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Imunologia inata e adquirida Introdução Diferenças da respostaimune inata x adquirida Sistema imune inato consiste em vários tipos celulares e moléculas solúveis presentes nos tecidos e no sangue, na qual constantemente previnem a entrada de microrganismos nos tecidos, a instalação de algum tipo de infecção. Se os microrganismos se estabelecerem, as respostas imunes inatas fornecem a defesa inicial, antes que as respostas imunes adaptativas possam se desenvolver. As respostas imunes inatas aos microrganismos são imediatas e não necessitam de uma primeira exposição ao microrganismo. As células e moléculas efetoras imunes inatas são macrófagos, neutrófilos, células dendríticas e células Natural Killer-NK, estão a postos completamente funcionais, mesmo antes da infecção, e são rapidamente ativadas pelos presença dos microrganismos para prevenir, controlar ou eliminar infecções. Ao contrário, respostas imunes adaptativas a “um microrganismo recentemente introduzido- antígeno”, se desenvolvem ao longo de vários dias como clones de linfócitos, se expandem e se diferenciam em células efetoras funcionais Profa Dra. Ana Paula Boleti Imunologia facilitada profa_ana_paula_boleti Mas como se dá o reconhecimento dos microorganismos pelo sistema imune inato ? O sistema imune inato reconhece estruturas moleculares que são produzidas pelos patógenos microbianos, os chamados padrões moleculares associados ao patógeno (PAMPs). Diferentes tipos de microrganismos (p. ex., vírus, bactérias Gram- negativas, bactérias Gram-positivas, fungos) expressam diferentes PAMPs. Essas estruturas incluem ácidos nucleicos que são exclusivos dos microrganismos, tais como RNA de fita dupla encontrado em vírus em replicação e sequências de DNA CpG não metiladas encontradas em bactérias; ou lipídios complexos e carboidratos que são sintetizados somente pelos microrganismos, tais como lipopolissacarídios (LPS) pelas bactérias Gram-negativas, ácido lipoteicoico (LTA) pelas bactérias Gram-positivas, ou oligossacarídeos com resíduos de manose encontrados exclusivamente em glicoproteínas de microrganismos. Além dos PAMPS, o sistema imune inato também reconhece os DAMPs (Padrões Moleculares Associados a Danos) – que são produzidos como resultado de dano celular causado por infecções, mas eles também podem ocorrer em lesões assépticas causadas por toxinas químicas, queimaduras, trauma ou redução no suprimento sanguíneo. Resposta imune inata DOIS PRINCIPAIS TIPOS DE RESPOSTAS DO SISTEMA IMUNE INATO SÃO: DEFESA INFLAMATÓRIA E A ANTIVIRAL Os mecanismos imunes inatos eliminam células danificadas e iniciam o processo de reparo tecidual. Esses mecanismos reconhecem e respondem às moléculas do hospedeiro que são produzidas (ou liberadas e∕ou acumuladas) em células mortas do hospedeiro. A imunidade inata estimula as respostas imunes adaptativas para torná-las efetivas contra diferentes tipos de microrganismos. Assim, a imunidade inata não atua somente em funções defensivas logo após a infecção, mas também fornece sinais que alertam o sistema imune adaptativo a responder. A inflamação é o processo pelo qual leucócitos circulantes e proteínas plasmáticas são trazidos para os locais de infecção nos tecidos e são ativados para destruir e eliminar os agentes agressores. Já a defesa antiviral consiste em alterações nas células que previnem a replicação viral e aumentam a suscetibilidade à morte pelos linfócitos, eliminando, assim, os reservatórios de infecção viral. profa_ana_paula_boleti O reconhecimento dos ligantes microbianos pelo TLR resulta na ativação de várias vias de sinalização. As vias de sinalização são iniciadas pela ligação do ligante ao TLR na superfície celular ou no retículo endoplasmático ou endossomas, levando à dimerização das proteínas do TLR. A dimerização do TLR induzida pelo ligante aproxima os domínios TIR das caudas citoplasmáticas de cada proteína para próximo uma das outras. Isso é seguido pelo recrutamento do domínio TIR contendo as proteínas adaptadoras, o que facilita o recrutamento e ativação de várias proteinoquinases, levando à ativação de diferentes fatores de transcrição. Os principais fatores de transcrição que são ativados pelas vias de sinalização do TLR incluem fator nuclear kB (NF-kB), ativação da proteína 1 (AP-1), fator 3 de resposta do interferon (IRF3) e IRF7. NF-kB e AP-1 estimulam a expressão de genes que codificam muitas moléculas necessárias para as respostas inflamatórias, incluindo citocinas inflamatórias (p. ex., TNF e IL-1), quimiocinas (p. ex., CCL2 e CXCL8) e moléculas de adesão endotelial (p. ex., E-selectina). IRF3 e IRF7 promovem a produção de interferons tipo I (IFN-α e IFN-β), que são importantes para as respostas imunes inatas antivirais. Diversas combinações de adaptadores e intermediários da sinalização são usadas por diferentes TLRs, sendo responsáveis pelos efeitos comuns e únicos dos TLRs. Por exemplo, os TLR4 da superfície celular que se ligam ao adaptador MyD88 levam à ativação do NF-kB e a sinalização de TLR que usa o adaptador células chamado de TRIF (domínio TIR contendo adaptador indutor de IFN-B) leva à ativação de IRF3. Todos os TLRs, exceto o TLR3, sinalizam através do MyD88 e são, portanto, capazes de ativar o NF-kB e induzir uma resposta inflamatória Células que reconhecem os PAMPs e DAMPs RECEPTORES DO TIPO TOLL SÃO MOLECULAS DE SUPERFICIE, PRESENTES NAS CÉLULAS DE DEFESA DO HOSPEDEIRO A maioria das células expressam receptores de reconhecimento padrão, sendo, assim, capazes de atuar nas respostas imunes inatas. Fagócitos, incluindo neutrófilos e macrófagos, e células dendríticas expressam a maior variedade destes receptores. Os receptores de reconhecimento estão ligados às vias de transdução intracelular de sinal que ativam várias respostas celulares, incluindo a produção de moléculas que promovem inflamação e destruição dos microrganismos. Os receptores do tipo Toll (TLRs) são uma família conservada de receptores de reconhecimento de padrão em muitos tipos celulares que reconhecem produtos de uma grande variedade de microrganismos, assim como moléculas expressas ou liberadas por células estressadas ou em processo de morte. Além disso, o domínio citoplasmático do Toll mostra similaridade à região citoplasmática do receptor para a citocina imune inata interleucina-1 (IL-1). Existem 9 diferentes TLRs funcionais em humanos, denominados TLR1 até TLR9. profa_ana_paula_boleti Inflamassoma e repercussão clínica A subfamília de NLRP dos receptores do tipo NOD respondem aos PAMPs e DAMPS citosólicos com formação de complexos de sinalização chamados de inflamassomas, que geram formas ativas das citocinas inflamatórias IL-1 e IL-18. Existem 14 NRLPs (família NLR, proteínas contendo domínio pirina= piro=calor e está associado a febre). Os inflamassomas contêm três desses NLRPs – IPAF/NLRC4, NLRP3 (também chamado de criopirina) e NLRP1 . Quando esses NLRPs são ativados pela presença de produtos microbianos ou mudanças na quantidade de moléculas endógenas ou íons no citosol, eles se ligam a outras proteínas (ASC- proteína adaptadora) por meio de interações homotípicas entre os domínios estruturais compartilhados, formando, assim, o complexo do inflamassoma. Receptores citosólicos para PAMPs e DAMPs TLRs ligados na membrana sentem os patógenos fora das células ou nos endossomas, por isso o sistema imune inato evoluiu para equipar as células com receptores de padrão de reconhecimento que detectam infecção ou célula danificada no citosol. Três classes principais destes receptores citosólicos são receptores do tipo NOD, receptores do tipo RIG e sensores citosólicos de DNA. Esses receptores citosólicos, similares aos TLRs, são ligados às vias de transdução de sinal que promovem inflamação ou produção de interferon tipo I. . A habilidade do sistema imune inato em detectar infecção no citosol é importante porque partes dos ciclos de vida normais de alguns microrganismos, tais como translação de gene viral e montagem de partícula viral,ocorrem no citosol. Algumas bactérias e parasitas têm mecanismos que permitem que eles escapem de vesículas fagocíticas no citosol. Microrganismos podem produzir toxinas que criam poros nas membranas plasmáticas da célula do hospedeiro, incluindo membranas endossomais, através das quais as moléculas microbianas podem entrar no citosol. O que é o inflamassoma ? profa_ana_paula_boleti Fonte: Abbas Abul K. et al., Imunologia celular e molecular, 8 ed, 2015 RINFLAMASSOMA ESTA ENVOLVIDO EM DOENÇAS COMO COVID-19 A ligação NLRP a proteína adaptadora, uma forma precursora inativa da enzima caspase-1 e recrutada, e na presença do complexo inflamassoma a caspase-1 é ativada. A principal função da caspase-1 é a clivagem para formar precursoras citoplasmáticas inativas de duas citocinas homólogas chamadas de IL-1b e IL-18. A clivagem da caspase-1 gera formas ativas dessas citocinas, que, então, deixam a célula e realizam várias funções pró-inflamatórias. O inflamasoma NLRP3 medeia a inflamação pulmonar na infecção por SARS-CoV-2. O SARS- CoV-2 é inalado nas vias aéreas e medeia a ativação do receptor P2RX7 pela liberação de ATP extracelular. Através do receptor P2RX7 a via é iniciada, levando à ativação de NLRP3 por meio de ativação direta ou indireta em macrófagos ativados. A ativação do inflamasoma NLRP3 conduz a secreção de IL-1β e IL-18, que pode resultar em piroptose (morte celular programada). A ativação de subconjuntos de células imunes, em grande parte por meio de macrófagos ativados, resulta em uma cascata de ativação massiva de citocinas inflamatórias, incluindo IL-6, TNF-α, IL-8, IL-10, IL-1RA e CXCL10 que levam a lesão pulmonar aguda com síndrome do desconforto respiratório agudo, síndrome da resposta inflamatória sistêmica (SIRS), choque e disfunção de múltiplos órgãos e coagulopatia. O inflamasoma NLRP3 medeia a inflamação pulmonar na infecção por SARS-CoV-2. Fonte: Front Immunol., 11: 1518, 2020 profa_ana_paula_boleti https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7324760/# Quais são os componentes celulares do sistema imune inato ? Células que têm funções fagocíticas especializadas, macrófagos e neutrófilos, são a primeira linha de defesa contra microrganismos que rompem as barreiras epiteliais. As células do sistema imune inato servem como sentinelas para detectar microrganismos e células danificadas nos tecidos e realizar várias funções essenciais para a defesa contra os microrganismos. Algumas células formam barreiras físicas que impedem as infecções. As células epiteliais, bem como alguns leucócitos produzem peptídios que têm propriedades antimicrobianas. Duas famílias estruturalmente distintas de peptídios antimicrobianos são as defensinas e as catelicidinas. Diversos tipos celulares expressam os vários receptores de padrão de reconhecimento que acabamos de discutir para a produção de citocinas inflamatórias e proteínas antivirais e com a morte de microrganismos ou células infectadas. Além disso, algumas destas células da imunidade inata são críticas para a estimulação de subsequentes respostas imunes adaptativas. Células da resposta imune inata FAGÓCITOS CÉLULAS DENDRÍTICAS Realizam o reconhecimento essencial e apresenta papel efetor na imunidade inata. Uma família heterogênea de células com longos processos citoplasmáticos do tipo dendritos, estão constitutivamente presentes no epitélio e na maioria dos tecidos do corpo. Em razão da sua localização e morfologia, essas células são preparadas para detectar microrganismos invasores. Além disso, as células dendríticas expressam mais tipos diferentes de TLRs e receptores de padrão de reconhecimento do que qualquer outro tipo celular, tornando-as os mais versáteis sensores de PAMPs e DAMPs dentre todos os tipos celulares no corpo. Um grupo em particular de células dendríticas, chamado de células dendríticas plasmacitoides por causa de sua morfologia similar aos plasmócitos secretores de anticorpo, é a principal fonte de citocinas antivirais, interferons tipo I, produzidos na resposta viral a infecções. Essa característica das células dendríticas plasmacitoides é atribuída em parte ao fato de que elas expressam quantidades abundantes de TLRs endossomais (TLRs 3, 7, 8, 9), que reconhecem ácidos nucleicos de vírus internalizados pelas células. As células dendríticas são as únicas capazes de disparar e direcionar as respostas imunes adaptativas mediadas por célula T, e isso depende de suas respostas imunes inatas aos microrganismos. Essa capacidade reflete a habilidade das células dendríticas em captar os antígenos proteicos microbianos, transportá-los para os linfonodos onde as células T imaturas se localizam e apresentar os antígenos proteicos em uma forma na qual as células T possam reconhecer. profa_ana_paula_boleti Células linfoides inatas (ILCs): são células derivadas da medula óssea com morfologia linfocítica e que atendem a diversas funções antimicrobianas. Essas células surgem de um precursor comum na medula óssea identificável pela expressão do fator de transcrição Id2; elas dependem de IL-7 ou, em um caso, de IL-15 para o desenvolvimento, e, ao contrário dos linfócitos do sistema imune adaptativo, emergem completamente capazes de realizar funções efetoras sem a necessidade de expansão clonal ou diferenciação. As ILCs usam mecanismos efetores compartilhados pelas células T, particularmente a habilidade em produzir várias citocinas, mas elas não reorganizam os genes do receptor de antígeno e não expressam TCRs. Células natural killer (NK) são as primeiras e mais bem descritas células linfoides inatas, são um subgrupo de ILCs tipo I, que desempenham importantes papéis nas respostas imunes inatas principalmente contra vírus intracelulares e bactérias. O termo natural killer deriva do fato de que sua principal função é a morte das células infectadas, similar às células killer do sistema imune adaptativo, os linfócitos T citotóxicos (CTLs). As células NK constituem 5% a 15% das células mononucleares no sangue e no baço. Elas são raras em outros órgãos linfoides, porém são mais abundantes em órgãos como fígado e útero gravídico. As células NK no sangue surgem como grandes linfócitos com numerosos grânulos citoplasmáticos. Assim como com todas as ILCs, as células NK não expressam diversos receptores de antígenos clonalmente distribuídos e típicos das células B e T. Em vez disso, elas utilizam receptores que codificam DNA para distinguir células infectadas com patógeno das células saudáveis. Elas podem ser identificadas no sangue pela expressão de CD56 e ausência do marcador CD3 de célula T. A maioria das células NK sanguíneas humanas também expressa CD16, que está envolvido no reconhecimento das células recobertas por anticorpo. As funções efetoras das células NK são matar as células infectadas e produzir IFN-g (interferon gama), que ativa macrófagos para destruírem microrganismos fagocitados. O mecanismo de citotoxicidade mediado pela célula NK é essencialmente o mesmo das CTLs CD8+. As células NK, assim como as CTLs, apresentam grânulos contendo proteínas que medeiam a morte das células-alvo. Quando as células NK são ativadas, a exocitose dos grânulos libera essas proteínas adjacentes às células-alvo. Uma proteína do grânulo da célula NK, chamada de perforina, facilita a entrada de outras proteínas granulares, denominadas granzimas, para o citosol das células-alvo. As granzimas são enzimas que iniciam uma sequência de eventos de sinalização que causam a morte das células-alvo por apoptose. No início do curso de uma infecção viral, as células NK se expandem e são ativadas por IL-12 e IL-15, matando as células infectadas antes que os CTLs específicos para antígenos se tornem completamente ativados. CÉLULAS NATURAL KILLER (NK) E LINFOIDES profa_ana_paula_boleti O sistema complemento é ativado por 3 vias: via clássica, via alternativa e via da lectina. A via clássica, assim chamada porque foi descoberta primeiro, utiliza uma proteína plasmática chamada de C1q para detectaranticorpos ligados na superfície do microrganismo ou outra estrutura. Uma vez que C1q tenha se ligado à porção Fc dos anticorpos, duas serinoproteases associadas, chamadas de C1r e C1s, se tornam ativas e iniciam uma cascata proteolítica envolvendo outras proteínas do complemento. A via clássica é um dos principais mecanismos efetores do braço humoral das respostas imunes adaptativas. A via alternativa, descoberta mais tarde, porém é filogeneticamente mais antiga do que a via clássica, é disparada quando uma proteína do complemento chamada de C3 reconhece diretamente certas estruturas da superfície microbiana, tais como LPS bacteriano. A via da lectina é disparada por uma proteína plasmática chamada de lectina ligante de manose (MBL), que reconhece resíduos de manose terminal nas glicoproteínas e nos glicolipídios microbianos, similarmente ao receptor de manose nas membranas dos fagócitos. O sistema complemento consiste em várias proteínas plasmáticas que trabalham juntas para opsonizar os microrganismos e promover o recrutamento de fagócitos para o local de infecção e, em alguns casos, matar diretamente os microrganismos. OBS: “Opsonização, em imunologia, é o processo que consiste em fixar opsoninas, ex. imunoglobulinas, em epítopes do antígeno, facilitando a fagocitose. ... Uma opsonina é qualquer molécula que se liga a um antígeno e facilita o seu processo fagocitose.” Sistema complemento A ativação do complemento envolve cascatas proteolíticas nas quais uma enzima precursora inativa, chamada de zimogênio, é alterada para se tornar uma protease ativa que cliva e, assim, induz a atividade proteolítica da próxima proteína do complemento na cascata. As cascatas enzimáticas resultam em significativa amplificação da quantidade de produtos proteolíticos que são gerados. Esses produtos realizam as funções efetoras do sistema complemento. Vias da ativação do complemento. Fonte: Abbas Abul K. et al., Imunologia celular e molecular, 8 ed, 2015 profa_ana_paula_boleti O recrutamento de leucócitos e proteínas plasmáticas do sangue para locais de infecção e lesão tecidual é a parte principal do processo chamado de inflamação. Tipicamente, o leucócito mais abundante que é recrutado do sangue para os locais de inflamação aguda é o neutrófilo, mas os monócitos sanguíneos, diferenciam-se em macrófagos no tecido. Entre as proteínas plasmáticas entram nos locais inflamatórios, incluem-se as proteínas do complemento, anticorpos e reagentes de fase aguda. Rolamento de leucócitos no endotélio mediado por selectina. As células endoteliais que revestem as vênulas pós-capilares são ativadas em resposta aos microrganismos, citocinas, (incluindo TNF e IL- 1) produzidas pelos macrófagos e outras células teciduais que encontram os microrganismos, e outros mediadores, tais como histamina e trombina, que podem ser produzidos durante várias reações inflamatórias. Inflamação Múltiplos passos da interação leucócito-endotélio mediando o recrutamento de leucócitos para os tecidos. Fonte: Abbas Abul K. et al., Imunologia celular e molecular, 8 ed, 2015 As citocinas estimulam a expressão endotelial de E-selectina, e outros mediadores induzem a expressão na superfície de P-selectina. As selectinas medeiam a fraca ligação dos leucócitos sanguíneos ao endotélio, e a força de cisalhamento do fluxo sanguíneo faz os leucócitos rolarem ao longo da superfície endotelial. As quimiocinas produzidas nos tecidos infectados vizinhos ou pelas células endoteliais superfície endotelial, ligam-se a receptores nos leucócitos em rolamento, o que resulta em ativação das integrinas do leucócito. As integrinas ativadas se ligam às suas superfamílias de Ig ligantes nas células endoteliais, o que medeia a firme adesão dos leucócitos. Os leucócitos passam, então, pelas junções entre as células endoteliais e migram através da parede venular. Neutrófilos, monócitos e linfócitos T utilizam essencialmente os mesmos mecanismos para migrar para fora do sangue. profa_ana_paula_boleti Citocinas pró-inflamatórias e anti-inflamatórias mais importantes! A inflamação aguda pode se desenvolver em minutos a horas e durar por dias. A inflamação crônica é um processo que demora mais do que a inflamação aguda se a infecção não for eliminada ou se a lesão tecidual for prolongada. Normalmente, ela envolve o recrutamento e ativação de monócitos e linfócitos. Os locais de inflamação crônica frequentemente também passam por remodelamento tecidual, com angiogênese e fibrose. Embora o estímulo imune inato possa contribuir para a inflamação crônica, o sistema imune adaptativo também pode estar envolvido porque as citocinas produzidas pelas células T são potentes indutores da inflamação. Diferenças entre inflamação aguda e crônica Uma das primeiras respostas do sistema imune inato a uma infecção e dano tecidual é a secreção de citocinas pelas células teciduais, que é uma resposta crítica para a resposta inflamatória aguda. A maioria destas citocinas age em células próximas às suas células de origem (ação parácrina). Em algumas infecções graves, uma quantidade suficiente de citocinas pode ser produzida de tal forma que elas entram na circulação e agem em locais distantes (ação endócrina). Uma citocina pode estimular a produção de outras, estabelecendo, assim, cascatas que amplificam a reação ou induzem novas reações. O FATOR DE NECROSE TUMORAL (TNF) É um mediador da resposta inflamatória aguda a bactérias e outros microrganismos infecciosos nome desta citocina deriva de sua identificação original como uma substância sérica (fator) que causava necrose tumoral, agora conhecido como o resultado da inflamação e trombose de vasos sanguíneos tumorais. O TNF também é chamado de TNF-α para distingui-lo do TNF-β intimamente relacionado, e também denominado linfotoxina. O TNF é produzido por macrófagos, células dendríticas e outros tipos celulares. Em macrófagos, ele é sintetizado como uma proteína de membrana não glicosilada de tipo II e é expresso como um homotrímero, que é capaz de se ligar a uma forma do receptor do TNF. INTERLEUCINA-1 (IL-1) IL-1 também é um mediador da resposta inflamatória aguda e tem ações similares ao TNF. A principal fonte celular de IL-1, assim como de TNF, são os fagócitos monoculares ativados. Diferentemente do TNF, a IL-1 também é produzida por muitos tipos celulares diferentes dos macrófagos, tais como neutrófilos, células epiteliais (p. ex., queratinócitos) e células endoteliais. Existem duas formas de IL-1, chamadas de IL-1α e IL-1β, A principal forma biologicamente ativa e secretada é a IL-1β. A transcrição do gene da IL-1β é induzida por vias de sinalização do TLR e NLR que ativam NF- kB, ao passo que a clivagem da pró-IL-1β é mediada pelo inflamassoma NLRP3. profa_ana_paula_boleti Consequências sistêmicas e patológicas da inflamação 1.IL-6 é outra importante citocina nas respostas inflamatórias agudas que têm ambos os efeitos locais e sistêmicos. Ela induz a síntese de uma variedade de outros mediadores inflamatórios no fígado, estimula a produção de neutrófilos na medula óssea e promove a diferenciação de células T produtoras de IL-17. A IL-6 é sintetizada por fagócitos mononucleares, células endoteliais vasculares, fibroblastos e outras células em resposta aos PAMPs e em resposta a IL-1 e TNF. O receptor de IL-6 dispara uma via de sinalização que ativa o fator de transcrição STAT3. TNF, IL-1 e IL-6 produzidos durante a resposta imune inata à infecção ou dano tecidual têm efeitos sistêmicos que contribuem para a defesa do hospedeiro e são responsáveis por muitas das manifestações clínicas da infecção e da doença inflamatória. TNF e IL-1 agem no hipotálamo para induzir um aumento na temperatura corporal (febre). Essas citocinas são assim chamadas de pirogênios (i.e., agentes causadores de febre derivados do hospedeiro, para distingui-las do LPS, que foi considerado um pirogênio exógeno [derivado de microrganismo]). Essa distinção é principalmente de significado histórico porque agorasabemos que mesmo o LPS induz febre pela produção das citocinas TNF e IL-1. TNF e IL-1 induzem febre pelo aumento na síntese de prostaglandinas nas células hipotalâmicas. Os inibidores da síntese de prostaglandinas, como a aspirina, reduzem a febre pelo bloqueio da ação dessas citocinas. Nas infecções graves, o TNF pode ser produzido em grandes quantidades e causar anormalidades sistêmicas clínicas e patológicas. As principais ações sistêmicas do TNF são as seguintes: O TNF inibe a contratilidade miocárdica e o tônus do músculo liso vascular, resultando em uma marcada redução na pressão sanguínea, ou choque séptcio. O choque séptico, que pode ser causada pelo LPS liberado de bactérias Gram-negativas ou pelo ácido lipoteitoico liberado de bactérias Gram-positivas. O choque séptico é caracterizado por colapso vascular, coagulação intravascular disseminada e distúrbios metabólicos. Esta síndrome se deve à sinalização do TLR induzida pelo LPS ou ácido lipoteitoico, levando à produção de TNF e outras citocinas, incluindo IL-12, IFN-g e IL-1. INTERLEUCINA-6 (IL-6) INTERLEUCINA-10 (IL-10) profa_ana_paula_boleti É um membro da família de citocinas anti- inflamatórias que incluem IL-22, IL-27 e outras. A IL-10 é produzida por muitas populações de células imunológicas, incluindo macrófagos ativados e células dendríticas, células T regulatórias e células TH1 e TH2. A IL-10 atua como um regulador de retroalimentação negativa, já que é produzida por macrófagos e células dendríticas e também inibe a função dos mesmos. A IL-10 também é produzida por alguns linfócitos B, que já mostraram ter funções de supressão imunológica, sendo chamados de células B regulatórias. Esse receptor sinaliza para ativar os fatores de transcrição STAT1, STAT2 e IRF9, que induzem a expressão de vários genes diferentes cujos produtos proteicos contribuem para a defesa antiviral A principal via pela qual o sistema imune inato lida com as infecções virais é a indução da expressão de interferons tipo I, cuja ação mais importante é a inibição da replicação viral. Vários receptores de padrão de reconhecimento, incluindo alguns TLRs, NLRs, RLRs e STING, geram sinais que estimulam a expressão dos genes de IFN-α e IFN-β em diferentes tipos celulares. Os interferons tipo I são secretados destas células e agem em outras células para prevenir a disseminação da replicação viral. As células dendríticas plasmacitoides são as principais fontes de IFN-α, mas ele também pode ser produzido pelos fagócitos mononucleares. O IFN-β é produzido por muitos tipos celulares. Os estímulos mais potentes para a síntese do interferon tipo I são os ácidos nucleicos virais. Relembre que os receptores do tipo RIG e os sensores de DNA no citosol e TLRs 3, 7, 8 e 9 nas vesículas endossomais reconhecem os ácidos nucleicos virais e iniciam as vias de sinalização que ativam a família IRF de fatores de transcrição, que induzem a expressão do gene do interferon tipo I. Os genes induzidos pelos interferons tipo I incluem proteinoquinases serina/treonina (PKR) ativadas por RNA de dupla fita, que bloqueia a transcrição viral e eventos translacionais, e 2’,5’ oligoadenilato sintetases e RNase L, que promovem a degradação do RNA viral. A ação antiviral do interferon tipo I é primariamente uma ação parácrina, de tal forma que uma célula viralmente infectada secreta interferon para agir e proteger as células vizinhas que ainda não estão infectadas. O interferon secretado por uma célula infectada também pode agir de maneira autócrina para inibir a replicação viral naquela célula. Os interferons tipo I causam sequestro de linfócitos nos linfonodos, maximizando, assim, a oportunidade para encontrar antígenos microbianos. profa_ana_paula_boleti Resposta Antiviral Os interferons tipo I também aumentam a citotoxicidade das células NK e dos CTLs CD8+ e promovem a diferenciação das células T imaturas aos subgrupos de células T auxiliares TH1. Esses efeitos dos interferons tipo I aumentam ambas as imunidades inata e adaptativa contra infecções intracelulares, incluindo vírus e algumas bactérias. Os interferons tipo I regulam positivamente a expressão de moléculas de MHC de classe I e, assim, aumentam a probabilidade de que as células viralmente infectadas sejam reconhecidas e mortas pelos CTLs CD8+. Os CTLs CD8+ específicos para vírus reconhecem peptídios derivados de proteínas virais ligadas às moléculas de MHC de classe I na superfície das células infectadas. profa_ana_paula_boleti Como acontece o reconhecimento do Linfócito B ? A resposta imune inata fornece sinais que atuam em conjunto com o antígeno para estimular a proliferação e diferenciação de linfócitos T e B específicas para antígenos. À medida que a resposta imune está fornecendo a defesa inicial contra microrganismos, ela também põe em movimento a resposta imune adaptativa. A ativação dos linfócitos necessita de dois sinais distintos, o primeiro o antígeno e o segundo, moléculas que são produzidas durante as respostas imunes inatas aos microrganismos ou células lesionadas. Resposta Imune adaptativa ou adquirida As moléculas produzidas durante as reações imunes inatas que funcionam como segundo sinais para a ativação dos linfócitos incluem coestimuladores (para células T), citocinas (para ambas as células T e B) e produtos da quebra do complemento (para células B). As citocinas produzidas pelas células durante as respostas imunes inatas aos microrganismos estimulam a proliferação e diferenciação dos linfócitos nas respostas imunes adaptativas. Exemplos das citocinas secretadas pelas células estimuladas por PAMP agindo nas células B, células T CD4+ e células T CD8+. Os linfócitos B: são os responsáveis por garantir a chamada imunidade humoral, que se destaca pela resposta imunológica realizada pela produção de anticorpos. Esses anticorpos são capazes de neutralizar ou ainda destruir os antígenos. Para que ocorra a produção de anticorpos, faz-se necessária a ativação dos linfócitos B, que se proliferam e diferenciam-se em plasmócitos. São os plasmócitos que produzem os anticorpos. A ativação de células B resulta em sua proliferação, o que leva à expansão clonal, seguida por diferenciação, culminando na geração de plasmócitos secretores de anticorpos e de células B de memória. Fases da resposta imune humoral. Fonte: Abbas Abul K. et al., Imunologia celular e molecular, 8 ed, 2015 As respostas imunes humorais são iniciadas pelo reconhecimento de antígenos por linfócitos B específicos. O antígeno liga-se às imunoglobulinas M (IgM) e IgD de membrana nas células B virgens maduras e as ativa. A ativação leva à proliferação de células específicas para o antígeno e à sua diferenciação, gerando plasmócitos secretores de anticorpos e células B de memória. profa_ana_paula_boleti Captura do Antígeno e Apresentação para a Célula B Para iniciar as respostas de anticorpos, os antígenos precisam ser capturados e transportados para as áreas onde ficam as células B nos órgãos linfoides. Os antígenos, então, iniciam o processo de ativação da célula B, geralmente trabalhando em conjunto com outros sinais que são gerados durante as respostas imunes inatas. A maior parte dos linfócitos B virgens maduros são células B foliculares (às vezes também chamadas de células B recirculantes) que recirculam continuamente no sangue e migram de um órgão linfoide secundário para o seguinte em busca de antígeno. Reconhecimento do antígeno e ativação do linfócito B As células B foliculares entram nos tecidos linfoides secundários (baço, linfonodos, tecidos linfoides de mucosa) através de vasos sanguíneos localizados nas zonas das células T e, em seguida, migram para os folículos, as zonas de célula B desses tecidos. O movimento para os folículos linfoides é guiado pela quimiocina CXCL13, secretada por células dendríticas foliculares, o principal tipo celular do estroma folicular, bem como por outras células estromais. A maior parte dos antígenos provenientes de locais em tecido são transportadospara os linfonodos por vasos linfáticos aferentes que drenam para o seio subcapsular dos linfonodos; Os macrófagos do seio subcapsular capturam grandes microrganismos e complexos antígeno-anticorpo e os apresenta nos folículos, que ficam abaixo do seio; Antígenos de imunocomplexos podem se ligar a receptores do complemento (particularmente, ao receptor do complemento do tipo 2 ou CR2) em células B da zona marginal, e estas células, então, podem transferir os antígenos contendo imunocomplexos para as células B foliculares. O antígeno pode ser apresentado para as células B imaturas nos órgãos linfoides de diferentes formas e por várias rotas. Os antígenos que entram atravessando uma barreira epitelial e aqueles que se encontram na circulação são coletados e levados para os folículos por diversos mecanismos: Patógenos transportados pelo sangue podem ser capturados por células dendríticas plasmocitoides presentes na circulação sanguínea e transportados para o baço, onde podem ser apresentados a células B da zona marginal. Em todos esses casos, o antígeno que é apresentado às células B está, em geral, em sua conformação nativa, intacta, e não é processado por células apresentadoras de antígenos. profa_ana_paula_boleti A ativação da célula B é facilitada pelo correceptor CR2/ CD21 em células B, que reconhece fragmentos de complemento . O antígeno e as citocinas desempenham um papel importante na sobrevivência das células B imaturas. A sobrevivência das células B foliculares depende dos sinais do BCR (receptor célula B), bem como dos estímulos recebidos de uma citocina da superfamília do fator de necrose tumoral (TNF) chamada BAFF (do inglês, Célula B–activating factor of the TNF family, também conhecida como BLyS, de B lymphocyte stimulator), que fornece sinais de maturação e de sobrevivência através do receptor de BAFF. As IgM e IgD de membrana são os receptores de antígeno de célula B imaturas, têm caudas citoplasmáticas curtas que consistem em apenas três aminoácidos (lisina, valina e lisina). Ativação da Célula B por Antígenos e Outros Sinais Estas caudas são muito pequenas para a transdução de sinais gerados após o reconhecimento de antígeno. Os sinais mediados por Ig são transduzidos por duas outras moléculas chamadas Igα e Igβ e que estão ligadas uma à outra por ligações dissulfeto e são expressas em células B de forma não covalente associada à Ig de membrana. O receptor de antígeno do linfócito B,, exerce duas funções essenciais na ativação da célula B. Primeiro, a ligação do antígeno ao receptor libera sinais bioquímicos às células B, que iniciam o processo de ativação. Segundo, o receptor internaliza o antígeno ligado em vesículas endossomais e, se o antígeno for uma proteína, ele é processado em peptídios que podem ser apresentados na superfície da célula B . A ativação do complemento é tipicamente observada com microrganismos que ativam este sistema pela via alternativa e pela via das lectinas na ausência de anticorpos; e pela via clássica na presença de anticorpos. Em todas estas situações, ocorre geração de fragmentos do complemento capazes de se ligar aos microrganismos. Um desses fragmentos, chamado C3d, é reconhecido pelo receptor do complemento CR2 (também chamado CD21), o que aumenta a força de sinalização do BCR e, portanto, funciona como um correceptor para a células B. Os produtos microbianos se acoplam aos receptores do tipo Toll nas células B, o que também aumenta a ativação dessa célula. As células B humanas expressam diversos TLRs, incluindo TLR5, que reconhece a flagelina bacteriana; TLR7 endossomal, que reconhece RNA de cadeia simples; e TLR9, que é específico para DNA não metilado rico em CpG em endosomes. O CR2 é expresso em células B maduras, como um complexo com duas outras proteínas da membrana, CD19 e CD81 (também chamada de TAPA-1). O complexo CD19-CR2-CD81 é frequentemente chamado o complexo correceptor de célula B, pois CR2 liga-se a antígenos através de C3d ligado ao mesmo tempo que a Ig de membrana liga-se diretamente para o antígeno. A ligação de C3d às células B ao receptor do complemento aproxima CD19 das quinases associadas BCR e a cauda citoplasmática de CD19 torna-se rapidamente fosforilada pela tirosina. A fosforilação da cauda de CD19 resulta no recrutamento eficiente de Lyn, uma quinase da família de Src que pode amplificar a sinalização por BCR aumentando grandemente a fosforilação de tirosinas em Iga ITAM e Igb. A CD19 fosforilada também ativa outras vias de sinalização, principalmente uma dependente da enzima PI3- quinase, que, por sua vez, aumenta ainda mais a sinalização iniciada pela ligação do antígeno de membrana de Ig. profa_ana_paula_boleti Vias de sinalização subsequentes a ativação do receptor da célula B A ativação das células B pelo antígeno resulta em aumento da expressão de moléculas do complexo maior de histocompatibilidade (MHC) e de coestimuladoras B7, motivo pelo qual as células B estimuladas pelo antígeno são ativadoras mais eficientes dos linfócitos T auxiliares do que as células B imaturas. expressão de receptores para várias citocinas derivadas de células T também fica aumentada, o que permite que os linfócitos B estimulados pelo antígenos respondam às citocinas secretadas pelas células T auxiliares. A expressão de receptores de quimiocinas pode ser alterada, resultando no tráfico de células B para fora dos folículos. A maior parte dos antígenos T-independentes tais como polissacarídeos, contém múltiplos epítopos idênticos em cada molécula ou dispostos sobre a superfície de uma célula. Esses antígenos multivalentes podem promover, efetivamente, a ligação cruzada de muitos receptores antigênicos da célula B e iniciar respostas ainda que não sejam reconhecidos pelos linfócitos T auxiliares. Em contrapartida, muitos antígenos proteicos globulares de ocorrência natural possuem apenas uma cópia de cada epítopo por molécula VIA RAS-MAP QUINASE A via Ras-MAP quinase é ativada nas células B estimuladas por antígenos. O fator de troca de GTP/GDP chamado SOS é recrutado para BLNK através da ligação da proteína adaptadora Grb- 2; Ras é então convertida por este fator de troca de uma forma ligada à GDP inativa para uma forma ativa ligada ao GTP. De um modo paralelo, a ativação da proteína G pequena Rac pode contribuir para a ativação da via da MAP quinase JNK. FOSFOLIPASE C (PLC) A fosfolipase C (PLC) específica para o fosfatidilinositol é ativada em resposta à sinalização de BCR, e este por sua vez, facilita a ativação das vias de sinalização subsequentes. Nas células B, a isoforma dominante de PLC é a isoforma g2, enquanto as células T expressam a isoforma g1 relacionada da enzima. A PLCg2 torna-se ativa quando se liga à BLNK e é fosforilada por Syk e Btk. A PLC ativa degrada o PIP2 da membrana para produzir IP3 e liberar DAG solúvel na membrana plasmática. O IP3 mobiliza o cálcio intracelular a partir dos estoques, levando a uma rápida elevação de cálcio citoplasmático que é posteriormente aumentado por um influxo de cálcio do meio extracelular. Na presença do cálcio, o DAG ativa algumas isoformas da proteína quinase C (PKC-b principalmente nas células B), que fosforila as proteínas subsequentes em resíduos de serina/treonina. ATIVAÇÃO DE PKC-B A ativação de PKC-b subsequente ao BCR contribui para a ativação do NF-kB nas células B estimuladas pelo antígeno. Estas cascatas de sinalização por fim levam à ativação de um número de fatores de transcrição que induzem a expressão de genes cujos produtos são necessários para as respostas funcionais de células B. As mesmas vias de sinalização são utilizadas por IgM e IgD de membrana em células B imaturas e por IgG, IgA, e IgE nas células B que tenham sido submetidas a mudança do isótopo porque todos esses isótopos da membrana associam-se a Igα e Igβ. profa_ana_paula_boleti A tarefa de apresentar os antígenos associados às células hospedeiras para reconhecimento por células T CD4+ e CD8+ é realizado por proteínas especializadas-complexo principalde histocompatibilidade (MHC) As principais funções dos linfócitos T são erradicar infecções por microrganismos intracelulares e ativar outras células, tais como os macrófagos e os linfócitos B. Para cumprir estas funções, as células T devem superar vários desafios: Um sistema especializado para capturar antígenos e trazê-los aos órgãos linfoides é requerido, onde circulam células T e podem ser iniciadas respostas. As células especializadas que capturam e apresentam antígenos e ativam linfócitos T são chamadas células apresentadoras de antígenos (APCs). As funções da maioria dos linfócitos T requer que eles interajam com outras células, que podem ser células dendríticas, macrófagos, linfócitos B, ou qualquer célula hospedeira infectada. Para garantir que as células T interajam com outras células os receptores de antígenos de células T são desenhados de modo a enxergar antígenos apresentados por moléculas de superfície celular e não antígenos em microrganismos ou antígenos que estão livres na circulação ou em fluidos extracelulares. Isto está em forte contraste com os linfócitos B, cujos receptores de antígeno e produtos de secreção, os anticorpos, são capazes de reconhecer antígenos em superfícies microbianas e antígenos solúveis, bem como antígenos associados a células. COMPLEXO PRINCIPAL DE HISTOCOMPATIBILIDADE (MHC), Todas as moléculas do MHC partilham determinadas características estruturais que são críticas para o seu papel na apresentação de peptídeos e para o reconhecimento de antígenos por linfócitos T. Cada molécula do MHC é constituída por uma fenda de ligação a peptídeos extracelulares, seguida de domínios tipo imunoglobulina (Ig) e domínios transmembrana e citoplasmáticos. As moléculas da classe I são compostas por uma cadeia de polipeptídios codificada no MHC e por uma segunda cadeia não codificada no MHC, enquanto as moléculas da classe II são constituídas por duas cadeias polipeptídicas codificadas no MHC. Os resíduos de aminoácidos polimórficos de moléculas do MHC estão localizados no interior e nas adjacências da fenda de ligação do peptídeo; Devido à variabilidade dos aminoácidos nesta região, diferentes moléculas do MHC se ligam e apresentam peptídeos diferentes e são reconhecidas especificamente pelos receptores de antígenos de diferentes células T APRESENTAÇÃO DO ANTÍGENO PELO LINFÓCITO T Os domínios tipo Ig não polimórficos das moléculas do MHC contêm locais de ligação para as moléculas CD4 e CD8 das células T. O CD4 e o CD8 são expressos em subpopulações distintas de linfócitos T maduros e participam, junto aos receptores de antígenos, no reconhecimento do antígeno; ou seja, o CD4 e o CD8 são os correceptores das células T. O CD4 se liga seletivamente a moléculas do MHC da classe II e o CD8 se liga a moléculas da classe I. É por isso que as células T auxiliares CD4+ reconhecem moléculas do MHC da classe II que apresentam peptídeos, ao passo que as células T CD8+ reconhecem moléculas do MHC da classe I com peptídeos ligados. profa_ana_paula_boleti Propriedades de antígenos reconhecidas por linfócitos T Os peptídeos associados ao MHC da classe I são produzidos pela degradação proteolítica em proteassomas principalmente das proteínas citosólicas, e os peptídeos produzidos são transportados para o retículo endoplasmático (ER), onde se ligam a moléculas da classe I recém-sintetizadas. A geração de peptídeos associados ao MHC da classe II é a partir de antígenos endocitados envolve a degradação proteolítica das proteínas internalizadas em vesículas endocíticas e ligação de peptídeos a moléculas do MHC da classe II nas vesículas. A maior parte dos linfócitos T reconhece apenas peptídeos pequenos, ao passo que células B são capazes de reconhecer peptídeos, proteínas, ácidos nucleicos, carboidratos, lipídios e pequenas substâncias químicas. Como resultado, respostas imunes mediadas por células T são normalmente induzidas por antígenos de proteínas exógenas (a fonte natural de peptídeos exógenos), ao passo que as respostas imunes humorais são induzidas por antígenos proteicos e não proteicos. Algumas células T são específicas para substâncias químicas pequenas, tais como dinitrofenol, urushiol de hera venenosa, b- lactamase de antibióticos de penicilina e até íons de níquel. Nestas situações, é provável que substâncias químicas chamadas haptenos liguem- se a proteínas próprias, incluindo moléculas do MHC, e que células T reconheçam peptídeos hapteno-conjugados ou moléculas do MHC alteradas. A especificidade de células T a peptídeos é verdadeira para as células T CD4+ e CD8+; existem algumas pequenas populações de células T que são capazes de reconhecer antígenos não proteicos. Via de Processamento e Apresentação de Proteínas Os receptores de células T (TCRs) evoluíram para serem específicos para moléculas do MHC, cuja função normal consiste em apresentar peptídeos. Como veremos o reconhecimento do MHC também é necessário para a maturação de células T CD4+ e CD8+ e garante que todas as células T maduras sejam restritas apenas ao reconhecimento de moléculas do MHC com antígenos ligados. Moléculas do MHC podem ligar-se e apresentar somente peptídeos, e não outras estruturas químicas, e é por isso que a maioria das células T reconhece apenas peptídeos. RECEPTORES DE ANTÍGENOS DE CÉLULAS T CD4+ E CD8+ profa_ana_paula_boleti APCs que apresentam antígenos às células T também recebem sinais destes linfócitos que melhoram sua função de apresentação de antígenos Diferentes tipos de células atuam como APCs para ativar as células T imaturas ou células T efetoras previamente diferenciadas. As células dendríticas são as APCs mais eficazes para a ativação de células T imaturas e, portanto, para iniciar as respostas de células T. Os macrófagos e os linfócitos B também atuam como APCs, mas principalmente para as células T auxiliares CD4+ previamente ativadas e não para células T imaturas. As células dendríticas, macrófagos e linfócitos B expressam moléculas do MHC de classe II e de outras moléculas envolvidas na estimulação das células T e são, portanto, capazes de ativar os linfócitos T CD4+. Em particular, as células T CD4+, que são ativadas por reconhecimento de antígeno e coestimulação, expressam moléculas de superfície, particularmente uma denominada ligante CD40 (CD154) que se liga à CD40 das células dendríticas e macrófagos, e as células T secretam citocinas tais como interferon-gama (IFN-g), que se ligam aos seus receptores nestas APCs. A combinação dos sinais da CD40 e das citocinas ativa as APCs, o que resulta no aumento da capacidade de processar e apresentar antígenos, no aumento da expressão de coestimuladores e na secreção de citocinas que ativam as células T. Células Apresentadoras de Antígenos PAPEL DAS CÉLULAS DENDRÍTICAS NA CAPTURA E APRESENTAÇÃO DE ANTÍGENOS As APCs apresentam complexos peptídio-MHC, para o reconhecimento por células T e também proporcionam estímulos adicionais, que são necessários para as respostas completas das células T. Considerando que o antígeno é o primeiro sinal, estes estímulos adicionais são, por vezes, chamados de segundos sinais. Eles são mais importantes para a ativação de células T imaturas que para a reestimulação de células efetoras e de memória previamente ativadas. As moléculas ligadas às membranas das APCs destinadas a ativar as células T são chamadas coestimuladoras, pois funcionam em conjunto com o antígeno para estimular as células T. A função de apresentação de antígenos das APCs é aumentada pela exposição a produtos microbianos. As células dendríticas foram descobertas como uma população de células do baço de ratos que possuía uma morfologia característica, com projeções membranosas marcantes ou tipo espinhosas que se assemelhavam aos dendritos dos neurônios. Estas células estão presentes na maioria dos tecidos e são mais ricas nos órgãos linfoides e nas interfaces com o ambiente externo, tais como na pele e nos tratos gastrintestinal e respiratório. Acredita-se que a maioriadas células dendríticas seja proveniente de precursores da medula óssea adultos, com exceção das células de Langerhans na pele, que se desenvolvem a partir de precursores embrionários que se estabelecem na pele antes do nascimento. Atualmente, está claro que existem duas grandes populações de células dendríticas que diferem em propriedades fenotípicas e funções principais: 1. CDs Clássicas: foram inicialmente identificadas por sua morfologia e capacidade de estimular respostas intensas de células T, e constituem o subconjunto de células dendríticas mais numeroso nos órgãos linfoides. A maioria delas é derivada de precursores mieloides, que migram da medula óssea para se diferenciarem localmente em células dendríticas residentes em tecidos linfoides e não linfoides. Semelhante aos macrófagos teciduais, elas estão constantemente monitorando o ambiente em que residem. As células de Langerhans são células dendríticas que povoam a epiderme; elas atuam da mesma forma em relação aos antígenos encontrados na pele. profa_ana_paula_boleti Captura e Transporte de Antígenos por Células Dendríticas As células dendríticas residentes em epitélios e tecidos captam antígenos proteicos e transportam os antígenos para linfonodos de drenagem. As células dendríticas em repouso que residem nos tecidos (por vezes referidas como células dendríticas imaturas) expressam receptores de membrana, como lectinas do tipo C, que se ligam a microrganismos. As células dendríticas utilizam estes receptores para capturar e endocitar microrganismos ou produtos microbianos e, em seguida, processar as proteínas ingeridas em peptídios capazes de se ligar a moléculas do MHC. o instante em que os antígenos microbianos são capturados, os produtos microbianos são reconhecidos por receptores do tipo Toll e por outros receptores de reconhecimento de padrões inatos das células dendríticas e de outras células, gerando respostas imunes inatas. 2. CDs plasmocitoides: assemelham-se morfologicamente às células plasmáticas e adquirem a morfologia e as propriedades funcionais das células dendríticas somente após a ativação. Elas desenvolvem-se na medula óssea a partir de um precursor que também dá origem às células dendríticas clássicas, e são encontradas no sangue e em pequeno número nos órgãos linfoides. Em contraste com as células dendríticas clássicas, as células dendríticas plasmocitoides são pobremente fagocíticas e não monitoram a presença de antígenos ambientais. A principal função de células dendríticas plasmacitoides é a secreção de grandes quantidades de interferons do tipo I em resposta a infecções virais. Na ausência de infecções ou inflamações, as células dendríticas clássicas capturam antígenos dos tecidos e migram para os linfonodos de drenagem, mas não produzem as citocinas e moléculas da membrana que são necessários para induzir respostas imunes eficazes. A função destas células dendríticas poderia ser de apresentar antígenos próprios a células T autorreativas e, assim, provocar a inativação ou morte das células T ou gerar células T reguladoras. As células dendríticas clássicas podem ser divididas em dois grandes subgrupos: - Um deles, caracterizado por uma elevada expressão de BDCA-1/CD1c em seres humanos ou da integrina CD11b em camundongos, é mais eficaz em dirigir as respostas das células T CD4+. O outro subgrupo, caracterizado pela expressão de BDCA-3 em seres humanos ou, em camundongos, de CD8 em tecidos linfoides ou da integrina CD103 em tecidos periféricos, é particularmente eficiente no processo de apresentação cruzada. Algumas células dendríticas podem ser derivadas de monócitos, especialmente em situações de inflamação. As células dendríticas são ativadas por estes sinais e por citocinas, tais como o fator de necrose tumoral (TNF), produzido em resposta aos microrganismos. As células dendríticas ativadas (também chamadas de células dendríticas maduras) perdem a sua capacidade de adesão a epitélios ou tecidos e migram para os linfonodos. As células dendríticas também começam a expressar um receptor de quimiocinas denominado CCR7 que é específico para duas quimiocinas, CCL19 e CCL21, produzidas em vasos linfáticos e nas zonas das células T dos linfonodos. Estas quimiocinas atraem as células dendríticas que carregam antígenos microbianos para vasos linfáticos de drenagem e, finalmente, para as zonas de células T dos linfonodos regionais. profa_ana_paula_boleti Iniciação dos Sinais pelo Receptor de Células T A ligação do TCR aos complexos MHC-peptídio resulta no agrupamento dos correceptores com o receptor de antígeno e a fosforilação de resíduos de tirosina de ITAM. A fosforilação de tirosinas ITAM inicia a transdução de sinal e a ativação de tirosinoquinases subsequentes, que por sua vez fosforila resíduos de tirosina em outras proteínas adaptadoras. Os passos subsequentes na transdução de sinal são gerados pelo recrutamento específico de enzimas-chave que iniciam diferentes vias de sinalização cada uma. As células T imaturas também expressam o CCR7, e é por isso que as células T imaturas migram para as mesmas regiões de linfonodos onde as células dendríticas carregando antígenos estão concentradas. Com a ativação das células dendríticas, estas passam capturar antígenos e apresenta-los a células T imaturas e assim ativar os linfócitos. CD4 e CD8 são os correceptores de células T que se ligam às regiões não polimórficas das moléculas de MHC e facilitam a sinalização pelo complexo TCR durante a ativação das células T. Estas proteínas são chamadas de correceptores porque se ligam a moléculas de MHC e, portanto, reconhecem uma parte do mesmo ligante (complexos de peptídio-MHC) que interagem com o TCR. As células T αβ maduras expressam tanto CD4 ou CD8, mas não ambos. CD8 e CD4 interagem com as moléculas do MHC de classe I e classe II, respectivamente, e são responsáveis pela classe I ou de classe II do MHC de restrição destes subconjuntos de células T. RECEPTOR DE ANTÍGENO DAS CÉLULAS T Os receptores de antígeno das células T auxiliares restritas do MHC CD4+ e de linfócitos T CD8+ citotóxicos (CTL) são heterodímeros que consistem em duas cadeias polipeptídicas transmembranares, designadas TCR α e β, covalentemente ligadas umas às outras por uma ponte dissulfeto entre os resíduos extracelulares de cisteína. Estas células T são chamadas de células T αβ. PAPEL DOS CORRECEPTORES CD4 E CD8 NA ATIVAÇÃO DAS CÉLULAS T células especializadas que capturam e apresentam antígenos e ativam linfócitos T são chamadas CÉLULAS APRESENTADORAS DE ANTÍGENOS (APCs). Fonte: figura adaptada Abbas Abul K. et al., Imunologia celular e molecular, 8 ed, 2015 Linfocito T CD8+ Linfocito T CD4+ Fonte: Abbas Abul K. et al., Imunologia celular e molecular, 8 ed, 2015 profa_ana_paula_boleti A maioria das moléculas de CD8 existe como heterodímeros com ligações dissulfeto compostas de duas cadeias relacionados chamado CD8α e CD8β Tanto a cadeia α quanto a cadeia β possuem um único domínio extracelular de Ig, uma região transmembranar hidrofóbica e uma cauda citoplasmática. O domínio Ig de CD8 liga-se sobretudo ao domínio α3 não polimórfico de moléculas do MHC de classe I e também interage com porções do domínio α2 e com β2 microglobulina. Ativação de fatores de transcrição que regulam a expressão dos genes das células T As enzimas geradas pela sinalização TCR ativam fatores de transcrição que se ligam às regiões reguladoras de numerosos genes em células T e, assim, aumentam a transcrição desses genes Três fatores de transcrição que são ativados nas células T por reconhecimento de antígeno e parecem ser cruciais para a maioria das respostas de células T são o fator nuclear das células T ativadas (NFAT), o AP-1 e o NF-kB. O CD4 e o CD8 são glicoproteínas transmembranares membros da superfamília das Ig. CD4 é expresso como um monómero na superfície das células T periféricas e timócitos e também está presente em níveis mais baixos em fagócitos mononucleares e algumas células dendríticas. O CD4 possuiquatro domínios extracelulares tipo Ig, uma região hidrofóbica transmembranar e uma cauda citoplasmática. Os dois domínios N- terminais tipo das Ig da proteína CD4 ligam-se aos domínios α2 e β2 não polimórficos do MHC de classe II. 2. AP-1: é um fator de transcrição celular encontrado em muitos tipos celulares; é especificamente ativado em linfócitos T pelos sinais mediados por TCR. AP-1 é na verdade o nome para uma família de fatores de ligação a DNA composto por dímeros de duas proteínas que se ligam umas às outras através de um componente estrutural comum chamado de zíper de leucina. 3. NF-kB: é um fator de transcrição ativado em resposta aos sinais de TCR e é essencial para a síntese de citocinas. As proteínas do NF-kB são homodímeros ou heterodímeros de proteínas que são homólogas ao produto de um proto-oncogene celular chamado c- rel e são importantes na transcrição de muitos genes em diversos tipos celulares, particularmente em células da imunidade inata. A via de NF-kB também é importante para as respostas ao receptor tipo Toll e para a sinalização de citocinas. 1. NFAT: é um fator de transcrição necessário para a expressão dos genes que codificam IL-2, IL-4, TNF e outras citocinas. O NFAT está presente em uma forma inativa, serina fosforilada no citoplasma de linfócitos T em repouso. Ele é ativado pela fosfatase dependente de cálcio calmodulina, a calcineurina. A calcineurina desfosforila o NFAT citoplasmático, revelando deste modo um sinal de localização nuclear que permite a translocação do NFAT para o núcleo. Uma vez no núcleo, o NFAT se liga às regiões reguladoras dos genes de IL-2, IL-4, e outros genes de citocinas, geralmente em associação a outros fatores de transcrição, tais como AP-1. profa_ana_paula_boleti Reconhecimento dos peptídeos derivados de antígenos proteicos em células CD8+ As células T CD8+ reconhecem os peptídeos derivados de antígenos proteicos que são apresentados por células dendríticas em órgãos linfoides periféricos. Os linfócitos T são estimulados a proliferar e diferenciar-se em CTLs (e células de memória), que entram na circulação. As células T efetoras migram para locais teciduais infectados, de crescimento tumoral ou de rejeição de enxerto. CTLs CD8+ reconhecem o antígeno nos tecidos e respondem matando as células nas quais o antígeno é produzido. CTLS matam células-alvo por dois mecanismos principais: ou pela formação de um complexo de perforina e granzimas que são liberados do CTL por exocitose de grânulos e entram nas células-alvo. As granzimas são liberadas no citoplasma das células-alvo por um mecanismo dependente de perforina e induzem a apoptose. Oupelo ligante FasL que é expresso em CTLs ativados, liga-se ao Fas expresso na superfície das células-alvo e induz a apoptose. Th2: A IL-4 produzida pelas células T ativadas ou por mastócitos e eosinófilos, especialmente em resposta aos helmintos, ativa os fatores de transcrição GATA-3 e STAT6, que estimulam a diferenciação de células T CD4+ imaturas para o subconjunto Th2. A IL-4 produzida pelas células Th2 amplifica essa resposta e inibe o desenvolvimento de células Th1 e Th17. Th17: A IL-1 e a IL-6 produzidas pelas APCs e fator transformador de crescimento -beta (TGF- β) produzidos por várias células ativam os fatores de transcrição ROR(g)t e STAT3, que estimulam a diferenciação de células T CD4+ imaturas para o subconjunto Th17. A IL-23, que também é produzida pelas APCs, especialmente em resposta ao ataque de fungos, estabiliza as células Th17. O TGF-b pode promover respostas Th17 indiretamente por supressores de células TH1 e TH2, ambos os quais inibem a diferenciação Th17. A IL-21 produzida pelas células Th17 amplifica esta resposta. As células T CD4+ podem diferenciar-se em subconjuntos distintos de células efetoras em resposta a antígenos, coestimuladores e citocinas. Th1: A IL-12 produzida pelas células dendríticas e macrófagos em resposta aos microrganismos, incluindo os microrganismos intracelulares e IFN- gama produzidos por células NK (todos são parte da resposta imune inata inicial para os microrganismos) ativam os fatores de transcrição T-bet, STAT1 e STAT4, que estimulam a diferenciação de células T CD4+ T imaturas para o subconjunto Th1. O IFN-gama produzido pelas células Th1 amplifica esta resposta e inibe o desenvolvimento das células TH2 e TH17. A Principal função das células Th1 é a defesa de microorganismos intracelulares. SUBGRUPOS DE CÉLULAS T CD4+ EFETORAS (Th1, Th2 e Th 17) CÉLULAS T REGULATÓRIAS (TREGS) Os linfócitos T reguladores (Treg) são um subtipo de linfócitos T CD4+ (auxiliar/helper) T caracterizados pela expressão da molécula CD25+ e do fator nuclear FOXP3. Induzem a supressão das células T efetoras, bloqueando a ativação e a função destes linfócitos, sendo assim importantes no controle da resposta imunológica a Ag. Simplificando, são linfócitos que regulam outros linfócitos. As Tregs representam em torno de 5% do total das células T CD4+ no sangue periférico e são encontradas em outros tecidos. Atualmente são descritos pelo menos dois tipos de Tregs: naturais e induzidas. profa_ana_paula_boleti Considerações Finais As proteínas FOX (forkhead box) são componentes de uma família de fatores de transcrição. Estas proteínas têm um domínio ligante de DNA altamente preservado denominado forkhead/winged-helix, o qual recebeu este nome devido à forma de dupla- asa, semelhante a uma borboleta. No domínio forkhead foram identificadas a maioria das mutações que afetam o gene FOXP3, denominadas missenses (as que levam a substituição de um aminoácido por outro); muito embora outros tipos de mutações (deleções ou substituições) possam ocorrer e afetar os outros domínios. A sinalização nuclear através da FOXP3 nas Tregs não está ainda bem definida. De acordo com estudos experimentais, após a ligação do Ag com o TCR, há uma atenuação na sinalização celular em decorrência da interação física dos fatores nucleares NF-κB e NFAT com o fator FOXP3, reprimindo os genes de transcrição das citocinas. A sinalização nuclear através da FOXP3 nas Tregs não está ainda bem definida. De acordo com estudos experimentais, após a ligação do Ag com o TCR, há uma atenuação na sinalização celular em decorrência da interação física dos fatores nucleares NF-κB e NFAT com o fator FOXP3, reprimindo os genes de transcrição das citocinas. As chamadas Tregs naturais expressam constitutivamente o receptor de cadeia α da IL- -2 (CD25), sendo assim denominadas CD4+CD25+. A interleucina 2 (IL-2) parece ter papel importante no desenvolvimento das Tregs. Já as As Tregs denominadas induzidas, por sua vez são geradas na periferia após uma variedade de estímulos antigênicos ou em condições ditas tolerogênicas. Estas células exercem sua função através da liberação de citocinas inibitórias como IL-10 e TGF-β (anti-inflamatórias). As Tregs tímicas são originadas a partir de precursores específicos mediante interações de alta afinidade com autoantígenos e atraídas por quimiocinas secretadas pelos macrófagos da medula tímica e pelas células epiteliais do septo fibroso. O Foxp3 é um fator de transcrição cuja função é suprimir genes relacionados a processos inflamatórios e estimular a expressão de genes associados às funções das Tregs. Função da poteína FOXP2 é exercida sobre regiões reguladoras específicas dentro do DNA, aumentando ou suprimindo a transcrição de genes específicos. Acredita-se que o fator FOXP3 exerça funções efetora e facilitadora sobre os genes de proteínas chaves na ativação celular, incluindo a IL-2. A função imunológica tem sido conceitualmente dividida em imunidade inata e imunidade adaptativa. A imunidade inata representa uma resposta rápida e estereotipada a um número grande, mas limitado, de estímulos. É representada por barreiras físicas, químicas e biológicas, células especializadas e moléculas solúveis, presentes em todos os indivíduos, independentemente de contato prévio com imunógenos ou agentes agressores, e não se altera qualitativa ou quantitativamente apóso contato. As principais células efetoras da imunidade inata são: macrófagos, neutrófilos, células dendríticas e células Natural Killer -NK. Fagocitose, liberação de mediadores inflamatórios, ativação de proteínas do sistema complemento, bem como síntese de proteínas de fase aguda, citocinas e quimiocinas são os principais mecanismos na imunidade inata. Esses mecanismos são ativados por estímulos específicos, representados por estruturas moleculares de ocorrência ubíqua em micro-organismos, mas que não ocorrem na espécie humana. profa_ana_paula_boleti Moléculas como lipopolissacarídeos, resíduos de manose e ácidos ácido lipoteicoico, comumente encontradas na superfície de microrganismos, constituem Padrões Moleculares Associados a Patógenos (PAMPs) e ativam a resposta imune inata, por interação com diferentes receptores conhecidos como receptores de reconhecimento padrão, dentre os quais a família dos receptores Toll-like (TLRs). Entre os vários Receptores de reconhecimento padrão envolvidos em opsonização, ativação de complemento e fagocitose, os TLRs se destacam por seu papel central na ligação a patógenos e iniciação da resposta inflamatória. Esses receptores estão presentes principalmente em macrófagos, neutrófilos e células dendríticas. Em contraposição à resposta inata, a resposta imune adaptativa depende da ativação de células especializadas, os linfócitos B e T, e das moléculas solúveis por eles produzidas. Os linfócitos B são os responsáveis por garantir a chamada imunidade humoral, ou seja, a sua resposta imunológica é realizada pela produção de anticorpos. Para que ocorra a produção de anticorpos, faz-se necessária a ativação dos linfócitos B, que se proliferam e diferenciam-se em plasmócitos. São os plasmócitos que produzem os anticorpos. Já os linfócitos T auxiliares reconhecem antígenos nas superfícies das células apresentadoras de antígenos e secretam citocinas, que estimulam diferentes mecanismos de imunidade e inflamação. As principais características da resposta adquirida são: especificidade e diversidade de reconhecimento, memória, especialização de resposta, autolimitação e tolerância a componentes do próprio organismo. Embora as principais células envolvidas na resposta imune adquirida sejam os linfócitos, as células apresentadoras de antígenos (APCs) desempenham papel fundamental em sua ativação, apresentando antígenos associados a moléculas do complexo de histocompatibilidade principal (MHC, major histocompatibility complex) para os linfócitos T. Referências Abbas Abul K. Imunologia celular e molecular / Abul K. Abbas, Andrew H. Lichtman, Shiv Pillai; ilustrações de David L. Baker, Alexandra Baker ; [tradução de Tatiana Ferreira Robaina ...et al]. - 8. ed. - Rio de Janeiro : Elsevier, 2015. Para as aulas utilizou-se de artigos disponíveis em periódicos indexados em bases de dados como Pubmed, Web of Science, Scopus e Scielo, acessados via Portal Periódicos Capes.