Imunidade Inata e Adaptativa: Mecanismos e Estrategias

Imunidade Inata e Adaptativa Apresentação A difícil função do sistema imunológico é garantir a proteção Ele serve como um sistema de defesa do hospedeiro contra doenças infecciosas e contra antígenos externos Para atingir esse objetivo o sistema imune apresenta um mecanismo de resposta rápida e específica além de uma grande adaptabilidade e de uma valiosa rede regulatória e de memória imunológica O sistema imune é dividido primariamente em um sistema sempre apto a nos defender Sistema inato e um sistema que elabora suas respostas Sistema adaptativo Veremos agora quais as especificidades de cada sistema e quais os mecanismos mobilizados em tais respostas Bons estudos Ao final desta Unidade de Aprendizagem você deve apresentar os seguintes aprendizados Distinguir o sistema imune inato do adaptativo Organizar as estratégias empregadas pela resposta inata e pela adaptativa Contrastar os tipos de imunidade adaptativa Desafio Quando o sistema imune defende o hospedeiro contra um determinado patógeno ele usa diferentes mecanismos de reconhecimento visando de forma eficiente eliminar o patógeno invasor ou seus fatores de virulência Dentre os mecanismos empregados estão a resposta imune inata e a adaptativa Com base nas diferentes estratégias utilizadas por cada tipo de resposta descreva quais eventos são apresentados por cada resposta imunológica Infográfico A imunidade inata é a forma da resposta imune que nos acompanha desde o nascimento enquanto a imunidade adaptativa é resultante de exposições prévias a antígenos Veja agora os componentes que formam cada tipo de resposta imune Conteúdo do livro A imunidade inata é uma forma de resposta imune simples e sempre pronta a nos defender Já a imunidade adaptativa perante exposições prévias a antígenos resulta no surgimento de anticorpos e essas estruturas apresentam grande especificidade e avidez frente a antígenos Acompanhe o trecho do livro Microbiologia Médica de Jawetz Menick e Adelberg que trata sobre o sistema imune O tópico destacado é o Imunologia Boa leitura Tradução Cláudio M RochadeSouza Pesquisador visitante do Instituto de Tecnologia de Imunobiológicos BioManguinhos FIOCRUZ Doutor em Microbiologia Médica pela Universidade Federal do Rio de Janeiro UFRJ Revisão técnica desta edição José Procópio Moreno Senna Pesquisador da vicediretoria de desenvolvimento tecnológico do Instituto de Tecnologia de Imunobiológicos BioManguinhos FIOCRUZ Professor da disciplina de Bacteriologia do Mestrado Profissional em Tecnologia de Imunobiológicos BioManguinhos FIOCRUZ Doutor em Biologia Celular e Molecular pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul UFRGS M626 Microbiologia médica de Jawetz Melnick e Adelberg recurso eletrônico Geo F Brooks et al tradução Cláudio M RochadeSouza revisão técnica José Procópio Moreno Senna 26 ed Dados eletrônicos Porto Alegre AMGH 2014 Editado também como livro impresso em 2014 ISBN 9788580553352 1 Microbiologia I Brooks Geo F CDU 579 Catalogação na publicação Ana Paula M Magnus CRB102052 8 Imunologia C A P Í T U L O introdução A difícil função do sistema imunológico é garantir proteção Ele serve como um sistema de defesa do hospedeiro contra do enças infecciosas e contra antígenos externos nonself Para atingir esse objetivo o sistema imune apresenta um mecanis mo de resposta rápida e específica além de uma grande adap tabilidade e de uma intrincada rede regulatória e de memória imunológica Nas últimas décadas grandes progressos foram alcançados no campo da imunologia tendo como consequência avanços significativos não somente no campo da pesquisa básica mas também na área de diagnóstico e clínico Esses avanços per mitiram melhor compreensão de como o sistema imunoló gico funciona e sobre variedade de distúrbios imunológicos tais como doenças infecciosas alergias doenças autoimunes imunodeficiências câncer e transplantes Essas informações proporcionaram um melhor diagnóstico novas estratégias de tratamento e melhorias na conduta clínica de pacientes com esses distúrbios Este capítulo apresenta os princípios básicos da imunolo gia em particular ao que se refere à resposta contra infecção Discussões mais detalhadas sobre vários aspectos do sistema imunológico estão disponíveis na seção de referência A resposta imune Quando o sistema imunológico defende o hospedeiro contra um determinado patógeno ele usa diferentes mecanismos de reconhecimento visando de forma eficiente eliminar o patóge no invasor ou seus fatores de virulência A resposta gerada con tra um patógeno em potencial é denominada resposta imune A primeira linha de defesa contra o patógeno invasor é deno minada resposta imune inata Essa resposta é inespecífica e é rapidamente mobilizada para o sítio inicial da infecção porém não produz memória imunológica Já o segundo sistema de de fesa é denominado resposta imune adaptativa e é específica podendo conferir imunidade protetora contra uma reinfecção pelo mesmo patógeno A resposta adaptativa pode especi ficamente reconhecer e destruir um patógeno uma vez que os linfócitos apresentam receptores celulares especícifos para o reconhecimento antigênico além de produzirem anticorpos específicos contra os antígenos Uma proteína produzida em resposta a um patógeno específico é denominada anticorpo e uma substância que induz a produção de anticorpos é deno minada antígeno Em resumo a resposta imune inata é efetiva e crítica na eliminação da maioria dos patógenos Contudo se esse mecanismo inicial falhar a resposta imune adaptativa ini cia uma resposta mais específica e direcionada ao patógeno in vasor Assim ambos os sistemas interagem e colaboram entre si para alcançar o objetivo final de destruir o patógeno imunidade inata A imunidade inata é uma resposta imediata contra um patóge no que não confere proteção duradora ou memória imunoló gica É um sistema de defesa inespecífico que inclui barreiras contra agentes infecciosos tais como a pele epitélio e muco sas Também é composta por vários componentes importantes da resposta imune adaptativa incluindo macrófagos células NK natural killer células matadoras naturais receptores do tipo toll Tolllike receptors TLRs citocinas e o sistema complemento S E ç ã o II Imunologia 124 SEção II Imunologia Barreiras fisiológicas A Pele Poucos microrganismos são capazes de penetrar através da pele íntegra mas muitos podem penetrar pelas glândulas su doríparas ou sebáceas e pelos folículos pilosos estabelecendo se nesses locais As secreções sudoríparas e sebáceas em virtude de seu pH ácido e da presença de certas substâncias químicas particularmente ácidos graxos têm propriedades antimicrobianas que tendem a eliminar os microrganismos patogênicos A lisozima uma enzima que desestabiliza as pare des celulares de algumas bactérias é encontrada na pele e pode ajudar a proteger o hospedeiro contra esses microrganismos Também está presente na lágrima bem como nas secreções respiratórias e cervicais Além disso a pele produz uma va riedade de agentes antimicrobianos incluindo a proteína com atividade antibacteriana denominada psoriasina Assim tan to a pele quanto esses agentes antimicrobianos fornecem uma barreira fisiológica contra a entrada de patógenos B Mucosas A superfície das vias respiratórias é recoberta por uma película de muco constantemente impelida para cima por células cilia das em direção aos orifícios naturais As bactérias tendem a aderir a essa película Além disso tanto o muco quanto a lágri ma contêm lisozima e outras substâncias dotadas de proprieda des antimicrobianas Para alguns microrganismos a primeira etapa no processo infeccioso consiste na sua fixação a células epiteliais superficiais através de proteínas adesivas da superfí cie bacteriana p ex os pili dos gonococos e Escherichia coli Se essas células possuírem anticorpos IgA em sua superfície um mecanismo de resistência do hospedeiro a fixação do microrganismo poderá ser impedida O microrganismo pode vencer tal mecanismo de resistência ao degradar o anticorpo com uma protease Quando determinado microrganismo penetra no corpo através das mucosas tende a ser capturado por fagócitos e transportado em vasos linfáticos regionais para os linfonodos Os fagócitos atuam como barreiras contra a disseminação pos terior de grandes números de bactérias O aparelho mucociliar para a remoção de bactérias nas vias respiratórias é auxiliado por macrófagos pulmonares Os mecanismos protetores espe ciais encontrados nas vias respiratórias incluem os pelos das narinas e o reflexo da tosse que impede a aspiração No trato gastrintestinal GI existem diversos sistemas que atuam para inativar as bactérias a saliva contém inúmeras en zimas hidrolíticas a acidez do estômago destrói muitas bac térias ingeridas p ex Vibrio cholerae e o intestino delgado possui muitas enzimas proteolíticas e macrófagos ativos que destroem microrganismos no intestino delgado É preciso lembrar que a maioria das mucosas do organis mo possui a microbiota normal e constante que se opõe ao estabelecimento de microrganismos patogênicos interferência N de RT Os peptídeos antimicrobianos presentes na pele defensinas HNPI3 catelicidinas LL37 lisozimas ubiquitina e psoriasinas têm im portante papel como efeito na imunidade inata principalmente nas rea ções de defesa do neonato devido a sua imaturidade imunológica bacteriana ou efeito de barreira desempenhando assim im portantes funções fisiológicas Por exemplo na vagina da mu lher adulta o pH ácido é mantido por lactobacilos normais inibindo desse modo o estabelecimento de leveduras anaeró bios e bactérias gramnegativas Mecanismos da imunidade inata Embora a resposta imune inata não estabeleça uma imunida de direcionada e protetora dependente do reconhecimento específico de determinado patógeno ela fornece uma pode rosa linha de defesa Esse sistema apresenta diferentes tipos celulares como os leucócitos polimorfonucleares neutrofílicos polymorphonuclear neutrophilic leukocytes PMNs macró fagos e células NK que são a primeira linha de defesa contra os microrganismos A interação dessas células com os patógenos desencadeia a liberação de diferentes citocinas quimiocinas e a ativação das proteínas do sistema complementar Muitas dessas citocinas próinflamatórias como interleucina1 in terleukin1 IL1 fator de necrose tumoral α tumor necrosis factorα TNFα IL6 e interferongama IFNγ são induzi das via interação com moléculas de TLRs iniciando assim uma resposta contra os patógenos invasores A Sensores microbianos Quando um patógeno entra em contato com a pele é con frontado com os macrófagos e outras células fagocíticas que possuem sensores microbianos Há três principais grupos de sensores microbianos 1 TLRs 2 NODlike receptors Nucleotidebinding oligomerization domain receptors recep tores de domínio de oligomerização ligador de nucleotídeo e 3 RIG1like helicases retinoic acidinducible gene Ilike helicases helicases do tipo RIG1 gene induzível por ácido retinóico1 e MDA5 Melanoma differentiationassociated protein 5 proteína associada à diferenciação do melanoma 5 Entre esses três grupos de sensores os TLRs são os mais estudados e conhecidos Os TLRs são uma importante família de receptores de reconhecimentopadrão conservados evoluti vamente Pattern Recognition Receptors PRRs que reconhe cem diferentes padrões moleculares associados a patógenos pathogenassociated molecular patterns PAMPs sendo a principal linha de defesa contra uma variedade de microrga nismos e desempenhando assim um papel crítico no início da resposta imune inata Os TLRs são proteínas transmembranas do tipo I constituídas por um domínio extracelular uma única αhélice transmembrana e um domínio citoplasmático O re conhecimento dos padrões microbianos pelos TLRs leva a uma cascata de transdução de sinais que resulta em uma rápida e intensa resposta inflamatória marcada por ativação celular e liberação de citocinas Até o momento 10 moléculas de TLRs humanas foram identificadas sendo que cada uma dessas moléculas reconhe ce um único grupo de moléculas microbianas Por exemplo TLR2 reconhece vários ligantes p ex ácido teicoico expres sados por bactérias grampositivas enquanto TLR3 se liga a RNA de fita dupla na replicação viral O TLR1 e o TLR6 re conhecem múltiplos peptídeos diacil p ex Mycoplasma Já o TLR4 é específico para lipopolissacarídeo LPS de bactérias gramnegativas O TLR5 por outro lado é capaz de reconhecer CAPÍTULo 8 Imunologia 125 flagelina bacteriana e o TLR7 e TLR8 interagem com RNA de fi ta simples viral O TLR9 é responsavel pelo reconhecimento do DNA bacteriano Em relação ao TLR10 sua função permanece desconhecida Outra grande família de receptores da resposta inata são os receptores do tipo NOD que estão localizados no citoplasma e servem como sensores intracelulares para produ tos microbianos Eles ativam a via do fator nuclear potenciador da cadeia leve kappa das células ativadas B Nuclear factor ka ppa beta NFκB O terceiro grupo de sensores microbianos é constituído pelas helicases do tipo RIG1 e pelo MDA5 sen do sensores citoplasmáticos para o RNA de fita simples viral O reconhecimento do RNA de fita simples por esses sensores desencadeia a produção de interferon do tipo 1 IFN1 que são inibidores altamente eficazes da replicação viral B Fagocitose Durante o processo infeccioso o número de células fagocíti cas circulantes frequentemente aumenta As funções princi pais dessas células fagocíticas incluem quimiotaxia migração ingestão fagocitose e destruição microbiana Os microrga nismos e outros antígenos exógenos que entram através da barreira epitelial nos linfonodos pulmão ou circulação sanguí nea são englobados por uma variedade de células fagocíticas Os fagócitos do sistema imune consistem em 1 monócitos e macrófagos 2 granulócitos incluindo polimorfonuclea res PMNs eosinófilos e basófilos e 3 células dendríticas Os monócitos são pequenos leucócitos que circulam na cor rente sanguínea e que se diferenciam em macrófagos os quais estão presentes na maioria dos tecidos Por exemplo eles são denominados células de Kupffer no fígado e células microgliais no tecido nervoso Os macrófagos são células críticas na fago citose e na destruição de patógenos no processamento e apre sentação de antígenos e na regulação da resposta imunológica pela produção de citocinas e quimiocinas Os granulócitos são leucócitos que contêm grânulos den samente corados Os PMNs apresentam uma meiavida curta e são importantes células fagocitárias que destroem patógenos presentes em vesículas intracelulares Os eosinófilos e basófi los são menos abundantes mas importantes na defesa contra parasitos Essas células apresentam grânulos que contêm enzi mas e proteínas tóxicas que são liberadas durante a ativação dessas células As células dendríticas também são células fago citárias porém sua principal função é a ativação de linfócitos T durante a resposta imune adaptativa funcionando como células apresentadoras de antígeno antigen presenting cells APCs e na produção de citocinas regulatórias Os elementoschave na eficiência da imunidade inata são a rapidez a inespecificidade e a curta duração da resposta Essas características são a marca registrada do processo fagocitário A fagocitose é um processo em que a célula fagocitária espe cialmente os PMNs reconhecem englobam e destroem os pa tógenos fagocitados É um processo realizado em várias etapas que se inicia com o rolamento dos PMNs ao longo das paredes do capilares venulares Caso o patógeno invada os tecidos os PMNs migram para o sítio infeccioso sendo esse processo de pendente da liberação de sinais quimiotáticos produzidos pe las células do hospedeiro ou pelo próprio patógeno Uma das substâncias quimiotáticas é a IL8 potente quimiocina que atrai os PMNs Na etapa inicial da migração os PMNs se aderem a células endoteliais por meio de moléculas de adesão tais como as Pselectinas Os PMNs são atraídos por essas quimiocinas e migram da circulação para os tecidos através do endotélio em que o patógeno invasor é reconhecido fagocitado pela forma ção de uma vesícula endocítica denominada de fagossomo e finalmente destruído no interior do fagócito Há vários mecanismos antibacterianos usados pelos fagó citos Por exemplo 1 acidificação do fagossomo O pH do fagossomo é entre 35 a 40 produzindo assim um ambiente bactericida 2 produtos tóxicos derivados do oxigênio mo lecular incluindo superóxido O2 peróxido de hidrogênio H2O2 e radicais hidroxila OH 3 óxidos de nitrogênio com o óxido nítrico NO e 4 peptídeos antimicrobianos Os macrófagos produzem catelicidinas e peptídeos deriva dos de elastase enquanto os PMNs são ricos em αdefensina βdefensinas catelicidinas e lactoferrinas Todos esses meca nismos são ulilizados pelos fagócitos para destruir os patóge nos Quando os PMNs completam a sua função entram em apoptose Como mencionado anteriormente a fagocitose ocorre sem a necessidade da presença de anticorpos Contudo esse processo é mais eficiente na presença dessas imunoglobulinas que recobrem a superfície das bactérias e facilitam sua ingestão pelos fagócitos Esse processo é denominado de opsonização podendo ocorrer por três mecanismos 1 o anticorpo em si pode atuar como opsonina 2 o anticorpo ligado ao antígeno pode ativar o complemento através da via clássica produzindo opsonina C3b e 3 pode haver a produção da opsonina C3b através da via alternativa Fig 88 Os macrófagos possuem receptores em suas membranas para a porção Fc do anticorpo e para o componente C3b do complemento que ajudam a fa gocitose de partículas recobertas por anticorpos C Células matadoras naturais células NK As células NK são linfócitos grandes granulares morfologica mente relacionados com as células T representando cerca de 10 a 15 dos leucócitos na circulação sanguínea As células NK contribuem para a imunidade inata fornecendo proteção contra infecções virais e outros patógenos intracelulares Essas células apresentam a capacidade de reconhecer e destruir cé lulas infectadas e tumorais As células NK possuem dois tipos de receptores de superfície 1 receptores do tipo lectina de células NK lectinlike NK cell receptors que se ligam a pro teínas e não a carboidratos e 2 receptores matadores do tipo imunoglobulina Killer immunoglobulinlike receptors KIRs que reconhecem moléculas do complexo de histocompati bilidade principal classe I major histocompatibility complex MHC o antígeno leucocitário humano B human leukocyte antigen B HLAB e o HLAC Esses receptores apresentam tanto características de ativação quanto de inibição As célu las NK podem lisar célulasalvo que sofreram transformação malígna e desempenhar um papel na vigilância imunológica contra o estabelecimento de tumores Elas têm a capacidade de destruir as células infectadas por vírus com níveis altera dos de moléculas MHC de classe I A ação lítica das células NK é intensificada pela presença de altos níveis de granzimas e perforinas Além disso quando a produção de anticorpos é iniciada durante a resposta imune adaptativa células NK exer cem um papel crítico na citotoxicidade celular dependente de 126 SEção II Imunologia anticorpo antibodydependent cellular cytotoxicity ADCC Nesse processo anticorpos específicos se ligam à superfície da célulaalvo enquanto as células NK expressam receptores para fração Fc dos anticorpos aderidos Após essa ligação as granzimas e perforinas são liberadas promovendo a lise da célulaalvo Essa propriedade permite que as células NKs ini bam a replicação viral ou de outros patógenos intracelulares Essas células e o sistema de interferon IFN interagem entre si e são parte integral da resposta imune inata As células NK são fontes primárias de IFNγ uma potente citocina antiviral e imunorreguladora A atividade lítica das células NK também é aumentada por IFN do tipo 1 IFNα e IFNβ que são induzi das durante a infecção viral Finalmente a molécula de MHC classe I que medeia a morte celular pelas células NK é estimu lada por IFNs D Complemento O sistema complemento é outro componentechave da respos ta imune inata É formado por 30 proteínas encontradas no soro ou na membrana de determinadas células Esse sistema promove a destruição do microrganismo invasor mediada por lise através da formação de poros em sua membrana celular ou por opsonização resultando em melhor fagocitose pelos PMNs ou pelos macrófagos Há três vias para ativação do comple mento clássica alternativa e lectínica Mesmo tendo diferentes mecanismos de ativação essas três vias podem resultar em lise do agente invasor após uma cascata de reações bioquímicas desencadeada durante sua ativação Outra consequência da ativação do complemento é a liberação de fragmentos que po dem interagir diretamente com linfócitos T e B Durantes esses eventos os linfócitos produzem e liberam diferentes citocinas próinflamatórias Por exemplo a via alternativa é importante como primeira linha de defesa contra a infecção por micror ganismos Conforme ilustra a Figura 88 essa via pode ser ati vada na superfície do microrganismo ocorrendo na ausência de anticorpos As proteínas do complemento exibem várias propriedades antimicrobianas que contribuem para a defesa do hospedeiro como opsonização lise de bactérias e amplifi cação das respostas inflamatórias por meio das anafilatoxinas C5a e C3a Contudo alguns microrganismos desenvolveram mecanis mos para interferir no sistema do complemento e dessa ma neira escapar da resposta imunológica como por exemplo o vírus vacínia que codifica uma proteína solúvel que funciona como uma proteína reguladora do complemento bloqueando ambas as vias principais de ativação do complemento pela li gação a C3b e C4b E Mediadores de inflamação citocinas Qualquer lesão de um tecido como a que ocorre após o esta belecimento e a multiplicação de microrganismos induz uma resposta inflamatória A resposta imunológica inata dos macró fagos consiste na liberação de citocinas como a IL1 e o TNFα Os outros mediadores liberados pelos macrófagos ativados são as prostaglandinas e os leucotrienos Esses mediadores de in flamação começam a induzir alterações nos vasos sanguíneos locais Essa ação começa com a dilatação das arteríolas e dos capilares locais a partir dos quais ocorre o extravasamento do plasma Há acúmulo de líquido de edema na área da lesão e a fibrina forma uma rede causando a oclusão dos vasos linfá ticos e limitando assim a disseminação dos microrganismos Outro efeito dos mediadores consiste em induzir alterações na expressão de várias moléculas de adesão sobre as células endoteliais e os leucócitos As moléculas de adesão como as selectinas e as integrinas permitem a fixação dos leucócitos às células endoteliais dos vasos sanguíneos promovendo assim seu movimento através da parede do vaso Por conseguinte os PMNs aderem às paredes e em seguida migram para fora dos capilares extravasamento em direção ao agente irritante Es sa migração quimiotaxia é estimulada por substâncias exis tentes no exsudato inflamatório inclusive alguns polipeptídeos pequenos denominados quimiocinas As quimiocinas que pertencem à família das citocinas estimulam a mobilização de PMNs e são sintetizadas por diferentes tipos celulares incluin do os macrófagos e as células endoteliais A IL8 é um exem plo de quimiocina Quadro 82 Essas quimiocinas atuam QUADRo 81 Propriedades das imunoglobulinas humanas IgG IgA IgM IgD IgE Símbolo da cadeia pesada γ α µ δ ε Valência 2 4a 5 2 2 Massa molecular daltons 143000160000 159000447000a 900000 177000185000 150 Concentração sérica mgmL adulto 8 a 16 14 a 40 04 a 20 003 Traços Meiavida sérica dias 21b 7 7 2 2 Porcentagem do total de imunoglobulinas no soro 80 15 5 02 0002 Ativação do complemento Sim Não Sim Não Não Transferência para o feto via placentac a Em secreções por exemplo saliva leite e lágrima bem como em secreções dos tratos respiratório intestinal e genital a IgA geralmente é encontrada como dímero ou tetrâmero e no soro ela existe principalmente como um monômero b Subclasses 1 2 4 Subclasse 3 apresenta meiavida de 7 dias c Principalmente os isotipos IgG1 e IgG3 porém todos os isotipos já foram detectados CAPÍTULo 8 Imunologia 127 principalmente no recrutamento de monócitos e neutrófilos do sangue circulante para os locais de infecção Os fagócitos ingerem os microrganismos e começam a digestão intracelu lar Em seguida o pH da área inflamada tornase mais ácido e as proteases celulares induzem a lise dos leucócitos Grandes macrófagos mononucleares chegam ao local e ingerem restos leucocitários bem como microrganismos preparando o cami nho para a resolução do processo inflamatório local A febre constitui a manifestação sistêmica mais comum da resposta inflamatória representando um sintoma essencial de doença infecciosa O regulador final da temperatura corporal é o centro ter morregulador localizado no hipotálamo Entre as substâncias capazes de induzir febre pirogênios destacamse as endoto xinas das bactérias gramnegativas e as citocinas liberadas das células linfoides como a IL1 Diversos ativadores podem atuar sobre os fagócitos mono nucleares e outras células induzindo a liberação de IL1 Entre esses ativadores destacamse os micróbios e seus produtos as toxinas inclusive as endotoxinas os complexos antígenoan ticorpo os processos inflamatórios entre outros A IL1 é trans portada pela corrente sanguínea até o centro termorregulador no hipotálamo em que são iniciadas as respostas fisiológicas que resultam em febre p ex aumento da produção de calor redução da perda de calor Os outros efeitos da IL1 são men cionados adiante Os interferons IFNs são citocinas críticas que exercem um papelchave na defesa contra infecções virais e diferentes microrganismos intracelulares como o Toxoplasma gondii Embora essas moléculas tenham sido identificadas na década de 1957 como proteínas antivirais somente hoje elas são re conhecidas como proteínas imunorreguladoras fundamentais capazes de alterar vários processos celulares tais como cres cimento celular diferenciação transcrição e tradução gênica A família dos IFNs consiste em três grupos Os IFNs do tipo I que comprendem diferentes genes e primariamente incluem o IFNα e IFNβ os IFNs do tipo II que consistem em um único gene codificando para a síntese do IFNγ e o IFNλ que é o terceiro grupo recentemente descoberto A infecção viral desencadeia a produção dos IFNs do tipo I geralmente via TLR3 7 ou 9 O IFNγ é produzido por células NK ativadas na resposta imune inata e por células T sensibilizadas na resposta imune específica Além disso citocinas com a IL2 e IL12 tam bém desencadeiam a produção de IFNγ pelas células T O sistema IFN consiste em uma série de eventos que re sultam na proteção da célula e no bloqueio da replicação vi ral Os IFNs se ligam aos seus receptores celulares e ativam os transdutores e tradutores de sinais da família JAK quinase Janus e da família STAT signal transducer and activator of transcription transdutores de sinal e ativadores da transcri ção Esse processo desencadeia a ativação de genes respon sáveis pela transcrição dos IFNs Além disso alguns desses genes iniciam a produção de proteínas inibidoras da replicação viral Os diferentes IFNs apresentam múltiplas e redundantes funções biológicas como atividade antiviral antiproliferativa e imunorregulatória Quadro 82 Contudo funções não re dundantes e específicas também existem Por exemplo IFNβ é usado com sucesso no tratamento de pacientes com esclero se múltipla enquanto o IFNγ parece exacerbar os sintomas da doença Essas potentes funções dos IFNs e os avanços da biotecnologia têm sido de grande relevância na clínica médi ca De fato muitos IFNs foram aprovados pela US Food and Drug Administration FDA para o tratamento de infecções neoplasias doenças autoimunes e imunodeficiências Em adi ção as citocinas e os derivados do ácido araquidônico como as prostaglandinas e os leucotrienos são mediadores da respos ta inflamatória Os fármacos que inibem a síntese das prosta glandinas ao bloquear a enzima ciclooxigenase atuam como antiinflamatórios imunidade esPecífica A resposta imune adaptativa pode ser mediada por anticorpos humoral de base celular celular ou ambos Ao contrário da resposta inata a resposta adaptativa é altamente específica apresenta memória imunológica e responde de forma rápida e intensa a uma segunda exposição ao mesmo antígeno Uma vi são mais detalhada dos componentes da resposta imune adap tativa é apresentada a seguir Bases celulares da resposta imune adaptativa Durante o desenvolvimento embrionário os precursores das células sanguíneas célulastronco hematopoiéticas são en contrados no fígado e em outros tecidos fetais na vida pósna tal as célulastronco localizamse na medula óssea No fígado e na medula óssea as célulastronco podem diferenciarse em células mieloides ou células da série linfoide As células pro genitoras linfoides evoluem em duas populações principais de linfócitos as células B e as células T As células B são linfócitos que se desenvolvem na medu la óssea dos mamíferos Nas aves desenvolvemse na bolsa de Fabricius um apêndice do intestino As células B fazem rear ranjo de seus genes de imunoglobulinas e expressam um único receptor para o antígeno em sua superfície celular Nessa etapa migram para um órgão linfoide secundário p ex o baço e podem ser ativadas pelo contato com um antígeno transfor mandose em plasmócitos secretores de anticorpos As células T são linfócitos oriundos da medula óssea na forma de células precursoras que migram para o timo onde se diferenciam e amadurecem Após o rearranjo do TCR e as seleções positivas e negativas estas células se diferenciam em subclasses com funções específicas células T CD4 e células T N de RT No microambiente especializado do timo as células T sofrem dois tipos de seleção positiva e negativa as quais verificam as interações do TCR com os peptídeos próprios associados às moléculas do MHC próprias na superfície das células tímicas Na seleção positiva as células T cujos receptores e correceptores reconhecem moléculas de MHC pró prias nas células epiteliais do córtex tímico continuam sua maturação Já na seleção negativa as células apresentadoras de antígenos profissionais principalmente as células dendríticas e os macrófagos derivados da me dula óssea deletam as células T cujos receptores reconhecem comple xos peptídeo próprioMHC próprio Isso assegura a autotolerância por meio da criação de um repertório de células T maduras que não reage com os complexos peptídeoMHC das células normais próprias As cé lulas T maduras que sobrevivem à seleção saem do timo para o sangue e circulam através dos órgãos linfoides periféricos em que encontram o antígeno específico são ativadas e se diferenciam em células T efetoras de diferentes tipos 128 SEção II Imunologia CD8 A Figura 81 apresenta uma visão geral da diferencia ção e das interações dos linfócitos Os dois braços da resposta imune a resposta de base celular e a mediada por anticorpos se desenvolvem concomitantemente No braço mediado por anticorpos os linfócitos T auxilia res CD4 reconhecem os antígenos do patógeno em comple xo com proteínas MHC da classe II sobre a superfície de uma célula apresentadora de antígeno macrófago ou célula B e em seguida produzem citocinas que ativam a expressão de an ticorpos pelas células B que se ligam especificamente ao antí geno As células B sofrem proliferação clonal e diferenciamse para formar plasmócitos que em seguida produzem imuno globulinas específicas anticorpos As principais funções de defesa dos anticorpos no hospedeiro são a neutralização de toxinas e vírus ADCC e a opsonização do patógeno que ajuda a sua captação pelas células fagocíticas A defesa mediada por anticorpos é importante contra os patógenos que produzem toxinas p ex Clostridium tetani ou possuem cápsulas de polissacarídeos que interferem na fagocitose p ex pneumo cocos Aplicase principalmente a patógenos extracelulares e suas toxinas No braço mediado pelas células o complexo antígeno MHC da classe II é reconhecido pelos linfócitos T auxiliares CD4 enquanto o complexo antígenoMHC da classe I é re conhecido pelos linfócitos T citotóxicos CD8 Cada classe de células T produz citocinas as quais se tornam ativadas e so frem expansão por proliferação clonal A atividade das células T auxiliares CD4 além de esti mular a produção de anticorpos pelas células B promove o desenvolvimento da hipersensibilidade tardia e portanto atua também na defesa contra agentes intracelulares como as bac térias intracelulares p ex micobactérias fungos protozoá rios e alguns vírus A atividade das células T citotóxicas CD8 é principalmente orientada para a destruição de células em enxertos teciduais transplantes células tumorais ou células infectadas por vírus Assim o resultado efetivo das duas imu nidades em conjunto humoral e celular possibilita que um indivíduo na maioria das vezes resista a diferentes patógenos e antígenos externos em seu organismo Antígenos Um antígeno é uma substância de diferentes naturezas capaz de induzir uma resposta imune com a produção de anticorpos específicos Diferentes características determinam sua imuno genicidade fiGura 81 Diagrama esquemático das interações celulares na resposta imunológica Citocinas Ativação dos macrófagos Célula T Citocinas Citocinas Inflamação via PMN etc Célula T Célula T Interação antígeno específica Célula apresentadora de antígeno APC como p ex um macrófago Célula T Célula B Célula T Citocinas Citocinas Interação antígeno específica Plasmócito Diferenciação das células T citotóxicas Célula T Anticorpos Célulatronco da medula óssea Timo CAPÍTULo 8 Imunologia 129 1 Natureza externa diferença do próprio self em geral as moléculas reconhecidas como próprias self não são imunogênicas para haver imunogenicidade as moléculas devem ser reconhecidas como não próprias non self 2 Tamanho molecular os imunógenos mais potentes geral mente são grandes proteínas Em geral as moléculas com massa molecular inferior a 10000 dáltons são fracamente imunogênicas Enquanto as moléculas muito pequenas p ex aminoácidos não são imunogênicas Determinadas moléculas pequenas p ex haptenos só se tornam imuno gênicas quando ligadas a uma proteína transportadora 3 Complexidades química e estrutural é necessário haver certo grau de complexidade química por exemplo os homopolímeros dos aminoácidos são menos imunogêni cos que os heteropolímeros que contêm dois ou três ami noácidos diferentes 4 Constituição genética do hospedeiro dois animais da mesma espécie podem responder de modo diferente ao mesmo antígeno devido à diferente composição dos genes da resposta imunológica como por exemplo diferentes alelos de MHC 5 Dosagem via de administração e momento de adminis tração do antígeno como o grau da resposta imunológica depende da quantidade administrada de antígeno a res posta imunológica pode ser otimizada ao se definir cui dadosamente a dosagem inclusive o número de doses a via de administração e o momento de sua administração inclusive os intervalos entre as doses É possível aumentar a imunogenicidade de uma substância ao misturála com um adjuvante Os adjuvantes são substân cias que estimulam a resposta imunológica como por exemplo ao facilitar a captação nas células apresentadoras de antígeno Moléculas de reconhecimento antigênico Para que o sistema imunológico responda a antígenos não pró prios isto é externos foi necessário o desenvolvimento de um sistema de reconhecimento capaz de distinguir com precisão o antígeno próprio do não próprio A próxima seção deste ca pítulo trata das moléculas utilizadas para o reconhecimento dos antígenos estranhos não próprios Em primeiro lugar é feita uma revisão da estrutura molecular do complexo de his tocompatibilidade principal major histocompatibility complex MHC para a apresentação antigênica seguida por uma vi são geral da estrutura e função dos anticorpos Finalmente é apresentada uma discussão sobre alguns receptores de antíge nos ligados à membrana p ex o receptor de antígeno para as células B imunoglobulina de membrana surface membrane immunoglobulin SmIg e o receptor de antígeno para as célu las T receptor de célula T T cell receptor TCR o complexo principal de histocompatibilidade O complexo principal de histocompatibilidade MHC foi de tectado pela primeira vez como o locus que codifica as molé culas de glicoproteína antígenos de transplante responsáveis pela rápida rejeição de enxertos de tecidos transplantados entre indivíduos geneticamente não idênticos Na atualidade sabese que as moléculas MHC ligamse a antígenos peptídi cos apresentandoos às células T Por conseguinte tais antíge nos de transplante desencadeiam o reconhecimento antigênico mediado pelo TCR Nesse aspecto o TCR difere do anticorpo As moléculas do anticorpo interagem diretamente com o antí geno o TCR só reconhece os pepitídeos antigênicos apresen tados por moléculas MHC presentes na APC Embora o TCR seja específico a um determinado antígeno é necessária a apre sentação dele por uma molécula do MHC própria O TCR tam bém é específico para a molécula MHC Caso o antígeno seja apresentado por outra forma alélica da molécula MHC in vitro normalmente apenas em situação experimental não haverá reconhecimento pelo TCR Esse fenômeno é conhecido como restrição do MHC Nos seres humanos o MHC é um conjunto de genes exten samente estudado que se localiza no cromossomo 6 Entre os inúmeros genes importantes do MHC humano também co nhecidos como antígenos leucocitários humanos human leu kovyte antigens HLA há os que codificam as proteínas MHC das classes I II e III Conforme indica o Quadro 83 as prote ínas da classe I são codificadas pelos genes HLAA HLAB e HLAC Essas proteínas são constituídas de duas cadeias 1 uma glicoproteína transmembrana com MM de 45000 dál tons associada de forma não covalente a 2 um polipeptí deo não codificado pelo MHC com MM de 12000 dáltons conhecido como β2microglobulina As moléculas da classe I são encontradas em praticamente todas as células nucleadas do corpo com exceção das células da retina e do cérebro As proteínas da classe II são codificadas pela região HLAD Conforme indica o Quadro 83 existem três famílias principais as moléculas codificadas por DP DQ e DR Esse locus mantém o controle da capacidade de resposta imunológica e diferentes formas alélicas de tais genes que conferem notáveis diferenças na capacidade de deflagrar uma resposta imunológica contra determinado antígeno As proteínas codificadas pelo locus HLAD são constituídas de duas glicoproteínas transmembrana associadas de modo não covalente com MM de cerca de 33000 e 29000 dáltons Diferentemente das proteínas da classe I têm distribuição teci dual restrita e são encontradas principalmente em macrófagos células dendríticas células B e outras APCs Contudo sua ex pressão em outras células como células endoteliais e epiteliais pode ser induzida pelo IFNγ O locus MHC da classe II também inclui genes que codi ficam proteínas envolvidas no processamento do antígeno como por exemplo os transportadores associados ao proces samento de antígenos transporters associated with antigen processing TAP Fig 82 O locus MHC da classe III codifica proteínas do complemento e várias citocinas Os genes do MHC exibem notável variabilidade genética O MHC é poligênico visto que existem vários genes para cada classe de molécula O MHC também é polimórfico Por conse guinte existe um grande número de alelos na população para cada um dos genes Cada indivíduo herda dos pais um conjun to restrito de alelos Os conjuntos de genes MHC tendem a ser herdados como bloco ou haplótipo por ser relativamente rara a ocorrência de eventos de relação cruzada nesse locus Muito se sabe acerca da organização estrutural e da sequên cia dos genes e das proteínas do MHC Entretanto talvez a informação mais importante tenha sido obtida da análise 130 SEção II Imunologia QUADRo 82 Algumas citocinas importantes Produção e Função Família das citocinas Principal fonte celular Algumas funções biológicas Interferons Alfa Leucócitos Antiviral imunorreguladora aumenta a expressão de MHC I e ativa NK antiproliferativa Beta Fibroblastos células epiteliais Antiviral imunorreguladora aumenta a expressão de MHC I e ativa NK antiproliferativa Gama Células T e células NK Antiviral imunorreguladora aumenta a expressão de MHC I II e ativa macrófagos antiproliferativa TNF Alfa Macrófagos e linfócitos Ativa macrófagos e células citotóxicas induz caquexia e a produção de proteínas de fase aguda e citocinas IL1 IL6 Beta Células T Ativa macrófagos e induz a produção de citocinas IL1 IL6 Interleucinas IL1 Diferentes tipos celulares macrófagos e células dendríticas Induz inflamação febre e sepse induz liberação de TNFα IL2 Células T Induz proliferação e maturação de células T IL6 Diferentes tipos celulares Ativa células B mediador de reação de fase aguda IL10 Células T monócitosmacrófagos Inibe a produção de IFNγ e de IL12 IL11 Células estromais da medula óssea células mesenquimais Efeito sinérgico sobre a hematopoiese e a trombopoiese efeito citoprotetor em células epiteliais induz imunossupressão IL12 Células do estroma de medula óssea Induz a produção de IFNγ TNFα e IL2 por células T e NK IL15 Células T astrócitos micróglia fibroblastos células epiteliais Atividade biológica semelhante a IL2 induz proliferação de células mononucleares de sangue periférico e maturação de células NK IL1 IFNγ TNFα IL17 6 membros IL17 AF Células Th17 Estimula células epiteliais endoteliais e fibroblastos a produzir IL6 IL8 GCSF e ICAM1 IL23 Macrófagos células dendríticas Similar a IL12 induz IFNγ ajuda na diferenciação de células T CD4 em Th17 Fatores de crecimento MCSF fator de estimulação das colônias de macrófagos Monócitos Proliferação células precursoras de macrófagos GCSF fator de estimulação das colônias de granulócitos Macrófagos Proliferação diferenciação e ativação de neutrófilos GMCSF fator de estimulação das colônias de granulócitos e macrófagos Células T macrófagos Proliferação células precursoras de granulócitos e de macrófagos SCF Fator de célulatronco Células estromais de medula óssea fibrobrastos células hepáticas fetais Proliferação e diferenciação de células linfoides e mieloides TGFβ fator de transformação de crescimento beta Diversas células Atividade antiinflamatória diferenciação de células T em células Tregs na presença de IL6 diferencia células T CD4 em Th17 VEGFA fator de crescimento endotelial vascular A Diversas células Estimulação da vasculogênese e da angiogênese Quimiocinas Il8 CXCL8 Diversas células Ativação de neutrófilos e quimiotaxia Rantes CCL5 Diversas células Quimiotático para células T monócitos eosinófilos e basófilos CXCL9 CXCL10 CXCL11 Diversas células Quimiotático para células Th1 célula T CXR3 positivo e induzida por IFNs Moléculas de adesão ICAM1 molécula de adesão intercelular1 Células endoteliais Adesão e migração VCAM1 molécula de adesão celular vascular1 Leucócitos Adesão e migração Eselectina Células endoteliais Adesão e migração CAPÍTULo 8 Imunologia 131 radiográfica dos cristais de proteínas MHC Esses elegantes estudos ajudaram a explicar a função das proteínas MHC A análise radiográfica Fig 83 mostra que os domínios da mo lécula MHC da classe I mais afastados da membrana são cons tituídos de duas hélices α paralelas acima de uma plataforma criada por uma lâmina β pregueada Sem dúvida toda a estru tura assemelhase a uma fenda cujo os lados são formados pelas hélices α tendo como soalho as lâminas β A análise ra diográfica também mostrou que a fenda era ocupada por um peptídeo Em essência portanto o receptor de células T situa se diante do antígeno peptídico ligado em uma fenda formada pela proteína MHC A Figura 84A mostra um diagrama sim plificado dessa interação As proteínas do MHC exibem ampla especificidade para os antígenos peptídicos e muitos peptídeos podem ser apre sentados por qualquer alelo MHC com ligação de um peptí deo de cada vez As hélices α que formam a fenda de ligação constituem o local dos resíduos de aminoácidos polimórficos nas proteínas MHC ie os que variam entre alelos Isso signi fica que diferentes alelos podem ligarse a diferentes antígenos peptídicos e apresentálos Por todos esses motivos o polimor fismo MHC exerce importante efeito no reconhecimento dos antígenos A análise da função das células T em que concerne à inte ração com moléculas MHC revela que os antígenos peptídicos associados a moléculas MHC da classe I são reconhecidos por linfócitos T citotóxicos CD8positivos enquanto os antígenos peptídicos associados às moléculas MHC da classe II são reco nhecidos por células T auxiliares CD4positivas Processamento e apresentação antigênica O processamento e a apresentação do antígeno significam a maneira pela qual os antígenos se associam às próprias fiGura 82 Vias de processamento antigênico MHC classe I e classe II Modificada e reproduzida com autorização de Parslow TG et al edi tors Medical Imumunology 10th ed McGrawHill 2001 The McGrawHill Companies Inc Complexo MHC classe IIantígeno Complexo MHC classe Iantígeno Para a superfície celular Antígeno exógeno Peptídeos Endossomo Vesícula exocítica Fusão das vesículas Processamento Endocitose Para a superfície celular Superfície celular Via de processamento do MHC classe I Peptídeos endógenos Núcleo Síntese de proteínas virais Proteína viral intacta Proteassomo MHC classe II Via de processamento do MHC classe II MHC classe I β2m β2m α α αβ RER Ii Golgi Vesícula Transportador peptídico TAP 132 SEção II Imunologia moléculas do MHC para a apresentação de células T com re ceptores apropriados As proteínas de antígenos exógenos co mo as bactérias são internalizadas por vesículas endocíticas no interior das APCs como os vários tipos de células dendríticas e os macrófagos Em seguida conforme ilustra a Figura 82 são expostas a proteases celulares existentes nas vesículas intrace lulares São produzidos peptídeos de cerca de 10 a 30 resíduos de aminoácidos em vesículas endossômicas As vesículas en dossômicas então se fundem com vesículas exocíticas conten do moléculas MHC da classe II Como outras glicoproteínas da membrana as moléculas MHC da classe II são sintetizadas no retículo endoplasmático rugoso e em seguida processadas através do aparelho de Gol gi Um terceiro polipeptídeo a cadeia invariante Ii protege o local de ligação do dímero αβ da classe II até que o pH redu zido do compartimento criado após a fusão com uma vesícula endossômica provoque a dissociação da cadeia II Depois o complexo MHC da classe IIantígeno peptídico é transportado até a superfície celular para sua exibição e reconhecimento por um receptor de células T de uma célula T CD4 As células T CD4 podem agora ativar outras células T e B A interação dos antígenos endógenos no interior de uma célula infectada por um vírus e as moléculas de MHC classe I está ilustrada na Figura 82 Resumidamente as proteínas cito sólicas são degradadas por um complexo proteolítico conhe cido como proteassomo Os peptídeos citosólicos têm acesso a moléculas MHC da classe I nascentes no retículo endoplas mático rugoso através de sistemas transportadores de peptídeo TAPs Os genes do TAP também são codificados no MHC No interior do lúmen do retículo endoplasmático os antígenos peptídicos com comprimento de cerca de 8 a 10 resíduos for mam complexos com proteínas MHC da classe I nascentes e cooperam com a β2microglobulina para criar um complexo antígenopeptídeo MHC da classe I estável e totalmente do brado transportado em seguida até a superfície celular para exibição e reconhecimento por células T citotóxicas O sulco de ligação da molécula da classe I é mais limitado do que o da molécula da classe II e por essa razão são encontrados peptídeos mais curtos nas moléculas da classe I do que nas mo léculas MHC da classe II Uma vez que as células T citotóxicas reconheçam o peptídeo antigênico via molécula MHC classe I elas podem destruir as células infectadas por um vírus Diversos vírus tentam vencer a resposta imunológica ao in terferir nas vias de processamento dos antígenos Por exemplo a proteína Tat do HIV é capaz de inibir a expressão das molé culas MHC da classe I Uma proteína do herpesvírus ligase a TAPs impedindo o transporte dos peptídeos virais para o fiGura 83 Diagrama estrutural da molécula de HLA de classe I Re produzida com autorização de Bjorkman PJ et al Structure of the hu man class I histocompatibility antigen HLAA2 Nature 1987 329506 fiGura 84 Ligação do antígeno ao MHC e ao receptor de célula T A um modelo de interação entre o peptídeo antigênico o MHC e o TCR é mostrado As regiões Vα e Vβ do TCR interagem com as hélices α que formam o sítio de ligação ao peptídeo do MHC B um modelo de interação entre um superantígeno o MHC e o TCR é mostrado o superantígeno interage com a região Vβ do TCR e com a região externa do sítio de ligação ao antígeno da molécula de MHC classe II Adaptada com autorização do Stites DG et al editors Medical Immunology 9th ed McGrawHill 1997 The McGrawHill Companies Inc C N N C β2m α3 α 1 α2 Oito lâminas βpregueadas Fenda de ligação peptídica Hélice α A B Vα Vβ Super antígeno MHC classe II Célula T APC Cα Cβ Cα Cβ Peptídeo antigênico Vα Vβ Célula T APC ou célulaalvo MHC classe CAPÍTULo 8 Imunologia 133 retículo endoplasmático em que estão sendo sintetizadas mo léculas da classe I Uma consequência de tais mecanismos ini bitórios é o não reconhecimento das células infectadas pelos linfócitos citotóxicos Alguns superantígenos são capazes de ligarse a moléculas MHC fora da fenda de ligação de peptídeo Uma das consequên cias é que enquanto um peptídeo em complexo com uma mo lécula MHC normalmente irá estimular apenas uma peque na porcentagem das células T no indivíduo os superantígenos produzem a ativação inespecífica de até 10 das células T São exemplos de superantígenos certas toxinas bacterianas como as enterotoxinas estafilocócicas a toxina da síndrome do choque tóxico e a exocitose A pirogênica de estreptococos do grupo A Esses antígenos ligamse à parte externa da proteína MHC e ao receptor de células T Fig 84B Eles se mostram ativos em con centrações muito baixas 109 molL e fazem com que as células T que expressam sequências Vβ particulares sejam estimuladas liberando grandes quantidades de citocinas como a IL1 e o TNF A liberação de grandes quantidades de citocinas tempestade de citocinas cytokine storm em decorrência da estimulação de um grande número de linfócitos T é o que explica em grande parte a patogênese das doenças causadas por microrganismos que expressam superantígenos A compreensão mais detalhada dos mecanismos de proces samento antigênico ajudou a elucidar as funções das células T em diferentes etapas da resposta imune como por exemplo a falta de resposta das células T a carboidratos que pode ser explicada em parte pela incapacidade desses antígenos em se encaixarem com grande afinidade ao sítio de ligação ao antígeno do TCR Já a necessidade de antígenos proteicos passarem por um proces so proteolítico seria devido a essas células somente reconherem determinantes antigênicos lineares Assim o tipo do MHC que irá apresentar o antígeno dependerá da natureza do próprio an tígeno e como ele é processado do interior da APC Células B e anticorpos A imunidade humoral é mediada por anticorpos que são pro duzidos pelas células B do sistema imunológico Cada indiví duo apresenta grande grupo de linfócitos B diferentes 1011 com uma vida útil de dias ou semanas São encontrados na me dula óssea nos linfonodos e nos tecidos linfoides associados a mucosas mucosa associated lymphoid tissue MALT p ex tecido linfoide associado ao intestino GALT tonsilas e apêndice A Receptor antigênico em célula B As células B expressam uma única molécula de imunoglobulina 105 cópias por célula em sua superfície Essa imunoglobulina funciona como receptor para célula B Bcell receptors BCRs a um único antígeno específico Logo cada célula B responde a somente um antígeno ou a grupos de antígenos molecularmente semelhantes Todas as células B imaturas expressam imunoglo bulinas da classe IgM ou IgD Essas células também expressam em sua superfície receptores para fração Fc de imunoglobulinas e para diversas moléculas do sistema complemento Um antígeno interage com o clone do linfócito B que ex pressa o BCR que melhor se ajusta a ele Com a ligação do an tígeno ao BCR a célula B entra em mitose expansão clonal Esse clone se diferencia em plasmócito que começa a secretar anticorpos Uma vez que cada indivíduo pode apresentar 1011 moléculas de anticorpos diferentes há um sítio de ligação na superfície da célula B para praticamente qualquer determinan te antigênico O passo inicial na produção de anticorpos se inicia com a ligação do antígeno à molécula BCR na superfície da célula B que é seguida por diferentes etapas 1 o complexo antígeno BCR é internalizado pela célula B e o antígeno é degradado em pequenas moléculas que são expressas na superfície celular via molécula de MHC classe II 2 O complexo peptídeoMHC classe II na célula B é reconhecido pela célula T CD4 específica para o antígeno apresentado Essas células T geralmente já in teragiram previamente com células dendríticas e se tornaram ativadas em resposta ao mesmo patógeno Além disso a intera ção das células B com as células T ocorre devido à migração dos antígenos nas áreas de fronteira desses dois tipos celulares nos orgãos linfoides secundários 3 Quimiocinas como a CXCL13 e seu receptor CXCR5 exercem um papel importante nessa interação 4 O ligante de CD40 CD40L na superfície das cé lulas T se ligam ao CD40 expressado na superfície das células B molécula coestimulatória e a célula T produz diferentes cito cinas tais como IL4 IL5 e IL6 que induzem a proliferação das células B 5 Finalmente as células B ativadas migram para os folículos e se proliferam formando os centros germinativos em que ocorre a hipermutação somática e a troca de classe da molécula de anticorpo As células B nesses centros germinati vos se diferenciam em plasmócitos produtores de anticorpos e em células B de memória Detalhes sobre esse processo podem ser encontrados em Murphy et al 2011 Devese ressaltar que alguns antígenos bacterianos podem estimular diretamente a produção de anticorpos e não neces sitam de ajuda das células T para a ativação das células B Esses antígenos são geralmente polissacarídeos e lipopolissacaríde os sendo denominados antígenos timo independentes e indu zindo uma resposta de célula B com limitada troca de classe e sem indução de memória imunológica B Estrutura do anticorpo e função efetora Os anticorpos são imunoglobulinas que reagem especifi camente com o antígeno que induziu a sua produção Eles correspondem a cerca de 20 das proteínas plasmáticas Os anticorpos produzidos em um animal em resposta a um único antígeno são heterogêneos pois são formados a partir de di ferentes clones cada um expressando um anticorpo capaz de interagir com um determinante antigênico diferente anticor pos policlonais As imunoglobulinas produzidas a partir de um único clone como por exemplo uma célula plasmática tu moral mieloma são homogêneos e denominados anticorpos monoclonais Os anticorpos monoclonais podem ser produ zidos a partir da fusão de uma célula de mieloma com um lin fócito produtor de anticorpos Tal hibridoma pode produzir uma quantidade ilimitada de anticorpos monoclonais in vitro O estudo dos anticorpos monoclonais forneceu importantes informações sobre a estrutura e a função dos anticorpos As moléculas de imunoglobulinas Ig compartilham carac terísticas estruturais em comum por exemplo todas as imuno globulinas são compostas de uma cadeia polipeptídica leve e pesada Os termos leve e pesado referemse ao peso molecular 134 SEção II Imunologia isto é as cadeias leves têm massa molecular de cerca de 25000 dáltons enquanto as cadeias pesadas têm massa mo lecular de aproximadamente 50000 dáltons Cada molécula Ig consiste em duas cadeias leves L e duas idênticas cadeias pesadas H ligadas por pontes dissulfeto As cadeias leves per tencem a um de dois tipos κ capa ou λ lambda a classifi cação baseiase nas diferenças de aminoácidos observadas em regiões constantes Fig 85 Ambos os tipos ocorrem em todas as classes de imunoglobulinas IgG IgM IgA IgE e IgD mas qualquer molécula de imunoglobulina contém apenas um tipo de cadeia L A porção aminoterminal de cada cadeia L con tém parte do local de ligação do antígeno As cadeias pesadas heavy H são diferentes para cada uma das cinco classes de imunoglobulinas e denominamse γ gama µ mu α alfa δ delta e ε épsilon Quadro 83 A porção aminoterminal de cada cadeia H participa no local de ligação do antígeno a outra porção carboxiterminal forma o fragmento Fc Fig 85 que exerce várias atividades biológicas p ex ativação do comple mento e ligação dos receptores de superfície celular Assim uma molécula de anticorpo sempre consiste em ca deias H e L idênticas A molécula de anticorpo mais simples tem a forma de um Y Fig 85 e consiste em quatro cadeias polipeptídicas duas cadeias H e duas L As quatro cadeias estão ligadas de modo covalente por ligações dissulfeto Se uma molécula de anticorpo for tratada com uma enzima proteolítica p ex papaína ocorrerá a ruptura das ligações peptídicas na região da dobradiça Essa ruptura produz dois fragmentos Fab idênticos que mantêm o sítio de ligação do an tígeno e um fragmento Fc envolvido na transferência placen tária na fixação do complemento na ligação a várias células e em outras atividades biológicas As cadeias L e H são subdivididas em regiões variáveis e regiões constantes As regiões são constituídas de segmen tos repetidos dobrados tridimensionalmente denominados fiGura 85 Representação esquemática de uma molécula de IgG indicando as regiões constantes e variadas das cadeias leves e pesadas o fragmento Fab contém o sítio de ligação ao antígeno e o fragmento Fc é região cristalizável QUADRo 83 Características importantes de alguns produtos gênicos do MHC humano classe I e classe II Classe I Classe II Loci genéticos lista parcial HLAA HLAB e HLAC HLADP HLADQ e HLADR Composição polipeptídica MM de 45000 β2M MM de 12000 Cadeia α MM de 33000 cadeia β MM de 29000 cadeia li MM de 30000 Distribuição celular A maioria das células somáticas nucleadas com exceção das células neurológicas e da retina Células apresentadoras de antígenos macrófagos células B etc células T humanas ativadas por IFNγ Apresentação de antígenos peptídicos para Células T CD8 Células T CD4 Tamanho do peptídeo ligado 8 a 10 aminoácidos 10 a 30 ou mais aminoácidos Região de dobradiça Carboidrato Sítio de ligação ao antígeno Cadeia leve Cadeia pesada Ativa complemento e fagocitose Região aminoterminal Região carboxiterminal Pontes de SS Fragmentos Fab Fragmento Fc Constante Constante Variável Constante Variável Variável Constante Variável Constante Constante Constante Constante CAPÍTULo 8 Imunologia 135 domínios cuja estrutura foi determinada com alta resolução por cristalografia de raios X A cadeia L consiste em um domínio variável VL e um domínio constante CL A maioria das cadeias H consiste em um domínio variável VH e três ou mais domínios constantes CH Cada domínio possui cerca de 110 aminoácidos de com primento As regiões variáveis são responsáveis pela ligação do antígeno enquanto as regiões constantes respondem pelas funções biológicas descritas adiante No interior das regiões variáveis das cadeias L e H encon tramse subregiões que consistem em sequências de aminoá cidos extremamente variáveis hipervariáveis que formam o local de ligação do antígeno As regiões hipervariáveis formam a área da molécula do anticorpo complementar em estrutura ao determinante antigênico ou epítopo e por isso também são conhecidas como regiões de determinantes da complementari dade complementaritydetermining regions CDR Apenas 5 a 10 aminoácidos em cada região hipervariável constituem o local de ligação do antígeno A ligação do antígeno não é covalente e envolve forças de Van der Waals forças eletrostáticas e outras forças fracas bem como pontes de hidrogênio e outras ligações Classes das imunoglobulinas A IgG Cada molécula de IgG consiste em duas cadeias L e duas ca deias H ligadas por pontes de dissulfeto forma molecular H2L2 Como possui dois sítios idênticos de ligação do antí geno é denominada divalente Existem quatro subclasses de IgG IgG1 IgG2 IgG3 e IgG4 com base em as diferenças das sequências de aminoácidos da região constante da cadeia pesa da o número e localização das pontes de dissulfeto A IgG1 re presenta 65 da IgG total A IgG2 é dirigida contra antígenos polissacarídicos e pode representar uma importante defesa do hospedeiro contra as bactérias encapsuladas A IgG3 é mais efetiva como ativador de complemento em virtude de sua re gião de dobradiça mais rígida enquanto a IgG4 não ativa com plemento devido a sua estrutura mais compacta A IgG é o anticorpo predominante nas respostas secundárias e constitui uma importante defesa contra as bactérias e os ví rus Tratase do único anticorpo que atravessa a placenta sendo por isso a imunoglobulina mais abundante nos recémnascidos Esta classe também media o processo de opsonização por meio da ligação do complexo antígenoanticorpo aos receptores Fc na superfície dos macrófagos e de outros tipos celulares B IgM É a principal imunoglobulina produzida no início da resposta imunológica primária A IgM é encontrada na superfície de pra ticamente todas as células B não comprometidas É constituída de cinco unidades H2L2 cada qual semelhante a uma unidade da IgG e uma molécula da cadeia J junção Figura 86 O pentâmero MM de 900000 dáltons possui um total de 10 lo cais idênticos de ligação de antígeno e portanto uma valência de 10 Tratase da imunoglobulina mais eficiente nas reações de aglutinação fixação do complemento e outras reações antígeno anticorpo e é também importante na defesa contra as bactérias e os vírus Pode ser produzida por um feto que esteja sofrendo uma infecção Como a sua interação com determinado antígeno pode envolver os 10 sítios de ligação é entre todas as imunoglo bulinas a que apresenta maior avidez Além disso a presença de IgM no soro pode ser útil no diagnóstico de diferentes doen ças infecciosas uma vez que essa classe de imunoglobulina não atravessa a barreira placentária Assim sua presença no feto ou neonato é uma evidência de infecção ativa e intrauterina C IgA Consiste na principal imunoglobulina encontrada em secre ções como o leite a saliva e a lágrima bem como nas secreções das vias respiratórias e dos tratos intestinal e genital Protege as mucosas contra o ataque de bactérias e vírus Cada molécula de IgA secretora consiste em duas unidades H2L2 bem como em uma molécula da cadeia J e uma molécula de componente secretor O componente secretor é uma proteína derivada da clivagem do receptor poliIg que liga dímeros da IgA e facilita o seu transporte por meio das células epiteliais da mucosa Existe certa quantidade de IgA no soro em forma de monômero H2L2 Há pelo menos duas subclasses IgA1 e IgA2 Algumas bactérias p ex neissérias são capazes de destruir a IgA1 ao produzirem uma protease e por conseguinte podem vencer a resistência mediada por anticorpos nas superfícies das mucosas D IgE A região Fc da IgE ligase a um receptor sobre a superfície dos mastócitos basófilos e eosinófilos A IgE ligada atua co mo receptor para o antígeno que estimulou sua produção e o complexo antígenoanticorpo resultante desencadeia respostas alérgicas do tipo imediato anafilático por meio da liberação de mediadores fiGura 86 Diagrama esquemático da estrutura pentamérica da molécula de IgM humana os monômeros de IgM são conectados entre si e na cadeia J por pontes de dissulfeto SS S S S S SS SS SS SS SS SS SS SS Cadeia J SS SS SS SS SS SS SS SS SS SS SS SS SS SS 136 SEção II Imunologia E IgD Atua como receptor de antígeno quando presente sobre a su perfície de certos linfócitos B No soro é encontrada apenas em diminutas concentrações Até o momento as funções dessa imunoglobulina não são completamente conhecidas Genes das imunoglobulinas e geração da diversidade Foram desenvolvidos mecanismos genéticos especiais para produzir o grande número de moléculas de imunoglobulinas cerca de 1011 que aparece no hospedeiro em resposta à esti mulação antigênica sem necessidade de um número excessivo de genes Por conseguinte os genes das imunoglobulinas e como resumido adiante os dos receptores de células T sofrem recombinação somática para produzir a enorme diversidade de especificidades de anticorpos Cada cadeia de imunoglobulina consiste em uma região variável V e uma região constante C Para cada tipo de ca deia de imunoglobulina ie a cadeia leve capa κa cadeia leve lambda λe as cinco cadeias pesadas γH µH αH εH e δH existe um reservatório distinto de segmentos gênicos localiza do em diferentes cromossomos Em seres humanos as famí lias multigenes são encontradas nos seguintes cromossomos λ cromossomo 22 κ cromossomo 2 e a família de cadeia pesa da cromossomo 14 Cada um desses três loci contém um con junto de diferentes segmentos V amplamente separados dos segmentos C Durante a diferenciação das células B o DNA sofre rearranjo para que os segmentos gênicos selecionados se tornem adjacentes entre si no genoma Uma família de enzi mas conhecidas como as VD J recombinases é responsável por esse processo de rearranjo gênico A região variável de cada cadeia L é codificada por dois seg mentos V e J A região variável de cada cadeia H é codificada por três segmentos V D e J Os segmentos são unidos em um único gene variável V funcional por rearranjo do DNA Cada gene variá vel V organizado é transcrito com o gene constante C apropria do para produzir um RNA mensageiro RNAm que codifica a cadeia peptídica completa As cadeias L e H são sintetizadas sepa radamente em polissomos e por fim reunidas no citoplasma para formar unidades H2L2 por meio de ligações dissulfeto Em segui da ocorre a adição de carboidrato durante a sua passagem pelos componentes da membrana celular p ex aparelho de Golgi e a molécula de imunoglobulina é liberada da célula Esse mecanismo de rearranjo gênico permite a organização de enorme variedade de moléculas de imunoglobulina A di versidade dos anticorpos depende 1 de inúmeros segmentos gênicos V D e J 2 da associação de combinações isto é de qualquer segmento gênico V com qualquer segmento D ou J 3 da combinação aleatória de diferentes cadeias L e H 4 de hipermutações somáticas 5 da diversidade juncional criada pela junção imprecisa durante o rearranjo com a adição de nu cleotídeos em que a enzima terminal desoxinucleotidil transfe rase forma uma junção completa Mudança de classe das imunoglobulinas Inicialmente todas as células B correspondentes a determi nado antígeno possuem IgM específica contra esse antígeno e produzem IgM em resposta à exposição ao antígeno Em se guida o rearranjo gênico permite a elaboração de anticorpos da mesma especificidade antigênica mas de diferentes classes de imunoglobulinas Na mudança de classe o mesmo gene VH reunido é capaz de se associar de modo sequencial a diferen tes genes CH de modo que a imunoglobulina produzida pos teriormente IgG IgA ou IgE tem a mesma especificidade da IgM original porém com características biológicas diferentes A mudança de classe depende das citocinas liberadas por célu las T e ocorre também após estimulação antigênica A resposta primária Quando um indivíduo se depara com um antígeno pela pri meira vez o anticorpo contra esse antígeno tornase detec tável no soro depois de alguns dias ou semanas Dependendo da natureza e da dose do antígeno bem como da via de ad ministração p ex oral parenteral a concentração sérica de anticorpos continua aumentando durante várias semanas e em seguida declina podendo atingir níveis muito baixos Fig 87 Os primeiros anticorpos a serem formados são a IgM se guida da IgG da IgA ou de ambas Os níveis de IgM tendem a declinar antes dos níveis de IgG A resposta secundária No caso de um segundo encontro com o mesmo antígeno ou com um antígeno estreitamente relacionado de reação cruza da meses ou anos após a resposta primária a resposta hu moral é mais rápida e os níveis de anticorpos atingem valores mais elevados que os observados durante a resposta primária Essa alteração na resposta é atribuída à persistência das célu las de memória sensíveis ao antígeno após a primeira resposta imunológica Na resposta secundária a concentração de IgM produzida é qualitativamente semelhante àquela observada após o primeiro contato com o antígeno todavia ocorre a pro dução de uma quantidade muito maior de IgG e o nível desta imunoglobulina tende a persistir por muito mais tempo do que na resposta primária Além disso tal anticorpo tende a ligar se mais firmemente ao antígeno ie exibe maior afinidade e por conseguinte dissociase com menos facilidade fiGura 87 Intensidade da produção de anticorpos após primeira ad ministração de um antígeno e após dose de reforço segundo contato Resposta primária ao antígeno A Resposta secundária ao antígeno A Resposta primária ao antígeno B Administração do antígeno A Concentração de anticorpos no soro Segunda adiministração do antígeno A e primeira do antígeno B 1 Tempo meses 2 3 4 5 6 CAPÍTULo 8 Imunologia 137 Funções protetoras dos anticorpos Em virtude da estreita complementariedade estrutural entre os anticorpos e o antígeno que induziu a sua produção os dois tendem a ligarse toda vez que se encontram tanto in vitro quanto in vivo Essa ligação não é covalente e envolve forças eletrostáticas forças de Van der Waals e outras forças fracas Os anticorpos podem produzir resistência à infecção por cinco principais mecanismos 1 Aumento da fagocitose os anticorpos realizam opso nização de um antígeno estranho revestimento permitindo que o mesmo possa ser mais facilmente reconhecido por fagó citos Além disso a imunidade mediada por anticorpos con tra bactérias é mais eficaz quando dirigida contra as infecções microbianas cuja virulência está relacionada com cápsulas de polissacarídeos p ex pneumococos Haemophilus spp Neis seria spp Nessas infecções os anticorpos formam complexos com os antígenos capsulares tornando os microrganismos sus cetíveis à ingestão por células fagocíticas e a sua destruição no interior das células 2 Neutralização viral anticorpos direcionados especifica mente contra proteínas virais podem se ligar à partícula viral bloqueando sua capacidade de se aderir ao seu receptor celular Assim como o vírus não invade a célula hospedeira sua repli cação fica comprometida 3 Neuratralização de toxinas anticorpos podem neutra lizar toxinas de diferentes microrganismos p ex toxina difté rica tetânica e botulínica e inativar seus efeitos nocivos 4 Lise mediada por complemento a ligação de anticor pos a proteínas virais na supercície de uma célula infectada ou de um microrganismo pode ativar o sistema complemento re sultando em lise celular 5 Citotoxidade celular dependente de anticorpo ADCC a adesão de anticorpos a proteínas virais na superfície de cé lulas infectadas pode levar a interação dessas células revestidas de anticorpos com diferentes tipos celulares células NK PMNs macófagos e células T CD8 resultando em sua lise Uma vez que esses anticorpos são protetores diferentes estratégias são utilizadas para induzir sua produção imunidade ativa ou para sua administração no hospedeiro imunidade passiva A Imunidade ativa A imunidade ativa é induzida após contato com um antígeno estranho p ex microrganismos e seus produtos Esse conta to pode ser fruto de uma infecção clínica ou subclínica de uma imunização com agentes infecciosos atenuados inativados ou com antígenos desses agentes do contato com produtos micro bianos p ex toxinas e toxoides e por transplantes de células estranhas Em todos esses exemplos o hospedeiro ativamente produz anticorpos Contudo a proteção é retardada até que a sua produção alcance uma concentração efetiva B Imunidade passiva A imunidade passiva é gerada pela administração de anticorpos préformados A principal vantagem desse tipo de imunidade é a pronta disponibilidade de uma grande quantidade de an ticorpos Essa técnica pode ser útil contra certos vírus p ex vírus da hepatite B após acidentes com instrumentos perfu rocortantes de indivíduos não vacinados Além dos efeitos protetores mediados por anticorpos efeitos deletérios podem ocorrer A imunidade passiva pode desencadear reações de hi persensibilidade caso esses anticorpos sejam de outra espécie Já na imunidade ativa a ligação dos anticorpos ao antígeno leva à formação de imunocomplexos circulantes em que sua deposição nos tecidos resulta no desenvolvimento de disfun ções como por exemplo a deposição de imunocomplexos nos rins pode induzir glomerulonefrite a partir de uma infecção estreptocócica Células T A Imunidade de base celular A imunidade humoral é importante nas enfermidades media das por toxinas nas infecções microbianas nas quais o prin cipal fator de virulência é a cápsula polissacarídica e como parte da resposta do hospedeiro a determinadas infecções vi rais Contudo a imunidade de base celular desempenha uma função central na defesa do hospedeiro a uma variedade de patógenos Nessa seção será revisado o desenvolvimento das células T sua proliferação e diferenciação e finalmente suas funções efetoras 1 Desenvolvimento das células T No interior do timo as células progenitoras das células T sofrem diferenciação sob a influência de hormônios tímicos passando a expressar o re ceptor de célula T TRC Esses TCRs passam por um processo de recombinação dos segmentos gênicos VDJ que codifica pa ra a cadeia beta do TCR seguido pelo rearranjo da cadeia alfa assim criando um TCR αβ funcional A maioria das células expressa TCR αβ porém algumas células T podem expressar TCR γδ Essas células se tornam agora positivas tanto para ex pressão de CD4 e CD8 quanto para moléculas correceptoras A esse ponto as células T expressam em sua superfície um TCR funcional Em seguida as células T sofrem processos de sele ção positiva e negativa que resultam em retenção das células dotadas dos receptores de antígenos de maior utilidade isto é os específicos para os antígenos não próprios estranhos Esses antígenos também são somente reconhecidos por mo léculas de MHC próprias restrição de MHC Os clones po tencialmente autoimunes são suprimidos ou funcionalmente inativados tornandose anérgicos Uma consequência dos processos de seleção é que cerca de 95 dos timócitos morrem no timo Como consequência do processo de maturação final essas células perdem a capacidade de expressão concomitante de CD4 e CD8 e se tornam células T TRCCD3 positivas que expressam CD4 ou CD8 Apenas uma minoria de células T em desenvolvimento expressa os receptores apropriados para se rem retidos e sair para a periferia onde podem maturar em células T efetivas N de RT A imunidade passiva também pode ocorrer de forma natural Anticorpos maternos do isotipo IgG passam pela barreira placentária for necendo uma imunidade temporária para o neonato Outro mecanismo de transmissão ocorre durante a amamentação principalmente durante a primeira pela presença de uma grande quantidade de anticorpos do iso tipo IgG e IgA 138 SEção II Imunologia 2 Receptor de célula T para antígenos O receptor de cé lulas T é uma proteína heterodimérica transmembrana consti tuída de duas cadeias ligadas por dissulfeto Como mencionado anteriormente existem duas classes diferentes de receptores de células T a classe α e β e a classe γ e δ As células T αβ cons tituem o fenótipo celular T predominante sendo subdivididas de acordo com a expressão de outros marcadores de superfície celular as proteínas conhecidas como CD4 e CD8 As células T que expressam γδ são relativamente raras nos seres humanos e parecem predispostas ao reconhecimento de antígenos bacte rianos encontrados frequentemente p ex certos glicolipí deos e lipídeos fosforilados As células T γδ são principalmente encontradas no epitélio dos tratos reprodutivo e gastrintesti nal Os TCRs apresentam regiões variáveis e constantes como observado nas moléculas de anticorpos As proteínas receptoras de células T possuem regiões variá veis e constantes semelhantes às moléculas de anticorpos As regiões variáveis localizamse nas extremidades aminotermi nais da cadeia polipeptídica afastadas da membrana celular Ambas as cadeias contribuem para o domínio variável que interage com o antígeno apresentado por proteínas próprias codificadas no complexo principal de histocompatibilidade MHC Os genes dos receptores de células T assemelhamse es treitamente aos genes das imunoglobulinas e a produção de diversidade no receptor de células T é obtida em grande parte de modo análogo ao processo descrito anteriormente para as imunoglobulinas Por conseguinte existem inúmeros segmen tos de regiões variáveis que contribuem para um repertório de diferentes especificidades antigênicas inúmeros segmentos V D e J capazes de se combinar de diferentes maneiras Existem mais segmentos J e D para os genes dos receptores de células T do que para os genes das imunoglobulinas Em todas as células T funcionais específicas do antígeno as duas cadeias dos receptores de células T estão associadas de modo não covalente a seis outras cadeias polipeptídicas com postas de quatro proteínas diferentes que formam o complexo CD3 As proteínas invariantes do complexo CD3 são responsá veis pela transdução do sinal recebido pelo receptor de células T ao reconhecer o antígeno no interior da célula As quatro proteínas do complexo CD3 são proteínas transmembrana que podem interagir com tirosinoquinases citosólicas no in terior da membrana É essa interação que inicia os eventos bioquímicos de transdução de sinais que levam à transcrição gênica à ativação celular e ao início das atividades funcionais das células T As moléculas CD4 e CD8 que diferenciam as duas prin cipais classes funcionais de células T atuam como moléculas correceptoras sobre a superfície da célula T Durante o reco nhecimento do antígeno as moléculas CD4 e CD8 interagem com o complexo receptor de célula T e com moléculas MHC na superfície da APC A molécula CD4 ligase a moléculas MHC da classe II enquanto a molécula CD8 ligase a molécu las MHC da classe I 3 Proliferação e diferenciação das células T A prolifera ção das células T depende de uma série de eventos Na apresen tação via molécula de MHC classe II dois sinais são necessários para que as células T CD4 naives sejam ativadas O primeiro sinal é dado pela interação do TCR na superfície da célula T com o complexo peptídeoMHC da APC A glicoproteína CD4 na célula T naive atua como correceptor se ligando ao MHC classe II Essa ligação assegura a estabilidade entre a célula T e a APC O segundo sinal coestimulação que é necessário para a ativação da célula T é proveniente da interação das moléculas coestimulatórias da família B7 B71B72 também identifica como CD80 e CD86 na superfîcie da APC com o CD28 na superfîfice da célula T Uma vez ocorrendo esses dois sinais TCRpeptídeoMHC classe II e CD28B71B72 uma série de vias bioquímicas são desencadeadas no interior celular re sultando na síntese de DNA mitose e proliferação Durante esses eventos a célula T secreta citocinas principalmente IL2 e IFNγ e aumenta a expressão de receptores para IL2 resul tando na sua proliferação e diferenciação em células efetoras A ativação das células T CD8 ocorre quando seu TCR in terage com o complexo peptídeoMHC classe I expressado na superfície das células infectadas A glicoproteína CD8 na super fície da célula T atua como correceptor se ligando à molécula de MHC classe I na APC Novamente essa interação mantém as duas células ligadas durante a ativaçãoantígeno específica Uma vez ativada a célula T citotóxica produz IL2 e IFNγ se multiplica e se diferencia em célula efetora Ao contrário da ativação da célula T CD4 a célula T CD8 é geralmente inde pendente de moléculas coestimulatórias e as células infectadas por vírus são destruídas através de grânulos citotóxicos libera dos pela célula T CD8 B Funções efetoras da célula T 1 Células CD4 efetoras As células T CD4 proliferativas po dem se diferenciar em uma das quatro principais categorias de células efetoras células Th1 células Th2 células Th17 e células regulatórias célula Treg Na presença de IFNγ Th1 predo mina levando à ativação de macrófagos e à indução de troca de classe em células B para produção de diferentes subclasses de IgG Ambos os casos resultam na eliminação bacteriana tanto pela destruição direta por macrófagos ativados por IFNγ quan to pela destruição facilitada por opsonização Essas células Th1 também produzem IL2 e IFNγ Na presença de IL4 células Th2 predominam e ativam mastócitos e eosinófilos além de es timular células B a produzirem anticorpos da classe IgE ajudan do na resposta imune contra helmintos As células Th2 secretam IL4 IL5 IL9 e IL13 Quando TGFβ e IL6 estão concomi tantemente presentes as células T CD4 se diferenciam em célu las Th17 Essas células produzem IL17 e IL22 A IL17 é uma citocina que induz as células estromais e epiteliais a produzirem IL8 A IL8 por sua vez é uma potente quimiocina responsável pelo recrutamento de neutrófilos e macrófagos em tecidos in fectados As células T se diferenciam em Treg quando expostas apenas a TGFβ Essas células são responsáveis pela supressão da resposta imune Elas são identificadas pela expressão de CD4 e de CD25 na superfície e pelo fator de transcrição Foxp23 As células Treg produzem TFGβ e IL10 as quais participam no processo de supressão da resposta imune 2 Células CD8 efetoras As células CD8 se diferenciam em células citotóxicas efetoras pela interação do TCR e pelo com plexo peptídeoMHC classe I na superfície de uma célula infec tada Após o reconhecimento as células T CD8 promovem a destruição da célula infectada O principal método de destruição CAPÍTULo 8 Imunologia 139 é através da liberação de grânulos citotóxicos contendo perfori nas granzimas e uma terceira proteína recentemente identifi cada como granulizina Assim a liberação das perforinas pelas células T CD8 ajudam as grazimas e as granulisinas a penetra rem na célula infectada As granzimas iniciam a apoptose mor te celular programada pela ativação das caspases celulares Esse mesmo fenômeno também ocorre durante o reconhecimento de células tumorais pelas células T CD8 Para informações adicio nais sobre esse tópico ver Murphy et al 2011 comPlemento O sistema do complemento inclui proteínas séricas e ligadas à membrana que atuam em ambos os sistemas de defesa do hos pedeiro o adaptativo e o inato Essas proteínas são altamente reguladas e interagem através de uma série de cascatas proteo líticas Vários componentes do complemento são proenzimas que devem ser clivadas para a formação de enzimas ativas Os componentes da via clássica são designados por C1 a C9 e a sequência de reação é C1C4C2C3C5C6C7C8C9 Efeitos biológicos do complemento A ativação do complemento resulta em quatro importantes funções efetoras 1 citólise 2 quimiotaxia 3 opsonização e 4 anafilatoxina 1 Citólise é a lise de células tais como bactérias células in fectadas e células tumorais Esse processo ocorre através do desenvolvimento do complexo de ataque à membrana membrane attack complex MAC C5b 6 7 8 9 que é inserido na membrana de uma célula ou de um microrga nismo O MAC resulta na perda da integridade osmótica e lise celular 2 Quimiotaxia é um processo no qual uma célula do siste ma imunológico usualmente um fagócito é atraído e se move em direção ao fator solúvel Por exemplo o C5a é um potente fator quimiotático que estimula a migração de neutrófilos e de monócitos em direção ao antígeno 3 Opsonização é um processo no qual um microrganismo ou um complexo antígenoanticorpo se torna revestido de moléculas que se ligam a receptores específicos na su perfíce de fagócitos Logo a fagocitose é mais eficiente na presença de C3b uma vez que fagócitos apresentam recep tores específicos para essa molécula 4 Anafilatoxinas promovem vasodilatação e aumento da permeabilidade vascular Tanto C3a quanto C5a são po tentes promotores de vasodilatação e permeabilidade vascular Essas duas moléculas também estimulam mas tócitos e basófilos a liberarem histamina Essa função do complemento resulta no aumento do fluxo sanguíneo no sítio de infecção ou estimulação permitindo a entrada de mais componentes do sistema complemento anticorpos citocinas quimiocinas e células do sistema imune que irão cada vez mais amplificar a resposta imune Vias de ativação do complemento Existem três principais vias de ativação do complemento a via clássica a via alternativa e a via de ativação mediada por lectinas ligadoras à manose Via lectínica mannosebinding lectin MBL Fig 88 Todas as vias podem resultar na for mação da MAC Essas três vias também levam à liberação de C5 convertase que por sua vez cliva a C5 em C5a e C5b Como mencionado anteriormente C5a é uma anafilatoxina e um fa tor quimiotático O C5b se liga ao C6 e ao C7 para formar um complexo que se insere na bicamada da membrana Em segui da C8 se liga ao complexo C5bC6C7 seguida da polimeriza ção de até 16 moléculas de C9 para produzir o MAC O MAC então gera um canal ou poro na membrana causando citólise devido à passagem de água atrás da membrana da célula A via clássica O componente C1 ligado a um local na região Fc é constituí do de três proteínas C1q C1r e C1s A C1q é um agregado de polipeptídeos que se ligam à porção Fc da IgG e da IgM O complexo imune antígenoanticorpo complexado com C1 ativa a C1s que cliva C4 e C2 formando C4b2b Este com plemento é a C3 convertase ativa que cliva moléculas de C3 em dois fragmentos C3a e C3b O fragmento C3b forma um complexo com C4b2b produzindo uma nova enzima a C5 convertase que cliva o componente C5 formando C5a e C5b fiGura 88 Sequência de reações do complemento Complexo de ataque à membrana C5bC9 Lise celular C3 convertases C5b C6C7C8C9 Fator B Fator D Properdina C4 C2 C1 ativado Complexo imune Via clássica Via alternativa C3 C4b2b C3bBb C5 convertases C4b2bC3b C3bBbC3b Anafilatoxinas C3b C3a C3 C5a C5 Via de MB lectina Superfícies microbianas Superfícies microbianas MBL 140 SEção II Imunologia Essa reação também desencadeia a formação do MAC e a lise celular Apenas a IgM e a IgG ativam ou fixam o complemento através da via clássica Entre as IgG apenas as subclasses 1 2 e 3 fixam o complemento enquanto a subclasse IgG4 não apre senta essa capacidade Um exemplo da via clássica pode ser observado durante a infecção pelo vírus herpes simples HSV A replicação viral é acompanhada pela inserção de proteínas virais na superfí cie celular Anticorpos específicos contra o HSV se ligam na superfície das células infectadas através do sítio Fab A fração Fc do complexo antígenoanticorpo é agora exposta e pronta para ligação do C1 A via clássica é ativada e a célula infectada é destruída pelo MAC A via alternativa Agentes infecciosos podem ativar o sistema complemento através da produção celular dos fatores B D e properdina Es ses fatores clivam o C3 e geram C3 convertase A C3 converta se C3bBb alternativa por sua vez produz mais C3b O C3b adicional ligase à C3 convertase para formar C3bBbC3b que é a C5 convertase da via alternativa que produz C5b levando à produção do complexo de ataque à membrana descrito ante riormente A via lectínica de ligação à manose Nos últimos anos surgiu o conceito de uma via adicional de ativação do complemento a via de MB lectina Seu principal componente é uma proteína plasmática denominada MBL A MBL ligase a resíduos de açúcar como a manose encontrados nos polissacarídeos de superfície microbianos como o LPS O complexo MBL quando ligado a superfícies microbianas pode ativar C4 e C2 O restante desta via prossegue da mesma ma neira que a via clássica de ativação do complemento A Regulação do sistema do complemento O sistema do complemento é regulado por diversas proteínas séricas em diferentes estágios 1 o inibidor de C1 ligase à atividade de serina protease de C1r e C1s inativandoa 2 o fator I cliva C3b e C4b reduzindo assim a quantidade dis ponível de C5 convertase 3 o fator H intensifica o efeito do fator I sobre C3b e 4 o fator P properdina protege C3b e estabiliza a C3 convertase da via alternativa A regulação tam bém é proporcionada por proteínas que têm a capacidade de acelerar a decomposição das proteínas do complemento p ex o fator acelerador da decomposição uma proteína ligada à membrana e encontrada na maioria das superfícies das células sanguíneas que pode atuar ao acelerar a dissociação das C3 convertases de ambas as vias Deficiências do complemento e evasão do patógeno Foram descritas muitas deficiências genéticas de proteínas do complemento que em geral resultam em aumento da susce tibilidade a doenças infecciosas p ex deficiência de C2 leva frequentemente a graves infecções por bactérias piogênicas A deficiência nos componentes do complexo de ataque à membrana aumenta acentuadamente a suscetibilidade do indi víduo a infecções por Neisseria Também são conhecidas defi ciências de componentes da via alternativa p ex a deficiência de properdina associada à maior suscetibilidade à doença me ningocócica Ocorrem também deficiências nas proteínas de regulação do complemento Por exemplo a perda do inibidor da proteína C1 leva a angioedema hereditário O sistema com plemento é um importante mecanismo na proteção do hospe deiro Alguns patógenos desenvolveram diferentes estratégias para escapar desse sistema Por exemplo alguns microrga nismos interferem no processo de opsonização mediado pelo C3b ou no desenvolvimento do complexo MAC A ativação do sistema complemento também pode ser inibido por deter minadas proteínas expressas por microrganismos tais como a proteína A e a proteína C que se ligam à fração Fc do IgG Finalmente os microrganismos podem produzir enzimas que degradam diferentes componentes do sistema complemento sendo assim mais patogênicos citocinas Nas últimas duas décadas foi observado um boom na biologia das citocinas As citocinas são potentes proteínas regulatórias de baixo peso molecular produzidas transitória e localmente por diferentes tipos celulares Hoje é reconhecido que as ci tocinas são proteínas multifuncionais cujas propriedades bio lógicas são fundamentais na hematopoiese imunidade nas doenças infecciosas na oncogênese homeostasia reparo celu lar e no crescimento e desenvolvimento celular As citocinas geralmente atuam como moléculas sinalizadoras se ligando aos seus receptores glicoproteicos específicos na membrana celular Essa interação inicial é seguida por uma retransmissão de sinais para o núcleo celular A transdução do sinal é realiza da de forma similar a muitos sistemas hormônioreceptor via fosforilação mediada por proteína quinase de proteínas cito plasmáticas De fato a atividade tirosina quinase é intrínseca a vários receptores de citocinas Classificação e funções As citocinas são classificadas em grupos baseados em funções comuns As categorias funcionais são imunorregulatória pró inflamatória antiinflamatória e diferenciação e crescimento celular Uma importante citocina imunorregulatória atuando na apresentação antigênica é a IFNγ As citocinas próinfla matórias são comumente encontradas durante as doenças in fecciosas incluindo IL1 Il6 TNFα e IFNs Já as citocinas antiinflamatórias incluem IL10 IL11 TGFβ e IFNβ e são necessárias para suprimir e regular negativamente uma intensa resposta imune As citocinas que apresentam um importante papel no crescimento e diferenciação celular incluem os fato res de estimulação de colônia CSFs e o fator de célula tronco SCF Diferentes citocinas suas origens e funções estão indi cadas no Quadro 81 As citocinas são igualmente importantes na diferencia ção das células T em diferentes subpopulações Enquanto as células Th1 são geradas na presença de IFNγ as células Th2 são diferenciadas na presença de IL4 Já as células Th17 são produzidas na presença de TGFβ e IL6 porém na presença CAPÍTULo 8 Imunologia 141 de somente TGFβ as células T se diferenciam em Treg Cada uma das subpopulações secreta seu próprio conjunto de cito cinas que apresentam propriedades regulatórias distintas As sim as citocinas direcionam o tipo de resposta imune que será gerada Aplicações Hoje há pelo menos quatro aplicações clínicas para as citoci nas Em primeiro lugar as citocinas servem como biomarca dores de doenças e fornecem pistas dos seus mecanismos de patogênese Por exemplo as citocinas próinflamatórias como a TNFα IL1 e IL6 podem ser detectadas no soro de pacien tes com choque séptico Essas citocinas parecem exercer um papel crítico no desenvolvimento dessa desordem e a detecção de sua presença pode ter valor prognóstico em sepse grave Em segundo lugar a dosagem da produção das citocinas in vitro é também útil no monitoramento da condição imunológica As funções das células T podem ser avaliadas por sua capacidade de produção de IFNγ Esse procedimento está sendo realiza do no diagnóstico da reativação da tuberculose TB Em ter ceiro lugar as citocinas recombinantes são agenteschave na terapêutica Um exemplo desse procedimento é exemplificado pelas moléculas de IFNs O FDA aprovou o uso de IFNα para infecções pelo vírus da hepatite C o IFNβ para o tratamento da esclerose múltipla e o IFNγ para a doença granulomatosa crônica Chronic granulomatous disease CGD E finalmente em quarto lugar as citocinas podem ser alvo para terapias Re centemente antagonistas para os receptores de citocinas e anti corpos monoclonais anticitocinas têm sido utilizados de forma satisfatória em patologias que resultam em superexpressão da resposta imune Exemplos dessas terapias são os inibidores de TNFα para o controle da artrite reumatoide e os inibidores de IL2 e IL15 no tratamento de determinadas neoplasias e em transplantes hiPersensibilidade O termo hipersensibilidade referese a uma condição em que uma resposta imunológica resulta em reação exagerada ou inapropriada prejudicial ao hospedeiro No indivíduo es sas reações ocorrem tipicamente após o segundo contato com um antígeno específico alergênio O primeiro contato é um evento preliminar necessário que induz sensibilização ao aler gênio Existem quatro tipos principais de reação de hipersensibili dade os tipos I II e III são mediados por anticorpos enquanto o tipo IV é mediado pelas células T Tipo I hipersensibilidade imediata alergia A hipersensibilidade tipo I manifestase por reações teciduais que ocorrem poucos segundos após a combinação do antíge no com o anticorpo IgE correspondente Os sintomas podem ocorrer na forma de anafilaxia sistêmica p ex após a admi nistração de proteínas heterólogas ou como reação local p ex alergia atópica incluindo rinites como a febre do feno O mecanismo geral da hipersensibilidade imediata envolve as seguintes etapas um antígeno induz a formação de anticorpo IgE que se liga especificamente através de sua porção Fc a um receptor de alta afinidade para fração Fc de IgE existente na superfície dos basófilos eosinófilos e mastócitos Algum tempo depois a ocorrência de uma segunda exposição do indivíduo com o mesmo antígeno resulta em fixação desse antígeno à IgE ligada à célula estabelecendo ligações cruzadas das moléculas de IgE e liberando em segundos a minutos mediadores far macologicamente ativos das células Os nucleotídeos cíclicos e o cálcio são essenciais para a liberação de mediadores Pode haver também uma segunda fase tardia de vários dias de du ração envolvendo a infiltração dos tecidos com leucócitos e principalmente eosinófilos A seguir são mencionados alguns mediadores importantes da hipersensibilidade do tipo I e seus principais efeitos 1 Histamina existe em um estado préformado nas pla quetas bem como nos grânulos dos basófilos mastócitos e eosinófilos Sua liberação provoca vasodilatação aumento da permeabilidade capilar e contração da musculatura lisa p ex broncospasmo Os antihistamínicos têm a capacidade de blo quear os receptores locais de histamina mostrandose relativa mente eficazes na rinite alérgica mas não na asma A histamina é um dos mediadores primários da reação do tipo I 2 Prostaglandinas e leucotrienos as prostaglandinas e os leucotrienos derivam do ácido araquidônico através da via da ciclooxigenase As prostaglandinas provocam principalmen te broncoconstrição Os leucotrienos causam principalmente aumento da permeabilidade dos capilares Esses mediadores juntamente com as citocinas como o TNF α e a IL4 são desig nados como mediadores secundários das reações do tipo I A Tratamento e prevenção das reações anafiláticas O tratamento tem por objetivo reverter a ação dos mediadores ao manter as vias respiratórias estabelecer uma ventilação ar tificial se necessário e fornecer suporte para a função cardíaca Podemse administrar um ou mais dos seguintes agentes epi nefrina antihistamínicos e corticosteroides A prevenção de pende da identificação do alergênio frequentemente por meio de teste cutâneo e o indivíduo deve evitar subsequentemente a exposição B Atopia Os distúrbios de hipersensibilidade atópica exibem forte predis posição familiar e estão associados a níveis elevados de IgE A predisposição a atopia é claramente genética entretanto os sin tomas são induzidos em consequência da exposição do indivíduo a alergênios específicos Tipicamente esses antígenos são am bientais p ex alergia respiratória a pólen ambrósiaamericana doméstica ou alimentares p ex alergia intestinal a moluscos As manifestações clínicas comuns consistem em febre do feno asma eczema e urticária Muitos indivíduos sofrem reações do tipo imediato a testes cutâneos injeção teste epicutâneo teste de escarificação em que se utiliza o antígeno agressor Tipo II hipersensibilidade A hipersensibilidade tipo II envolve a ligação dos anticorpos IgG a antígenos da superfície celular ou a moléculas da matriz 142 SEção II Imunologia extracelular O anticorpo dirigido contra os antígenos da su perfície celular pode ativar o complemento ou outros efetores com a consequente lesão das células Em consequência pode ocorrer lise mediada pelo complemento conforme se observa em anemias hemolíticas reações transfusionais ABO e doença hemolítica Rh Certos fármacos como a penicilina podem ligarse a proteí nas de superfície sobre os eritrócitos desencadeando a formação de anticorpos Em seguida esses anticorpos autoimunes podem combinarse com a superfície da célula resultando em hemólise Na síndrome de Goodpasture ocorre a produção de anticorpos contra as membranas basais dos rins e dos pulmões resultando em grave lesão dessas membranas graças à atividade dos leucó citos atraídos pelo complemento Em alguns casos os anticorpos dirigidos contra receptores de superfície celular alteram a função sem causar lesão celular p ex na doença de Graves um auto anticorpo ligase ao hormônio estimulador da tireoide causan do hipertireoidismo por estimulação da tireoide Tipo III hipersensibilidade por imunocomplexos Quando o anticorpo se combina com seu antígeno específico formamse imunocomplexos Normalmente esses imuno complexos são imediatamente removidos mas em certas oca siões persistem e depositamse nos tecidos provocando vários distúrbios Nas infecções microbianas ou virais persistentes os imunocomplexos podem depositarse em órgãos p ex os rins resultando em disfunção Nos distúrbios autoimunes os antígenos próprios podem induzir a formação de anticorpos que se ligam a antígenos dos órgãos ou que se depositam em órgãos ou tecidos em forma de complexos particularmente nas articulações artrite nos rins nefrite e nos vasos sanguíneos vasculite Finalmente antígenos do ambiente como esporos de fungos e certos fármacos podem causar a formação de imu nocomplexos com doença Seja qual for o local de deposição dos imunocomplexos eles ativam o sistema do complemento e os macrófagos e neu trófilos são atraídos para o local onde causam inflamação e lesão tecidual Existem duas formas principais de hipersensibi lidade mediada por imunocomplexos Uma delas é local rea ção de Arthus sendo tipicamente produzida na pele quando se injeta uma baixa dose de antígeno com a formação local de imunocomplexos Os anticorpos IgG estão envolvidos e a con sequente ativação do complemento leva a ativação dos mas tócitos e neutrófilos liberação de mediadores e aumento da permeabilidade vascular Tipicamente essa reação ocorre em cerca de 12 h Uma segunda forma de hipersensibilidade tipo III envolve a doença sistêmica por imunocomplexos como a glomerulonefrite pósestreptocócica aguda A glomerulonefrite pósestreptocócica aguda é uma do ença causada por imunocomplexos bem conhecida Seu início é observado algumas semanas após uma infecção por estrep tococos βhemolíticos do grupo A em particular da pele e muitas vezes ocorre com infecções causadas por tipos nefri togênicos de estreptococos Em geral o nível de complemento mostrase baixo sugerindo uma reação antígenoanticorpo com o consumo do complemento São observados depósitos grumosos de imunoglobulina e do componente C3 do comple mento ao longo das membranas basais glomerulares coradas por imunofluorescência sugerindo a presença de complexos antígenoanticorpo É provável que os complexos antígeno es treptocócico anticorpo sejam filtrados pelos glomérulos fixan dose ao complemento atraindo as células polimorfonucleares e dando início ao processo inflamatório que causa danos aos rins Tipo IV hipersensibilidade mediada por células delayedtype hypersensibility DTH tardia A hipersensibilidade mediada por células não é causada por anticorpos mas constitui uma função dos linfócitos T especifi camente sensibilizados que ativam os macrófagos para causar uma resposta inflamatória A resposta é tardia ou seja inicia se geralmente 2 a 3 dias após o contato com o antígeno e com frequência dura vários dias A Hipersensibilidade de contato É observada após sensibilização com substâncias químicas simples p ex níquel formaldeído materiais vegetais hera carvalho venenoso fármacos de uso tópico p ex sulfonami das neomicina alguns cosméticos sabões e outras substân cias Em todos os casos pequenas moléculas penetram na pele e em seguida atuando como haptenos ligamse a proteínas corporais que servem como antígeno completo A hipersen sibilidade mediada por células é induzida particularmente na pele Quando a pele entra novamente em contato com o agente agressor o indivíduo sensibilizado desenvolve eritema pruri do vesículas eczema ou necrose da pele em 12 a 48 h O teste epicutâneo realizado em uma pequena área da pele às vezes pode identificar o agente agressor As recidivas são prevenidas quando o indivíduo evita exposição subsequente ao material A APC na sensibilidade de contato é provavelmente a célula de Langerhans na epiderme que interage com células CD4 Th1 inflamatórias que direcionam a resposta B Hipersensibilidade do tipo tuberculínico A hipersensibilidade tardia a antígenos de microrganismos ocorre em muitas doenças infecciosas e tem sido utilizada co mo recurso auxiliar no estabelecimento do diagnóstico aplica ção exemplificada pela reação tuberculínica Quando se injeta uma pequena quantidade de tuberculina na epiderme de pa ciente previamente exposto ao Mycobacterium tuberculosis ocorre pouca reação imediata entretanto aos poucos verifica se o aparecimento de endurecimento e rubor que alcançam o pico em 24 a 72 h As células mononucleares acumulamse no tecido subcutâneo e verificase a presença de quantidades abundantes de células CD4 Th1 inflamatórias O teste cutâneo positivo indica que o indivíduo já foi infectado pelo agente mas não implica a presença de doença atual Todavia uma recente mudança da resposta ao teste cutâneo de negativa para positiva sugere infecção recente e possibilidade de atividade atual A obtenção de resposta positiva ao teste cutâneo ajuda a estabelecer o diagnóstico Por exemplo na hanseníase um teste cutâneo positivo indica doença tuberculoide com imunidade celular ativa enquanto um resultado negativo sugere hansení ase lepromatosa com fraca imunidade celular CAPÍTULo 8 Imunologia 143 deficiências da resPosta imunolóGica Doenças por imunodeficiências As imunodeficiências podem ser divididas em duas categorias as imunodeficiências primárias e as imunodeficiências secun dárias As doenças por imunodeficiências primárias consistem em distúrbios do sistema imunológico em que a falha é in trínseca às células que compõem esse sistema Já as doenças imunológicas secundárias consistem em distúrbios do sistema imune em que a falha é induzida por fatores externos como infecções virais neoplasias e medicamentos Essa seção é par ticularmente relevante para a microbiologia médica pois essas doenças primárias são geralmente identificadas pelo tipo du ração e frequência de doenças infecciosas apresentadas por um indivíduo Em contraste as doenças secundárias são frequen temente induzidas por microrganismos A Imunodeficiências primárias As imunodeficiências primárias geralmente apresentam uma origem genética em que mais de 150 anomalias já foram identi ficadas Estes distúrbios resultam em perda numérica e funcio nal das células T células B fagócitos componentes do sistema complemento citocinas ou TLRs Claramente a perda desses elementos funcionais levam à suscetibilidade a infecções Um exemplo é a doença granulomatosa crônica CGD na qual ocorre uma deficiência na função das células fagocitárias Os indivíduos apresentam níveis normais de imunoglobulinas células T células B e também dos fagócitos Contudo as célu las fagocíticas não são capazes de destruir os microrganismos fagocitados por um defeito genético no cromossomo b558 Essa mutação leva a incapacidade metabólica dessas células em produzir peróxidos e superóxidos Essa anomalia pode ser detectada pelo teste do nitroblue tetrazolium NBT Essas cé lulas são incapazes de matar certas bactérias ou fungos como Staphylococcus Escherichia coli e Aspergillus spp Se não trata da essa doença é geralmente fatal na primeira década de vida da criança O IFNγ pode restaurar a função dessas células As sim na maioria dos casos a administração desta citocina ou o transplante de medula óssea é tratamento efetivo para este dis túrbio Outro exemplo é a imunodeficiência combinada grave severe combined immunodeficiency SCID Essa síndrome na realidade é a expressão final para diferentes distúrbios ge néticos que levam tanto a comprometimento das funções das células T quanto das células B Os indivíduos acometidos são extremamente suscetíveis a infecções por praticamente todos os tipos de microrganismos Caso não tratado os indivíduos morrem no primeiro ano de vida B Deficiências secundárias As imunodeficiências secundárias são associadas a processos infecciosos neoplasias e medicamentos N de RT O teste do nitroblue tetrazolium NBT embora seja um mé todo simples e econômico poucos laboratórios o realizam Dependendo do operador a ocorrência de falsonegativos pode acontecer Em nos so meio o NBT é indicado como teste de rastreamento para DGC por apresentar um menor custo No entanto existem relatos na literatura de pacientes com a doença e que apresentaram resultado do teste normal Nesses casos em pacientes com clínica bem sugestiva e NBT normal é muito importante realizar o DHR C Infecções Determinadas infecções podem causar imunossupressão no hospedeiro É conhecido que o vírus do sarampo e o vírus Eps teinBarr EBV da mononucleose podem provocar redução da hipersensibilidade do tipo tardio DTH em testes cutâneos A replicação do EBV pode revelar o possível mecanismo para essa imunossupressão O EBV infecta as células B resultando em uma célula transformada que se prolifera indefinidamen te Curiosamente o genoma viral codifica para um análogo da IL10 humana A IL10 é uma citocina imunossupressora que inibe o braço Th1 assim inibindo a produção de IFNγ e con sequentemente o resultado do teste cutâneo de DTH Outro exemplo importante é a imunodeficiência induzida pelo vírus HIV resultando na Aids O vírus HIV primariamente infecta as células T CD4 O processo de infecção é possível uma vez que o vírus usa a molécula de CD4 como receptor e o receptor de quimiocina CCR5 como correceptor para entrar na célula A replicação viral resulta em uma progressiva destruição direta e indireta das células T CD4 e no desenvolvimento da Aids Como consequência na infecção o paciente com HIV desen volve múltiplas infecções oportunistas Como discutido neste capítulo as células T CD4 são críticas na geração de subpopu lações Th1 Th2 Th17 e Treg Essas células cooperam para a produção de anticorpos pelas células B e servem como fontes de IL2 e IFNγ A replicação do vírus citotóxico é devastadora para o sistema imunológico D Neoplasias Leucemias linfomas mioloma múltiplo e outros tipos de neo plasias podem levar a imunodeficiências e consequentemente ao aumento das infecções oportunistas Por exemplo pacien tes com leucemia podem apresentar deficiência em neutrófi los resultando em perda da fagocitose e aumento das infecções bacterianas e fúngicas Alguns tumores secretam altos níveis de TGFβ que pode suprimir uma variedade de respostas in cluindo as mediadas pelas células Th1 E Fármacos Fármacos citotóxicos usados no tratamento de neoplasias p ex cisplatina fármacos imunossupressores p ex ciclosporina usados em pacientes transplantados e os novos fármacos anti citocinas antiTNFα usados no tratamento de doenças autoi munes podem resultar em risco de infecções oportunistas laboratório de imunoloGia clínica testes de diaGnóstico Diversas descobertas da biologia molecular do DNA recom binante e proteínas da biologia das citocinas e da genética humana contribuíram enormemente para compreensão das doenças mediadas pelo sistema imunológico Com esses avan ços o laboratório de imunologia clínica se desenvolveu e au mentou sua importância no diagnóstico destes distúrbios Assim o laboratório de microbiologia clínica é importante nos transplantes na reumatologia na oncologia na dermatologia nas doenças infecciosas nas alergias e nas imunodeficiências O objetivo primordial do laboratório de imunologia clínica é 144 SEção II Imunologia fornecer testes laboratoriais que validem o diagnóstico clínico e monitorem os indivíduos com distúrbios imunológicos Uma variedade de tecnologias é usada para avaliar tanto os anticor pos quanto os componentes celulares da resposta imune Para uma revisão mais detalhada dos sistemas de testes imunológi cos realizados no ambiente hospitalar ver Detrick et al 2006 Alguns testes estão destacados adiante Ensaios de avaliação de anticorpos A Ensaios imunoenzimáticos enzymelinked immunosorbent assay Elisa O ensaio imunoenzimático possui muitas variações que de pendem da conjugação de uma enzima com um anticorpo A enzima é detectada pela determinação da atividade enzimática com seu substrato Para medir o anticorpo antígenos conhe cidos são fixados a uma fase sólida p ex placa de plástico de microdiluição incubados com diluições do anticorpo do tes te lavados e novamente incubados com antiimunoglobulina marcada com uma enzima p ex peroxidase da raiz forte horseradish A atividade enzimática medida por adição do substrato específico e avaliação da reação colorimétrica é uma função direta da quantidade de anticorpo ligado Esse teste sorológico é usado para detectar anticorpos em diferen tes doenças infecciosas tais como anticorpos contra proteínas do vírus HIV em amostras de sangue ou anticorpos contra o Treponema pallidum agente etiológico da sífilis Esse sistema é igualmente usado na detecção de autoanticorpos presentes na circulação de indivíduos com doenças autoimunes sistêmicas ou orgão específica p ex anticorpos no lúpus eritematoso sis têmico escleroderma ou síndrome de Sjogren Variações dos testes imunoenzimáticos incluem algumas novas tecnologias tais como ensaios quimioluminescentes CIA e ensaios multi plex baseados em partículas B Imunofluorescência Os corantes fluorescentes p ex fluoresceína rodamina po dem ser ligados de modo covalente a moléculas de anticorpo e visualizados por luz ultravioleta ao microscópio de fluores cência Esse anticorpo marcado pode ser utilizado para a iden tificação de antígenos p ex na superfície de bactérias como estreptococos ou treponemas ou de células em cortes histoló gicos ou outras amostras Ocorre a reação de imunofluores cência direta quando o anticorpo marcado conhecido interage diretamente com um antígeno desconhecido Ocorre a reação de imunofluorescência indireta quando se utiliza um processo em dois estágios p ex um antígeno conhecido é fixado a uma lâmina adicionase soro desconhecido e a preparação é lava da Se o anticorpo sérico desconhecido se combinar com o an tígeno permanecerá fixado na lâmina podendo ser detectado pela adição de anticorpo antiimunoglobulina fluorescente ou outro reagente específico de anticorpo como a proteína A de Staphylococcus ou a proteína G de Streptococcus e examinado à microscopia de imunofluorescência A imunofluorescência historicamente tem sido usada na detecção de anticorpos contra determinados microrganismos além de ser um ensaiopadrão na detecção de autoanticorpos em doenças autoimunes p ex anticorpos antinucleares C Immunoblotting Às vezes denominado Western blotting é um método desti nado a identificar um determinado antígeno em uma mistura complexa de proteínas A mistura complexa de proteínas é sub metida à eletroforese em gel de poliacrilamida PAGEdodecil sulfato de sódio SDS procedimento que separa as proteínas de acordo com seu tamanho molecular Em seguida o gel é recoberto com uma membrana frequentemente uma folha de nitrocelulose e as proteínas são transferidas por eletroforese para a membrana A membrana de nitrocelulose blot adquire uma réplica das proteínas separadas por SDSPAGE Durante o processo de transferência o SDS é removido em grande par te das proteínas e pelo menos com algumas proteínas ocorre novo rearranjo sendo a configuração restaurada o suficien te para que os anticorpos possam reagir com as proteínas na membrana Em seguida a membrana de nitrocelulose reage com o an ticorpo marcado com enzima em um teste direto ou indireto com anticorpo seguido de antiimunoglobulina marcada O antígeno proteico tornase então visível em forma de uma fai xa na membrana Nenhuma das outras proteínas na mistura é detectada Essa técnica é utilizada por exemplo para se confir mar um teste de Elisa HIVpositivo por demonstração da pre sença de anticorpos específicos contra as proteínas do HIV no soro do paciente teste confirmatório após os testes de ras treamento positivos Essa técnica é amplamente usada como teste secundário para HVC e doença de Lyme Recentemente está também sendo aplicada na identificação de autoanticorpos em determinadas doenças autoimunes p ex polimiosites Variações dessa técnica incluem os ensaios de dot ou slot blot ambos usando antígenos purificados D outros ensaios de laboratório Os testes disponíveis nos laboratórios de imunologia clínica incluem a eletroforese de proteínas e a eletroforese de imu nofixação que são importantes na identificação da produção anormal de imunoglobulinas no soro ou urina de pacientes com mieloma A nefelometria é outro teste que quantifica uma grande variedade de analitos no soro ou plasma Esse é o méto do de escolha para quantificação dos componentes do sistema complemento imunoglobulinas e outros analitos séricos Es ses testes são usados para avaliar anomalias associadas a certas infecções p ex o vírus HCV pode ser associado à proteína monoclonal e à presença de crioglobulinas Avaliação da resposta celular A Citometria de fluxo Outra aplicação das moléculas de anticorpos marcadas com corante fluorescente consiste em contagem e classificação das células por citometria de fluxo por meio de um separador de células ativado por fluorescência FACS A citometria de fluxo analisa uma suspensão de células que flui através de um conjunto de feixes de laser para medir a quantidade relativa de luz dispersa por partículas microscópicas fornecendo assim uma informação sobre o tamanho relativo e a granulosidade e a fluorescência relativa dessas partículas Para uma mistura de leucócitos é relativamente fácil separar CAPÍTULo 8 Imunologia 145 as células nessa mistura em suas principais classes p ex linfó citos pequenos separados dos granulócitos que são maiores e contêm mais grânulos os quais dispersam mais lúmen Com a disponibilidade de painéis de anticorpos monoclonais que podem ser detectados por antiimunoglobulinas fluorescentes contra as proteínas da superfície celular também é possível proceder à contagem de subpopulações de células p ex cé lulas T auxiliares que expressam CD4 e células T citotóxicas que expressam CD8 ou células B que expressam anticorpos e células T Essa tecnologia é amplamente utilizada em medici na clínica e na pesquisa biomédica p ex para quantificar as células T CD4 em pacientes HIVpositivos ou distinguir célu las tumorais de leucócitos normais B Ensaios de funcionalidade celular Com a finalidade de avaliar a funcionalidade da célula T in vi tro a sua habilidade de proliferação e a capacidade de produ ção de citocinas como IFNγ são analisadas Esse teste é um análogo ao cutâneo para TB para avaliação da hipersensibilida de do tipo IV Na pele o antígeno de TB interage com células T específicas que se proliferam e produzem IFNγ resultando em reação positiva No teste in vitro leucócitos de sangue pe riférico peripherical blood leukocytes PBLs são incubados com um antígeno específico p ex antígenos de TB por 24 a 72h Quando células T interagem com esses PBLs se proli feram e produzem IFNγ Essa proliferação pode ser medida pela incorporação de timidina H3 ou a produção de IFNγ po de ser monitorada por Elisa ou por citometria de fluxo Esse teste é usado para avaliar a condição de um indivíduo parti cularmente em pacientes que são imunossuprimidos como consequência de uma doença infecciosa neoplasia ou terapia medicamentosa resumo do caPítulo Imunidade inata é uma resposta imediata e não específica para um patógeno Os componentes dessa resposta incluem fagócitos macrófagos e neutrófilos células NK TLRs ci tocinas e proteínas do sistema complemento As funções protetoras dos fagócitos são fagocitose prima riamente por macrófagos e PMNs é o principal mecanis mo de detecção e de destruição de patógenos Esse processo inclui as seguintes etapas quimiotaxia migração ingestão e destruição microbiana Imunidade adaptativa pode ser mediada por anticorpos por células ou por ambos E uma resposta específica para um antígeno que a induziu e confere imunidade protetorapara uma nova reinfecção ou contato com o mesmo antígeno Apresentação antigênica é uma etapa crítica na resposta adaptativa Proteínas a partir de antígenos exógenos são processadas por APCs e então apresentadas via molécu la de MHC classe II Esse complexo antígenoMHC é re conhecido pelo TCR expresso pela célula T CD4 O CD4 atua como correceptor Um segundo sinal é necessário pa ra ativação das células T e é derivado da interação entre a molécula CD80 na superfície da APC com a molécula de CD28 na superfície da célula T As células T agora pro liferam e se diferenciam em células T efetoras Antígenos endógenos são processados pela APC e apresentados via molécula de MHC classe I O complexo peptídeoMHC classe I é reconhecido pelo TCR expresso na superfície das células T CD8 Produção de anticorpos as células B rearranjam os genes que codificam para imunoglobulina e expressam o receptor para o antígeno BCR Quando o antígeno interage com o BCR a célula B é estimulada entra em divisão e forma um clone A célula B se diferencia em plasmócitos secretores de anticorpos ou células B de memória Funções dos anticorpos os anticorpos melhoram a fago citose induzem neutralização de vírus e de toxinas bacte rianas e participam de lise mediada por complemento e de ADCC Funções das células T 1 células T CD4 se diferenciam em Th1 Th2 Th17 e Treg Th1 produz citocinas IL2 e IFNγ ativa macrófagos e induz mudança de classe para produção de IgG por células B Th2 ativa mastócitos eo sinófilos e induz a produção de IgE pelas células B Th17 produz IL17 que induz a produção de IL8 resultando no recrutamento de neutrófilos e macrófagos As células Treg produzem TGFβ e IL10 que suprimem o sistema imune 2 As células T CD8 funcionam como células citotóxicas Há três principais vias de ativação da cascata do comple mento Cada uma dessas vias leva à formação do MAC resultando em lise celular O complemento promove prote ção contra patógenos por quatro mecanismos 1 citólise 2 quimiotaxia 3 opsonização e 4 vasodilatação e per meabilidade celular Citocinas são moléculas críticas do sistema imunológico direcionando a resposta celular pelos macrófagos PMNs células NK células T e células B Os IFNs são potentes cito cinas antivirais e imunorregulatórias Reações de hipersensibilidades Tipo I imediata anticorpos IgE são induzidos pela presença do alérgeno e se ligam pela sua fração Fc a mastócitos e a eosinófilos Após um segundo contato esse mesmo antígeno se liga cruzadamente com as mo léculas de IgE na superfície das células sensibilizadas resultando em sua degranulação e liberação de media dores químicos especialmente a histamina Tipo II os antígenos na superfície celular combinam com anticorpos resultando em lise celular mediada por complemento p ex reações de transfusão sanguínea ou outras reações citotóxicas de membrana p ex ane mia hemolítica autoimune Tipo III imuno complexo os complexos antígenos anticorpos são depositados nos tecidos ativando o sistema complemento ou estimulando a migração de PMNs resultando em dano tecidual Tipo IV tardio os linfócitos T sensibilizados por um antígeno liberam citocinas em um segundo contato com o mesmo antígeno Essas citocinas induzem infla mação e ativam macrófagos Dica do professor Nosso sistema imune é um conjunto de células órgãos e tecidos que está sempre apto a nos defender frente ao ataque de microorganismos Ele é dividido em sistema imune inato e sistema imune adaptativo Vejamos agora as características que determinam cada tipo de resposta imune Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar Exercícios 1 Dentre as formas de reconhecimento de patógenos pelo sistema imune inato podemos citar estruturas moleculares que são características do organismo patogênico e não de células mamíferas As substâncias microbianas que estimulam a imunidade inata são denominadas A Epítopo B Receptor de linfócito T C Receptor de linfócito B D Padrão associado a patógeno PAMP E Padrão associado a dano DAMP 2 Entre as citocinas liberadas pelos tecidos na fase mais precoce da infeccao estao membros de uma familia de citocinas quimioatraentes conhecidas como quimiocinas Assinale a que representa a função das quimiocinas A Quimiotaxia B Apoptose C Reconhecimento D Opsonização E Neutralização 3 Assinale a alternativa que representa as classes de linfócitos A a Linfócitos B linfócitos T e defensinas B Linfócitos basófilos e leucócitos C Linfócito T linfócito B APC e NK D Linfócito B linfócito T auxiliar linfócito T citotóxico linfócito T regulador e célula natural killer NK E Nenhuma das alternativas 4 Os linfócitos T apresentam especificidade restrita para os patógenos reconhecendo dessa forma peptídeos derivados de proteínas estranhas que estejam ligados a proteínas do hospedeiro as quais são denominadas de A Macrófagos B Células dendríticas C Eosinófilo D Neutrófilo E MHC 5 Qual dos tipos de linfócitos tem a função de secretar imunoglobulinas A Linfócitos virgens B Linfócito T citotóxico C Linfócito B D Linfócito T auxiliar E Linfócitos efetores Na prática Os soros já são os anticorpos prontos para combater um determinado antígeno Esses anticorpos reconhecem o antígeno e ativam o sistema imunológico Como o indivíduo já recebe os anticorpos prontos este tipo de imunidade é conhecido como imunidade passiva adquirida artificialmente e tem como objetivo a cura imediata Saiba Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto veja abaixo as sugestões do professor O Seu Incrível Sistema Imune Como Ele Protege o Seu Corpo Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar Sistema Imunitário Parte II Fundamentos da resposta imunológica mediada por linfócitos T e B Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar