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ANTÍGENOS E ANTÍGENOS E IMUNOGLOBULINASIMUNOGLOBULINAS

Prof. MSc Weverson Pireswlp_cell@yahoo.com.br

pirescell@gmail.com

1) Antígenos ou Imunógenos (Ag):1) Antígenos ou Imunógenos (Ag):Toda e qualquer substância que desencadeia uma resposta

imune,

●Celular (LT);

●Humoral (LB);

►IMUNOGENICIDADE:

Capacidade de um imunógeno (Ag) induzir uma resposta imune – existem antígenos que não induzem uma resposta imune.

●●GRAU DE IMUNOGENICIDADE:GRAU DE IMUNOGENICIDADE: o grau de o grau de imunogenicidade de um Ag é influenciado por imunogenicidade de um Ag é influenciado por diversos fatores.diversos fatores.

►►Fatores que influenciam o grau de Fatores que influenciam o grau de imunogenicidade de uma molécula:imunogenicidade de uma molécula:

a) Procedência estranha: maior distância filogenética, quanto mais estranho melhor é a resposta imune;

b) Complexidade química:

Está relacionada ao número de epítopos presentes na molécula do antígeno:

Antígeno:

Epítopos do Ag:

Y

YY

Y

►►Pode ser por resposta imune humoral:Pode ser por resposta imune humoral:

►Resposta imune celular:

CD8 – citotóxico;

Y

►►Estrutura do AntígenoEstrutura do Antígeno::a) Tamanho: 4-5 aminoácidos em caso de proteínas;

b) Configuração:

▪Epítopos Lineares: definido, reto, sem conformação;

▪Epítopos de Configuração: formam-se devido a dobras na molécula do Ag;

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c) Sítios:c) Sítios:

▪Epítopos topográficos: está fora da molécula do Ag;

▪Epítopos internos: está no interior da molécula do Ag, e só irão induzir a resposta imune se o Ag for “quebrado” – ex: ação do macrófago;

Interno Topográfico

Epítopo de configuração

Linear

►►Função dos Antígenos:Função dos Antígenos:a) Antígenos de reação cruzada:

Compartilham 1 ou mais epítopos idênticos ou semelhantes, ou seja, organismos diferentes com Ag que possuem epítopos semelhantes;

b) Epítopos imunodominantes:

Encontrados em um único organismo;

●EXEMPLOS:

▪Epítopos imunodominantes:

Micobacterium tuberculosis;

Paracoccidioides brasiliensis (fungo causador de micose pulmonar);

▪Epítopos de reação cruzada:

T. cruzi e Leshmania sp.- pertencem a mesma família;

.

►►Valência de um Ag:Valência de um Ag:Corresponde ao número de diferentes epítopos que compõem

um Ag – esse Ag é chamado de multivalente.

►Alteração de antigenicidade:Melhoram a resposta imune;

▪Adição:

Adiciona-se epítopos ou aminoácidos ao Ag.

Caso de vacinas;

▪Deleção:

Quando existe muitos epítopos e ocorre a produção de Ac desnecessários.

Retiro alguns epítopos;

▪Alteração:

Alterar a configuração da molécula do Ag;

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►►Haptenos:Haptenos:Antígenos incompletos:

••••Pequenos: não pode promover resposta imune – será necessário associá-lo a uma molécula carreadora, mas que não induza RI.

••••Altamente imunogênicos:

Capacidade de induzir resposta imune (RI);

Bons imunógenos: > 100000 daltons Bons imunógenos: > 100000 daltons –– pesado;pesado;

Imunógenos fracos Imunógenos fracos ∼∼∼∼∼∼∼∼ 10000 daltons ;10000 daltons ;

Imunógenos sem resposta < 10000 daltonsImunógenos sem resposta < 10000 daltons

ANTICORPOS: ANTICORPOS: ESTRUTURA E FUNÇÃOESTRUTURA E FUNÇÃO

ANTICORPOS: ANTICORPOS: ESTRUTURA E FUNÇÃOESTRUTURA E FUNÇÃO

⇒⇒⇒⇒Anticorpos:São produzidos pelos LB (ativados – PLASMÓCITOS), sendo uma família de glicoproteínas.

••••Estrutura Geral:

∼∼∼∼Duas cadeias leves (L);

∼∼∼∼Duas cadeias pesadas (H);

- Associadas formam uma estrutura na forma de Y.

Y Y = Ac.= Ac.

Cadeia leve

Cadeia pesada

Região constante da cadeia pesada

Região variável da cadeia pesada

Região constante da cadeia leve

Região variável da cadeia leve

Região constante da cadeia pesada

Região variável da cadeia pesada

Região constante da cadeia leve

Região variável da cadeia leve

Regiões que diferenciam

os Ac

PARÁTOPOPARÁTOPO

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••••••••Cadeias pesadas:Cadeias pesadas:

∼∼∼∼∼∼∼∼50 – 75 KDa;

400 aminoácidos;

As diferenças na porção C – terminal formam 5 ISÓTIPOS:

Cadeia Pesada Imunoglobulina Subclasses

αααα (alfa) IgAIgA IgA1, IgA2

γγγγ (gama) IgGIgG IgG1, IgG2, IgG3, IgG4,

µµµµ (mi) IgMIgM -----

δδδδ (delta) IgDIgD -----

εεεε (epson) IgEIgE -----

CADEIA LEVE

2 tipos:

K (kapa) – não tem subtipos, encontrada em menor número

λλλλ (lambda) – 4 subtipos: λλλλ1,λλλλ2,λλλλ 3, λλλλ4...encontrada em maior número no organismo

Tipos:

Exemplificando:Exemplificando:

Y

Y

Y

Y

IgM: anticorpo primário

Após cerca de 20 dias Y

Y

Y

Y

IgG: anticorpo secundário

Ag

Na vacina, primeiro há a produção de IgM, e depois de IgG (defesa imune), no segundo contato com a doença, o

organismo já produz IgG.

LBLB

Não produz IgG diretamente.

⇒⇒⇒⇒Regiões variáveis:

••••Regiões hipervariáveis: OCORREM DEVIDO A VARIEDADE DE TIPOS DE Ag

∼∼∼∼Estão dentro das regiões variáveis;

∼∼∼∼Variam na seqüência de aminoácidos;

∼∼∼∼São denominadas CDR (regiões de determinação de complementaridade);

∼∼∼∼São importantes na estrutura do sítio de ligação com o Ag;

DOMÍNIOS:DOMÍNIOS:

Cadeia leve:

Cadeia pesada:

2 domínios:

4 ou 5 domínios:

1 constante: CL

1 variável: VL

1 variável : VH

3 OU 4 constante: CH1, CH2, CH3 e CH4

CH4 CH4 só é encontrado só é encontrado em IgM e IgE, mas em IgM e IgE, mas

esses Ac não esses Ac não possuem região de possuem região de

dobradiça.dobradiça.

CH3 CH3

CH2 CH2

CH1CH1

VHVH

VL VL

CL CL

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⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒PARÁTOPO:PARÁTOPO:Região do Ac onde se liga o Ag;

Ligação: epítopo do Ag Ag – parátopo do AcAc

YYEm cada Ac ligam-se 2 epítopos iguais...

⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒Região de dobradiça:Região de dobradiça:Localizada entre CH1 e CH2

••••IgM e IgE não possuem região de dobradiça, mas tem um domínio constante a mais...

CH4

CH1CH1

VHVH

VL VL

CL CL

Dobradiça

CH3 CH3

CH2 CH2

CH1CH1

VHVH

VL VL

CL CL

OUTRAS OUTRAS DIVISÕES DIVISÕES DOs ACs...DOs ACs...

CH3 CH3

CH2 CH2

Porção Fc:

Liga-se a superfície de membrana.

-- * Ativa o * Ativa o Sistema ComplementoSistema Complemento

►►PORÇÃO FC:PORÇÃO FC:Várias atividades biológicas:

∼∼∼∼Ativa o Sistema Complemento;

∼∼∼∼Determina se o Ac vai ou não atravessar o a barreira placentária;

∼∼∼∼Promove OPSONIZAÇÃOOPSONIZAÇÃO – potencialização da fagocitose;

Bactéria

Anticorpos envolvem a bactéria, facilitando a

fagocitose pelo macrófago.

►►BASÓFILO/MASTÓCITO:BASÓFILO/MASTÓCITO:

Grânulos

Y

YY

Y

IgE

Y

Y

Alérgeno

Y

Y

Y

Y

Y

Y

YReceptor FcE –alta afinidade

para IgE

Degranulação

Causa os efeitos da alergia – isso ocorre depois que o alérgeno liga-se a IgE.

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CH1

CL

VH

VL

Porçao Fab

CH1CH1

VHVH

VL VL

CL CL

Porção F(ab’)

Região de dobradiça: provove mobilidade ao

Ac.

VH

VLPorção Fv

⇒⇒⇒⇒Cadeia J:Tem a função de unir os anticorpos

••••IgM: pentamérica – 5 estruturas;

••••IgA: pode ser dimérica ou trimérica;

Os demais são monômeros Os demais são monômeros –– não possuem cadeia J, ligam não possuem cadeia J, ligam –– se se a superfície de membranaa superfície de membrana

Cadeia J

Y

Imunoglobulinas (Ac) de superfície:

••••IgM, IgD: presas a superfície de LB maduros;

••••IgG, IgA: presas a superfície de células memória;

ESTRUTURA MOLECULAR ESTRUTURA MOLECULAR DOS ANTICORPOSDOS ANTICORPOS

ESTRUTURA MOLECULAR ESTRUTURA MOLECULAR DOS ANTICORPOSDOS ANTICORPOS

• Descrita inicialmente em 1959

• Prêmio Nobel em Imunologia em 1972

Gerald Maurice EdelmanGerald Maurice Edelman Rodney Robert PorterRodney Robert Porter

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• 2 cadeias pesadas (de aproximadamente 50 KDa) – αααα, δδδδ, εεεε, γγγγ ou µµµµ;

• 2 cadeias leves (de aproximadamente 24 KDa) – λλλλ ou κκκκ;

• Pontes dissulfeto e interações não covalentes;

• proteínas + carboidratos;

Adaptado de HARLOW & LANE (1988)

DRSM1

DRSM2

⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒Domínios Domínios –– estruturas globulares de aproximadamente 110 estruturas globulares de aproximadamente 110 aminoácidos com duas folhas aminoácidos com duas folhas ββββββββ--pregueadaspregueadas

Adaptado de SHARON (2000)

⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒Região variável :Região variável :

Adaptado de ABBAS & LICHTMAN (2003)

DRSM3

⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒Região constante (cadeia Pesada):Região constante (cadeia Pesada):

Está associada com a função efetora dos anticorpos

DIFERENTES CLASSES OU ISOTIPOS DE DIFERENTES CLASSES OU ISOTIPOS DE IMUNOGLOBULINASIMUNOGLOBULINAS

⇒⇒⇒⇒ Região da dobradiça – flexibilidade

Adaptado de ABBAS & LICHTMAN (2003)

DRSM4

Slide 37

DRSM1 Responsáveis pela solubilização da molécula no soro e por sua retirada de circulação pelo fígado.Dagmar Ruth Stach-Machado; 20/08/2004

DRSM2 As pontes dissulfeto são interações covalentes que unem as cadeias e ocorrem entre 2 resíduos de cisteína.Dagmar Ruth Stach-Machado; 20/08/2004

Slide 40

DRSM3 As CDRs são regiões dentro dos domínios presentes na porção variável das cadeias leves e pesadas que se apresentam como alças, conectando os filamentos beta. Elas exibem uma maior variedade de aminoácidos por serem aquelas que interagem diretamente com os antígenos. Além disso, podem também variar com relação ao tamanho das sequências, sendo bem mais flexíveis que as demais porções de seu domínio.Dagmar Ruth Stach-Machado; 23/08/2004

Slide 42

DRSM4 Nem sempre está presente.Dagmar Ruth Stach-Machado; 23/08/2004

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TIPOS DE ANTICORPOS: TIPOS DE ANTICORPOS: ISOTIPOSISOTIPOS

TIPOS DE ANTICORPOS: TIPOS DE ANTICORPOS: ISOTIPOSISOTIPOS

⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒IgA (IgA 1 ou IgA 2 IgA (IgA 1 ou IgA 2 -- predominapredomina):):--é o segundo mais abundante no soro;é o segundo mais abundante no soro;

–* presente nas secreções: leite materno, secreção vaginal, secreção gástrica, intestino, lágrima, na saliva, fluido brônquico;

– possui cadeia pesada αααα (3domínios

constantes e região da dobradiça);

- dímeros ou trímeros unidos por cadeia J;

–* circulante ou predominante nas mucosas;*IgA secretora

DRSM5

⇒⇒⇒⇒IgD:– possui cadeia pesada δδδδ (3 domínios constantes e

região da dobradiça);

-monômeros;

-não se conhece muito sobre sua fisiologia;

– encontrado na superfície de linfócitos B junto a IgM, parece que atua no reconhecimento de Ag;

– não é secretora;

⇒⇒⇒⇒IgE:– possui cadeia pesada εεεε (4 domínios constantes sem

região da dobradiça);

- monômeros;

– é a que está em menor quantidade no soro;

*– participam da defesa contra parasitas e reações alérgicas;

⇒⇒⇒⇒*IgG (IgG 1, IgG 2, IgG 3 e IgG 4):

– possui cadeia pesada γγγγ (3 domínios constantes e

região da dobradiça);

- monômeros;

– é o mais abundante no soro;

– ativa a via clássica do complemento;

--*atravessa a placenta (monômero) e confere imunidade ao *atravessa a placenta (monômero) e confere imunidade ao RNRN;;

--*todos Ac IgG encontrados no RN vieram da mãe, pois esse *todos Ac IgG encontrados no RN vieram da mãe, pois esse só produz IgM;só produz IgM;

--*é o anticorpo secundário *é o anticorpo secundário –– “estou me curando“estou me curando”;”;

--*é o anticorpo que confere imunidade*é o anticorpo que confere imunidade;;

- é o principal Ac opsonizante;

⇒⇒⇒⇒IgM: produzido pelo RN.– possui cadeia pesada µµµµ (4 domínios

constantes, sem região da dobradiça);

– pentâmeros ou hexâmeros (unidos por cadeia J);

– 10% no soro;

– ativa complemento;

-*é chamado Ac primário – é o que primeiro aparece em uma infecção, ou no caso das vacinas;

-*indica doença em atividade – FASE AGUDA;

-*não atravessa a placenta para conferir imunidade ao feto;

• A célula B tem potencial para produzir qualquer um dos isotipos de anticorpos, (existe um processo de seleção);

• Isotipo produzido inicialmente – IgM;

• Mudança após ativação da célula B (contato com antígeno específico) e recepção de sinais de outras células (como CITOCINAS);

• Troca de porção constante da cadeia pesada;

MUDANÇA DE ISOTIPOMUDANÇA DE ISOTIPO

Adaptado de ABBAS & LICHTMAN (2003)

Slide 44

DRSM5 A cadeia J é um peptídeo de aproximadamente 15 KDa que se liga aos monômeros de imunoglobulina por meio de ponters dissulfeto.Dagmar Ruth Stach-Machado; 24/08/2004

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⇒⇒⇒⇒ Resposta humoralDRTH1

IgM

IgG

A partir do 5 dia da doença já detecto IgM – FASE AGUDA

Depois de cerca de 20 dias cai IgM e aumenta IgG – essa pode cair, mas nunca zera, indica que já

entrei em contato com a doença –FASE CRÔNICA

1 contatoCaso de reforço

das vacinas

Alcance de patamar –Imunizado após várias

doses

Resposta primária e secundária dos Ac...Resposta primária e secundária dos Ac...

Cinética da Resposta ImuneCinética da Resposta Imune

1

2

Latente1 semanaAtivação T e B

Produção Ac

Sintese e Degradação AcConstante

Sessa Sintese Ac

Regulaçãoda

RespostaImune

Bloqueio de Aderência:Bloqueio de Aderência: impede a adesão e invasão impede a adesão e invasão da célula do hospedeiro pelo patógenoda célula do hospedeiro pelo patógeno..

Acs podem impedir a infecção viral

Anticorpos

entrada

Célula do

hospedeiro

Slide 49

DRTH1 Princípio da vacinação.Blábláblá; 26/08/2004

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Neutralização por anticorpos é um mecanismo Neutralização por anticorpos é um mecanismo importante para a proteção contra vírus e toxinas.importante para a proteção contra vírus e toxinas. Facilita a fagocitose

AnticorposAnticorpos facilitam a fagocitose de partículas por facilitam a fagocitose de partículas por macrófagos e neutrófilos.macrófagos e neutrófilos.

Bloqueio de Exotoxinas por Anticorpos

Ponto de ligação da toxina

toxina

Ponto de ligação da toxina

toxina

anticorpo

Ponto de ligação da toxina

célula célulacélula

A citotoxicidade por células A citotoxicidade por células NK é mediada por anticorposNK é mediada por anticorpos..

Célula NK

Célula ativada

Célula alvo Célula alvo morta

Complexo de Ataque à Membrana faz poros na célulaComplexo de Ataque à Membrana faz poros na célula

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Luz do intestino

bactéria

toxina

Proteção da mucosa por anticorpos

anticorpos

anticorpos

Ativação de mastócitos: liberação de substânciasAtivação de mastócitos: liberação de substânciasinflamatóriasinflamatórias

Alergeno

Mastócito ativadoMastócito ALERGIA

A imunidade não depende somente da ação de

anticorpos!CITOCINAS

LINFÓCITOS

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Linfócitos Macrófagos

Linfócitos T

Macrófago Macrófago ativado por citocinas torna-se mais microbicida

Os linfócitos T citotóxicos matam célulasOs linfócitos T citotóxicos matam células--alvoalvo

Atividade citotóxicaAtividade citotóxica

Os linfócitos T citotóxicos matam células Os linfócitos T citotóxicos matam células infectadas e células tumoraisinfectadas e células tumorais

Atividade citotóxicaAtividade citotóxica Atividade citotóxicaAtividade citotóxica

Morte de uma célula tumoral por um Morte de uma célula tumoral por um linfócito T citotóxicolinfócito T citotóxico

-Hipersensibilidades: a própria resposta imunológica causa a doença;

-Doenças Auto-imunes: o sistema imune ataca células e moléculas do próprio indivíduo;

►Nem tudo na resposta imune é proteção ….

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Rinite alérgica

Edema (inchaço) e

irritação da mucosa nasal

Uma vez que os anticorpos são específicos, como é possível produzir uma quantidade tão grande de

moléculas distintas, compatível com a imensa diversidade de antígenos aos quais somos expostos?

DIVERSIDADEDIVERSIDADE

??DRSM6

TEORIA DA RECOMBINAÇÃO GENÉTICA

• Descrita inicialmente em 1978

• Prêmio Nobel em Imunologia em 1987

Susumu Tonegawa

DRSM7• Mecanismo de recombinação genética:

– agrupamento aleatório dos segmentos gênicos da região variável;

Adaptado de SHARON (2000)

– exclusão de DNA entre os segmentos gênicos combinados

Adaptado de SHARON (2000)

– inserção de novos nucleotídeos

Adaptado de SHARON (2000)

DRSM8

DRTH2

Adaptado de SHARON (2000)

• Seqüência de recombinações genéticas:

Slide 74

DRSM6 Pensar que poderia existir um gene específico para cada imunoglobulina diferente seria uma loucura! Nós produzimos algo entre 10^11 e 10^18 anticorpos distintos, o que ultrapassa o tamanho total do genoma.Dagmar Ruth Stach-Machado; 24/08/2004

Slide 75

DRSM7 Teoria baseada na reorganização de segmentos gênicos para a geração de diversos anticorpos, a partir de uma quantidade relativamente pequena de informação genética.Dagmar Ruth Stach-Machado; 30/08/2004

Slide 77

DRSM8 Podem ser inseridos pela formação de um grampo após exclusão do DNA entre os segmentos (nucleotídeos P) ou por simples inserção pela ação da enzima deoxinucleotidil-transferase terminal (DTT, nucleotídeos N).Dagmar Ruth Stach-Machado; 30/08/2004

DRTH2 No início da maturação, então, a estrutura da cromatina com os genes para as Igs se abre, tornando-os acessíveis às recombinases que medeiam o processo de rearranjo gênico – RAG1 e RAG2(de “recombination-activating gene”). Há sequências marcadoras para a atuação correta das enzimas no processo de recombinação, são heptâmeros e nonâmeros espaçados por 12 ou 23 pares de bases.Blábláblá; 26/08/2004

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Adaptado de SHARON (2000)

Respostas humorais quase sempre são policlonais

Baseados em sua especificidade, pesquisadores desenvolveram técnicas para isolar anticorpos específicos e utilizá-los como

ferramentas de diagnóstico e terapia.

ANTICORPOS MONOCLONAIS

ANTICORPOS MONOCLONAIS

• Desenvolvidos inicialmente em 1975;

• Prêmio Nobel em Imunologia em 1984;

• Anticorpos que e ligam a um único tipo de Ag específico;

Georges J. F. Köhler Cesar Milstein

IMPORTÂNCIA CLÍNICAIMPORTÂNCIA CLÍNICA••••Ferramentas de imunodiagnósticos – utilizadas em testes

laboratoriais;

••••Análise do grau de infecção no soro – respostas primárias ou

secundárias;

••••Marcadores de doenças:

– Lupus eritematoso sistêmico

• Doenças relacionadas à falhas na função dos linfócitos B:

– Outras doenças autoimunes

– Agamaglobulinemia ligada ao X

DRTH5

DRTH6

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DRTH5 Anticorpos anti-DNA. Sintomas: glomerulonefrite, eritemas na pele (rash malar), trombocitopenia etc.Blábláblá; 26/08/2004

DRTH6 Deficiência ou ausência de todos os isotipos de imunoglobulinas. Sintomas aparecem após diminuiçãode IgG materna transferida pela placenta (5 ou 6 meses). Otite recorrente, bronquite, pneumonia, meningite, dermatite e artrite. Pacientes geralmente apresentam história de doença contínua, sem períodos de bem-estar entre os surtos de doença. Pacientes nunca devem ser imunizados com vacinas de microrganismos vivos atenuados. Tratamento baseado na administração contínua de antibióticos e reposição de imunoglobulinas séricas (principalmente IgG).Blábláblá; 26/08/2004