Imunologia Viso histrica Incio de 1800 Jenner observa

Imunologia - Visão histórica Início de 1800 -Jenner observa que contato com varíola bovina protege contra infecção pela varíola humana. 1890 - Pasteur (quimico que estudava fermentação) inaugura a Teoria dos Germes – Doenças são causadas por microorganismos! - Aluno do Pasteur esqueceu frasco com bacilo da cólera na bancada - inoculou em coelhos e eles não morreram – conceito de microorganismos atenuados -Pasteur deixou medula de coelho com raiva secando por 14 dias e inoculou em cães. Depois de 1 semana infectou os cães com bacilos vivos e eles não morreram – vacina antirábica DILEMA! Menino mordido por cão raivoso, Pasteur usou a vacina e funcionou!

Início do século 20 -von Behring & Kitassato demonstram que o soro de animais imunizados com microorganismo continha substâncias (antitoxinas) que ao ser transferidas para o homem o protegiam contra a infecção - Início da soroterapia - Paul Ehrlich – no soro de animais imunes a proteção é transferida por proteínas presentes no soro que chamou de anticorpos; teorias sobre a formação e especificidade dos anticorpos; transmissão dos anticorpos pelo leite etc - Ellie Metchnikoff – a proteção contra microrganismos depende de fagócitos (larva de actínea= flor do mar) teoria humoral X teoria celular Conciliação das 2 teorias com o Nobel dado a Ehrlich e Metchnikoff em 1908 -A imunologia moderna nasceu na década de 1960 com a descoberta de que os anticorpos são produzidos por linfócitos

Imunidade inata Imunidade adaptativa -Imediata -demora alguns dias (4 -5) para se estabelecer -não guarda memória -é dependente de fagócitos e células NK -é dependente de linfócitos -reconhecimento através receptores que reconhecem estruturas compartilhadas por vários patógenos -reconhecimento através de receptores que reconhecem estruturas antigênicas únicas -numero restrito de receptores -grande diversidade de receptores para antígeno, gerada por recombinação de genes -eliminação de patógenos depende de ERO e enzimas lisossomais -Eliminação do patógeno depende de citocinas e anticorpos produzidos por linfócitos Infecção – reconhecimento por fagócitos - remoção Infecção –antígeno vai para linfonodos – reconhecimento por linfócitos – expansão clonal – diferenciação em linfócitos efetores – remoção Existe desde os invertebrados Existe a partir dos peixes

• Nosso corpo é um ecossistema para bactérias! • Microbiota das mucosas é importante para a saúde • Dependendo da sp de bacterias que predominam na mucosa intestinal, podem ocorrer distúrbios metabólicos que levam a obesidade e diabetes.

Relação entre microorganismos e hospedeiro • Mutualismo • Comensalismo • Parasitismo Relação parasita X hospedeiro

• Resistência a infecções depende de: Barreiras naturais Fagócitos (Macrófagos e neutrófilos) Anticorpos e linfócitos Células NK Sistema complemento Imunidade Inata Imunidade adaptativa

Imunidade inata FAGOCITOSE

Barreiras naturais 1) Pele - a) ácido láctico e ácidos graxos são microbicidas/ citostáticos b) produção de defensinas (peptídeos com atividade antibiótica) c) flora normal controla patógenos 2) Trato respiratório – movimento constante dos cílios muco aglutina microorganismos macrófagos alveolares 3) Trato digestivo – a) p. H baixo do estômago b) flora normal controla patógenos c) peristaltismo do intestino 4) Trato genitourinário – a) fluxo da urina b) p. H baixo da vagina c) Lactobacilos produzem ácido láctico microbicida 5) Olhos – lágrimas tem lisozima que hidrolisa bactérias

A imunidade inata depende de células mielóides Medula óssea Abbas, Lichtman, Pillai, 6 a. Edição, 2008.

CÉLULAS SANGUÍNEAS Red blood cells

Granulócitos Neutrófilo Basófilo Eosinófilo Células NK

• Hemograma normal: • Série branca (4. 000 – 11. 000) - Neutrófilos (2000 – 8000) Eosinófilos (0 – 500) Basófilos (0 – 200) Linfócitos (1000 – 5000) Monócitos (200 – 800)

• Medula óssea Precursor linfóide Precursor mielóide linhagem granulocítica Linfócitos linhagem monocítica Neutrófilos Macrófagos fagócitos

Neutrófilos Downloaded from: Student. Consult (on 9 July 2010 12: 44 AM) © 2005

Neutrófilos são células do sangue que migram para os tecidos infectados

• Neutrófilos são produzidos em grande número na medula • • e circulam pelo corpo através do sangue Quando tem infecção no tecido eles migram para o local em grande quantidade Tem alta capacidade microbicida Fagocitam e morrem Tem vida média curta

Macrófagos Round morphology Spread (Activated macrophage)

Macrófagos são células residentes em tecidos, originadas a partir de monócitos do sangue Downloaded

Macrofagos tem um papel essencial na homeostasia promovendo a remoção de células envelhecidas ou mortas. Metamorphosis of batrachians is accompanied by absorpion of larval organs. This is effected by phagocytes which devour the tissues no longer required by the animal. And yet, in this case there are no signs of inflammation. . . (Lectures on comparative pathology of Inflammation. Metchikoff, 1892)

Outra função essencial dos macrófagos é na defesa contra infecções fagocitando e matando microorganismos (Elie Metchnikoff 1884)

Funções dos macrófagos • Remoção de células mortas ou alteradas • Remoção de patógenos (fagocitose e “killing”) • Remoção de moléculas oxidadas

Reconhecimento do patógeno

Como os fagócitos reconhecem os patógenos? • Macrófagos possuem na membrana plasmática receptores (sensores) que reconhecem padrões moleculares (PRRs) • Estes receptores reconhecem : a) padrões moleculares na membrana de patógenos (PAMPs) b) padrões moleculares na membrana de células mortas ou alteradas e moléculas oxidadas (DAMPs).

Receptores que reconhecem PAMPs -Grupo de receptores toll (TLRs) -Grupo de receptores para opsoninas (opsoninas são moléculas que aderem aos microorganismos facilitando a fagocitose, como C 3 b, Fc) -Receptores de carboidratos (carboidratos presentes na parede celular de microorganismos mas não de células de mamíferos - manose, dectina(sinaliza e é importante na defesa contra fungos) Receptores que reconhecem DAMPs -grupo de receptores scavenger (lixeiros) *os neutrófilos também expressam estes receptores menos os “scavenger”

Após reconhecimento do microorganismo pelos PRR ocorre ativação de enzimas intracelulares que ativam fatores de transcrição de genes como NFk. B My. D 88 NFk. B Produção de citocinas Inflamação

Receptores Scavenger (lixeiros) Oxidized moities Apoptotic cell PAFR

Fagocitose

Morte dos microorganismos pelos fagócitos

Mecanismos microbicidas dos fagócitos

O estímulo fagocítico induz a montagem do complexo NADPH oxidase na membrana do fagossomo. O oxigênio molecular é reduzido em superóxido NADPH oxidase NADP+ Fagossomo

O estímulo fagocítico induz: 1) montagem do complexo NADPH oxidase na membrana do fagossomo 2) ativação da NADPH oxidase e geração do superóxido Membrana do fagossomo NADPH oxidase

Imunodeficiências são experimentos da natureza • Doença granulomatosa crônica Doença genética onde o indivíduo nasce com mutação no gene que codifica a proteína Gp 91 portanto não faz o complexo NADPH oxidase e portanto não produz superóxido e nem água oxigenada. Como as infecções não são controladas elas ficam crônicas (granulomas). Sintomas: susceptibilidade aumentada a infecções (pneumonia, abcessos, granulomas)

Geração dos metabólitos tóxicos do oxigênio nos neutrófilos NADPH oxidase 2 O 2 + NADPH Superóxido dismutase (SOD) 2 O 2 • + 2 H+ 2 O 2 • + NADP+ + H+ H 2 O 2 + O 2 mieloperoxidase H 2 O 2 + H+ O 2 • = ânion superóxido H 2 O 2 = peróxido de hidrogênio HOCl = ácido hipocloroso Cl- HOCl + H 2 O

Enzimas contidas nos grânulos de neutrófilos

Geração de óxido nítrico e peroxinitrito nos macrófagos NO SINTASE INDUZÍVEL (i. NOS) L-ARGININA + O 2 NO * + O 2 - L-CITRULINA + NO (ÓXIDO NÍTRICO) ONOO TÓXICOS PARA - (PEROXINITRITO) PATÓGENO E INDUZEM VIZINHAS TAMBÉM MORTE DE CÉLULAS

Resumo dos mecanismos microbicidas dos fagócitos • Dependentes de oxigênio (superóxido, água oxigenada, ácido hipocloroso) • Independentes de oxigênio (enzimas lisossomais) • Dependentes de óxido nítrico

• O caso de DS • DS é um jovem de 15 anos, estudante do ensino médio. Nas férias de julho arranjou um emprego temporário numa firma de jardinagem. Sua função era espalhar adubo vegetal em canteiros. Duas semanas depois, ele desenvolveu uma grave dificuldade respiratória, tosse persistente e dores no peito e teve que ser internado com urgência. O exame radiológico revelou grandes manchas densas no pulmão. Uma dessas lesões foi aspirada com agulha fina e quando o aspirado foi corado foram vistas vária hifas do fungo Aspergillus. Os exames de laboratório mostraram que seu hemograma estava dentro do normal e os níveis de anticorpos um pouco acima do normal. Foram então pesquisar os neutrófilos do sangue e viram que apesar do número estar dentro da normalidade, eles produziam muito menos peróxido de hidrogênio, 1. 61 nmol/min/106 células (normal 6. 3 nmol/min/106 células). DS permaneceu no hospital por 2 meses, quando desenvolveu outras infecções pulmonares. Foi tratado com um antifúngicos e antibióticos. Como você interpretaria estes resultados? Explique •

RESUMO Após o reconhecimento do microorganismo por fagócitos através dos PRRs ocorre: a) b) c) d) e) Polimerização de actina - formação do fagossomo fagocitose Ativação de NAHPH oxidase e geração de ERO – morte do microorganismo inflamação Ativação de NO sintase – geração de óxido nítrico – morte do microorganismo inflamação Ativação de fatores de transcrição de genes – produção de citocinas inflamação Ativação de fosfolipases – produção de mediadores lipídicos inflamação