Imunologia comparada Agnatos e Gnatostomados Balboni B Carbognin

Imunologia comparada Agnatos e Gnatostomados Balboni, B. ; Carbognin, C. V. ; Druzian, D. ; Lorenzo, F. ; Magalhães, F. B. L. ; Marcelino, L. ; Saravalle, C. Y. ; Valim, J. O. Imunologia – Ciências Biológicas 2007 Universidade de São Paulo

DOIS TIPOS DE IMUNIDADE: Inata - Acredita-se ser mais antiga - Consiste em impedir que os agentes patogênicos tenham acesso ao organismo hospedeiro, podendo eliminar os patógenos e bloquear sua entrada - Barreiras epiteliais, Sistema Complemento, fagócitos, céls NK Adquirida: - Caracterizada pela especificidade e memória imunológica - Imunidade humoral (anticorpos) e Imunidade Celular (linfócito T) - Foi estabelecida no início da evolução dos vertebrados, por volta do surgimento dos peixes cartilaginosos - Os genes de imunoglobulinas, TCR, MHC classe I e II e RAG foram identificados só em peixes cartilaginosos e vertebrados superiores - Não se teve sucesso em isolar esses genes em agnatos

Comparação entre os diferentes clados com relação ao sistema complemento e à imunidade adquirida de peixes. Extraído de MASARU et al, 2000.

Esquema geral de sistema imune de peixes ósseos. Extraído de Falcon, 2007.

SISTEMA IMUNE EM AGNATOS Resposta Inata Sistema Complemento: • Mais simples que de mamíferos • Os estudos prévios funcionais do sistema complemento de lampréias indicam a presença de um sistema aparentemente primitivo que, quando ativado pela via alternativa, mostra ação de opsonização Imagem de uma lampréia. Extraído de www. tiosam. com/enciclopedia/? q=Lampr%C 3%A 9 ia

• Esforços posteriores de detectar a via clássica ou atividade citolítica falharam. Esses resultados sugerem uma possibilidade interessante, de que o sistema complemento de opsonização era composto pelas vias alternativas e das lectinas, e esse estado primitivo foi conservado por um longo período, pelo menos desde os equinodermas até agnatas Imagens de lampréias extraídas de aspirinab. com/. . . /as-lampreias-danificadas/

• Os linfócitos devem ter surgido no ancestral comum dos vertebrados (células comparáveis aos linfócitos de gnatostomados nunca foram encontradas em invertebrados) • Os “linfócitos” de agnatos são gerados nos tecidos hematopoiéticos, no tiflossole (larva) e no arco protovertebral (adulto) • Apesar da falta de conhecimentos está claro que os agnatos têm um sistema imune recombinatório baseado no linfócito que difere radicalmente do sistema imune baseado em Ig nos gnatostomados Imagem de uma feiticeira extraída topazio 1950. blogs. sapo. pt/tag/peixes de

• Os “linfócitos” de lampréia expressam homólogos de vários genes de gnatostomados durante sua diferenciação • As moléculas variáveis para imunidade adquirida nos agnatos são proteínas possuidoras de LRR (lectin -rich repeats), atualmente chamadas de VLR em lampréia e anfioxo (esses genes geram um repertório diverso de receptores antecipatórios) Linfócitos de Rhamdia quelen (Jundiá) (Wright/ 1000 x).

• O ancestral comum de animais e plantas possuia alguma versão(ões) de proteínas possuidoras de LRR* na detecção de micróbios • LRRs estão presentes em mais de 2000 proteínas, de vírus a bacteria, archaea e eukaria. Membros da família das proteínas possuídoras de LRR participam em quase todas as funções biológicas, incluindo a imunidade animal e vegetal *LRR: leucine-rich repeat (repetição rica em Leucina)

Cladograma que mostra a evolução dos componentes do sistema imune em Deusterostomia. Extraído de DU PASQUIER et al, 2004.

Surgimento do Sistema Imune Adquirido Duas hipóteses: - Matsunaga: predação e ingestão de materiais sólidos (associado ao aparecimento da mandíbula) gerou feridas e lesões no trato digestivo. Este ambiente teria sido um fator seletivo para o aparecimento do SI adquirido. O surgimento do timo foi relacionado evolutivamente com intestino - Ohno: BCR e TCR seriam utilizados, primariamente, como sensores de morte celular derivada dos processos de desenvolvimento nos vertebrados (apud MUCIDA, 2005)

SISTEMA IMUNE EM GNATOSTOMADOS Resposta Inata • Possui grande versatilidade • Desempenhando papel importante na resposta imune, visto que o sistema específico responde lentamente quando comparado ao de mamíferos, principalmente em temperaturas da água abaixo da do conforto para a espécie. • Os peixes possuem o sistema complemento bem desenvolvido, semelhante ao dos vertebrados ectotérmicos. • Atividade bactericida é decorrente principalmente da ativação da via alternativa

Resposta Adquirida • Resposta específica é mais lenta do que em tetrápodes, principalmente ambiente frio • As imunoglobulinas de tetrápodes geralmente são beta ou gamaglobulinas, sendo que as últimas são ínfimas em peixes • Estudos indicam que as imunoglobulinas de peixes são macroglobulinas • Pouca ou quase nenhuma fração de imunoglobulina similar a Ig. G, mas suas funções (antibacteriana e antiviral) são exercidas por Ig. M em gnatos, sendo essa a sua principal classe de imunoglobulinas

FATORES QUE INFLUENCIAM A RESPOSTA IMUNE DE PEIXES: A resposta imune de peixes é afetada por: - Genética: variação individual da resposta imune inata e específica; - Ambiente: fotoperíodo, temperatura da água e estação do ano; - Estresse: qualidade da água, poluição, densidade de estocagem e manejo de modo geral; - Nutrição: qualidade e quantidade da dieta fornecida, fatores antinutricionais, concentração dos microingredientes e uso de imunoestimulantes; - Patógeno: nível de exposição, tipo (parasito, bactéria, vírus) e a virulência. - Temperatura: fator crítico no tocante ao desencadeamento da resposta não específica e específica, quando abaixo do conforto térmico para a espécie pode causar imunossupressão na maioria dos peixes, uma vez que está integrada a alguns fatores como condições ambientais e resposta neuroendócrina.

• Portanto será difícil determinar se os VLRs possuidores de LRR de agnatos foram precursores evolutivos dos receptores imunológicos dos vertebrados ou se esses VLRs e Igs evoluíram como soluções independentes para necessidades similares • O desenvolvimento de duas formas muito diferentes de diversificação de receptores de linfócitos no começo da evolução dos vertebrados de qualquer forma corrobora o grande valor adaptativo da imunidade antecipatória

Bibliografia - ABELLI, L. ; BALDASSINI, M. R. ; BUONOCORE, F. ; MASTROLIA, L. ; PICCHIETTI, S. ; ROMANO, N. In vivo allograft rejection in a bony fish Dicentrarchus labrax (L. ): characterisation of effector lymphocytes. Cell Tissue Res, n 321: 353 – 363, 2005. - FALCON, D. R. ß-glucano e vitamina C no desempenho produtivo e parâmetros fisiopatológicos em juvenil de tilápia do Nilo: nível de suplementação e tempo de administração. Tese de doutorado apresentada na Universidade Estadual Paulista – Jaboticabal, julho de 2007. - COOPER, E. D. Comparative Immunology INTEGR. COMP. BIOL. , 43: 278– 280 (2003) - DU PASQUIER, L. & FLAJNIK, M. F. Evolution of innate and adaptive immunity: can we draw a line? Trends in Immunology, vol 25, n 12, 2004. - MUCIDA, D. S. O Sistema Imune na diversidade interna e externa. Tese de doutorado apresentada ao ICB. 2005 - MASARU NONAKA, M; SMITH, S. L. Complement system of bony and cartilaginous fish. Fish & Shellfish Immunology (2000) 10, 215– 228