Sistema do complemento Flashcards
Sistema do complemento - geral
• Conjunto de proteínas séricas e associadas à membrana celular que interagem entre si e com outras moléculas do sistema imunológico de maneira altamente regulada para gerar produtos que atuam na eliminação de microrganismos.
• Cascata bioquímica que ajuda ou complementa a atividade dos anticorpos
em eliminar microrganismos de um organismo.
• Parte do sistema imunológico inato, podendo no entanto ser recrutado e
ativado pelo sistema adquirido.
- Importante mecanismo efetor do ramo humoral do sistema imunológico.
- É ativado por microrganismos e por anticorpos associados a microrganismos.
- A sua ativação envolve a proteólise sequencial de proteínas, originando complexos enzimáticos com atividade proteolítica.
• Muitos dos produtos biologicamente ativos resultantes da sua ativação associam-se covalentemente à superfície de células microbianas, a anticorpos associados a microrganismos e outros Ag, assim como a
corpos apoptóticos.
Funções Biológicas do Complemento!
- Lise Celular: Complexo de ataque
- Opsonização: Fagocitose (principalmente C3b, mas também iC3b e C4b)
- Inflamação: Anafilatoxinas (C3a e C5a)
- Remoção de complexos imunes e deposição dos mesmos no baço e fígado
- Remoção de células apoptóticas por fagócitos (C1q e MBL)
- Estimulação de respostas B: Facilitam a ativação de células B por antigénios
Funções biológicas do complemento - figura
A, C3b opsonizes microbes and is recognized by the type 1 complement receptor (CR1) of phagocytes, resulting in ingestion and intracellular killing of the opsonized microbes. Thus, C3b is an opsonin. CR1 also recognizes C4b, which may serve the same function. Other complement products, such as the inactivated form of C3b (iC3b), also bind to
microbes and are recognized by other
receptors on phagocytes (e.g., type 3
complement receptor, a member of integrin
family of proteins).
B, Membrane attack complex creates pores in cell membranes and induces osmotic lysis of the cells.
C, Small peptides released during complement activation bind to receptors on neutrophils and other leukocytes and stimulate inflammatory reactions. The peptides that serve this function
are mainly C5a (which is released by
proteolysis of C5, not shown) and C3a
Funções biológicas do complemento - Clearance de complexos imunes
Immune complexes activate the complement system. The generated
C3b binds to the complexes and to CR1 present on the surface of erythrocytes. During erythrocyte traffic through sinusoids in liver and spleen, resident phagocytes remove bound immune complexes leading
to their clearance.
Funções biológicas do complemento - Remoção de células apoptóticas
Mannose-binding lectin, ficolins and C1q bind debris of apoptotic cells, which are subsequently removed through binding to the C1qR and CR1 receptors on phagocytic cells.
Funções biológicas do complemento - Ativação de linfócitos B
Activation of complement by microbes leads to the binding of a complement breakdown product, C3d, to the microbes. The B cell simultaneously recognizes a microbial antigen (by the immunoglobulin receptor) and bound C3d (by the CR2 receptor). CR2 is attached to a complex of proteins (CD19, CD81) that are involved in delivering activating signals to the B cell.
Propriedades gerais do sistema do complemento
- Presente no soro de todos os mamíferos e outros animais, incluindo aves, anfíbios e peixes.
- Componente sorológico não-específico- Complemento de uma espécie pode reagir com Ab de outras espécies.
- Corresponde a 5% das proteínas do soro, não aumenta por imunização.
- Sensível ao calor; destruído em 30 min a 56ºC.
- Soro inativado- soro sem complemento ativo (inativado).
Componentes do Complemento + designação
- As proteínas do complemento são sintetizadas principalmente por hepatócitos.
- Circulam como proenzimas (inativas; indicado por “i”; e.g. iC3b).
- Têm um tempo de semi-vida curto.
Designação:
Números e.g.: C1 a C9
Letras e.g.: Fator D
Nomes triviais e.g.: Decay-accelerating Factor (DAF)
Os fragmentos designam-se por: Um número + uma letra: a (fragmento mais pequeno; exceto C2a); e.g. C3a b (fragmento maior); que participa na cascata; e.g. C3b
Complexos ativos: e.g.: C4b2a (com traço por cima de tudo)
Passos iniciais da ativação do complemento
A, The steps in the activation of the
alternative, classical, and lectin pathways. Although the sequence of events is similar, the three pathways differ in their requirement for antibody and the proteins used. Note that C5 is cleaved by the C5 convertase but is not a component of the enzyme.
Binding of complement proteins to microbial cell surface or antibody –> formation of C3 convertase –> cleavage of C3 –> covalent binding of C3b to microbe; formation of C5 convertase
Passos iniciais culminam com a formação de C5 convertase, que pode ocorrer
pelas 3 vias: clássica, alternativa ou lectina.
• Passos finais levam à formação do MAC e são idênticos nas 3 vias.
C3 convertases:
- C4bC2a (clássica e lectina)
- C3bBb (alternativa)
C5 convertases
- C4bC2aC3b (clássica e lectina)
- C3bBbC3b (alternativa)
Ativação do Complemento pela Via Clássica
- Dependente de Ab.
- Ativada por complexos antigénio anticorpo (usualmente IgM e IgG). Uma molécula de IgM é suficiente; são necessárias várias moléculas de IgG.
- Anticorpos ligados a antigénio; Anticorpos solúveis ou circulantes não ativam o complemento.
- C1q binds antigen-bound antibody, and induces a conformational change in one C1r molecule, activating it. This C1r then activates the second C1r and the two C1s molecules.
- C1s cleaves C4 and C2. C4 is cleaved first and C4b binds to the membrane close to C1. C4b binds C2 and exposes it to the action of C1s. C1s cleaves C2, creating the C3 convertase, C4b2a.
- C3 convertase hydrolyzes many C3 molecules. Some combine with C3 convertase to form C5 convertase.
- The C3b component of C5 convertase binds C5, permitting C4b2a to cleave C5.
Antigenic determinants are shown in dark red, initiating components (antibodies and C1q) are shown in green, active enzymes are shown in blue, and anaphylatoxins in bright red.
Via Alternativa de Ativação do Complemento
- Complexos antigénio/anticorpo não são necessários para ativação da via.
- Componente do sistema imunológico inato.
- Para ativação da via são necessárias 4 proteínas: C3, Fatores B e D; e Properdina.
- Iniciadores, e.g LPS e veneno de cobra.
Hidrólise espontânea de C3 em C3b e C3a (C3b liga-se à superfície do microrganismo)
Fator B liga-se a C3b, tornando-se susceptível à ação pelo Fator D, que o cliva, formando o complexo C3bBb, que possue atividade de C3 convertase
Ligação da Properdina estabiliza a C3 convertase
C3 convertase cliva C3 adicional, fragmento C3b resultante forma com C3bBb o complexo C3bBbC3b (C5 convertase)
C5 convertase cliva C5 em C5a e C5b; fragmento C5b liga-se à membrana celular do microrganismo iniciando a fase final da
cascata (formação do MAC)
Ativação do Complemento pela Via da Lectina
- Ativação independente de anticorpos.
- Cascata mais semelhante à via clássica, utilizando os componentes C4 e C2.
• Via é ativada pela ligação de MBL (mannose-binding lectin) a resíduos de
manose presentes em glicoproteínas à superfície dos microrganismos. Ficolinas também são capazes de ativar a via da lectina (diferença reside nos resíduos expressos por microrganismos que são reconhecidos, oligossacarídeos contendo açúcares acetilados).
• MBL é uma proteína de fase aguda, cuja concentração aumenta durante a
inflamação. Tem uma estrutura e função semelhante a C1q.
• Após ligação de MBL a resíduos de manose, MASP-1 e MASP-2 (MBL associated serine proteases 1 e 2) ligam-se à MBL. Este complexo ativo cliva C4 e C2, dando origem à C3 convertase e posteriormente C5 convertase.
Initiation of the lectin pathway relies on lectin receptor recognition of microbial cell surface carbohydrates. Lectin receptors, such as MBL, bind microbial cell surface carbohydrates. They bind the MASP family serine proteases, which cleave C2 and C4 to mediate formation of a lectin-pathway C3 convertase.
Passos finais da ativação da cascata do complemento
MAC
• Forma poros na membrana celular.
• Iões e moléculas pequenas podem passar através dos poros.
• Células não conseguem manter a estabilidade osmótica.
• Formação do MAC ocorre nas 3 vias de ativação do complemento, e cascatas são similares.
A, The late steps of complement activation start after the formation of the C5 convertase and are identical in the alternative and classical pathways. Products generated in the late steps induce inflammation (C5a) and cell lysis (membrane attack complex).
B, Properties of the proteins in the late steps of complement activation:
C5 - C5b initiates assembly of the membrane attack complex (MAC)
C6 - Component of the MAC: binds to C5b and accepts C7
C7 - component of the MAC: binds C5b, 6 and inserts into lipid membrane
C8 - Component of the MAC: binds C5b, 6, 7 and initiates binding and polymerization of C9
C9 - Component of the MAC: binds C5b, 6, 7 and 8 and polymerizes to form membrane pores
Regulação do Complemento
- Evita o esgotamento dos componentes do Complemento num único sítio de inflamação.
- Evita a ativação e formação do MAC em células do hospedeiro.
Principais:
Plasma proteins:
C1 inhibitor!! (C1 INH) - inhibits C1r and C1s serine protease activity
Factor H!! Protealitically cleaves C3b and C4b
(outros: factor I, C4 binding protein… e membrane proteins como MCP, CD46, DAF; CD59, CR1, CD35)
Regulação da ativação
do complemento
A, C1 inhibitor (C1 INH) prevents the assembly of the C1 complex, which consists of C1q, C1r, and C1s proteins, thereby blocking complement activation by the classical pathway.
B, The lipidlinked cell surface protein decay-accelerating factor (DAF) and the type 1 complement receptor (CR1) interfere with the formation of the C3 convertase by removing Bb (in alternative pathway) or C4b (in classical pathway; not shown). Membrane cofactor protein (MCP, or CD46) and CR1 serve as cofactors for cleavage of C3b by a plasma enzyme called factor I, thus destroying any C3b that may be formed.
