Moléculas Reconhecidas pelo Sistema Imune:- PAMPS e Antígenos · •Apresentação pelo MHC-I /...

Moléculas Reconhecidaspelo Sistema Imune:-

PAMPS e Antígenos (Ag)

PROPRIEDADES BÁSICAS DO SISTEMA IMUNE

FUNÇÃO PRIMORDIAL DO SI:

Manter o Equilíbrio da Composição

Macromolecular Normal de Organismos

Vertebrados, através do RECONHECIMENTO e

ELIMINAÇÃO de moléculas não próprias à

composição normal do referido organismo.

O Fenômeno Básico na Ativação do Sistema Imune

ESTÍMULOS

SISTEMA

IMUNE

RESPOSTAS

IMUNES

-Resps. Imunes Adquiridas Humorais –Acs

-Resps. Imunes Adquiridas Celulares – Linfs. T efetores

-Resps. Imunes Inatas Humorais

-Resps. Imunes Inatas Celulares

?

O que é reconhecido e como o

Sistema Imune Reconhece os

Estímulos (?) provenientes de

Agentes Infecciosos (Bactérias e

Vírus, etc.) ???

Fundamentos e principais passos na coloração de Gram para Bactérias

Cristal Violeta Lugol (Iodo) Etanol (Lavagem) Safranina (Contra-coloração)

O que são e onde estão os PAMPs e Ags de Bactérias

Principais PAMPs e Ags Bacterianos

Fatores de Virulência e Ags na Superfície Bacteriana: Ex. Pneumococos

Vírus

Como um vírus é reconhecido na Imunidade Inata por receptores (TLRs e RLRs) e Induz Produção de IFNs I (/) e Citocinas

Proinflamatórias (P.I.) com Atividades Anti-virais

Reconhecimento de

PAMPs do Vírus

pelos PRRs

Vias de Sinalização

Ativação de Genes de

RIs Inatas

Produção de IFNs-I e Citocinas

Proinflamatórias

VírusAc. Nucleico -

RNA

Ac. Nucleico -

RNA

Componentes Celulares e Moleculares dos Sistemas

Imunes Inato e Adaptativo

Determinantes Moleculares Reconhecidos pelo Sistema Imune Inato e seus Receptores

• Sistema Imune Inato – Padrões Moleculares

Amplos

– Reage com uma variedade de Patógenos

• PAMPs – Pathogen Associated Molecular

Patterns (Agentes Infecciosos / Microrganismos

da Microbiota Normal)

• PRRs – Pattern Recognition Receptors

[Receptores presentes na membrana de Cels.

Fagocíticas (Neutrófilos, Macrófagos, etc.), ou

Cels. Apresentadoras de Ags (Cels Dendríticas,

Macrófagos, etc.) do SI do organismo

hospedeiro, células citotóxicas (Cels. NK) ou

em fatores solúveis presentes nos fluidos

biológicos – plasma sanguíneo, linfa, líquido

intersticial – Proteinas do Sistema

Complemento)

RECONHECIMENTO DOS PAMPs PELOS PRRs

HUMORAIS E CELULARES DO SISTEMA IMUNE INATO

RECONHECIMENTO DE ANTÍGENOS PELOS LINFÓCITOS B e T –NO SISTEMA IMUNE

ADAPTATIVO

•RECONHECIMENTO:

BCR, TCR, MHC-I / II

•ESPECIFICIDADE:

Sítios Combinatórios (BCR/TCR) x Epítopos (Ags)

•MEMÓRIA:

Expansão e Diferenciação de Clones Respondedores

c/ BCRs/TCRs Epítopo-Específicos

CARACTERÍSTICAS FUNDAMENTAIS das RIs ADQUIRIDAS

Determinantes Moleculares Reconhecidos pelo Sistema Imune Adaptativo

• Sistema Imune Adaptivo (Adquirido / Específico) – Determinantes

Específicos (EPÍTOPOS) ANTÍGENOS (Ags)

– Reage com um patógeno específico

Linfócitos B = BCR (Receptor p/ Reconhecimento Ag)

Linfócitos T = TCR (Receptor p/ Reconhecimento Ag)

O receptor do Linfócito Tc (TCR) reconhece um

fragmento do antígeno que foi processado e

apresentado associado ao MHC-I (não

apresentado na Figura acima)

(BCR, Acs)

Ags:- Conceitos Importantes

• Natureza Química dos Ags

• Imunogenicidade

• Antigenicidade

• Haptenos

• Epitopos ou Determinantes Antigênicos

• Bases Químicas da Especificidade na Interação de Ags com o SI.

Natureza Química dos Antígenos

• Proteínas***

• Polissacarídeos**

• Ácidos Nucleícos(*)

• Lipídeos*

– Alguns glicolipídeos e fosfolipídeos podem ser

imunogênicos para as cels. T e induzem uma

resposta imune cito-mediada

ANTIGENICIDADE E IMUNOGENICIDADE

• Imunogenicidade : Capacidade que um

Antígeno tem de induzir e reagir com os

produtos de uma resposta imunológica

imunógeno .

• Antigenicidade : Capacidade que um Antígeno

tem de se ligar (combinar) aos componentes do sistema

Imune (*Anticorpos) .

ANTÍGENOS E IMUNOGENICIDADE

Haptenos:- são Ags incompletos. Eles têm antigenicidade,

mas não têm imunogenicidade

Os epitopos são as sequências (ou partes) específicas (aminoácidos,

monossacarídeos) de uma molécula de antígeno que são

reconhecidas pelos receptores ou produtos da resposta imune

adaptativa (BCR; TCR e Acs)

Existem três tipos de epítopos quanto à forma de interação com o

Sistema Imune:-

• Epítopos de Cels B (linfócitos B) que são reconhecidos por BCR

e anticorpos.

• Epítopos de Cels. T-helper (linfócitos Th) que são reconhecidos

em conjunto com o MHC-II pelo TCR das células T-helper

• Epitopos de CTLs (linfócitos Tc) que são reconhecidos em

conjunto com o MHC-I pelo TCR dos linfócitos T citotóxicos

O que são Epítopos?

Influência de Fatores do Ag sobre a Imunogenicidade

• Estranheza à Composição Molecular Normal de

um organismo vertebrado

• Tamanho

• Composição Química

• Forma Física

• Degradabilidade / Digestibilidade Intra-Celular

– Processamento de Ag por “Ag Presenting Cells”

(APCs) / Células Apresentadoras de Ags

ESTRANHEZA

• Grau de imunogenicidade: (filogenenética)

Ags autólogos: mesmo indivíduo (Auto-

imunidade; auto-transplantes)

Ags singênicos: indiv. genet. idênticos

Ags alogênicos: indiv. s geneticamente

Ags xenogênicos: indiv. espécies s

Influência de Fatores do Ag sobre a Immunogenicidade

Aumento da Imunogenicidade

Influência de Fatores do Ag sobre a Immunogenicidade

• Tamanho:- quanto maior o Ag, maior imunogenicidade

• Forma Física:

Solúvel / Particulado

Nativo / Desnaturado

Aumento da

Imunogenicidade

PESO MOLECULAR

Tamanho da molécula

< 1.000 Da: Não imunogênicas

1.000 e 6.000 Da pode ser imunogênica

> 6.000 Da são imunogênicas e

mais facilmente fagocitadasAumento da Imunogenicidade

Determinantes

Conformacionais

Determinantes

Sequenciais

• Composição Química

– Estrutura Primária

– Estrutura Secondária

– Estrutura Terciária

– Estrutura Quaternária

Proteínas

Influência de Fatores do Ag sobre a Immunogenicidade

Influência de Fatores do Org. Vertebrado sobre a Imunogenicidade

• Genética

– Espécie Animal

– Indivíduos

• Indivíduos Respondedores vs Não-respondedores

• Idade– Indivíduos muito novos (neonatos) ou muito velhos

tendem a desenvolver respostas imunes mais reduzidas

• Dose – há uma dose ideal p/ cada Ag.

• Via de administração: Por Ex:

– Intra-Dérmica > Subcutânea Intra-Muscular >

Intravenosa > Intragástrica

• Uso de Adjuvante

– Substâncias que aumentam, de forma não

específica, as respostas imunes para os Ags aos

quais eles estiverem associados.

Influência de Fatores Indiretos sobre a Imunogenicidade – Formas de

Administração do Ag

Tipos de AntígenosT-independentes

• Definição

• Polissacarídeos• Propriedades

– Estructura Polimérica

– Epitopos repetidos

– Ativação Policlonal de

Cels. B

– Resistentes à Degradação

• Exemplos

– Polisacarídeo de Pneumócocos, Lipopolissacarídeos

– Exceção:- Flagelos Bacterianos – São Proteícos e são

Ags T-independentes

Tipos de AntígenosT-dependentes

• Proteínas

• Estrutura:-

• Poucos epítopos

repetidos

• Exemplos

– Proteínas

Microbianas

– Proteínas Non-self

or Alteradas

Conjugados Hapteno-Carreador

• Definição: são Ags T-dependentes

• Estrutura

– determinantes

nativos

– determinantes

haptênicos

Epítopos Reconhecidos por Cels B e Acs

• Composição

– Proteínas, polissacarídeos, ácidos nucleícos

– Determinantes Sequênciais (linear) / Proteínas

– Determinantes Conformacionais / Proteínas

• Tamanho dos Determinantes Ags

– 4-15 resíduos de Aminoácidos (Ags Proteícos)

ou 4 – 8 resíduos de Monossacarídeos (Ags

Polissacarídicos)

Epítopos Reconhecidos por Cels B e Acs

• Composição

• Tamanho

• Número

– Limitado (epitopos imunodominantes)

– Localizados na superfície externa dos Ags

– Lineares ou Conformacionais

Epítopos Contínuos ou Lineares

Geralmente os epítopos de linfócitos B podem ser lineares ou

contínuos. Estes epítopos são altamente expostos em alças ou nas

extremidades dessas moléculas proteícas e são muito úteis para

aplicações em pesquisas, ou no sorodiagnóstico.

Após a Denaturação

Epítopos Reconhecidos por Cels T

• Composição

– Maioria são Proteínas (alguns lipídeos)

– Determinantes Sequenciais

• Processados

• Apresentação pelo MHC-I / MHC-II (Apresentação

de Lipídeos por MHC-like CD1)

• Tamanho

– 8 -15 resíduos de aminoácidos

• Número

– Limitado a aqueles que podem se ligar ao MHC

de classe I ou de classe II

AULA ANTERIOR:-Moléculas Reconhecidas pelo

Sistema Imune:-PAMPS e Antígenos (Ag)

Determinantes Moleculares Reconhecidos pelo Sistema Imune Inato

• Sistema Imune Inato – Padrões Moleculares Amplos

– Reage com uma variedade de Patógenos

• PAMPs – Pathogen Associated Molecular Patterns (Agentes

Infecciosos / Microrganismos da Microbiota Normal)

• PRRs – Pattern Recognition Receptors [Receptores presentes na

membrana de Cels. Fagocíticas, ou Cels. Apresentadoras de Ags do

SI do organismo hospedeiro, ou em fatores solúveis presentes nos

fluidos biológicos – plasma sanguíneo, linfa, líquido intersticial)

Determinantes Moleculares Reconhecidos pelo Sistema Imune Adaptativo

• Sistema Imune Adaptivo (Adquirido / Específico) – Determinantes

Específicos (EPÍTOPOS) ANTÍGENOS

– Reage com um patógeno específico

Linfócitos B = BCR (Receptor p/ Reconhecimento Ag)

Linfócitos T = TCR (Receptor p/ Reconhecimento Ag)

BASES QUÍMICAS DA ESPECIFICIDADE DOS

ANTÍGENOS

do Ac

do Ac

Antígeno

ANTÍGENO -

Epítopo

ANTICORPO -

Parátopo

Ponte de Hidrogênio

Forças

Eletrostáticas

Forças de

Van der Waals

Interações

Hidrofóbicas

Forças

Eletrostáticas

Principais forças que atuam na combinação do parátopo de anticorpos (ou BCRs) com os

epítopos dos antígenos - Não são ligações covalentes!!!

Experimentos de Landsteiner – Especificidade na Interação de Ags com o SI e com Prods. RIs.

Com o Uso de Haptenos e Carreadores

Experimentos de Landsteiner I – Especificidade na Interação de Ags com o SI e com Prods. RIs.

Haptenos

/ COO- / SO3-

/ AsO3-2

Haptenos

Experimentos de Landsteiner II – Especificidade na Interação de Ags com o SI e com Prods. RIs.

Quais seriam as razões para esses resultados

aparentemente discrepantes entre o Experimento I e

o Experimento II de Landsteiner sobre as Bases

Químicas da Especificidade no Reconhecimento pelo

Sistema Imune Adaptativo de Antígenos (Ags)

constituídos por Haptenos e Carreador e na Interação

desses mesmos Ags com os Anticorpos Produzidos

nas Respostas Imunes por eles induzidas.

>>> Intensidade

>>> Intensidade

>> Intensidade

> Intensidade

< Intensidade

Haptenos

COO-

COO-

COO-

Antígenos de Grupos Sanguíneos: Composição, estrutura molecular,

propriedades imunoquímicas

Epítopo Ag O

Epítopo Ag A

Epítopo Ag B

Diferenças entre os Epitopos dos Grupos Sanguíneos O, A e B é de apenas um monossacarídeo terminal [Ausência

(Grupo O) ou presença de N-Acetil Galactosamina (Grupo A), ou de D-Galactose (Grupo B)]

Antígenos bacterianos: Composição, estrutura molecular, propriedades imunoquímicas e determinação do

mapeamento de antígenos

Region IRegion IIRegion III

Fig. 10.11. A unidade básica da molécula de lipopolissacarídeo (LPS) da parede de bactérias

Gram Negativas. Abe-OAc = Abequose O–Acetilada; Etn = Etanolamina; Gal = D-Galactose; Glc

= D-Glicose; GlcNAc = N-acetil-D-Glicosamina; Hep = Heptose; KDO = ácido 2-ceto-3-

deoxioctonico; Man= D-manose; P = Fosfato; Rha = Ramnose.

Especificidade do Ag O em Enterobactérias. Ex:

E. coli, Salmonella, etc.

Relação entre Epítopos de Ags de Grupos

Sangíneos do Sistema AB e O e Epítopos de LPS de

Enterobactérias

Ag do Grupo B Ag do Grupo A Ag do Grupo O

LPS de Bactéria Gram (-)

ANTÍGENOS VIRAIS –COMPOSIÇÃO, ESTRUTURA MOLECULAR, PROPRIEDADES

IMUNOQUÍMICAS, DETERMINAÇÃO E

MAPEAMENTO DE EPÍTOPOS

Fig.- Epitopos da Hemaglutinina do vírus da influenza e sua interação e interferência

com anticorpos específicos neutralizantes desse vírus.