-introdução à imunologia, imunidade inata e sistema ......material de lesões de varíola bovina...

-Introdução à Imunologia, Imunidade Inata e Sistema Complemento-

Prof. Esp. Jhonathan Rocha

Goiânia, Julho/2014

• História da Imunologia

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Introdução

• Doença como castigo Divino• Pestes


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Introdução

- O termo imunidade é derivado da palavra em latim immunitas, que se referia à isenção de vários deveres cívicos oferecida aos senadores romanos;

- Os historiadores creditam a Tucídides, em Atenas, durante o quinto século a. C., ter sido o primeiro a mencionar imunidade a uma infecção que ele chamou "peste" ;

- No século XII os chineses observaram que os indivíduos que se recuperavam da varíola eram resistentes a ataques posteriores desta doença;

Experimentos ChinesesVaríola Clínica x “Variolação”


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Introdução

- No século XVIII, Edward Jenner, um médico inglês, demonstrou que o material de lesões de varíola bovina poderia ser substituído pelo da varíola humana na “variolação”. O uso desse procedimento reduziu os riscos decorrentes da técnica anterior a níveis insignificantes;

- A eficácia dessa técnica, denominada vacinação ( do latim vaccinae, que significa “que vem da vaca”) contribuiu para que a OMS, em 1980, declarasse a varíola como a primeira doença infecciosa erradicada em todo mundo.


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Introdução

- A noção de que os micro-organismos são causadores de doenças era vaga e mencionada nos trabalhos mais antigos que procuravam esclarecer a natureza do contágio;

- Contagium era uma substância derivada do corpo doente e que, passando de um indivíduo para o outro, transmitia a enfermidade (organismo vivo doente);

- Miasma era uma substância gerada fora do corpo e que, espalhando-se por intermédio do ar, produzia a doença (matéria morta);


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Introdução- Hieronymus Fracastorius, no seu livro De contagionibus et contagiosis morbis et eorum curatione (1546), foi o primeiro a postular a idéia de que o contagium fosse devido a agentes vivos, criando assim, a doutrina do contagium vivum;

Em 1878, foi apresentada à Academia de Ciências de Paris a sensacional comunicação de Pasteur, Joubert & Chamberland sobre a teoria dos germes (trabalho sobre septicemia);

Descoberta fundamental - russo Elie Metchnikoff (1845 - 1916). Enquanto estudava larvas de estrela do mar, ele observou que certas células englobavam lascas de madeira que haviam sido introduzidas (Fagocitose).

A Imunologia é uma ciência experimental

• História da Imunologia Prêmios Nobeis- E. von Behring e E. Roux (antitoxinas) – 1901

- Elie Metchinikoff (teoria fagocitária da imunidade) – 1908

- Paul Ehrlich e J. Bordet (mecanismo das reações sorológicas) – 1919

- K. Landsteiner (descoberta dos grupos sanguíneos) – 1930

- Medawar, juntamente com Burnet (imunotolerância adquirida e a mecanismo de rejeição dos aloenxertos) – 1960

- Nos últimos tempos - Avanços nas técnicas de biologia molecular...

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Introdução

• O Sistema Imune é essencial à vida– A falta ou deficiência dele levam à doença ou morte

• Vacinas• Aparecimento da SIDA na década de 1980• A resposta imune é a principal barreira ao sucesso do transplante

de órgãos• Tratamento de neoplasias estimulando respostas imunes• Respostas imunes anormais

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Por que estudar Imunologia?

Por todas estas razões, o campo de imunologia capturou a atenção de clínicos, cientistas e do público geral.

A Imunologia surgiu do estudo de mecanismos de defesa contra infecções. Historicamente, imunidade significou proteção contra doenças, mais precisamente, proteção às doenças infecciosas.

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Imunologia

IMUNOLOGIA é, no conceito mais amplo, a disciplina que estuda os processos de reconhecimento de substâncias não-próprias ao organismo ou próprias modificadas (antígenos), que incluem microrganismos ou macromoléculas e o conjunto de respostas geradas consiste na: RESPOSTA IMUNOLÓGICA

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ImunologiaÉ denominado antígeno:

qualquer estrutura química que possa induzir uma resposta imune.

moléculas estranhas ao organismo (não próprias; ex. microrganismos), e também em moléculas do próprio organismo.

Tipos de ImunidadeImunidade Inata ou Natural

Imunidade Adaptativa ou Adquirida

(Instituto Lauro de Souza Lima – Bauru/SP)A menor porção da molécula antigênica responsável pela interação com anticorpo ou linfócito T denomina-se:

a) Epítopo

b) Antigenicidade c) Imunogenicidade

d) Proteína C

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Características da Resposta Imune Inata X Adquirida

INATA Presente ao nascer Não-específica Não muda de intensidade

com a exposição Não há memória

ADQUIRIDA À partir da exposição Específica Aumenta a intensidade com a

exposição Memória

x

Resposta Imune Inata• Definição Dicionário Aurélio de Língua Portuguesa: - Inato1 – adj. Que nasce com o indivíduo, Congênito; Ingênito; Nativo; Natural; Nato.

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• Definição Dicionário Aurélio de Língua Portuguesa - Inato1 – adj. Que nasce com o indivíduo, Congênito; Ingênito; Nativo; Natural; Nato.

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Resposta Imune Inata

• Definição Dicionário Aurélio de Língua Portuguesa - Inato1 – adj. Que nasce com o indivíduo, Congênito; Ingênito; Nativo; Natural; Nato.

“Proteção dependente de mecanismos que existem antes da ocorrência de infecção, são capazes de uma resposta rápida e reagem essencialmente do mesmo modo (...)” (ABBAS et. al)

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• Envolve mecanismos de defesa presentes ao nascer ou que se desenvolvem naturalmente devido à maturação do indivíduo;

• Representa a primeira linha de defesa do organismo;

• Não apresenta memória;

• Filogeneticamente mais antiga (Presente em todos os organismos multicelulares, incluindo plantas e insetos).

Imunidade Adaptativa mais aperfeiçoada

Vertebrados Mandibulados16


• Três importantes funções: 1. Resposta inicial para prevenir infecção no hospedeiro;

2. Os mecanismos efetores da imunidade inata são sempre usados para eliminar micróbios mesmo durante a resposta imune adaptativa;

3. Estimula a resposta imune adaptativa e pode influenciar sua natureza tornando-a mais efetiva contra diferentes tipos de micróbios.

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Receptores Codificados na Linhagem Germinativa

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Receptores Codificados por Recombinação Gênica

1 x 103 Padrões 1 x 107 Antígenos Distintos

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Componentes da Imunidade Inata

• Funcionais o tempo todo - Epitelios (pele, revestimentos do trato intestinal e respiratório)

• Ativam-se na presença do micro- organismo - Fagócitos e Sistema Complemento

Barreiras

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Padrões Moleculares Associados a Patógenos (PAMP’s)

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Receptores de Reconhecimento de Padrões

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Receptores Celulares de

Reconhecimento de Padrão

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Receptores Celulares de Reconhecimento de Padrão

• Tipos:

- Toll Like Receptors

- Lectinas Tipo C

- Receptores Varredores (Scavenger)

- Receptores a N-Formil- Met-Leu-Phe

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Toll Like Receptors

• Macrófagos, Células Dendríticas, Neutrófilos, Células Epiteliais Mucosas e Endoteliais;

• Já foram descritos 11 tipos;

• Reconhecem moléculas distintas expressas por micróbios, mas não por células de mamíferos;

• Encontrados na superfície celular e em membranas intracelulares (Reconhecimento em regiões distintas).

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(CESPE/UNB)Receptores semelhantes ao toll (TLR) são receptores de reconhecimento padrão presentes em várias células como fagócitos, células dendríticas, endoteliais, entre outras. No que concerne aos TLR e seus ligantes, assinale a opção correta. a) Nos humanos, há nove tipos destes receptores, que podem ser encontrados apenas na membrana plasmática.b) TLR1, TLR2 e TLR6 ligam-se a lipopeptídeos, o TLR5 à flagelina e o TLR4 a lipopolissacarídeos das bactérias. O receptor TLR3 liga-se a fitas de RNA e DNA de fungos, mas não de vírus. c) Os produtos endógenos (DAMPS) normalmente são liberados por células apoptóticas. d) Os TLR 1, 2, 5, 6 ativam fator de transcrição NF- kβ e AP-1 que levam à sintese de citocinas inflamatórias: TNF, IL-1, IL-6, moléculas de adesão endotelial (E-selectina), e moléculas coestimulatórias (CD80 e CD86).e) Os TLR reconhecem diferentes estruturas de apenas alguns tipos de micro-organismos, como bactérias e fungos denominados PAMPS (Padrões Moleculares Associados a Patógenos) e produtos endógenos como DAMPS (Padrões Moleculares Associados a Danos Celulares).

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Lectinas Tipo C

• Moléculas ligadoras de carboidrato cálcio-dependentes;

• Membrana de Macrófagos e Células Dendríticas

Exemplo: - Receptor a Manose – Papel na Fagocitose por Macrófagos - Dectina-1 – Resposta a Fungos **

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Receptores a N-Formil- Met-Leu-Phe

• Moléculas que medeiam a captação de lipoproteínas oxidadas para dentro das células. Ex.: CD36 e CD68;

** Papel na fisiopatologia na geração de células de espuma carregadas de colesterol na aterosclerose.

Receptores Varredores (Scavenger)

• Reconhecem peptídeos curtos que contêm resíduos N-formilmetionil.

Proteínas Bacterianas são iniciadas por essa sequência

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O sistema imune inato também reconhece moléculas endógenas que são produzidas ou liberadas por células danificadas ou mortas.

• Substâncias DAMP (padrões moleculares associados a danos).• Podem ser produzidas como resultados de danos celulares

provocados por infecções, como também podem indicar a ocorrência de lesões celulares assépticas causadas por diversos mecanismos, como toxinas químicas, queimaduras, traumas ou redução do suprimento sanguíneo.

• Não são liberados por células mortas por apoptose.• São produzidas por células saudáveis para aumentar a resposta

imune inata.

DAMPS

DAMPS

O sistema imune inato usa diversos tipos de receptores celulares, presentes em diferentes localizações nas células, moléculas solúveis no sangue e nas secreções de mucosas para reconhecer PAMPS e DAMPS.

Células Efetoras: Fagócitos• Funções: identificar, ingerir e destruir micróbios; 1. Neutrófilos (PMN): população celular mais abundante no

sangue; núcleo segmentado; grânulos no citoplasma; estágio precoce da resposta imune inata (primeiras horas);

2. Macrófagos: monócitos (sangue); residentes em locais de entrada de patógenos; estágio tardio da resposta imune inata (1-2 dias);

3. Células Dendríticas.

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Neutrófilos

• Mais abundantes na circulação;

• Medeiam a fase precoce da resposta inflamatória;

• Numerosas projeções e núcleo segmentado;

• Citoplasma rico em grânulos;

• Produção: 1x1011/dia (adulto);

• Circulação: 6 horas.

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Macrófagos

• Papel central nas respostas inata e adaptativa;

• Sangue: monócitos;

• Tecidos: macrófagos;

• Células dominantes da fase tardia da RI inata (1 ou 2 dias após infecção);

• Meia vida longa.

• Células Microgliais – SNC• Células de Küpffer – Fígado• Macrófagos Alvéolares – Pulmão• Osteoclastos - Ossos

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Células Dendríticas

• Conexão entre a Resposta Inata e Adaptativa – “ APC’s Profissionais”;

• Apresentam-se morfologicamente com projeções membranosas – Auxilia na captura dos patógenos;

• Amplamente distribuídas (tecidos linfóides, epitélio mucoso e parênquima dos órgãos).

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Recrutamento de Leucócitos

• Infecção – Necessita-se das células no tecido;

• Várias moléculas orquestram este processo.

• 1) Rolamento – Mediada por selectinas

• 2) Aumento da afinidade pela superfície endotelial

• 3) Adesão estável ao endotélio – Mediada pelas Integrinas

• 4) Transmigração endotelial

Etapas

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Ação das Quimiocinas

(FIOCRUZ)A resposta a um patógeno ou a sinais de perigo endógenos está, frequentemente, associada a manifestações fisiológicas, coletivamente chamadas de inflamações, que envolvem diferentes tipos celulares e mediadores solúveis. Sobre respostas inflamatórias, assinale a afirmativa correta:a) A dilatação e a diminuição da permeabilidade vascular levam ao aumento do fluxo sanguíneo e ao extravasamento de fluido, gerando calor, vermelhidão e edema.b) Citocinas e fragmentos do complemento atuam sobre o endotélio, promovendo a adesão de leucócitos circulantes e a migração dos mesmos para o sítio de infecção, para os quais eles são atraídos devido apenas às alterações de permeabilidade vascular.c) Os sinais cardinais da inflamação - dor, rubor, calor e edema são efeitos diretos do processo de apresentação de antígenos aos linfócitos B locais.d) As manifestações de rubor, calor e edema refletem alterações nos vasos sanguíneos do tecido ao redor, incluindo vasoconstricção e diminuição da permeabilidade vascular. e) O aumento da perfusão vascular pode ter o efeito benéfico de aumentar o influxo de células circulantes para o sítio da resposta imune e a formação de coágulo pode limitar a disseminação de antígeno pela circulação.

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Fagocitose de Micro-organismos

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“Processo ativo de englobamento de partículas”. (ABBAS et. al)

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(CESPE/UNB)Fagocitose é um processo ativo e dependente de energia que engloba partículas dentro de vesículas. Assinale a opção correta acerca dos fagócitos e seus mecanismos. a) Os macrófagos ativados não participam do remodelamento tecidual após a infecção. b) Os fagócitos internalizam os micro-organismos no fagossomo; este se funde ao lisossomo, formando o fagolisossomo. Nos fagócitos ativados, os micróbios são destruídos pelas enzimas proteolíticas, por óxido nítrico e espécies reativas de oxigênio dentro do fagolisossomo.c) Os macrófagos e mastócitos expressam receptores na sua superfície que são capazes de reconhecer e ligar aos micro-organismos, como os receptores Scanenger, receptores de manose. d) Os macrófagos e mastócitos são os principais fagócitos do sistema imunológico. e) Os fagócitos conseguem distinguir o tecido próprio do micro-organismo, por isso não ocorre dano tecidual.

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Células NK

• Linhagem Linfóide;

• Reconhecimento de células infectadas e/ou estressadas e células malignas;

• Provocam destruição direta destas células e secretam citocinas inflamatórias, principalmente IFN-;

• Receptores de Ativação x Receptores de Inibição

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Reconhecem MHC-I – Forma de Regulação contra ataque a células normais

(CESPE/UNB)O envelhecimento saudável e a longevidade estão relacionados à alta citotoxicidade das células NK. Assinale a opção correta com relação aos linfócitos NK.a) Os receptores de inibição das células NK interagem com MHC de classe I das células próprias, inibindo a ativação destes linfócitos. Uma vez que estas células são infectadas por vírus ou transformam-se em células tumorais, há redução na expressão do MHC de classe I, favorecendo a ativação das células NK e a sua ação citotóxica. b) O número absoluto de células NK e suas citocinas diminuem com a idade. c) As granzimas secretadas pelos linfócitos NK facilitam a entrada de perforinas na célula que levam ao sinal de apoptose.d) As células NK correspondem a cerca de 5% a 15% das células mononucleares no sangue periférico e baço e são identificadas pela ausência de CD3 e pela expressão de CD56 e CD19.e) Os linfócitos NK são responsáveis por destruir células infectadas por vírus e células tumorais, além de ativarem os macrófagos através da secreção de IL-5.

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(Fundação de Amparo e Desenvolvimento da Pesquisa/SP)Qual das alternativas abaixo melhor caracteriza a Resposta Imunológica Natural? a) Produção de citocinas (TNF-alfa, TGF-beta, interleucinas e interferons) que pode levar à inflamação, resistência a infecções, ativação de macrófagos e proliferação de células NK.

b) Interação das células apresentadoras de antígenos com linfócitos T CD4, ligadas a epítopos antigênicos específicos.

c) Expansão clonal, que é o mecanismo pelo qual os linfócitos sofrem considerável proliferação logo após a exposição ao antígeno.

d) Respostas a exposições posteriores ao mesmo antígeno, mediadas por linfócitos T de memória.

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(FIOCRUZ)A resposta inata funciona como uma primeira linha de defesa contra diferentes tipos de infecção. Sobre a imunidade inata, assinale a afirmativa correta:a) Depende da expansão clonal das células que compõem o compartimento linfóide.

b) Pode ser demonstrada em seres vivos tão diversos quanto a drosófila, o camundongo e o ser humano.

c) Envolve sistemas de fase fluida como o Sistema Complemento, assim como populações celulares como as células NK (células que são dotadas de reconhecimento seletivo de moléculas presentes na superfície da célula alvo).

d) Tem papel importante como moduladora do tipo de resposta específica (Th1 ou Th2) que será observada posteriormente, decorrente da ativação linfocitária.

e) Fagócitos possuem duas funções importantes relacionadas à proteção: eles “englobam e ingerem partículas” e apresentam maquinaria enzimática necessária para eliminação de partículas vivas.

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Ramo Humoral da Imunidade Inata

• O Sistema do Complemento (Sistema em Cascata que pode ser ativado por 3 vias – MAC);

• Pentraxinas (Proteínas que reconhecem estruturas microbianas) Ex. PCR Proteína Soroamilóide (Fase aguda – IL-6 e IL-1) ;

• Colectinas e Ficolinas (Opsoninas) Ex. MBL;

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• É um dos principais mecanismos efetores da imunidade inata e da imunidade humoral;

• Descoberto por Jules Bordet;

• Consiste em proteínas plasmáticas e de superfície celular inativas; • A ativação envolve a proteólise sequencial de proteínas para gerar

enzimas com atividade proteolítica;

• A proteólise gera produtos que se ligam covalentemente à superfícies microbianas ou à anticorpos.

Sistema Complemento

Vias de Ativação

Via Clássica Via Alternativa Via da Lectina

Via Comum

Sistema Complemento

Bactéria

Anticorpo

Primeiro componente do Sistema, chamado C1q

Componentes solúveis que vão reagindo na sequência da reação.

Convertases (enzimas), formadas mediante a reação dos componentes.

C4

C4b2b3b

C2a Componentes solúveis formados durante a reação.

C5b,6,7

Componentes solúveis que vão aderindo à membrana bacteriana.

Poro transmembrânico que lisa o agente infeccioso.

Legenda:

C2C4

C4b2b3b

C2a

C4a

C3

C4b

C3 convertaseC2b

C3b

C3b

C5 convertasede via Clássica

C3a

Via Clássica

C5 convertase

C5a

C5

C6 C7

C5b C6

C5b,6,7

C7

Via Comum

C5b,6,7

C8

Via Comum

Via Comum

C9

C5b,6,7,8

MAC

Via Comum

Via Comum

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Via Clássica

1

2

4

3

Via Alternativa

Proteínas de Via Clássica

Proteína Função

C1 Iniciador da via clássica

C1q Liga-se a porção Fc do Ac ligado ao Antígeno

C1r Protease serina cliva C1s para torná-lo ativo

C1s Protease serina (Cliva C4 e C2)

C4 C4b – liga-se à superfície microbiana onde o Ac está ligado

C4a - anafilatoxina

C2 C2b – protease serina ativa das convertases C3 e C5 (cliva C3 e C5)

C3 C3b – ligação à superfície microbiana (opsonina) e componente do C3 e C5 convertase

C3a- estimula inflamação (anafilatoxina)

Proteínas de Via Alternativa

Proteína Função

C3C3b – ligação à superfície microbiana (opsonina) e

componente do C3 e C5 convertaseC3a- estimula inflamação (anafilatoxina)

Fator B Bb – protease serina e enzima ativa das convertases C3 e C5

Fator D Protease serina plasmática (cliva o fator B ligado ao C3b)

Properdina Estabiliza as convertases C3 (C3bBb) nas superfícies microbianas

Via da lectina

• Ativada na ausência de Ac pela ligação de polissacarídeos microbianos à lectinas circulantes

• MBL inicia a ativação - MBL promove a ligação nos resíduos de manose dos polissacarídeos microbianos

Proteína Função

C5 C5b – inicia a montagem do MACC5a - anafilatoxina

C6 Se liga a C5b e aceita C7

C7 Se liga a C5b,6 e se insere nas membranas lipídicas

C8 Se liga a C5b,6,7 e inicia a ligação e a polimerização de C9

C9 Se liga a C5b,6,7,8 e polimeriza para formar os poros na membrana

Funções do Complemento

(AB

BA

S e

t. a

l)

Sistema Complemento

• Deficiências genéticas na Via Clássica: C1q, C1r, C4, C2 e C3 – Impedem depuração de IC’s

• Deficiêcnia C3 – Infecções piogênicas• Deficiências genéticas na Via Alternativa: Properdina e Fator D

- Infecções piogênicas• Laboratório: - Dosagem C3 - Dosagem C4 - Dosagem CH50 e CH100

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Valores aumentados: leucemia, doença de Hodgkin, sarcoma, numerosas patologias que cursam com reações inflamatórias como resposta de fase aguda. Valores diminuídos: glomerulonefrites crônicas, artrite reumatóide, anemia hemolítica, lupus eritematoso sistêmico, glomerulonefrites agudas.

Citocinas

• Função: - Recrutar e ativar leucócitos; - Induzir alterações sistêmicas: aumento na síntese de células efetoras e

proteínas que potenciam a resposta antimicrobiana.

• Principais fontes: macrófagos, neutrófilos e NK.

• Ação biológica na RI inata: - Controle de infecção viral: IFN e - Inflamação: TNF, IL1 e quimiocinas - Proliferação e ativação: IL 12 e IL15 - Ativação de macrófagos: IFN- - Produção de neutrófilos e síntese de proteína C-reativa: IL6

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O Papel da R.I.I na R.I.A

• São processos concomitantes;

• A ativação linfocitária é dependente de 2 sinais;

• A resposta imune adaptativa é guia_

da por sinais gerados na resposta inata.

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Especificos para o Ag-Com Memória-

Não específico para o Ag- Sem Memória-

A Resposta Imune é Mediada por Células e Moléculas

“Tu te tornas eternamente responsável por aquilo que cativas.”

Saint Exupéry – O Pequeno Príncipe

[email protected] 82

BONS ESTUDOS!ATÉ A PRÓXIMA AULA!

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