Imunologia - Ontogenia de B e T PDF

Preview

Summary

Anotações de aula...

Description

ONTOGENIA DE B Os linfócitos B são células da imunidade especifica que são encontradas em órgãos linfoides secundários, como o baço e linfonodos. Eles apresentam imunoglobulinas acopladas à sua membrana que funcionam como receptores de superfície que identificam antígenos específicos, o BCR. As células B não precisam da mediação de APCs para reconhecer os antígenos, elas são capazes de fazer isso diretamente. A formação dos linfócitos B acontece durante a vida inteira. B2 Formado na medula óssea Subdivide-se em B2 folicular e B2 de zona marginal quando chega ao baço ou nos linfonodos, no final da ontogenia. B2 folicular reconhece antígenos timo-dependentes B2 de zona marginal reconhece antígenos timo-independentes. A IL-7, citocina produzida pelas células estromais de medula óssea, vai ser necessária em todos os passos do processo de ontogenia. A ontogenia de B consta de 4 fases: pró-B, pré-B, B imatura e B madura. O primeiro fenômeno vai ser a proliferação celular. Ela é importante, pois, caso haja algum defeito estrutural nas etapas posteriores, há um número grande de célula para compensar, fazendo com que um erro não comprometa todo o processo de diferenciação. Além disso, essa proliferação é essencial para produzir linfócitos com uma grande gama de especificidades para antígenos diversos. Essa proliferação depende da IL-7 e acontece na medula óssea. O segundo fenômeno é a formação do BCR. O BCR é uma proteína de membrana em forma de “Y” formada por 2 cadeias pesadas iguais e 2 cadeias leves iguais. A cadeia leve tem um domínio variável e outro constante, enquanto a pesada tem de 3 a 4 domínios, um variável e os outros constantes. Os domínios variáveis são aqueles que ficam nas pontas e que permitirão o reconhecimento de diferentes antígenos. O tipo de anticorpo vai ser determinado pelo domínio constante da cadeia pesada. Todos os linfócitos B expressam como BCR o IgM. A primeira a se formar é a cadeia pesada, e depois a leve. O domínio variável da cadeia pesada é codificado por 3 genes: V, D e J. Existem vários tipos de V, D e J e, a escolha desses genes é aleatória e é feita por duas enzimas chamadas de recombinases (RAG1 e RAG2). As RAG, induzidas pela IL-7, vão escolher aleatoriamente um V, um D e um J. Isso já gera certa variabilidade, mas muito pouca se comparada com o que é formado no final do processo de ontogenia. As RAGs tem uma função catalítica de quebrar a dupla fita de DNA. Assim, todos os genes que estiverem entre o V e o D escolhidos e entre o D e o J escolhidos vão ser excluídas da fita. As RAGs também vão aproximar os genes escolhido. Durante esse processo foram formados “buracos” na fita de DNA. Entretanto, a hidroxila e o fosfato das extremidades das fitas vão se ligar de forma espontânea, formando um grampo. Uma enzima chamada Artemis vai quebrar esse grampo sem um sitio especifico, sendo capaz de quebrar o grampo em qualquer sitio entre duas bases nitrogenadas. Ao fazer isso, ela cria um molde imprevisível de fita simples que será completada pela DNA polimerase.

Depois, outra enzima chamada TdT vai transferir até 20 nucleotídeos aleatórios nas áreas que ainda estão abertas na fita, sem a necessidade de um molde. A DNA polimerase vai preencher a fita simples criada pela TdT. Por fim, a ligase-4 vai fechar as fitas adicionando um ultimo par de nucleotídeos, finalmente formando a sequencias que vai codificar o domínio variável da cadeia pesada. A escolha aleatória dos genes VDJ já causa certa variabilidade, mas o modo como eles são unidos após a escolha vai causar uma variabilidade muito maior. Assim, as regiões entre VD e VJ são chamadas de regiões hipervariaveis. Dessa maneira, os mecanismos que vão gerar diversidade nos domínios variáveis da cadeia pesada são: a proliferação inicial, a escolha aleatória das RAGs, a quebra aleatória dos grampos pela Artemis e a adição aleatória de nucleotídeos pela TdT. Com a cadeia pesada do BCR formada o pró B se transforma em pré B e, com mais estímulo da IL-7, vai proliferar novamente, formando várias células com a mesma cadeia pesada. Nesse momento, a cadeia leve que ainda não foi formada está sendo substituída por uma chaperonina. Em seguida, vai começar a formação da cadeia leve. O domínio variável da cadeia leve vai ser codificado por dois genes: V e J. O mecanismo de recombinação envolve os mesmo processos da cadeia pesada. O RAG escolhe aleatoriamente um V e um J, cliva o que tiver entre os genes escolhidos e aproxima-os. É formado um grampo entre o fosfato e a hidroxila das extremidades soltas e esse grampo vai ser clivado pela Artemis em sítios aleatórios. A fita simples formada vai ser completada pela DNA polimerase. A enzima TdT vai adicionar, sem um molde, até 20 nucleotídeos aleatórios nas extremidades livres formando outra fita simples que vai ser completada pela DNA polimerase e, por fim, a ligase vai adicionar um ultimo par de nucleotídeos e juntar as partes da fita. Dessa forma, como as cadeias leves vão ser diferente, cada célula vai ter um BCR diferente das outras, mesmo tendo a mesma cadeia pesada. A especificidade só quando os domínios variáveis das duas cadeias se juntam. Com o BCR formado a célula passa a se chamar célula B imatura, pois ela ainda não passou pelo processo de seleção. Nesse processo, se os BCRs reconhecerem com alta afinidade antígenos próprios, eles são auto reativos, as caspases serão ativadas e elas sofrerão apoptose ou elas podem passar por um processo de reedição do BCR onde as RAGs são ativadas para alterar o domínio variável da cadeia leve, mudando a especificidade do BCR. Se ela reconhecer com baixa afinidade, gerando um sinal que não é forte o suficiente para ativar as caspases, a célula se torna anérgica, sem funcionalidade. Se não reconhecerem nenhum antígeno self essas células se tornam célula B maduras e podem ir para a circulação. No entanto, esse processo não pode garantir que essas B não são auto reativas, pois só tiveram contato com aqueles antígenos que estão presentes na medula. As células B maduras vão, então, migrar para o baço onde as células B que só expressam IgM vão para a zona marginal enquanto as que expressam tanto IgM quanto IgD vai para a região folicular, essas ultimas são chamadas de B2 verdadeiras e são as que mais atuam contra patógenos. As células B1 são formadas no peritônio e possuem uma diversidade muito menor, não apresentam TdT e apresentam poucas variedades de VDJ. Sua especificidade é pequena, apenas apresentam IgM e identificam antígenos timo independentes. Elas são produzidas no fígado fetal e no peritônio em adultos.

A diferenciação das regiões constantes da cadeia pesada que vão determinar o tipo de imunoglobulina não envolve recombinação genica, mas uma alteração no splicing do RNAm.

ONTOGENIA DE T O linfócito T é uma célula da imunidade adaptativa que apresenta como receptor em sua membrana o TCR. O TCR é um heterodímero formado pela cadeia β e pela cadeia α. Cada cadeia apresenta um domínio constante que se liga à membrana e um domínio variável que se liga ao complexo MHC e ao antígeno que ele apresenta. O TCR não tem capacidade de sinalização, pois sua cauda citoplasmática é muito pequena. Assim, ele precisa de duas cadeias associadas, a CD3 e a ZETA que vão auxiliar na sinalização intracelular. O TCR vai reconhecer apenas peptídeos que estão ligados na fenda do MHC. Assim, os linfócitos T precisam que os antígenos sejam apresentados a eles por APCs. Além do TCR e das cadeias associadas, o linfócito T também expressa co-receptores: o CD4 (que reconhece MHC II) e o CD8 (que reconhece o MHC I). As células TCD4 são chamadas de T helper e coordenam a resposta adaptativa. As células TCD8 são as T citotóxicas e elas são responsáveis por destruir outras células que tenham sido infectadas. A ontogenia de T também apresenta 4 fases: pró T, pré T, T imaturo e T maduro. O processo se inicia na medula óssea onde ocorre a proliferação do pró T por estímulo da IL-7 produzida pelas células estromais. Após a proliferação, essas células são lançadas na circulação e vão migrar para o timo, onde vai acontecer o processo de maturação desses linfócitos. A captação das células pró T é feita a partir da produção de quimiocinas pelo córtex tímico para as quais as células pró T tem receptores. Essas células vão entrar no timo pela região corticomedular e vão migrar para a direção mais apical do córtex, onde a concentração de quimiocinas é maior. Uma vez nessa região, elas vão encontrar as células enfermeiras, células epiteliais tímicas especializadas, que produzem IL-7 e hormônios tímicos. Eles vão iniciar a diferenciação do pró T em pré T, estimulando o inicio da formação do TCR. A primeira cadeia a ser formada vai ser a β. O domínio variável vai ser codificado por 3 genes: V, D e J. Existem vários tipos de V, D e J e a escolha desses genes é feita aleatoriamente por enzimas chamadas de recombinases (RAG1 e RAG2). Essas enzimas, induzidas pela IL-7 vão escolher um V, um D e um J. Esse processo já gera certa variabilidade, mas nada comparado à variedade ao final do processo de ontogenia. Essas enzimas também tem um poder catalítico de quebrar a fita de DNA, assim, tudo o que estiver entre o V e o D escolhidos e entre o D e o J escolhidos vai ser clivado. A RAG também vai aproximar esses genes. Dessa maneira, vão se formar “buracos” na fita de DNA. A hidroxila e o fosfato dessas extremidades livres vão se ligar espontaneamente formando grampos. Esses grampos vão ser quebrados pela Artemis, uma enzima que não possui sítios específicos, podendo quebrar o grampo aleatoriamente em qualquer lugar entre duas bases nitrogenadas. A DNA polimerase vai preencher a fita simples de DNA criada pela Artemis durante a quebra do clipe.

A enzima TdT vai, então, adicionar até 20 nucleotídeos aleatórios nas área que ainda estão abertas, sem a necessidade de um molde, formando mais uma fita simples que vai ser preenchida pela DNA polimerase. Finalmente, a ligase 4 vai adicionar um ultimo par de nucleotídeos, fechando a fita de DNA e, finalmente, formando a fita que vai codificar a cadeia β. Dessa maneira, os mecanismos que vão gerar diversidade nos domínios variáveis da cadeia β são: a proliferação inicial, a escolha aleatória das RAGs, a quebra aleatória dos grampos pela Artemis e a adição aleatória de nucleotídeos pela TdT. Mais uma vez sob o estimulo da IL-7, a pró T, agora coma cadeia β formada, vai proliferar novamente. Vai ocorrer então a formação da cadeia α, que acontece da mesma maneira que a cadeia β, mas não apresenta a região D, apenas VJ. Essa célula, com o TCR já formado, vai ser liberada pelas células enfermeiras, sendo chamadas de pré T. O pré T se torna T imaturo quando ele expressa TCR completo, CD3 e, tanto CD4 quanto CD8. Quando se transforma em T imaturo a célula para de expressar o receptor para quimiocinas do córtex e vai começar a expressar receptores para quimiocinas produzidas pela medula tímica, migrando para a medula. É nesse trajeto que essas células vão sofrer o processo de seleção, para se tornarem T maduras. Durante a migração, a célula faz contato com o MHC varias células que povoam o timo por meio do seu TCR. Se ele reconhecer algum peptídeo ligado a um MHC, esta célula é considerada autorreativa e vai sofrer apoptose. As células epiteliais tímicas da região possuem um gene chamado AIRE que produz uma proteína AIRE que é capaz de se ligar a promoters e ativar a transcrição de genes de outros órgãos do corpo, fazendo com que essas proteínas sejam expressas no MHC, aumentando a eficiência da seleção de T, pois ele vai poder entrar em contato com peptídeos de outras partes do corpo. Se essa célula não reconhecer nenhum peptídeo sobrevive e vai chegar à medula onde se encontram as células epiteliais tímicas, células dendríticas e macrófagos. É nesse momento que será determinado se a célula é uma TCD4 ou uma TCD8. Se ela reconhecer um MHC I pela molécula CD8 e vai parara a expressão da CD4, tornando-se um linfócito TCD8. Já, ela reconhecer um MHC II e pela CD4, ela vai parar a expressão de CD8 e vai se tornar um linfócito TCD4. Se ela não reconhecer nem o MHC I nem o MHC II, essa célula também sofrerá apoptose, pois ela não seria funcional no reconhecimento de antígenos. No entanto, se ela reconhecer a lateral da molécula de MHC com muita afinidade ela também vai sofrer apoptose. No timo, costuma ter maior expressão de MHC de classe II pelas células epiteliais tímicas, gerando mais TCD4. Por fim, se o TCR reconhecer peptídeos self com uma força de interação que não é forte o suficiente para ativar as caspases, essa célula vai se tornar uma T reguladora. Após sofrer a seleção, o T imaturo se torna um T maduro e, nesse momento, para de expressar os receptores para as citocinas produzidas pela medula tímica e começa a produzir receptores que vão reconhecer a esfingosina-1-fosfato presente no sangue, atraindo essas células para fora do timo....