Teóricas Flashcards

1
Q

Perspetiva Histórica

A
  • Edward Jenner (1798) descobriu que a injeção de fluído de pústulas de varíola bovina protegiam pessoas contra a varíola
  • Em 1881, Pasteur vacinou ovelhas com bactérias Pastereullas atenuadas pelo calor e verificou que aquelas ficavam protegidas de bacilos virulentos
  • Em 1885, Pasteur vacinou pela primeira vez um ser humano, um rapaz, com vírus atenuado da raiva
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2
Q

Órgãos linfóides

A
  • Adenoid
  • Tonsil
  • Right subclavian vein
  • Left subclavian vein
  • Lymph node
  • Heart
  • Thoracic duct
  • Kidney
  • Spleen
  • Peyer’s patch in small intestine
  • Large intestine
  • Appendix
  • Lymphatics
  • Bone marrow
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3
Q

Hematopoiese

A
  • Inicia-se no saco vitelino até ao 3º mês de gestação
  • A partir do 3º mês de gestação, a hematopoiese ocorre no fígado fetal e no baço
  • A partir do 7º mês de gestação, a hematopoiese ocorre principalmente na medula óssea
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4
Q

Principais componentes celulares do sistema imunitário

A
  • Células mielóides:
    > monócitos/macrófagos
    > células dendríticas
    > granulócitos — neutrófilos, eosinófilos, basófilos, mastócitos
  • Células linfóides:
    > linfócitos B
    > linfócitos T
    > células Natural Killer (NK)
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5
Q

Neutrófilos

A
  • Capacidade fagocítica
  • 50-70% dos leucócitos no sangue
  • são as primeiras células a chegar a um foco inflamatório
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6
Q

Eosinófilos

A
  • Capacidade fagocítica
  • 1-3% dos leucócitos no sangue
  • Libertam grânulos eosinofílicos que atuam contra parasitas
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7
Q

Basófilos

A
  • Não têm capacidade fagocítica
  • <1% dos leucócitos no sangue (tecidos)
  • Grande número de grânulos — alergias
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8
Q

Mastócitos

A
  • Precursores de mastócitos formam-se na medula óssea de onde passam para a circulação, e completam a diferenciação nos tecidos
  • Encontram-se em vários tecidos (pele, tecido conjuntivo, mucosas epiteliais dos aparelhos respiratório, genito-urinário e digestivo)
  • Os mastócitos contêm grânulos com histamina, que quando libertada desempenha uma função importante em alergias
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9
Q

Sistema fagocítico — Monocelular

A

- Monótitos — circulam no sangue
- Macrófagos — presentes nos tecidos

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10
Q

Células dendríticas

A
  • Assim designadas por terem longas extensões membranares que parecem dendrites de neurónios
  • Desempenham funções na imunidade inata e adaptativa (apresentação de antigénio)
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11
Q

Células Natural Killer (NK)

A
  • Linfócitos com grânulos citoplasmáticos
  • Constituem 5-10% dos linfócitos no sangue humano
  • Possuem atividade citotóxica
  • Funções importantes na imunidade inata (resposta contra vírus, tumores)
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12
Q

Imunidade inata

A
  • Primeira linha de defesa
  • Rápida e menos específica para o patogénio
  • componentes: granulócitos, macrófagos, células NK, sistema do complemento, etc
  • Tipos de respostas:
    > barreiras físicas e químicas
    > células fagocíticas
    > células NK
    > proteínas circulantes
    - Resposta inicial aos micróbios patogénicos: prevenir, contes e eliminar a infeção do hospedeiro
    - Estimular a resposta imune adaptativa, de forma a torna-la mais eficientes contra diferentes patogénios
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13
Q

Imunidade adaptativa

A
  • Altamente específica para o patogénio invasor
  • Confere proteção duradoura a re-infeção pelo mesmo patogénio — memória
  • Depende de linfócitos
  • Tipos de respostas:
    > linfócitos B e T
    > anticorpos, TCR
    > diversidade
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14
Q

Invasores (patogénios)

A
  • Extracelulares
    > espaços intestinais
    > sangue
    > linfa
    > superfícies epiteliais
  • Intracelulares
    > citoplasma
    > vesicular
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15
Q

Anatomia e dinâmica da ativação dos linfócitos

A

1) Bacteria trigger macrophages to release cytokines and chemokines
2) Vasodilation and increased vascular permeabillity cause redness, heat, and swealling
3) Inflammatory cells migrate into tissue, releasing inflammatory mediators that cause pain
4) Immature dendritic cells reside in peripheral tissues
5) Dendritis cells migrate via afferent lymphatics to regional lymph nodes
6) Mature dendritic cell in the deep cortex

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16
Q

Desenvolvimento de um sistema imune e funcional — Sensibilidade e Especificidade

A

1) Reconhecimento
- sistema inato e adaptativo
2) Recrutamento, Contenção e eliminação
- funções efetoras: complemento, anticorpos, CTLs
3) Regulação
- resposta sem danificar hospedeiro
4) Memória
- proteção duradoura

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17
Q

Imunidade adaptativa —Imunidade Humoral

A

Pode ser conferida a um indivíduo não imunizado através da administração de anticorpos do soro provenientes de um indivíduo imunizado.

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18
Q

Imunidade adaptativa — Imunidade Celular

A

Pode ser transferida a um indivíduo não imunizado através da administração de linfócitos T/B provenientes de um indivíduo imunizado

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19
Q

Imunidade Adaptativa — Pirncípios

A
  • Especificidade
  • Diversidade
  • Memória
  • Expansão clonal
  • Especialização
  • Contração e homeostasia
  • Não reativa a si mesma
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20
Q

Linfócitos B

A
  • São formados na medula óssea
  • Cada linfócito B expressa recetores de antigénios (BCR/anticorpo) com igual especificidade na sua membrana
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21
Q

Funções dos Anticorpos na resposta imunológica

A
  • Neutralização
  • Opsonização
  • Ativação do sistema do complemento
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22
Q

Linfócitos T

A
  • Os precursores (HSC) originam-se na medula óssea, mas diferenciam-se no timo
  • Cada linfócito T expressa recetores de antigénios, o recetor de células T (TCR) na sua membrana com igual especificidade na sua membrana
  • Tipos de linfócitos T
    > linfócitos T CD4+ — “helper” T(H)
    > linfócitos T CD8+ — “cytotoxic” T(C)
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23
Q

Células apresentadoras de antigénio

A
  • Patrulham o corpo para detetar sinais de invasão por patogénios e capturar antigénios
  • Captura de Ag num local do organismo e apresentação nos gânglios linfáticos — migram para os gânglios linfáticos onde apresentam antigénio às células T
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24
Q

Apresentação/Reconhecimento do Ag e ativação dos linfócitos T

A

Propriedades:
- Capturar Ag
- Apresentar Ag aos linfócitos T ligado a moléculas de MHC
- Fornecer sinais de co-estimulação para proliferação e diferenciação

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25
Citocinas
Ligam-se a recetores de membrana em vários tipos celulares e induzem a célula a: - produzir outros fatores - diferenciar-se noutro tipo celular ou - desempenhar outras funções
26
Quimiocinas
Têm atividade quimiotática: - migração de células específicas para a proximidade da célula que secreta a quimiocina
27
Resposta Normal
**- Infectious agent —** protective immunity **- Innocuous substance —** allergy **- Grafted organ —** rejection **- Self organ —** autoimmunity **- Tumor —** tumor immunity
28
Resposta Deficiente
**- Infectious agent —** recurrent infection **- Innocuous substance —** no response **- Grafted organ —** acceptance **- Self organ —** self tolerance **- Tumor —**cancer
29
Imunidade inata — Componentes
**- Barreira epitelial:** pele, mucosas (tight junctions), enzimas e peptídeos antimicrobianos — lise **- "Sentinelas" celulares no sangue e tecidos (fagócitos):** neutrófilos, monócitos/macrófagos. DCs **- Proteínas no plasma:** complemento — lise e fagocitose
30
Barreiras físicas e químicas
Substâncias químicas com atividade microbicida ou inibitória do crescimento microbiano: - Enzimas antibacterianas — lisozima (saliva e lágrimas) - pH ácido + enzimas digestivas (pepsina no estômago) - Peptídeos antimicrobianos — criptidinas ou a-defensinas (intestino delgado, célullas de Paneth), b-defensinas (células epiteliais pele e trato respiratório), proteínas catiónicas danificam a membrana celular bacteriana
31
Opsonização
Processo que facilita a ação dos fagócitos por fixar opsoninas na superfície bacteriana, permitindo a fagocitose
32
Fagócitos
Reconhecimento do microrganismo patogénico por recetores de superfície que discriminam moléculas de superfície do patogénico das do hospedeiro - Fagocitose — fagossoma (acidificado) - Lisossomas (enzimas proteoilíticas e péptidos antimicrobiais - Fagolisossomas — destrói normalmente os agentes patogénicos
33
Células *Natural Killer* (NK) — Funções
- Reconhecem células infetadas ou "stressed", e respondem eliminando-as diretamente e secretando citocinas inflamatórias - Ativação das células NK é regulado pelo balanço entre sinais que são gerados de recetores ativadores ou inibidores
34
Inflamação
1) Produzir moléculas efetoras e atrair células do sangue para os locais de infeção 2) Induzir a coagulação sanguínea 3) Reparação do tecido danificado **Reconhecimento do microrganismo patogénico e danificação do tecido inicia a resposta inflamatória.** Após o reconhecimento, a produção de citocinas e quimiocinas, e outros mediadores químicos inicia o processo inflamatório
35
Mediadores inflamatórios
**- Mediadores lipídicos:** Leucotrienos, Prostaglandina (permeabilidade vascular), Platelet-activating factor **- Citocinas:** IL-1, TNFa, IL-6, IL-12 **- Quimocinas (recrutamento/migração):** CXCL-10, CXCL-8 (IL-8), CCL2, CCL3
36
Moléculas de adesão
Controlam a interação entre leucócitos e células endoteliais
37
Leukocyte Adhesion Deficiency (LAD)
- Very rare genetic disorder - Inherited disease-primary immunodeficiency diagnosed at birth - Failure to express cell-surface integrin (CD18) whichj is necessary for leukocytes to adhere to the vessel wall at site of infection - Frequent RTI, Otitis media-primary and reproductive tract infections
38
Reconhecimento da Imunidade Inata
A especificidade da Imunidade Inata (II) para produtos microbiais difere da especificidade da imunidade adaptativa. **1.** Componentes da II reconhecem estruturas típicas de patogénios ão presentes no hospedeiro (número limitadp de produtos microbiais; PAMPs — pathogenn-associated molecular patterns) **2.** Também reconhece moléculas endógenas que são produzidas ou libertadas por células danificadas ou a morrer. Essas moléculas chamam-se DAMPs — damage-associated molecular pattern **3.** Recetores (PRR — pettern recogntion receptores): TLR, Mannose Receptor; Scavenger receptor, que geralmente reconhecem produtos microbiais normalmente essenciais para a sobrevivência dos microrganismos **4-** Moléculas PR: recetoores de membrana extracelulares ou intracelulares ou proteínas solúveis
39
Funções dos Anticorpos na resposta imunológica
- Neutralização/Ligação ao patogénio - Opsonização - Ativação do sistema do complemento
40
Estados de diferenciação de um linfócito
*Naive* → Linfoblastos → Células efetoras → Células de memória
41
Imunoglobulinas — BCR/Anticorpos
Imunoglobulinas são glicoproteínas que se encontram em 2 formas: - Na membrana de linfócitos B — recetor da célula B BCR - Secretados por plasmócito (anticorpos) — sangue, linfa e fluídos tecidulares, onde funcionam como efetores da imunidade humoral neutralizando ou marcando Ag para sua eliminação
42
Imunoglobulinas
- As formas Transmembrana e Secretadas das Imunoglobulinas são derivadas da mesma cadeia pesada por processamento alternativo do RNA. - Células B expressam diferentes classes de Ig em diferentes estados de desenvolvimento - Células B maturas mIgM e mIgD - Células B ativados/memória podem expressar mIgG, mIgA ou mIgE
43
Especificidade dos Anticorpos
- A maior parte dos antigénios contêm múltiplos epítopos (determinantes antigénicos) - O sistema imunitário produz anticorpos contra os vários epítopos do mesmo antigénio — recrutamento de vários clones de células B (anticorpos monoclonais e resposta policlonal)
44
Anticorpos — Constituição
Os anticorpos são heterodimeros constituídos por 4 cadeias peptídicas: - 2 cadeias leves (L) idênticas - 2 cadeias pesadas (H) idênticas Cada cadeia L liga-se a uma cadeia H através de ligações dissulfeto e outras interações não covalentes (heterodímero H-L) Ligações similares ligam os heterodímeros H-L para formar a combinação final (H-L)2
45
Cadeias Leves
Existem 2 tipos de cadeias leves: - Cadeias capa (κ) - Cadei9as lambda(λ) Uma molécula de anticorpo contém apenas um tipo de cadeia leve
46
Cadeias Pesadas
Existem 5 tipos de cadeias pesadas: - Cadeias gama (γ) - Cadeias miu (μ) - Cadeias alfa (α) - Cadeias epsilon (ε) - Cadeias delta (δ) Cada uma das cedeias pesadas determina o isotipoe a classe do anticorpo: - IgG (γ) - IgM (μ) - IgA (α) - IgE (ε) - IgD (δ)
47
Classes de Anticorpos
Cada classe é distinguida pro sequências únicas (na parte constante) que conferem propriedades estruturais e funcionais específicas para cada uma das classes
48
Regiões Variáveis (V) e Regiões Determinantes de Complementariedade (CDR)
Regiões variáveis (V): - V(L) nas cadeias leves - V(H) nas cadeias pesadas Cada anticorpo contém um conjunto de aminoácidos diferentes nas regiões V. 3 Regiões determinantes de complementariedade (CDR) na V(L) e V(H) são as que apresentam maior variabilidade "regiões de hipervariablidade" CDR constituem o local de ligação ao Ag
49
Funções efetoras das regiões constantes dos anticorpos
1) Opsonização 2) Ativação do complemento 3) Citotoxicidade mediada por células dependente de anticorpos (ADCC — Antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity)) 4) Transcitose
50
Funções efetoras das regiões constantes dos anticorpos — Opsonização
- Facilitação da fagocitose por macrófagos ou neurófilos após a ligação de anticorpos (região variável) - Os macrófagos e neutrófilos possuem recetores da porção constante das Imunoglobulinas (FcR — ligam-se a região constante dos anticorpos) - Ex.: CD15 ou CD32
51
Funções efetoras das regiões constantes dos anticorpos — Ativação do Complemento
- As IgM e quase todas as IgG ativam glicoproteínas do soro coletivamente designadas por sistema do complemento (via clássica) - A molécula C1q do complemento liga-se às regiões constantes C(H)3 das IgM e IgG, levando À ativação das proteínas do complemento
52
Funções efetoras das regiões constantes dos anticorpos — Citotoxicidade mediada por células dependente de anticorpo (ADCC)
- Células revestidas de anticorpo são reconhecidas por células NK (ou NKT) através de recetores FcR (ex.: CD16) - As células NK desempenham a sua atividade citotóxica e eliminam a célula-alvo
53
Funções efetoras das regiões constantes dos anticorpos — Transcitose
- Transcitose — transporte das imunoglobulinas pelas camadas epiteliais das mucosas respiratórias, gastrointestinais e uro-genitais - IgA (humanos e murganhos) é a principal classe que sofre transcitose
54
Transcitose
- Transferência de quantidades significativas de IgG da mãe para o feto através da placenta - Esta capacidade depende de propriedades da região constante - A transferência de IgG da mãe para o feto é uma forma de imunização passiva
55
Recetores Fc
Funções efetoras dos Anticorpos (ADCC, fagocitose, transcitose) implica que as células efetoras expressem recetores Fc
56
IgM
- Corresponde a 5-10% das imunoglobulinas do soro - Semi-vida 10 dias - Na forma monomérica é expressa à superfície de linfócitos B (BCR) - É secretado numa forma pentamérica devido a ligações dissulfeto - O pentâmero inclui polipéptido adicional, cadeia J (joining), ligado por pontes dissulfeto à extremmmidade carboxyl-terminal de 2 das 10 cadeias μ
57
Propriedades das IgM
- É a primeira classe de imunoglobulinas a ser produzida numa resposta primária a um antigénio, e a ser sintetizada num recém-nascido - Devido à presença de 10 locais de ligação a antigénio, as IgM têm valência elevada > eficiência em ligar Ag com estruturas repetidas > eficiência na aglutinação de partículas virais - As IgM são mais eficientes que as IgG para ativar o complemento, devido a uma maior concentração de regiões Fc
58
IgD
- Presente em concentrações muito baixas no soro - É expressa (junto com a IgM) à sperfície de linfócitos B *naive* - É a mais abundante do soro (80%) - Semi-vida de 7-21 dias (maior semi-vida) - Existem 4 subclasses IgG em humanos: IgG1, IgG2, IgG3, e IgG4 - As subclasses têm diferenças na região constante da cadeia γ, incluindo: dimensão "hinge", número e posição de ligações dissulfeto
59
Atividade biológica das diferentes IgG
- As IgG1, IgG3 e IgG4 atravessam a placenta e protegem o feto - A IgG3 é a que ativa melhor o complemento, seguida de IgG1 e IgG2 (a IgG4 não o ativa) - As IgG1 e IgG3 ligam-se com afinidade elevada a recetores FcR nos fagócitos e medeiam opsonização (a IgG4 tem menor afinidade e a IgG2 extremamente pouca)
60
IgA
- Correspnde a 10-15% das imunoglobulinas do soro - Semi-vida 6 dias - É a imunoglobulina predominante em secreções externas (leite materno, saliva, lágrimas e muco dos brônquios, sistema genito-urinário e digestivo) - É muito importante para a proteção das mucosas - No soro, a IgA é predominantemente monomérica (embora possa existir em formas diméricas ou tetramérica, ligadas a cadeia J). A IgA das secreções externas é chamada "secretory IgA": é um dímero ou tetrâmero ligado à cadeia J e o componente secretor
61
Propriedades da IgA secretora
- A IgA secretora liga-se a recetores (poly-Ig receptor) expressos na superfície basolateral do epitélio das mucosas (ex.: tubo digestivo, respiratório, genital) e no epitélio glandular (mamárias, salivares, lacrimais) - **Complexo IgA-receptor poly-Ig** é transportado por entre a barreira epitelial para o lumen - Como é polimérica, a IgA secretora pode agregar antigénios com múltiplos epítopos
62
IgE
- Presente em concentrações muito baixas no soro - Semi-vida 2 dias - Medeia reações de hipersensibilidade imediata (ex.: asma, choque anafilático) - A IgE liga-se a recetores FcR na superfície de basófilos do sangue ou mastócitos tecidulares
63
Degranulação de mastócitos induzida por IgE
- A agregação de IgE por antigénios induz basófilos ou mastócitos a libertar o conteúdo dos seus grânulos - A **degranulação** liberta substâncias que levam a sintomas de alergia - A degranulação de mastócitos induzida por IgE facilita o aparecimento de uma resposta anti-parasita
64
Funções biológicas dos domínios da região constante
Determinadas pela sequência de aminoácidos de cada domínio. Regiões variáveis — ligação a antigénios Regiões constantes — funções efetoras
65
Germline Theory
Separate gene for each different immunogluubulin chain Antibody repertoire is largely inherited
66
Somatic Diversification Theory
Ab Repertoire is generated from a limited number of inherited V-region sequences that undergo alteration within B cells during the individual's lifetime
67
Anticorpos (imunoglobulinas)
- A base genética para a tremenda variação na molécula de anticorpos encontra-se na organização dos genes das imunoglobulinas e na combinação aleatória dos segmentos das regiões variáveis — somatic DNA recombination. - Certos segmentos génicos são "misturados" aleatoriamente por um sistema genético dinâmico capaz de gerar 10^6 - A diversidade de combinações de Anticorpos é subsequentemente aumentado por processos moleculares que a aumentam de 10^6 para 10^8
68
Organização dos genes das Imunoglobulinas
As cadeias leves (C(L)) e pesadas (C(H)) das imunoglobulinas são codificadas por **loci multigénicas**: - localizadas em cromossomas diferentes - constituídas por várias sequências codificantes — segmentos génicos separadas por sequências não-codificantes Durante o desenvolvimento de linfócitos B, os segmentos génicos são rearranjados e justapostos, para formar genes funcionais
69
Rearranjo dos genes da Imunoglobulina
- Na linha germinativa, múltiplos segmentos génicos codificam porções da cadeia pesada e leve das Imunoglobulinas - Esses segmentos génicos existem nas células germinativas mas não podem ser transcritos ou traduzidos, até serem "rearranjados" em genes funcionais
70
Organização dos "genes" das imunoglobulinas na linha germinativa em humanos
**5 Cadeias Pesadas (H) γ, μ, α, δ e ε:** - Contem segmentos V, D, J, e C - Os segmentos VDJ rearranjados codificam a região variável - Os segmentos C codificam as regiões constantes **2 Cadeias leves (L) k e l:** - contêm segmentos génicos V, J, C - os segmentos VJ rearranjados codificam a região variável - os segmentos C codificam as regiões constantes
71
Rearranjo dos segmentos génicos da região variável
- Rearranjo ocorre na medula óssea durante o desenvolvimento das células B - O rearranjo das regiões variáveis da cadeia pesada ocorre primeiro, seguido do rearranjo das regiões variáveis da cadeia leve
72
Geração da cadeia pesada μ ou δ
A produção de 2 mRNA para 2 cadeias H permite a célula B expressar ambas IgM e IgD com a mesma especificidade antigénica à sua superfície
73
Geração de diversidade
- Múltiplos segmentos génicos - Diversidade combinatório V(D)J - Flexibilidade/Diversidade juncional - Adição de nucleotídeos "P" - Adição de nucleotídeos "N" - Hipermutação somática
74
Flexibilidade juncional
Flexibilidade juncional pode levar a rearranjos não codificantes
75
Adição de nucleotídeos "P" e "N"
Adição de até 15 nucleotídeos (N-region nucleotides) nas extremidades "cortadas" das sequências VDJ codificantes das cadeia pesada pela enzima "terminal deoxynucleotidyl transferase" (TdT) — predominantemente na cadeia pesada
76
Modelo de exclusão alélica
- Células B (como todas as células somáticas) são diploides e contêm cromossomas maternos e paternos - Células B expressam cadeias H e L de um só cromossoma — "exclusão alélica"
77
Maturação de linfócitos B — Processo sequencial
1. Progenitores linfoides diferenciam-se em linfócitos pro-B (progenitores B) 2. Linfócitos pro-B diferenciam-se em linfócitos pre-B (precursores B) 3. Linfócitos pre-B originam os linfócitos B imaturos
78
Expressão do recetor célula pre-B: pore-BCR
- A cadeia pesada μ associa-se, na fase pre-B, a "surrogate light chain"/cadeia leve substituta. - Vpre-b: semelhante à região V da cadeia leve - λ5: semelhante À região C da cadeia leve - O pre-BCR é essencial ao desenvolvimento das células B - Checkpoint: apenas células que expressam o pre-BCR prosseguem a diferenciação - Reforça exclusão alélica da cadeia pesada (reduz expressão de RAG1/2, promove degradação da proteína RAG1/2)
79
"Bruton's agammaglobulinemia" ou Afamaglobulinemia ligada ao cromossoma X (ALX)
Mutação na "Bruton's tyrosine kinase" (BTK), que é ativada "downstream" da via de transdução de sinal do pre-BCR - bloqueio no desenvolvimento pre-B — imunodeficiência
80
Linfócitos B maduros
- Co-expressão membranar de IgM e IgD - Co-expressão de IgD e IgM deve-se a uma alteração no processamento do mRNA da cadeia pesada
81
Linfócitos B auto-reativos
- São selecionados negativamente na medula óssea - Apenas 10% dos linfócitos B formados na medula óssea entram na circulação (5x10^6 out of 5x10^7/day) 1. ausência de rearranjos produtivos dos genes das imunoglobulinas 2. seleção negativa (deleção clonal de linfócitos B imaturos que expressam auto-anticorpos)
82
Semelhança estrutural entre TCR e imunoglobulinas
- Cada cadeia TCR, contém 2 domínios: > domínio variável (V) > domínio constante (C) - Os domínios variáveis do TCR contêm 3 regiões hipervariáveis equivalentes Às regiões determinantes de complementariedade (CDR) das imunoglobulinas
83
Tipos de recetores T
**TCR αβ** - Heterodímero: uma cadeia α e uma cadeia β - presente na maioria dos linfócitos T do sangue - interage com péptidos antigénicos apresentados pro moléculas MHC - apresenta grande variabilidade na região V - alto grau de especificidade - Imunidade adaptativa **TCR γδ** - heterodímero: uma cadeia γ e uma cadeia δ - reage contra proteínas antigénicas que não são apresentadas por moléculas MHC: certas classes de antigénios presentes em microrganismos (lípidos e proteínas) - apresenta pouca variabilidade na reegião V - associação à imunidade inata
84
Organização dos genes do TCR
- Os genes que codificam as cadeias do TCR são expressos apenas em linfócitos T - Os 4 loci do TCR têm uma organização multigénica tal como os genes das imunoglobulinas - As cadeias α e γ: são produzidas após rearranjos de segmentos génicos V e J - As cadeias β e δ: são produzidas após rearranjos de segmentos génicos V, D e J
85
Localização cromossómica dos genes do TCR nos humanos
Os genes que codificam as cadeias α e δ do TCR ficam localizados no mesmo cromossoma (14)
86
Localização dos segmentos génicos das cadeias α e δ
- Os segmentos génicos δ ficam localizados entre os segmentos génicos Vα e Jα - Um rearranjo produtivo dos segmentos génicos Vα e Jα elimina o locus δ - Como consequência, o TCR αβ não pode ser co-expresso com o TCR γδ
87
Mecanismos de geração de diversidade de moléculas TCR
-- Diversidade combinatória: junção aleatória dos segmentos V, D e J - Possibilidade de ser incluído nenhum ou múltiplos segmentos D nos genes das cadeias β e δ - Adição de nucleótidos "P" ou "N"
88
Maturação de Linfócitos T
- Os linfócitos t desenvolvem-se no timo - Precursores de linfócitos T migram da medula óssea para o timo através do sangue. No timo, estes precursores designam-se timócitos - Os timócitos atravessam uma série de etapas de diferenciação até serem formados linfócitos T maduros: T(H) (CD4+) ou T(C) (CD8+) (maioritariamente
89
Linfócitos T(H) e T(C)
- Diferenciam-se a partir de precursores imaturos - A expressão dos co-recetores CD4 e CD8 definem estados sucessivos de desenvolvimento de células T - Os timócitos precursores não expressam as proteínas CD4 e CD8: designam-se DN (duplos negativos) - Com a diferenciação, os timócitos passam a co-expressar CD4 e CD8: designam-se DP (duplos positivos) - No final da diferenciação tímica, expressam CD4 ou CD8: designam-se SP (single positive)
90
Fases iniciais do desenvolvimento das células T
1. Os timócitos DN1 são "comprometidos" (lineage commitment — Notch ligand DLL4) para a linhagem T, diferenciam-se em DN2 e começam a dividir (Interleucina 7) 2.. Timócitos DN2 começam a expressar as proteínas RAG1 e RAG2: *Recombinase activating gene*. Os genes das cadeias β, γ e δ do TCR são rearranjados nos estádios DN2-DN3 3. Timócitos DN3 param de dividir e rearranjam os genes da cadeia β do TCR. A cadeia β é sintetizada e associa-se a uma proteína designada pre-Tα. As cadeias TCRβ + pre-Tα = recetor da célula pre-T (pre-TCR) Seleção de linfócitos T com um rearranjo produtivo do gene da cadeia TCRβ- Timócitos cujos rearranjos do locus TCRβ não formam uma proteína funcional e não formam o complexo pre-TCR são eliminados — β selection checkpoint
91
Sinais "emitidos" pelos pre-TCR
1) Timócitos podem rearranjar o locus da cadeia TCRα 2) Expressão de CD4 e CD8 é estimulada 3) As células entram em divisão 4) Rearranjos adicionais do locus TCRβ são bloqueados (exclusão alélica)
92
Seleção positiva
- Criação de um repertório de células T restritas ao próprio MHC. - Ocorre no córtex do timo - Envolve a interação de timócitos imaturos com células epiteliais tímicas corticais (cTECS) que expressam MHC I e II - Os timócitos que não reconhecem MHC morrem
93
Seleção negativa
- Criação de um repertório de células T tolerante a antigénios do próprio - Predominantemente na zona medular. - Os timócitos que sobrevivem à seleção positiva t~em afinidade variável contra antigénios próprios (alguns auto-reativos) - Células epiteliais tímidas medulares (mTECs), dendríticas (DCs) que expressam MHC classe I e II medeiam a seleção negativa. - mTECs e DCs interagem com timócitos que expressam TCR com alta afinidade para antigénio próprio + MHC. Estes timócitos auto-reativos morrem por apoptose - A seleção negativa não é 100% eficiente e mecanismos periféricos (células T reguladores) garantem a tolerância
94
Timócitos sofrem um processo de seleção rigoroso
- Os rearranjos aleatórios dos genes do TCR geram grande diversidade de moléculas de TCR 10^8-10^12 - De todos os TCR formados, só aqueles que reconhecem o MHC/peptidos do próprio é que são selecionados. - Cerca de 95-98% dos timócitos formados morrem por apoptose, porque: > não realizam rearranjos produtivos de TCR > não reconhecem moléculas de MHC próprias
95
CD4 vs CD8 lineage choice
Timócitos que expressam um TCRαβ que reconhece, ;HC sobrevivem e diferenciam-se em: - CD8+, se reconhecem MHC classe I - CD4, se reconhecem MHC classe II
96
Seleção T(REG)
Subpopulação de células T CD4 que modulam o sistema imunitário, mantendo a tolerância para antigénios do próprio e inibindo doenças autoimunes
97
FoxP3
Fator de transcrição essencial para as células CD4+ Treg Inicia um programa molecular específico para a diferenciação em CD4 T reguladoras
98
Immunodisregulation-polyendocrinopathy-enteropathy X-linked (IPEX) syndrom
- Mutação no gene FoxP3 — ausência de células T reguladoras - Quase todos os indivíduos com IPEX desenvolvem doenças autoimunes - Pessoas com IPEX desenvolvem frequentemente inflamação da pele (dermatite) - O termo "polyendocrinopathy" resulta dos indivíduos afetados desenvolverem problema em múltiplas das glândulas endócrinas
99
Seleção células NKT
- Diferenciação no timo e existem em órgãos periféricos (fígado) - Expressam TCR com uma cadeia invariante (Vα24/Vβ11, em humanos) e o recetor NK1.1 - Selecionadas por moléculas CD1d expressa por timócitos DP
100
Seleção Células T γδ
- Não é necessário MHC - Sinais pelo pre-TCR comprometem a maioria dos timócitos para a linhagem de linfócitos αβ - Sinais pelo TCR γδ comprometem os timócitos para a linhagem de linfócitos αβ
101
Reconhecimento de antigénio pelos linfócitos T
Moléculas apresentadoras de antigénio: codificadas no Complexo "principal" ou "maior" de histocompatibilidade (Major Histocompatibility Complex) **MHC I e MHC II: Semelhanças estruturais e funcionais** - glicoproteínas ligadas a membrana com estrutura e função semelhante - complexos com antigénios peptídios, apresentando-osna superfície celular para o reconhecimento pelas células T
102
Genes do MHC
O complexo MHC é um conjunto de múltiplos genes alinhados no cromossoma: - Complexo HLA em humanos (cromossoma 6) Codificam 3 classes de moléculas: - Genes do MHC classe I - Genes do MHC classe II - Genes do MHC classe III
103
MHc Classe I
Glicoproteínas expressas à superfície de quase todas as células nucleadas e cuja função é apresentar antigénios peptídicos a linfócitos CD8 T(C) Moléculas clássicas classe I: HLA-A, HLA-B e HLA-C
104
MHC Classe II
Glicoproteínas expressas à superfície de células apresentadoras de antigénio e cuja função é apresentar antigénios peptídicos processados a linfócitos CD4 T(H) Moléculas clássicas classe II: DP, DQ e DR
105
MHC Classe III
Proteínas secretadas com funções imunológicas, incluindo componentes do complemento e moléculas envolvidas na inflamação
106
Genes do MHC e hereditariedade
- São polimórficos (formas alternativas do mesmo gene — alelos) - Genes localizados muito próprimos uns dos outros. Maior parte dos indivíduos herdam os alelos codificados por estes loci como 2 sets de cada progenitor — haplótipo (é o conjunto de alelos do MHC presente em cada cromossoma) - Alelos são expressos em codominância (produtos génicos maternos e paternos expressos na mesma célula)
107
Polimorfismos dos genes MHC
Presença de múltiplos alelos num dado locus genético Em humanos alguns loci HLA têm centenas de alelos identificados até agora. São os genes mais polimórficos.
108
MHC I e II — Codominância e expressão
- Os alelos paternos e maternos são expressos de forma codominante. - Numa população "outbred", os descendentes são em geral heterozigóticos em muitos locus e expressam MHC paternos e maternos - Indivíduos heterozigóticos expressam ambos os alelos de cada locus MHC - Para a mesma cadeia de molécula MHC, podem ser expressos vários genes - A expressão de diferentes genes e diferentes alelos aumentam o número de combinações possíveis e complexos MHC
109
MHC I e II — Apresentação de múltiplos antigénios
Cada indivíduo expressa um número limitado de moléculas de MHC: - até 6 moléculas de classe I - até 12 moléculas de classe II
110
Interação de péptidos com MHC classe I
- Cada variante alélica distinta (HLA-A1 HLA-A2) apresenta "sets" de péptidos diferentes - Uma célula nucleada expressa 10^5 cópias de cada molécula MHC classe I, muitos péptidos diferentes serão expressos por estas moléculas simultaneamente - Os péptidos ligados à molécula de MHC têm entre 8 a 10 aminoácidos e contêm a.a. idênticos ou semelhantes em posições definidas ao longo do peptídeo "anchor residues" (resíduos de ancoragem, tendencialmente a.a. hidrofóbicos)
111
Interação de péptidos com MHC classe II
- Cada péptido (exógenos) tem entre 13 a 18 aminoácidos - "The peptide-binding cleft" é aberta em ambas extremidades - Não existem "anchor residues" conservados - 13 a.a. centrais conferem, os pontos de contacto principais e determina a capacidade de ligação a MHC classe II
112
Variação entre alelos
- A divergência de sequências é grande entre os vários alelos de MHC na mesma espécie. - A maior variação na sequência está concentrada nos > domínios α1 e α2 das moléculas MHC classe I > domínios α1 e β1 das moléculas MHC classe II - Os resíduos polimórficos situam-se frequentemente à volta da cavidade de ligação a péptidos
113
Células tumorais "Daudi"
São incapazes de sintetizar microglobulina-β2
114
Apresentação de antigénios (péptidos) por moléculas de MHC
- Células nucleadas que apresentam péptidos através de MHC classe I a linfócitos CD8+ T(C) - "Antigen- presenting cells (APCs) células apresentadoras de antigénio (DCs, macrofagos, células B) apresentam péptidos através de MHC classe II e linfócitos CD4+ T(H)
115
Antigénios e processamento
Os antigénios são processados antes de ser conjugados a moléculas MHC - Antigénios endógenos (e.g. vírus): processados pela via citosólica e apresentados por MHC classe I - Antigénios exógenos (e.g. provenientes pela via endocítica e apresentados por MHC classe II
116
Via citosólica de processamento do antigénio
- A via pelos quais os antigénios são endógenos são degradados pera apresentação pelas moléculas de MHC I utiliza as mesmas vias envolvidas no "turnover" de proteínas intracelulares
117
Transporte dos péptidos parta o retículo endoplasmático rugoso para serem associados à molécula de MHC I
- A proteína transportadora "transporter protein" TAP (transporter associated with antigen processing") é um heterodímero formado por 2 proteínas: TAP1 e TAP2 - As proteínas TAP1 e TAP2 transportam péptidos do citosol para o RER, através da hidrólise de ATP (têm afinidade para péptidos de 8 a 10 aminoácidos)
118
Associação dos péptidos com MHC classe I inclui moléculas chaperon
- Como outras proteínas, a cadeia α do MHC classe I e a microglobulina-β2 /β2m) são produzidas no RER - A proteína chaperona calnexina liga-se à cadeia αlivre e facilita a sua estabilidade - A cadeia α liga-se à β2m, libertando a calkknexina - O complexo cadeia α com β2m liga-se a 3 chaperone: calreticulina, ERp57 e tapasina - A tapasina permite a interação com o transportador TAP e transferência do péptido
119
Via endocítica de processamento do antigénio
A via pelos quais os antigénios exógenos são processados e apresentados pelas moléculas de MHC II **APCs internalizam antigénio por endocitose ou fagocitose** - Células dendríticas e macrófagos: internalizam antigénio por fagocitose e endocitose - Linfócitos B: internalizam antigénio por endocitose utilizando anticorpo membranar ligado ao antigénio
120
Internalização e degradação do antigénio
- Os antigénios degradados na via de processamento endocítica - A via endocítica encolve 3 compartimentos: > endossomas primários (early) > endossomas sencundários (late) > lisossomas (aumento da acidez) - Ao longo deste percurso, o antigénio é degradado por séries de enzimas hidrolíticas: os lisossomas contêm proteases, nucleases, glicosidases, lipases, fosfolipases e fosfatases - O antigénio é degradado em oligopéptidos de 13-18 aminoácidos
121
Transporte de moléculas de MHC classe II para vesículas endocíticas
- Moléculas de MHC classe II s~ºao produzidas no RER - Cadeias αβ classe II associam-se a cadeia invariante (Ii) (CD74) - A cadeia invariante interage com e bloqueia a "peptide-binding cleft" da molécula classe II, evitando assim À ligação de péptidos endógenos no RER - A cadeia invariante participa na estabilização das moléculas de MHC-II e no trasnporte desta através do complexo de Golgi e *Trans*-Golgi para a via endocítica
122
Associação péptidos às moléculas de MHC classe II
- À medida que o MHC-II/Ii é transportado através da via endocítica, a cadeia invariante é gradualmente degrada - Um pequeno fragmento da cadeia invariante, CLIP (class II-assoociated invariant chain peptide), permanece ligado à cavidade de ligação a péptidos - A molécula MHC-II não-clássica HLA-DM associa-se ao complexo MHC-II/CLIP e facilita a troca do CLIP por um péptido antigénico - A molécula MHC-II não-clássica HLA-DO inibe e regula a atividade da HLA-DM (em linfócitos B e no timo)
123
Órgãos linfóides primários
Órgão sonde os leucócitos (e.g. linfócitos) se desenvolvem e amadurecem. - Timo - Medula óssea
124
Órgãos linfóides secundários
Órgãos onde linfócitos maduros interagem com antigénio. - Gânglios linfáticos - Baço - Tecido linfóide associado a mucosas (MALT)
125
Gânglios linfáticos
- Locais onde a resposta imunitária se desenvolve contra antigénios da linfa - São estruturas encapsuladas com tecido conjuntivo - Contêm uma estrutura reticular compactada com linfócitos, macrófagos e células dendríticas - Estando localizados na junção de vasos linfáticos são o primeiro órgão que encontra antigénio dos espaços tecidulares
126
Gânglios linfáticos — Estrutura
**Córtex** Linfócitos (principalmente linfócitos B), macrófagos e DC foliculares organizadas em folículos primários **Paracórtex** Linfócitos T e DCs **Medula** Zona mais difusa, principalmente células linfóides **Vasos linfáticos aferentes** Drenam a linfa dos tecidos, transportando antigénio simples ou antigénio fagocitado pelas APCs (DCs, macrófagos) **Vasos linfáticos eferentes** Drenam a linfa do gânglio linfático, enriquecida com Anticorpos e Linfócitos
127
Sistema Linfático
- Devido à pressão sanguínea, o soro passa dos vasos para os tecidos (fluido intersticial) - O fluido entre em vasos linfáticos primários (passa a designar-se linfa) - A linfa circula nos vasos linfáticos - Quase toda a linfa volta à circulação sanguínea (na veia subclávia esquerda) através do duto torácico
128
Baço — Estrutura
- Situado na cavidade abdominal do lado esquerdo - Responsável pela resposta imunitária a antigénios presentes no sangue **Polpa vermelha** Macrófagos, hemácias e alguns linfócitos **Polpa branca** Folículos linfóides primários são ricos em linfócitos B e contêm centros germinativos. Envolve as ramificações da artéria esplénica, formando a bainha linfoide periarterial (linfócitos T) **Zona marginal** Fica na periferia da bainha periarterial e é constituída por linfócitos e macrófagos
129
Afinidade do TCR
A afinidade do TCR para o complexo antigénio-MHC é baixa/moderada comparada com a afinidade antigénio-anticorpo
130
Ligação dos co-recetores a moléculas de MHC
- O TCR dos linfócitos CD4+ reconhecem antigénio associado a moléculas de MHC classe II - O TCR dos linfócitos CD8+ reconhecem antigénio associado a moléculas de MHC classe I
131
Domínios extracelulares de CD4 e CD8
Os domínios extracelulares de CD4 e CD8 reconhecem a região conservada das moléculas de MHC: - CD4 contata os domínios α2 e β2 do MHC classe II - CD8 contata os domínios α2 e α3 do MHC classe I e também um pouco da microglobulina-β2
132
Transdução do sinal
A interação de um linfócito T com antigénio desencadeia uma série de eventos bioquímicos que induzem a célula a entrar em ciclo celular, multiplica-se e diferenciar-se em células efetoras ou de memória
133
Transdução de sinais — TCR complex
- Associação de«os heterodímeros TCR αβ com complexo de proteínas CD3 — essencial para a expressão do complexo à superfície da célula e para a transdução do sinal "signal transduction" - Os dímeros das proteínas CD3 são importantes para transdução de sinais para o interior da célula - As sequências ITAM interagem com "kinases" de tirosina e são importantes para a transdução de sinais
134
Geração de múltiplos sinais intracelulares
Recetores de superfície → Convertem sinais extracelulares em informação que é "transmitida" ao longo da membrana citoplasmática → Gerar eventos bioquímicos intracelulares
135
Entrada da APC nos órgãos linfoides periféricos
DC captam Antigénio nos tecidos e migra para os LN de forma a apresentar Antigénios às células T
136
Ativação de linfócitos T
A ativação de linfócitos T ocorre quando há interação entre o complexo TCR-CD3 e um péptido antigénico processado e apresentado por MHC I ou II à superfície de uma célula APC. APC ativadas pelos patogénios fornecem sinais adicionais essenciais à ativação das células T
137
Sinais co-estimulatórios para ativar propriamente os linfócitos T *naive*
**Sinal 1** Interação entre o péptido antigénico/MHC e o complexo TCR-CD3 (+ co-recetor CD4 ou CD8) ** Sinal 2** Sinal co-estimulador, não específico de antigénio, obtido através da interação entre recetor CD28 no linfócito T e proteínas da família B7 (CD80/CD86) expressas pela célula APC Sinais "coestimuladores" induzidos nas APC por produtos microbiais durante a fase de reconhecimento
138
Co-estimulação
- Necessária para iniciar resposta das células T (ativação das células T *naive*) - Garante que as células T respondam a micróbios patogénicos (indutores de ligandos co-estimuladores, CD80 e CD86) e não antigénios inofensivos - Alvos terapêuticos para modular a resposta das células T
139
Geração de células efetoras CTL
Sinal específico de antigénio transmitido pelo complexo TCR após reconhecimento de péptido associado a MHC classe I presente numa célula APC Sinal co-estimulador transmitido pela interação CD28-B7
140
Desenvolvimento de T(H)1
A base molecular da diferenciação em T(H)1 envolve a colaboração entre sinais do TCR + co-estimulação, citocinas IFNγ e IL-12, fatores de transcrição T-bet, STAT1 e STAT4
141
Desenvolvimento de T(H)2
A diferenciação em T(H)2 ocorre em resposta a helmintas e alérgenos,e envolve a colaboração de sinais do TCR + co-estimulação, as citocinas IL-4 e fatores de transcrição GATA-3 e STAT6
142
Respostas pelas células T(H) perante diferentes tipos de micróbios
- Patogénios intracelulares (ex.: Mycobacterium) que residem dentro de fagossomas de fagócitos, estimulam um resposta efetora T(H)1 - Resposta a parasitas helmintas (e.: Endoparasitas) desencadeiam uma resposta T(H)2
143
Princípios da Imunidade Humoral
1) Imunidade humoral é iniciada pela ligação do Ag ao BCR ligado à membrana das células B 2) A resposta das células B é aumentado/melhorada/regulada por sinais de CD4 T "helper"
144
Tipos de resposta de Linfócitos B
**1. Resposta de linfócitos B dependente de células T** Os CD4+ T(H) "ajudam" as células B e estimulam "isotype switch", "affinity maturation" e geração de plasmócitos e células de memória "long-liced" **2. Resposta de Linfócitos B independente de células T** Resposta relativamente simples — IgM
145
Processo de ativação da células B e produção de anticorpos
**Fases sequenciais** - Reconhecimento (ligação Ag-BCR) - Ativação (dependente ou independente das células T) - Proliferação e diferenciação (plasmócitos e células de memória)
146
Ativação via BCR
1. A ativação dos linfócitos B é iniciada quando duas ou mais moléculas do BCR são agregadas pela ligação multivalente ao antigénio (Ag), que com as cadeias Igα e Igβ formam o complexo BCR 2. Transdução intracelular dos sinais ativadores é medida pelos heterodímeros Ig-α/Ig-β 3. Agregação/ativação das cinases da família Src (Blk, Lyn, Fyn). Fosforilação da ITAM nas Igα/Igβ — local de ancoragem da Syk (equivalente a Lck/Zap-70 das T)
147
Interação entre CD40L-CD40
CD40L (CD154) — células T(H) ativadas CD40 (TNF receptor family) — células B - Ativação de Nf-kB e AP-1 - Expressão de AID (activation-induced deaminase), enzima fundamental para "class switch" e "somatic recombinatiion"
148
Resposta Humoral
Envolve uma série de eventos que ocorrem em locais distintos dos gânglio linfáticos - Após a ativação das células B, são formados pequenos focus de proliferação nos limites das "T-cell-rich areeas" — folículos primários - Após alguns dias, formam-se os folículos secundários, que fornecem um microambiente especializado para as interações entre células B e T(H) ativadas
149
Centros germinativos (CG)
Formam-se 7 a 10 dias depois da exposição ao antigénio dependente de linfócitos T Compostos por duas áreas: - Dark zone - Light zone
150
Centros germinativos e diferenciação de células b induzidas pelo antigénio
Três eventos associados à diferenciação de linfócitos B ocorrem nos centros germinativos: 1) Mudança de classe de Imunoglobulina — Class switch 2) Maturação da afinidade — Affinity maturation 3) Formação de plasmócitos e células de memória
151
Mudança de classe de Imunoglobulina
Após estimulação antigénica, um linfócito B naive pode mudar a classe ou isótipo de Ig (mesma especificidade, diferentes funções efetoras)
152
Como é alcançada/determinada a especificidade na mudança de classes?
Células T(H) ativadas secretam citocinas que em conjunto com CD40L estimulam a proliferação e diferenciação de linfócitos B - Após ativação, os linfócitos expressam recetores para várias citocinas - Citocinas produzidas pelos linfócitos T(H) estimulam os linfócitos B
153