antígeno: para um receptor de célula T reconhecer um antígeno processado, o mesmo deve ser ligado a uma molécula MHC e apresentado na superfície da célula.

8.2. As diferentes populações de linfócitos T reconhecem Ag em classes distintas de MHC: •

Células T citotóxicas: reconhecem antígenos processados em associação com MHC de classe I na superfície de qualquer célula infectada do hospedeiro;

•

Células T auxiliares: reconhecem antígenos processados em associação com proteínas MHC de classe II, presentes nas CAA (ver roteiro da aula 2).

9. MHC: •

Moléculas codificadas por um complexo de genes chamado complexo principal de histocompatibilidade (do inglês Major Histocompatibility Complex).

•

Há duas classes distintas de moléculas MHC:

a) MHC classe I: presente em todas as células (exceto as hemáceas) b) MHC classe II: presente em células especializadas (apresentadoras de Ag e linfócitos B) •

Nos humanos o MHC é denominado HLA (do inglês Human Leucocyte Antigen)

•

Proteínas mais polimórficas (variáveis) entre indivíduos responsáveis por rejeição de implantes

•

Poucos tipos de MHC por indivíduo (=< 20 tipos distintos) - os quais devem ligar-se a inúmeros peptídeos distintos

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10. Co-receptores de linfócitos T: proteína CD8

MHC I

•

CD4: expressos pelas células T auxiliares reconhecem moléculas MHC de classe II.

• RCT parte polimórfica

CD8: expressos pelas células T citotóxicas

célula infectada parte não polimórfica

reconhecem moléculas MHC de classe I. •

Necessários para reconhecimento de antígenos.

•

Ligam-se à parte não variável da molécula de MHC (do

complexo MHC + Ag) estabilizando a ligação com o Ta

linfócito T, para que este seja ativado.

proteína CD4

CAA

MHC II

11. Células T citotóxicas: •

Principal função: Destruir células infectadas por patógenos intracelulares (vírus e bactérias intracelulares).

•

Destruição celular direta: indução de apoptose (granzimas) e perforinas (citotoxinas).

•

Citocinas: produzidas com a ativação de Tc - IFNγ; TNFβ;TNFα.

12. Citocinas: •

Proteínas solúveis que mediam as interações entre diversos grupos celulares.

•

Interleucinas e linfocinas: citocinas produzidas por leucócitos / linfócitos respectivamente.

12.1. Mecanismo básico de ação das citocinas:

Citocina se liga ao seu receptor na superfície celular

citocina Polimerização de receptor

Polimerização de receptor

Ativação das vias de sinalização intracelular citoplasma

Produção / ativação de fatores de transcrição vias de ativação

Fatores de transcrição migram para o núcleo e ligam-se aos promotores dos genes regulados pelas citocinas

núcleo fator (es) de transcrição

gene promotor

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13. Células T auxiliares (Ta1 e Ta2) •

São fundamentais na resposta imune adaptativa.

•

Principal função: auxiliar outros linfócitos T/B e outras células do sistema imune (ex: macrófagos) através da produção de citocinas.

•

Os antígenos processados são apresentados para as células T auxiliares via moléculas MHC classe II, nas CAA.

13.1. Ativação das células Ta: •

2 sinais são necessários para a ativação das células T auxiliares:

a) Sinal 1: reconhecimento do antígeno processado - peptídeo estranho ligado a uma molécula MHC de classe II na superfície de CAA. b) Sinal 2: pode ser fornecido por uma citocina secretada (IL-1) ou pela interação de 2 moléculas de superfície, B7 presente na CAA e CD28 presente nas célulasTa. O sinal 1 sem o sinal 2 pode inativar a célula T; isto está relacionado com a tolerância imunológia. sinal

B7

sinal

célula apresentadora de antígeno

Ta

ativação

Ta

inativação

CD28

IL1 sinal

Tolerância células Ta virgens

13.2. As células Ta virgens monitoram a exposição de antígenos durante circulação pelos órgãos linfóides secundários (veja no diagrama abaixo). Não encontram o Ag e saem do linfonodo através do vaso linfático eferente As cél Tmonitoram o Ag As células T entram em um apresentado nas CAA linfonodo através das vênulas especializadas do endotélio alto (macrófagos e cél. dendríticas)

Ao encontrarem o Ag são ativadas entrando em um surto de proliferação (veja a seguir) e posterior diferenciação em células efetoras

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13.3. Ativação e proliferação de células Ta •

Após reconhecimento de antígeno nos órgãos linfóides secundários, 2 sinais são necessários para que as células Ta sejam ativadas para proliferarem.

•

As células Ta ativadas produzem IL-2 e receptores para a mesma.

•

A IL-2 tem papel fundamental na proliferação de células T - induz a divisão celular da célula Ta.

•

Drogas imunossupressoras: inibem produção/ligação de IL-2 .Exemplos: Ciclosporina A; Tacrolimus; Rapamicina célula apresentadora de antígeno

Receptor de IL-2

Sinal

RCT

Ta

ativação Ta

Ta

antígeno

proliferação

Sinal

Ta

Ta inativa

Ta ativa

13.4. Após a proliferação, as células Ta devem diferenciar-se em Ta1 ou Ta2: •

A diferenciação em Ta1 ou Ta2 determinará o tipo de resposta adaptativa predominante (Ta1: celular; Ta2: humoral).

•

O tipo de célula efetora gerada (Ta1 ou Ta2) é dependente do tipo de antígeno e tipo do padrão de citocinas presentes.

•

A decisão entre resposta Ta1 e Ta2 é fundamental para a eficácia da resposta imunológica.

célula TCD4 virgem complexo MHC - Ag IL-2

célula T em proliferação

célula T efetora madura

célula Ta1 ativa macrófagos predomínio de resposta celular

célula Ta2 ativa células B predomínio de resposta humoral

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13.5. Células T auxiliares efetoras (Ta1 e Ta2) - veja as figuras abaixo •

Diferente das Tc, estimulam a resposta imune através da produção de citocinas específicas.

•

Principal função: atuam sobre patógenos extracelulares. Ta1: ativa macrófagos e outras células citotóxicas (ex: Tc)→ resposta celular. Ta2: estimula linfócitos B/produção de anticorpos → resposta humoral.

•

Estímulo: sinalização celular produção de citocinas e interleucinas

Ta2

Ta1 citocinas

ligante CD40

citocinas

ligante CD40

CD40

CD40

B toxina bacteriana

macrófago contendo bactérias

bactérias intravesiculare

Produção de citocinas ativadoras de macrófagos: • reações citotóxicas: IFN-γ TNF-α

célula B apresentando antígeno específico

Produção de citocinas ativadoras de células B:

IL-4 IL-5

GM-CSF

Referências Bibliográficas 1. ROITT, Ivan; BROSTOFF, Jonathan; MALE, David. Imunologia, 5a edição - Capítulos 9, 10 e 11 (p. 107-153) 2. ALBERTS, Bruce; et al. Biologia Molecular da Célula, 3a edição - Capítulo 23, p. 1195 – 1251.

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