SEBENTA

IMUNOLOGIA BSICA

MARIA JOO

FACULDADE DE MEDICINA DA UNIVERSIDADE DO PORTO

2012/2013

Faculdade de Medicina da Universidade do Porto Sebenta de Imunologia Bsica

1

ndice

2 9 23

36 Organizao e expresso dos genes das imunoglobulina 45

59 74 83

Clulas Natural Killer 91 Tolerncia 95

99

110 116

121 Tabelas-sntese 132 Glossrio de Clusters of Differentiation 136

Esto includos nesta sebenta, resumos de Imunologia Bsica da Faculdade de Medicina da Universidade

do Porto acompanhados por ilustraes e esquemas. Esperamos, pois, que esta sebenta se revele til para

o estudo de Imunologia.

Bom trabalho e votos de sucesso nos exames,

Bernardo Sousa Pinto, Cludia Correia, Filipe Cabral, Gustavo Costa, Ldia Gomes, Maria Joo Cunha,

Maria Joo Domingues, Sara Gil Mata

Faculdade de Medicina da Universidade do Porto Sebenta de Imunologia Bsica

2

Antignios

Enquanto os componentes da imunidade inata esto programados para fazer reconhecimento de

padres, reconhecendo caractersticas partilhadas por grupos de molculas estranhas, os anticorpos e

os receptores de clulas T (molculas distintivas do sistema imunitrio adaptativo) tm um maior grau

de especificidade, reconhecendo estruturas moleculares especficas, as quais se designam por

determinantes antignicos ou eptopos.

Assim, os eptopos definem-se como sendo

regies imunologicamente activas de um

imunognio, que se ligam a anticorpos

circulantes ou de receptores membranares

especficos expressos em linfcitos. Por seu

turno, os anticorpos definem-se como sendo

protenas de ligao a eptopos, podendo ser

encontrados sob duas formas (1) como

constituintes das membranas das clulas B; (2) como produtos de secreo de plasmcitos. Note-se que

a regio de um anticorpo capaz de se ligar a um eptopo designa-se por paratopo.

A capacidade de induzir uma resposta imunitria humoral e/ou mediada por clulas designa-se por

imunogenicidade. Assim, apesar de as substncias que induzem uma resposta imune especfica serem

antignios imunognios

De facto, o conceito de antigenicidade diz respeito capacidade de uma molcula se combinar

especificamente com os produtos finais de respostas imunitrias (tais como anticorpos ou TCR). Apesar

de todas as molculas que tm imunogenicidade terem tambm antigenicidade, o contrrio no se

verifica. De facto, algumas molculas de pequenas dimenses, designadas por haptenos, so antignicas

mas carecem de imunogenicidade.

A ligao qumica de um hapteno a

uma grande protena imunognica,

designada por transportador, gera

um conjugado hapteno-

transportador com propriedades

imunognicas. Ora, a imunizao

com este tipo de conjugado leva

gnese de anticorpos especficos

para trs tipos de determinantes

antignicos: o determinante do

hapteno, os eptopos inalterados na

protena transportadora, e os novos

eptopos formados pela combinao

de regies quer do hapteno, quer

da protena transportadora.

Deste modo, um hapteno no

consegue funcionar como um

eptopo imunognico per se.

Todavia, quando vrias protenas de

um nico hapteno esto ligadas a

Faculdade de Medicina da Universidade do Porto Sebenta de Imunologia Bsica

3

uma protena transportadora (ou at a um homopolmero no imunognico), o hapteno torna-se

acessvel ao sistema imunitrio e passa a poder actuar como um imunognio.

Muitas substncias biologicamente importantes, tais como frmacos e hormonas peptdicas e

esterides, podem funcionar como haptenos, de tal modo que os conjugados destes haptenos com

grandes protenas transportadoras podem ser usados para produzir anticorpos especficos para

haptenos. Esses anticorpos so teis para avaliar a presena de vrias substncias no corpo, sendo, por

exemplo, usados nos testes de gravidez.

A imunogenicidade no depende apenas de propriedades intrnsecas de um antignio, mas tambm de

um vasto nmero de propriedades do sistema biolgico particular encontrado pelo antignio, bem

como da maneira como o imunognio apresentado.

Propriedades que contribuem para a imunogenicidade:

No-pertena ao self

Para despoletar uma resposta imune, uma molcula deve ser reconhecida como "non-self" pelo sistema

imunolgico. Caso isso no acontea, verifica-se um fenmeno de tolerncia, ou seja, falta de resposta

imunolgica aps contacto com um antignio (algo que se verifica na presena de antignios do self). De

referir que os antignios que induzem tolerncia designam-se por tolerognios.

aquando do seu desenvolvimento (de facto, os

self reconhec-los como tal).

Os antignios que no forem apresentados aos linfcitos neste perodo crtico podem vir mais tarde a

ser reconhecidos como "non-self" (estranhos) pelo sistema imune, o que pode causar graves patologias.

No que concerne sua provenincia, os antignios reconhecidos como non-self podem ser classificados

como:

Xenoantignios: Os xenoantignios dizem respeito a imunognios no pertencentes a

indivduos da mesma espcie. Assim, os xenoantignios incluem os patogneos, as exotoxinas

(substncias com forte antigenicidade e patogenicidade) e os toxoides (exotoxinas que perdem

a toxicidade, mas mantm a sua antigenicidade).

Quando um xenoantignio introduzido num organismo, o grau da sua imunogenicidade

dependente de quo diferente este dos antignios do self. De facto, quanto mais afastadas na

escala filogentica, maior ser a disparidade estrutural entre as molculas. Existem, contudo,

algumas excepes a esta regra - algumas macromolculas (tais como colagnio e citocromo c)

tm sido muito conservadas ao longo da escala filogentica, pelo que geram muito poucas

reaces de imunogenicidade em diversas linhagens de espcies.

Aloantignios: Os aloantignios so imunognios provenientes de diferentes indivduos da

mesma espcie. Assim, os aloantignios incluem os antignios dos sistemas ABO, Rh e MHC,

que so alvo de variaes entre indivduos distintos da mesma espcie.

Auto-antignios: Alguns componentes do "self" (tais como os espermatozides e o tecido da

crnea) so separados do sistema imune de modo muito eficaz (sequestro de antignios), pelo

que se pores destes tecidos forem injectadas numa outra localizao do mesmo organismo,

estas funcionaro como imunognios, nomeadamente, como auto-antignios. Para alm dos

antignios sequestrados, os auto-antignios incluem molculas alteradas de tecidos do self, tais

como antignios de clulas tumorais.

Faculdade de Medicina da Universidade do Porto Sebenta de Imunologia Bsica

4

Peso Molecular

Existe uma correlao entre o tamanho da macromolcula e a sua imunogenicidade. De facto, os

imunognios mais activos tendem a ter uma massa molecular superior a 100.000Da. Geralmente, as

substncias com massa molecular inferior a 5000-10.000Da so imunognios fracos, apesar de se ter

verificado que algumas molculas com massa molecular inferior a 1000 Da tm propriedades

imunognicas.

Composio qumica e heterogeneidade

per se para tornar uma molcula imunognica, pelo que

so necessrias outras caractersticas. A ttulo de exemplo, independentemente do seu tamanho, os

homopolmeros sintticos no so, geralmente, imunognicos. Por oposio, os heteropolmeros so,

normalmente, mais imunognicos que os homopolmeros.

Assim, a complexidade qumica tambm contribui para a imunogenicidade. Sabe-se, por exemplo, que

as protenas, os lipopolissacardeos e os polissacardeos tm forte aco imunognica. Por contraponto,

os cidos nucleicos (excepto se em cadeia simples ou complexados com protenas) e os lipdeos so

fracos imunognios. Contudo, se apresentados convenientemente (conjugados com protenas

transportadoras), os antignios lipdicos tambm podem induzir respostas nas clulas B de facto, a

imunizao de organismos com estes conjugados lpideo-protena permite obter anticorpos altamente

especficos para os lpideos em questo. Este conhecimento apresenta importncia prtica significativa,

sendo, por exemplo, utilizado no doseamento de leucotrienos em asmticos, ou para a deteco de

prednisona em transplantados.

Susceptibilidade ao processamento e apresentao de antignios

O desenvolvimento das respostas humorais e celulares requer a interaco das clulas T com o

antignio previamente processado e apresentado em conjunto com molculas MHC. As macromolculas

maiores, insolveis e agregadas so mais imunognicas que as molculas pequenas e solveis, dado

serem mais prontamente fagocitadas e processadas. Contudo, as macromolculas que no podem ser

degradadas ou apresentadas ligadas ao MHC so consideradas imunognios fracos.

Dosagem de imunognios e via de administrao

A aco dos imunognios dependente da dose em que so administrados. Uma dose insuficiente de

antignio incapaz de estimular uma resposta imune, quer pelo facto de falhar a activao de um

nmero suficiente de linfcitos, quer por, em certos casos, baixas doses de antignios poderem induzir

anergia (ausncia de resposta) ou tolerncia imunolgica. Contudo, doses muito elevadas e persistentes

de antignios tambm podem acabar por tolerncia

Em termos experimentais, sabe-se que, na maior parte dos casos, a administrao de uma dose nica de

imunognios no suficiente para induzir uma resposta imunolgica forte. De facto, a induo de uma

resposta forte requer, frequentemente, a administrao de doses baixas e repetidas ao longo de

algumas semanas. Estas administraes repetidas ("boosters") aumentam a proliferao clonal de

clulas B e T especficas para o antignio, aumentando a populao de linfcitos especficos para o

mesmo.

A via de administrao do antignio tambm influencia fortemente que rgos imunolgicos e que

populaes celulares estaro envolvidas na resposta. A administrao por via sub-cutnea ou intra-

Faculdade de Medicina da Universidade do Porto Sebenta de Imunologia Bsica

5

drmica aumenta a imunogenicidade de um antignio, enquanto a administrao por via oral, inalatria

ou intra-venosa promove a sua tolerncia.

Adjuvantes

Os adjuvantes so substncias que,

quando combinadas com um antignio e

injectadas num organismo, aumentam a

imunogenicidade desse antignio. Os

adjuvantes so frequentemente usados

(nomeadamente na rea da investigao e

na vacinao) para aumentar a resposta

imune de um antignio com

imunogenicidade baixa ou que exista em

baixa quantidade.

Sabe-se que alguns importantes

polirribonucletidos e lipopolisacardeos

bacterianos, por exemplo) so ligandos dos

Toll-like receptors das clulas dendrticas e

dos macrfagos, estimulando assim as

respostas imunes, por via da activao da imunidade inata.

Apesar disso, a contribuio quantitativa de cada adjuvante para o desenvolvimento de uma resposta

imune ainda no est completamente clarificada. De qualquer modo, pode-se dizer que, no cmputo

geral, os adjuvantes parecem exercer pelo menos um dos seguintes efeitos:

Prolongamento da persistncia do antignio;

Aumento da intensidade de sinais co-estimulatrios;

Aumento da inflamao local;

Estimulao da proliferao linfocitria no-especfica.

O nico adjuvante aprovado para uso humano o sulfato de alumnio-potssio (alum), que prolonga a

persistncia do antignio provavelmente, por interaco com os Nod-like receptors (NLR). Quando o

alum misturado com o antignio, este precipita. Ora, a injeco deste precipitado de alum leva a que o

antignio seja libertado mais lentamente a partir do local de injeco, o que aumenta a exposio ao

antignio de alguns dias para vrias semanas. O precipitado de alum tambm aumenta o tamanho do

antignio, aumentando a probabilidade de fagocitose.

Existem ainda adjuvantes gua-leo, no aprovados para uso humano, tais como o adjuvante

incompleto de Freund, que composto por uma soluo aquosa contendo o antignio, leo mineral e

um agente emulsionante (como o mono-oleato de sorbitano). Este agente dispersa o leo em pequenas

gotculas em torno do antignio, que ento libertado de modo muito lento a partir do local de

injeco.

Tanto o alum como os adjuvantes de Freund estimulam uma reaco inflamatria crnica localizada,

que atrai tanto fagcitos como linfcitos. Esta infiltrao celular no local da injeco do adjuvante

resulta frequentemente na formao de um granuloma (massa de clulas densa e rica em macrfagos).

Faculdade de Medicina da Universidade do Porto Sebenta de Imunologia Bsica

6

Gentipo do indivduo imunizado

Mesmo que uma molcula apresente propriedades que contribuem para a imunogenicidade, a sua

capacidade para induzir uma resposta imune vai depender de certas propriedades do sistema biolgico

com o qual contacta.

De facto, a constituio gentica de um indivduo imunizado influencia a resposta imune que este

manifesta, assim como o seu grau de resposta. Ora, de acordo com vrios estudos experimentais, sabe-

se que o controlo gentico da resposta imune encontra-se amplamente dependente dos genes que

codificam para o MHC. Isto significa que os produtos genmicos do MHC, que participam na

apresentao do antignio processado s clulas T, desempenham um papel fundamental na

determinao do grau de resposta aos imunognios. Esta resposta ainda influenciada pelos genes que

codificam para os receptores de clulas B e clulas T, bem como por genes que codificam diversas

protenas envolvidas nos mecanismos de regulao imunitria.

O gentipo do indivduo particularmente importante para definir a sua susceptibilidade a alergnios.

Os alergnios so antignios que despoletam reaces imediatas de hipersensibilidade, as quais se

caracterizam pela produo exacerbada do anticorpo IgE, que se liga aos mastcitos e promove a

libertao de mediadores.

Eptopos

Como anteriormente mencionado, as clulas imunes no interagem nem reconhecem uma molcula

imunognica por inteiro. Em vez disso, os linfcitos reconhecem locais discretos nessa macromolcula,

os quais so designados por eptopos, ou determinantes antignicos. De referir que, j foi demonstrado

que as clulas B e T reconhecem diferentes eptopos na mesma molcula antignica.

Os linfcitos podem interagir com um antignio complexo em vrios nveis da estrutura antignica, ou

seja, um eptopo de uma protena antignica pode envolver elementos da sua estrutura primria,

secundria, terciria ou mesmo quaternria. No caso dos polissacardeos, estes contm normalmente

ramificaes, sendo que os pontos de ramificao contribuem frequentemente para a conformao dos

eptopos.

Normalmente, os eptopos reconhecidos pelas clulas B encontram-se expostos superfcie dos

imunognios (isto porque as clulas B interagem com antignios presentes em soluo). Por oposio,

os eptopos reconhecidos pelas clulas T so geralmente peptdeos derivados da digesto enzimtica de

protenas patognicas, sendo apenas reconhecidos pelo T-cell receptor quando complexados com uma

molcula MHC assim, os eptopos das clulas T podem se encontrar em qualquer local da protena.

Eptopos das clulas B

Os eptopos das clulas B so normalmente constitudos por aminocidos hidroflicos localizados na

superfcie de um imunognio. Assim, estes eptopos so topograficamente acessveis a anticorpos livres

ou ligados membrana das clulas B.

Isto , os eptopos das clulas B devem encontrar-se superfcie das respectivas protenas, de modo a

permitir a ligao dos respectivos anticorpos. Assim, normalmente, os eptopos correspondem a regies

mais salientes da superfcie das protenas, sendo que estas regies so predominantemente

constitudas por aminocidos hidroflicos. Por oposio, as sequncias aminoacdicas "escondidas" no

interior das protenas so predominantemente hidrofbicas, e no podem funcionar como eptopos das

clulas B, a no ser que as respectivas protenas sofram desnaturao.

Faculdade de Medicina da Universidade do Porto Sebenta de Imunologia Bsica

7

Os eptopos das clulas B podem ser de natureza linear ou, mais frequentemente, conformacional. Os

eptopos lineares so constitudos por resduos contguos sequenciais localizados ao longo de uma

cadeia polipeptdica, enquanto os eptopos conformacionais so constitudos por resduos no

sequenciais de segmentos, que se tornam mais prximos quando o antignio adquire uma determinada

conformao estrutural. Note-se que, contrariamente aos eptopos B que so maioritariamente

conformacionais, os eptopos T so de natureza linear.

Os eptopos sequenciais e no sequenciais geralmente comportam-se de maneira diferente quando a

protena desnaturada, fragmentada ou reduzida. A ttulo de exemplo, a fragmentao adequada de

uma protena pode reter eptopos sequenciais sem os alterar, pelo que os anticorpos mantm a

capacidade de se ligar ao seu eptopo. Por oposio, os eptopos no sequenciais so geralmente

eliminados quando uma protena fragmentada, ou quando as suas ligaes dissulfito so reduzidas.

Na sua maioria, os anticorpos gerados aps ligao a protenas globulares ligam-se a essas protenas

apenas quando estas se encontram na sua conformao nativa. Como a desnaturao destes antignios

normalmente muda a estrutura dos seus eptopos, os anticorpos para estas protenas no se ligam a

protenas desnaturadas.

Os eptopos das clulas B tendem a estar localizados em regies flexveis de um imunognio e tm,

frequentemente, mobilidade local. Considera-se que a mobilidade local dos eptopos maximiza a

complementaridade com o local de ligao ao anticorpo, de tal modo que os eptopos mais rgidos

parecem ligar-se menos eficazmente aos respectivos anticorpos. Apesar disso, a ligao de um anticorpo

a um eptopo mais rgido revela maior afinidade que a ligao de um anticorpo a um eptopo mais

flexvel.

A superfcie de uma protena , na sua maioria, potencialmente imunognica, apresentando um grande

nmero de locais antignicos potenciais. Contudo, o nmero de locais antignicos de uma protena

reconhecidos pelo sistema imune inferior ao seu repertrio potencial antignico (ou seja, nem todos

os potenciais locais antignicos de uma protena so reconhecidos pelo sistema imunitrio), sendo que o

reconhecimento de locais antignicos varia entre indivduos da mesma espcie ou diferentes espcies.

Faculdade de Medicina da Universidade do Porto Sebenta de Imunologia Bsica

8

Isto , para alguns indivduos, certos eptopos de um antignio so considerados imunognicos,

enquanto para outros no.

A intensidade da resposta imune despoletada por diferentes imunognios tambm no idntica

alguns imunognios so capazes de induzir uma resposta imune mais pronunciada, sendo designados

por imunognios imunodominantes. A imunodominncia dos eptopos varivel de indivduo para

indivduo e, de facto, pensa-se que a imunodominncia dos eptopos influenciada, no s pelas

propriedades topogrficas intrnsecas do eptopo, mas tambm pelos mecanismos regulatrios do

indivduo.

Faculdade de Medicina da Universidade do Porto Sebenta de Imunologia Bsica

9

MHC e apresentao de antignios

Contrariamente aos anticorpos e aos receptores das clulas B (que so capazes, per se, de reconhecer

um antignio), os receptores das clulas T apenas reconhecem antignios que tenham sido processados

e que sejam apresentados por molculas do complexo major de histocompatibilidade (MHC).

As molculas de MHC so essenciais num contexto de imunidade adaptativa, sendo que o conjunto

particular de MHC expressas por um indivduo influencia o repertrio de antignios para os quais as

clulas TC e TH respondem.

Consideraes genticas

O complexo MHC (complexo HLA) um conjunto de genes dispostos ao longo de um segmento de DNA

sito no brao curto do cromossoma 6. Nesse complexo, existem 121 genes funcionais, os quais se

encontram organizados em regies que codificam trs classes de molculas:

Genes MHC classe I: Codificam glicoprotenas expressas superfcie de quase todas as clulas

nucleadas. As molculas MHC classe I tm como funo a apresentao de antignios

peptdicos s clulas TC.

Existem molculas MHC I clssicas e no clssicas. As molculas clssicas so codificadas pelos

loci A, B e C, sendo expressas na maior parte das clulas. Por oposio, as molculas no-

clssicas so codificadas por outros loci, desempenhando papis mais especficos a ttulo de

exemplo, o HLA-G expresso no citotrofoblasto, impedindo que o feto seja reconhecido como

estranho e que seja rejeitado pelas clulas TC maternas (de qualquer modo, ainda no so

conhecidas as funes de todas as molculas). J o HLA-E expresso em conjunto com as

molculas de MHC I clssicas, desempenhando importantes funes na sinalizao das clulas

Natural Killer.

Genes MHC classe II: Codificam para glicoprotenas expressas, sobretudo, superfcie de

clulas apresentadoras de antignios (macrfagos, clulas B e clulas dendrticas). As molculas

MHC classe II apresentam peptdeos antignicos processados s clulas TH. De referir que, em

termos genticos, as molculas MHC II so codificadas pelos loci DP, DQ e DR.

Existem - de entre essas molculas

destaque para as protenas TAP, LMP, HLA-DM e HLA-DO (vide infra).

Genes MHC classe III: Codificam para protenas com funo imune, que so secretadas. Essas

protenas incluem elementos do sistema de complemento e molculas envolvidas na

inflamao.

A regio dos genes do MHC classe III encontra-se flanqueada pelas regies dos genes da classe I

e da classe II. Essa regio codifica molculas fundamentais para a funo imunitria, mas que

apresentam poucas coisas em comum (quer em termos funcionais, quer em termos estruturais)

com as molculas MHC classe I/II. De facto, os produtos codificados pela regio MHC classe III

incluem:

Protenas do complemento C4, C2 e factor B;

TNF e outras citocinas inflamatrias;

Enzima 21-hidroxlase e outras molculas que no participam na funo imunitria

Faculdade de Medicina da Universidade do Porto Sebenta de Imunologia Bsica

10

Os loci que constituem os MHC so altamente polimrficos. Todavia, os genes MHC encontram-se muito

perto uns dos outros, de tal modo que a frequncia de recombinao (ou seja, a frequncia de

ocorrncia de crossing-over durante a meiose) muito reduzida. Deste modo, a maior parte dos

indivduos herda um hapltipo (conjunto de alelos) de cada progenitor, sem que o hapltipo (na maior

parte dos casos) tenha sofrido recombinao.

Os alelos do MHC so co-dominantemente expressos. Isto , em cada clula, so simultaneamente

expressas molculas de origem paterna e as molculas de origem materna. Assim, um indivduo pode

partilhar dois hapltipos de MHC com um seu irmo, sendo que a probabilidade de tal acontecer

prxima de . Ora, indivduos que partilhem dois hapltipos do MHC designam-se por HLA-idnticos.

Todavia, nenhum indivduo ser compatvel com os seus progenitores. De facto, cada descendente

apenas pode partilhar um hapltipo de MHC com os seus progenitores nessas situaes, os indivduos

so referidos como haplo-indnticos.

Apesar de a taxa de recombinao por crossing-over ser baixa para os genes MHC, este fenmeno

contribui significativamente para a diversidade de loci nas populaes humanas. Assim, como resultado

da recombinao e de outros mecanismos que permitem gerar mutaes, muito difcil que dois

indivduos no-relacionados apresentem conjuntos idnticos de genes MHC.

Molculas MHC classe I

Em termos estruturais, as molculas de MHC classe I so constitudas por duas cadeias:

: Glicoprotena transmembranar codificada pelos genes polimrficos das

regies A, B e C do complexo MHC.

o Trs domnios externos 1 2 3), cada um com cerca de 90 aminocidos.

o Domnio transmembranar (cerca de 25 aminocidos)

o Segmento citoplasmtico (cerca de 30 aminocidos)

Faculdade de Medicina da Universidade do Porto Sebenta de Imunologia Bsica

11

-microglobulina de 12 kDa: Protena altamente conservada, codificada por um gene

expresso num cromossoma distinto. Esta cadeia similar em tamanho e organizao ao

- -microglobulina

no contm uma regio transmembranar.

Por outro lado, podemos considerar que as molculas de MHC apresentam dois pares de domnios

interactuantes:

Um par distal 1 2;

Um par proximal 3 2 microglobulina.

Os domnios 1 2 interagem

entre si, formando uma

anti-paralelas entre duas

-hlice. Esta

estrutura forma uma fenda

-hlices e cujo pavimento

Esta fenda encontra-

se superfcie das molculas

MHC classe I, sendo

responsvel pela ligao aos

peptdeos antignicos de

facto, esta fenda suficiente

grande para permitir a ligao

de um peptdeo com 8-10

aminocidos.

3 e

2-microglobulina apresentam,

cada um, duas

aminocidos dispostos anti-paralelamente. Ora, conhecendo esta estrutura, torna-se fcil de

2-microglobulina integram a superfamlia das

imunoglobulinas.

O 3 encontra-se altamente conservado entre as molculas de MHC, contendo uma sequncia

que interage com a molcula membranar CD8, a qual expressa nas clulas TC. Por seu turno, a 2-

microglobulina 3 1 e

2). Ora, essas interaces so essenciais para que se forme uma protena MHC I - de facto, as clulas do

tumor de Dandi 2-microglobulina. Essas clulas tumorais produzem as

Interaco MHC classe I-peptdeo

As molculas MHC I ligam-se a peptdeos, apresentando-os a clulas T CD8+. Normalmente, esses

peptdeos so derivados de protenas intracelulares endgenas digeridas no citosol. Subsequentemente,

esses peptdeos so transportados desde o citosol at as cisternas do retculo endoplasmtico rugoso,

onde interagem com as molculas do MHC I - este processo constitui a via citoslica (vide infra).

Faculdade de Medicina da Universidade do Porto Sebenta de Imunologia Bsica

12

Cada tipo de molcula MHC I (A, B e C) liga-se a um conjunto nico de peptdeos. Para alm disso, cada

variante allica de MHC I liga-se a um conjunto distinto de peptdeos. Como cada clula nucleada

expressa 105 cpias de cada molcula MHC I, vrios peptdeos distintos so simultaneamente

apresentados pelos MHC I expressos superfcie celular.

A capacidade de uma dada molcula MHC I se ligar a um amplo espectro de peptdeos depende da

presena de sequncias especficas de aminocidos expressas ao longo de posies definidas desses

peptdeos. Esses resduos de aminocidos ancoram o peptdeo antignico fenda do MHC I, sendo por

isso designados por resduos de ancoragem.

No admira, portanto, que as cadeias laterais dos resduos de ancoragem de um peptdeo sejam

complementares s estruturas de superfcie da fenda da molcula MHC I. Para alm disso, fcil

compreender porque que todos os peptdeos que se ligam a MHC I apresentam aminocidos de

ancoragem sitos no terminal carboxilo (de referir que estes aminocidos so, normalmente, de natureza

hidrofbica). Contudo, perto do terminal amina tambm possvel encontrar aminocidos de

ancoragem.

Em termos quantitativos, basta um nico complexo MHC-

reconhecimento e lise (processos esses que so operados por um linfcito TC com um receptor

especfico para esse complexo).

Molculas MHC classe II

As molculas MHC classe II so constitudas por

uma (33kDa) e por uma (28kDa),

as quais se encontram associadas por interaces

no covalentes. Note-

regio

pela regio HLA-DR apenas emparelha com a

Contudo, se forem da mesma regio, duas cadeias

codificadas por cromossomas distintos podem,

eventualmente, emparelhar

(transcomplementao), embora isso no seja

deveras frequente.

Cada uma destas cadeias apresenta dois domnios

externos, uma poro transmembranar e uma

poro intracelular, de tal modo que as molculas

MHC classe II so glicoprotenas ancoradas

membrana citoplasmtica.

1 2 domnios 1 2. Os 1 1 constituem os

domnios distais do MHC II, formando a fenda de ligao para o antignio. J os 2 2

constituem os domnios proximais do MHC II, apresentando uma estrutura sim Ig fold

explica porque que as molculas MHC II pertencem superfamlia das imunoglobulinas.

Faculdade de Medicina da Universidade do Porto Sebenta de Imunologia Bsica

13

O pavimento da fenda de ligao para o antignio das molculas MHC II constitudo por oito folhas

anti- -hlices. Apesar disso, existem diferenas

entre as fendas do MHC I e do MHC II:

A fenda do MHC I apresenta alguns resduos conservados, os quais se ligam aos resduos terminais dos pequenos peptdeos antignicos. Assim, a fenda do MHC I apresenta uma forma

socket

A fenda do MHC II no apresenta resduos conservados e tem uma forma de sulco aberto

Interaco peptdeo-MHC II

As molculas MHC II ligam-se a peptdeos antignicos, apresentando-os s clulas T CD4+. A maior parte

destes peptdeos antignicos deriva de protenas exgenas (quer do self ou do non-self), as quais so

degradadas pela via endoctica. Assim, a maior parte dos peptdeos associados com o MHC II so

derivados de protenas do self ligadas a protenas, ou de protenas estranhas internalizadas por

fagocitose ou por endocitose mediada por receptores.

Os peptdeos que formam complexos com o MHC II normalmente contm 13-25 resduos aminoacdicos.

Todavia, a capacidade de um peptdeo se ligar ao MHC II depende do seu ncleo central de 13

aminocidos.

Por vezes, os peptdeos antignicos que se ligam ao MHC II apresentam regies conservadas. Porm,

estes peptdeos no apresentam resduos de ancoragem. Assim, as pontes de hidrognio estabelecidas

-se distribudos ao longo do local de ligao, em

vez de se agregarem predominantemente nas extremidades (como acontece com os peptdeos de

ligao ao MHC I).

Faculdade de Medicina da Universidade do Porto Sebenta de Imunologia Bsica

14

Polimorfismos das molculas MHC

Existem inmeras variedades allicas de molculas MHC. Todavia, cada indivduo apenas expressa uma

pequena quantidade de molculas diferentes (at seis molculas MHC I diferentes e at doze molculas

MHC II diferentes). Contudo, este nmero limitado de molculas MHC deve ser capaz de apresentar

uma grande quantidade de peptdeos antignicos diferentes s clulas T. Ora, isto possvel, porque a

ligao de peptdeos s molculas MHC no requer uma especificidade to grande, como a ligao de

um antignio a um anticorpo ou a um receptor de clula T.

Em suma, uma molcula MHC consegue ligar a muitos peptdeos diferentes e alguns peptdeos so

capazes de ligar a vrios MHC. Como j foi referido, a fenda do MHC I fechada em ambos os lados,

enquanto a fenda do MHC II aberta em ambas as extremidades. Como resultado, a fenda do MHC I

liga-se a peptdeos contendo 8-10 aminocidos, enquanto a fenda do MHC II liga-se a peptdeos

contendo 13 a 18 aminocidos.

As molculas MHC expressas por um indivduo so sempre as mesmas ao longo de toda a vida, sendo

que os genes que codificam para estas molculas no se alteram ao longo do tempo (contrariamente ao

que ocorre com os genes que codificam para as imunoglobulinas, que sofrem recombinao gentica).

Assim, a diversidade de molculas MHC gerada por dois processos distintos:

Dentro da mesma espcie, a variedade de molculas MHC resulta da presena de vrios

polimorfismos (existncia de vrios alelos para os loci que codificam para o MHC)

Dentro do mesmo indivduo, a diversidade de molculas MHC depende da existncia de vrios

alelos para cada gene, mas tambm da presena de genes duplicados com funes similares ou

sobreponveis (diz-se que os genes MHC so polignicos).

Os genes MHC I e II so altamente polimrficos, a tal ponto que existem indivduos que apresentam

diferente nmero de genes DRB cadeia

DRA (cad de

facto, existem apenas trs alelos desta cadeia, sendo que mais de 99% dos indivduos partilham um

mesmo alelo. De referir que a variabilidade de cada cadeia do MHC avaliada pelos grficos de Wu-

Kabot.

A enorme quantidade de polimorfismos leva a que existam quase 4x1019

possveis combinaes de

alelos de MHC I e MHC II. Todavia, na prtica, a diversidade de combinaes um pouco menor, uma

vez que se verifica algum desequilbrio de ligao no modo como so transmitidos os alelos MHC. Ou

seja, certas combinaes allicas ocorrem com maior frequncia nos hapltipos de MHC, que o que

seria expectvel caso as recombinaes ocorressem todas meramente ao acaso.

Existem trs hipteses que procuram explicar o porqu da existncia deste desequilbrio de ligao,

nomeadamente:

a) As combinaes mais comuns so mais vantajosas;

b) O crossing-over ocorre mais frequentemente em determinadas regies de DNA;

c) Ainda passaram poucas geraes humanas, de tal modo que ainda no ocorreram os

crossing-over necessrios para o estabelecimento de equilbrio de ligao;

De qualquer modo, sabe-se que existem regies das molculas de MHC mais susceptveis a

apresentarem diversidade essas regies concentram- 2 1 1 do

MHC II.

Faculdade de Medicina da Universidade do Porto Sebenta de Imunologia Bsica

15

Sabe-se ainda que diferentes hapltipos de MHC podem induzir diferente intensidade de resposta

imunitria. Actualmente, existem dois modelos que procuram explicar este fenmeno, ponderando-se,

inclusive, se ambos estaro correctos:

Modelo de seleco dos determinantes: De acordo com esta hiptese, diferentes molculas

MHC II diferem na sua capacidade de se ligarem a antignios processados;

Modelo de lacunas no repertrio: De acordo com este modelo, as clulas T circulantes nem

sempre expressam receptores capazes de reconhecer um dado complexo peptdeo-MHC

(porque muitas foram eliminados no timo).

Regulao da expresso do MHC

Tanto os genes MHC de classe I com os de classe II so flanqueados por sequncias promotoras, s

quais se ligam factores de transcrio especficos (que tanto podem estimular como inibir a transcrio).

Por exemplo, o CIITA e o RFX so dois factores de transcrio que promovem a transcrio MHC II -

defeitos nesses factores esto associados ao desenvolvimento da (nesta

doena, os linfcitos esto desprovidos de molculas MHC II e, por isso, os pacientes apresentam uma

grave imunodeficincia.

A expresso de molculas MHC ainda regulada por vrias citocinas. De facto, os interferes e o TNF

aumentam a expresso celular de MHC I. Por outro lado, o promove a expresso celular de

MHC II (por aumento da expresso de CIITA), incluindo em clulas no-apresentadoras de antignios

(como os queratincitos).

No que concerne aos factores responsveis pela diminuio da expresso do MHC, destaque para os

corticosterides, prostaglandinas e (em situaes muito particulares) o interfero-

MHC tambm diminui na sequncia de uma infeco por certos vrus, nomeadamente:

Citomegalovrus 2-microglobulina;

Adenovrus 12: Induz menor transcrio dos genes TAP (vide infra);

Outros vrus: Induzem menor transcrio dos genes MHC

Por vezes, a menor expresso de MHC I deve-se a menor transcrio dos genes necessrios para o

transporte dos peptdeos antignicos (genes TAP). O bloqueio da expresso dos genes TAP inibe o

transporte dos componentes da molcula MHC I e, como resultado, as molculas MHC I deixam de ser

capaze 2-microglobulina, no podendo ser transportadas para a membrana celular.

Como bvio, a menor expresso de MHC I resulta numa menor resposta imunitria.

Expresso celular de MHC

As molculas MHC I clssicas so expressas na maior parte das clulas nucleadas, embora o seu nvel de

expresso varie entre diferentes tipos de clulas:

Os linfcitos so as clulas que expressam maiores nveis de MHC I;

Os fibroblastos, as clulas musculares e os hepatcitos expressam baixos nveis de MHC I;

Os neurnios e algumas clulas da espermatognese no expressam MHC I.

Em clulas saudveis normais, as molculas MHC I encontram-se ligadas a peptdeos do self resultantes

do turn-over de protenas endgenas. J as clulas infectadas por vrus, expressam vrias MHC I na sua

membrana, cada uma ligada a diferentes peptdeos vricos. Como existem diferenas allicas inter-

Faculdade de Medicina da Universidade do Porto Sebenta de Imunologia Bsica

16

individuais nas fendas do MHC I, diferentes indivduos apresentam capacidade de se ligarem a

diferentes conjuntos peptdicos vricos.

Contrariamente s molculas MHC I, as molculas MHC II so apenas constitutivamente expressas por

clulas apresentadoras de antignios (sobretudo macrfagos, clulas dendrticas e clulas B). Contudo,

algumas clulas no-apresentadoras de antignios (tais como as clulas tmicas ou as clulas T) podem

ser induzidas a expressar MHC II, sob certas condies e sob estimulao de diversas citocinas.

Para alm disso, em alguns casos, a expresso de MHC II depende do estado de diferenciao celular. A

ttulo de exemplo, estas molculas no so detectadas nas clulas pr-B, mas so constitutivamente

expressas na membrana das clulas B maduras. Paralelamente, os moncitos e os macrfagos

expressam baixos nveis de MHC II at serem activados por um antignio - a partir da, passam a

expressar grande quantidade de MHC II.

Clulas apresentadoras de antignios

Para que os antignios possam ser apresentados, estes devero primeiro de ser processados. Ou seja, o

processamento (que ocorre no interior das clulas) converte os antignios em peptdeos antignicos, os

quais podem depois ser apresentados complexados com uma molcula MHC I ou II.

Todas as clulas que expressem MHC I ou II so capazes de apresentar peptdeos s clulas T. Deste

modo, todas essas clulas poderiam ser classificadas como clulas apresentadoras de antignios.

Todavia, por conveno, apenas as clulas que expressam MHC II so designadas por clulas

apresentadoras de antignios (APC). Todas as restantes so simplesmente designadas por clulas-alvo.

As clulas apresentadoras de antignios podem ser classificadas como profissionais ou no-

profissionais. De facto clulas profissionais expressam MHC de forma praticamente constitutiva (com

excepo dos macrfagos no-activados). Por seu turno, as clulas no-profissionais apenas actuam

como APC durante curtos perodos de tempo e durante uma resposta inflamatria sustentada de

facto, estas clulas devero ser induzidas a expressar MHC II ou um sinal co-estimulatrio.

As clulas apresentadoras de antignios profissionais incluem as clulas dendrticas, os macrfagos e as

clulas B:

Clulas dendrticas: So as APC mais eficazes, na medida em que expressam nveis

constitutivamente elevados de MHC II, bem como de molculas co-estimulatrias. Assim, estas

clulas so capazes per se de activar as clulas T naf;

Macrfagos: Devem ser activados por fagocitose de antignios particulados, antes de

expressarem molculas MHC II ou molculas membranares co-estimulatrias (como B7);

Clulas B: expressam constitutivamente MHCII, mas devem ser activados antes de expressarem

molculas co-estimulatrias.

Como quase todas as clulas nucleadas expressam MHC I, quase todas as clulas podem actuar como

clulas-alvo, apresentando antignios s clulas TC. Normalmente, as clulas actuam como clulas-alvo

aps terem sido infectadas por um vrus (ou outros microrganismos), ou caso se tratem de clulas

tumorais, envelhecidas ou transplantadas.

MHC e susceptibilidade a patologias

Alguns alelos do MHC so expressos em muito maior frequncia em indivduos que padecem de certas

doenas. Essas patologias incluem doenas auto-imunes, certas doenas vricas, doenas do sistema de

Faculdade de Medicina da Universidade do Porto Sebenta de Imunologia Bsica

17

complemento, doenas endcrinas (como a doena de Graves e a doena de Addison), doenas

inflamatrias (como a artrite reumatide), doenas malignas (como a doena de Hodgkin), alergias e

perturbaes neurolgicas. De facto, de entre os alelos do MHC mais fortemente associados com o

desenvolvimento de patologia, destaque para os seguintes:

HLA-B27 espondilite arquilosa;

HLA-DR2 narcolepsia;

Hapltipo A3/B14 hemocromatose.

Isto no quer dizer que estes alelos causem as respectivas doenas, at porque estas tm, na maior

parte das vezes, etiologia multifactorial. De facto, os MHC apenas podem condicionar maior

susceptibilidade ao desenvolvimento de doena (por exemplo, codificando molculas que sejam

reconhecidas como receptores vricos ou toxinas bacterianas; ou codificando molculas menos capazes

de activar os linfcitos T).

Vias de apresentao de antignios

O sistema imunitrio recorre

a diferentes vias para

apresentar antignios.

Normalmente, os antignios

endgenos (sintetizados no

interior das clulas) so

processados por via

citoslica e apresentados

superfcie celular

complexados com molculas

MHC I. Por seu turno, os antignios exgenos (ou seja, aqueles que so captados por endocitose) so processados pela via

endoctica e apresentados superfcie celular complexados com molculas MHC II. Deste modo:

A administrao de um inibidor de sntese proteica inibe a apresentao de MHC I, mas no de

MHC II;

A administrao de um bloqueador da endocitose inibe a apresentao de MHC II, mas no de

MHC I.

De referir que, quando um vrus infecta uma clula e ocorre produo vrica no meio intracelular, as

protenas vricas sintetizadas so consideradas antignios endgenos (por serem produzidas no meio

intracelular) e seguem a via citoslica.

Via citoslica

A via citoslica verifica-se para os peptdeos endgenos conjugados com o MHC I. Esses peptdeos

derivam de protenas endgenas, as quais sofreram poli-ubiquitinao, tendo sido seguidamente

degradadas em peptdeos pelo complexo proteossmico (que envolve o proteossoma e um peptdeo

regulador). Contudo, no se sabe ainda como que o sistema imunitrio selecciona peptdeos

particulares para serem expressos com o MHC.

Nas clulas com actividade imune, existe um tipo adicional de proteossoma o imunoproteossoma, o

qual constitudo pelas protenas LMP2, LMP7 e LMP10 trs molculas no-clssicas do MHC II. Note-

-

Faculdade de Medicina da Universidade do Porto Sebenta de Imunologia Bsica

18

imunoproteossoma actua mais rapidamente que o

proteossoma clssico, pensando-se que algumas doenas

auto-imunes resultem de um maior processamento

proteico, em clulas com maiores nveis de

imunoproteossoma. Sabe-se ainda que o

imunoproteossoma encontra-se presente em clulas

infectadas por vrus, o que sugere que este complexo

participa no processamento de protenas vricas para

posterior apresentao.

Os peptdeos gerados no citosol pelo

proteossoma/imunoproteossoma so translocados para o

retculo endoplasmtico rugoso pelas protenas TAP. A

TAP um heterodmero transmembranar (ou seja, atravessa a membrana do retculo endoplasmtico),

sendo constituda pelas subunidades TAP1 e TAP2. Note-se que, para a TAP actuar, esta dever

hidrolisar ATP.

A TAP tem afinidade para peptdeos contendo entre 8 e 16 aminocidos - ora, o MHC I tem afinidade

mxima para peptdeos de 9 aminocidos. Para alm disso, a TAP privilegia o transporte de peptdeos

com aminocidos hidrofbicos no terminal carboxilo, os quais constituem os resduos de ancoragem

preferenciais para as molculas MHC I. Assim, a TAP est optimizada para transportar peptdeos que

interagem com o MHC I. No admira, portanto, que as deficincias de TAP levem ao desenvolvimento

de uma sndrome que apresenta caractersticas de imunodeficincia e auto-imunidade.

Os peptdeos captados pela TAP que no se associam

logo com o MHC, sofrem aco das ERAPs, duas

protenas do retculo endoplasmtico. A ERAP-1

remove o terminal amina dos peptdeos muito

longos, para que estes tenham tamanho ptimo de

ligao. J a ERAP-2 degrada peptdeos muito

pequenos para se associarem com MHC I.

De entre as protenas reticulares, destaque ainda

para a Sec61, que catalisa o transporte de protenas

demasiado grandes para fora do retculo

endoplasmtico. No citosol, essas protenas so

degradadas pelo proteossoma, originando peptdeos

que entram no retculo e so conjugados com o MHC I.

Uma vez compreendido o processo de captao de peptdeos endgenos para o retculo

endoplasmtico, atentemos no modo como se processa a ligao entre estes e as molculas de MHC.

2-microglobulina so sintetizadas separadamente nos ribossomas, sendo que a

juno desses componentes num complexo MHC I estvel requer a presena de um peptdeo no sulco

de ligao de MHC I. Assim, a formao de um complexo MHC I segue vrias etapas, nomeadamente:

Faculdade de Medicina da Universidade do Porto Sebenta de Imunologia Bsica

19

Via endoctica

As APC podem internalizar os antignios por fagocitose, endocitose ou ambos os processos. Os

macrfagos e as clulas dendrticas internalizam os antignios por ambos os processos, enquanto as

restantes APC (como as clulas B) internalizam os antignios exclusivamente por endocitose exclusiva.

Aps um antignio ser internalizado, este passa, sequencialmente, para um endossoma precoce, para

um endossoma tardio e para um lisossoma nestas estruturas, o antignio contacta com proteases e

com um pH progressivamente inferior. Deste modo, o processamento antignico pode ser inibido por

agentes qumicos que aumentem o pH dos compartimentos, ou por inibidores das proteases.

Ao sofrer a via endoctica, o antignio degradado em peptdeos de 13-18 aminocidos, os quais se

ligam a molculas MHC II, ficando protegidos de ulterior protelise. Contudo, as APC expressam

simultaneamente MHC I e MHC II, sendo que dever existir um mecanismo para prevenir as MHC II de

se ligarem ao mesmo conjunto de peptdeos que as MHC I.

-se

com a cadeia invariante (CD74). Esta cadeia invariante liga-se fenda das molculas MHC II, impedindo

que esta seja ocupada por peptdeos endgenos do retculo. Para alm disso, a cadeia invariante medeia

o folding

endocticos (via complexo de Golgi).

Os complexos MHC II/cadeia invariante so transportados ao longo da via endoctica. Todavia, medida

que a actividade proteoltica aumenta ao longo da via, a cadeia invariante progressivamente

A calnexina associa- , promovendo o seu folding

2-microglobulina liga-se cadeia

Forma-se uma molcula MHC I, qual se ligam a calreticulina e a tapasina

A tapasina aproxima o transportador TAP da molcula MHC I, fazendo com que esta adquira um peptdeo antignico (a captura do antignio promovida pela TAP)

A ERp57 interage com tapasina e com a calreticulina, permitindo a libertao do complexo MHC I/peptdeo antignico para fora do retculo endoplasmtico rugoso

O complexo MHC I/peptdeo antignico inserido na membrana

Faculdade de Medicina da Universidade do Porto Sebenta de Imunologia Bsica

20

degradada. A clivagem final da

cadeia invariante ocorre ao nvel

dos endossomas, mas um

fragmento desta (o CLIP) mantm-

se ligado ao MHC II, o que previne

a ligao de qualquer peptdeo

prematuro.

Uma molcula MHC II no-clssica

designada por HLA-DM

necessria para catalisar a troca do CLIP por peptdeos antignicos. A HLA-DM no polimrfica nem

expressa superfcie membranar (s no interior do compartimento lisossomal), contrariamente s

restantes molculas MHC II.

A HLA-DO impede a troca entre o CLIP e o peptdeo antignico. De facto, a HLA-DO liga-se HLA-DM,

diminuindo a eficcia da sua reaco. A HLA-DO tambm uma MHC II no-clssica e no-polimrfica,

que s expressa nas clulas B e no timo. Para alm disso, a expresso de HLA-DO no induzida pela

HLA-DM. Em suma, sabe-se que a HLA-DO modula o papel de HLA-DM, mas desconhece-se a relevncia

exacta deste mecanismo.

Tal como acontece com MHC I, a ligao a um peptdeo essencial para manter a estabilidade e

estrutura das MHC II. Aps se formar um complexo MHC II/peptdeo antignico, este complexo

transportado para membrana citoplasmtica onde contacta com pH neutro e assume uma forma

estvel.

Cross-presentation de antignios exgenos

Em alguns casos, as APC podem apresentar antignios exgenos complexados com molculas MHC I

(cross-presentation). Assim, o processo de cross-presentation requer que os antignios internalizados

-se

a MHC I. Desconhece-se o processo

atravs do qual isto ocorre e desconhece-

se se esta uma via alternativa de

apresentao antignica, ou se a nica

via para apresentao de MHC I nas APC.

De qualquer forma, existem muitas

vantagens no processo de cross-

presentation. Este processo permite que

as clulas dendrticas capturem vrus e

processem antignios virais (as clulas

dendrticas s conseguem capturar vrus

por endocitose, pois no apresentam

receptores vricos), o que resulta numa

rpida activao de uma resposta

antivrica, que preceda a ocorrncia de

infeco vrica generalizada.

Faculdade de Medicina da Universidade do Porto Sebenta de Imunologia Bsica

21

Apresentao de antignios no-peptdicos

As clulas T tambm reconhecem antignios no-peptdicos

(lipdicos e glicolpidos). Todavia, esses antignios so apresentados

complexados com membros da famlia CD1 das molculas MHC I

no-clssicas. De facto, as molculas CD1 associam- 2-

microglobulina, formando uma estrutura similar ao MHC I (mas com

uma fenda mais profunda).

As molculas CD1 so codificadas por 5 genes (de A a E):

Os genes CD1A, CD1B e CD1C so expressos em timcitos

imaturos e APC profissionais (sobretudo do tipo dendrtico);

O gene CD1D1 expresso maioritariamente em APC no-

profissionais e clulas B.

As clulas apresentadoras de CD1 so reconhecidas por uma vasta

gama de clulas T (

clulas NKT. Sabe-se ainda, os organelos onde cada uma destas molculas CD1 se expressa so distintos

(por exemplo, o CD1A encontra-se sobretudo expresso em endossomas precoces ou na superfcie

celular).

Faculdade de Medicina da Universidade do Porto Sebenta de Imunologia Bsica

22

Faculdade de Medicina da Universidade do Porto Sebenta de Imunologia Bsica

23

Linfcito B

A ontogenia do linfcito B pressupe a ocorrncia

de trs etapas (a primeira das quais independente

da presena de antignios, enquanto as restantes

so dependentes da presena de antignios):

1) Maturao: Gnese de clulas B

imunocompetentes maduras. Este

processo ocorre na medula ssea.

2) Activao: As clulas B ficam activas aps

contactarem com o antignio.

3) Diferenciao: As clulas B activas

diferenciam-se em plasmcitos e clulas B

de memria.

Assim, em termos gerais, antes de abandonarem a

medula ssea, as clulas B imaturas com IgM

membranar sofrem maturao, passando a

expressar simultaneamente IgM e IgD

membranares. Geram-se, assim, clulas B nave que

so enviadas para o sangue e na linfa, sendo

transportadas para os rgos linfides secundrios

(nomeadamente, bao e gnglios linfticos). A,

caso uma clula B seja activada por interaco com

um antignio, esta clula prolifera e diferencia-se,

gerando plasmcitos e clulas B de memria.

Durante a activao e a diferenciao, algumas clulas B sofrem maturao por afinidade (aumento

progressivo da afinidade dos anticorpos para os antignios) e comutao isotpica (alterao do istipo

Maturao da clula B

As primeiras clulas B so geradas no perodo embrionrio, no fgado e medula ssea. Todavia, aps o

nascimento, as clulas B maduras passam a ser produzidas na medula ssea. Estas clulas tm origem

em clulas precursoras linfides, que se

comeam por diferenciar em clulas B

progenitoras (clulas pr-B), as quais

expressam fosfatse membranar CD45R.

Subsequentemente, as clulas pr-B

proliferam e diferenciam-se em clulas B

precursoras (clulas pr-B) todavia, este

processo requer a presena das clulas do

estroma da medula ssea. De facto, as

clulas do estroma da medula interagem

directamente com as clulas pr-B e pr-B

e libertam citocinas (IL-7), promovendo

assim a diferenciao celular.

Faculdade de Medicina da Universidade do Porto Sebenta de Imunologia Bsica

24

Nas fases mais precoces, as clulas pr-B tm de contactar directamente com as clulas do estroma. Em

termos moleculares, isto traduz-se pela ligao estabelecida entre as VLA-4 da clula pr-B com o

VCAM-1 da clula do estroma. Simultaneamente, o c-Kit da clula pr-B liga-se ao SCF das clulas

estromais.

A interaco c-Kit/SCF promove a actividade da cnase de tirosina do c-Kit, o que leva a que a clula pr-

B comece a dividir-se e a diferenciar-se em pr-B. Subsequentemente, a IL-7 secretada pelas clulas do

estroma liga-se ao receptor da IL-7 da clula pr-B, estimulando a maturao desta ltima. Para alm

disso, a IL-7 induz down-regulation das molculas de adeso, de tal modo que as clulas em proliferao

se passam a destacar das clulas do estroma. Assim, as clulas pr-B deixam de contactar com as clulas

do estroma, embora continuem a precisar de IL-7.

A maturao das clulas B depende da ocorrncia de rearranjos no DNA das Ig:

1- Na clula pr-B comea por haver um rearranjo gnico da cadeia pesada Dh-Jh. Este rearranjo

seguido por outro (tambm nas cadeias pesadas) de Vh-Dh-Jh. Quando esse rearranjo est

completo, estamos perante uma clula pr-B.

2- Na clula pr-B ocorre rearranjo gnico das cadeias leves. Esse rearranjo destina a clula B para

uma especificidade antignica. Quando este rearranjo est completo, estamos perante uma

clula B imatura, a qual expressa um BCR capaz de responder a um antignio. Ora, este BCR

De referir que estes rearranjos dependem da actividade das enzimas RAG-1, RAG-2 e TdT. As enzimas

RAG-1 e RAG-2 so necessrias para os rearranjos dos genes que codificam para as cadeias leves e

pesadas. Deste modo, estas enzimas so expressas nas fases pr-B e pr-B. Por seu turno, a TdT insere

N-nucleotdeos nas recombinaes Dh-Jh e Vh-Dh-Jh. Assim, esta enzima s est expressa na fase pr-B.

As clulas B imaturas no se encontram totalmente funcionais. De facto, quando estas clulas

contactam com um antignio, estas entram em apoptose ou em anergia (deixam de responder). Assim,

para se tornarem maduras, as clulas B devem co-expressar IgD e IgM nas sua membranas, o que

envolve a ocorrncia de processamento do RNA, de tal modo que passa a ser produzido um mRNA para

Enquanto as clulas B expressam BCR, as clulas pr-B expressam pr-BCR, que inclui:

1- pseudo-cadeia leve (uma cadeia homloga s cadeias

leves contendo uma regio do tipo varivel, designada por sequncia Vpr-B, e uma sequncia

do tipo constante, designada por ).

2-

Aps gnese do pr-BCR,

cada clula pr-B sofre

mltiplas divises celulares,

sendo que, nessas divises,

ocorre rearranjo dos

diferentes segmentos dos

genes da cadeia leve. Ora,

isto resulta num aumento da

diversidade de anticorpos

produzidos.

Faculdade de Medicina da Universidade do Porto Sebenta de Imunologia Bsica

25

A maturao das clulas B no ocorre sem a presena de vrios factores de transcrio, de entre os

quais se destacam o Sox-4, o BSAP, o EBF e o E2A. Para alm disso, existem alguns marcadores de

superfcie, que permitem identificar cada fase do desenvolvimento celular:

1) Clulas pr-B: Expressam a fosftase CD45R, o , CD19, CD43

(leucosialina), CD24 (HSA) e c-Kit.

2) Clulas pr-B: Expressam todos os marcadores da clula pr-B, com excepo do CD43 e c-

Kit. Passam a expressar CD25 -21) e pr-BCR.

3) Clulas B imaturas: Deixam de expressar pr-BCR e CD25. Passam a expressar BCR.

Eliminao clonal de clulas B

As clulas B produzidas na medula ssea sofrem um processo de seleco negativa. Isto , apenas as

clulas cujos anticorpos no reajam contra antignios do self completam a sua maturao. Por oposio,

as clulas que reagem com molculas do self multivalentes sofrem eliminao clonal (por apoptose) ou

atrasam a sua maturao.

leve do seu receptor, com ajuda da RAG-1 e RAG-2. Se o novo BCR continuar a ser auto-reactivo, ocorre

elimi

auto-reactiva, as clulas escapam seleco negativa e abandonam a medula ssea.

Por outro lado, caso as clulas B apresentem imunoglobulinas que reajam com molculas solveis do

self, estas migram para a periferia sem completarem a sua maturao tornam-se anrgicas. Algo

Faculdade de Medicina da Universidade do Porto Sebenta de Imunologia Bsica

26

semelhante ocorre quando estas clulas reagem com molculas do self, estabelecendo ligaes de baixa

afinidade nessas situaes, as clulas tornam-se ignorantes, ou seja, completam a sua maturao, mas

revelam-se incapazes de ser activadas.

Clulas B1 e clulas B2

As clulas B1 so um subtipo de clulas B, constituindo cerca de 5% da populao de clulas B. Estas

clulas tm origem na medula ssea, sendo que a maior parte no expressa IgD. Para alm disso,

clulas B2), as clulas B1 so capazes de se auto-renovar,

originando clulas B1 nave.

As clulas B1 revestem-se ainda de outras particularidades, nomeadamente:

As clulas B1 expressam CD-5, um marcador associado s clulas T.

Nos tecidos linfides secundrios, existem poucas clulas B1. Todavia, as clulas B1 constituem

a maior parte das clulas B das cavidades pleural e peritoneal.

O repertrio de regies variveis das clulas B1 muito mais restrito que o das clulas B2.

Os anticorpos produzidos pelas clulas B1 ligam-se aos antignios com menor afinidade que os

anticorpos produzidos pelas clulas B2. De facto, considera-se que as clulas B1 produzem IgM

de baixa afinidade.

As clulas B1 respondem melhor a antignios glicdicos que a antignios proteicos.

Faculdade de Medicina da Universidade do Porto Sebenta de Imunologia Bsica

27

A activao das clulas B1 no requer a presena de clulas T.

Nas clulas B1 no comum haver formao de clulas B de memria, comutao isotpica ou

maturao por afinidade (o que explica a baixa afinidade das clulas B1 para os seus

antignios). Em vez disso, as clulas B1 produzem anticorpos multi-especificos (capazes de se

ligar a mltiplos antignios diferentes). Estes dados levantam a hiptese de que as clulas B1

podero contribuir para a imunidade inata.

Antignios timo-dependentes e timo-independentes:

Quando uma clula B encontra um antignio timo-dependente, esta apenas se torna activa se, para

alm de contactar com o antignio, contactar com uma clula TH (e com as citocinas produzidas pelas

clulas TH). Por oposio, os antignios timo-independentes conseguem activar as clulas B, sem que

estas precisem de contactar directamente com clulas TH.

Existem dois tipos de antignios timo-independentes:

a) Antignios timo-independentes tipo 1 (TI-1): Estes antignios so mitognios que activam

vrios clones de clulas B, independentemente da sua especificidade antignica. Em termos

estruturais, estes antignios consistem em molculas altamente repetitivas, tais como a

flagelina, unidades polisacardicas repetidas bacterianas e o lipopolissacardeo (LPS). De facto, o

LPS um componente bacteriano que actua como antignio TI-1, na medida em que activa

simultaneamente os BCR especficos para o LPS e para o Toll-like receptor 4 (TLR 4). Ora, todas

as clulas B expressam TLR, de tal modo que o LPS induz activao das clulas B com BCR

especifico para LPS e sem BCR especifico para LPS (atravs da activao TLR). Assim, passa a

ocorrer produo de um grande conjunto de anticorpos, alguns dos quais podem neutralizar as

bactrias contendo LPS.

b) Antignios timo-independentes tipo 2 (TI-2). Estes antignios diferem dos TI-1 em trs

aspectos:

1) No so mitognios (no so activadores policlonais)

2) Activam clulas B maduras e inactivam clulas B imaturas

3) A proliferao das clulas B e a ocorrncia de comutao isotpica necessita da presena de

citocinas produzidas pelas clulas TH.

Faculdade de Medicina da Universidade do Porto Sebenta de Imunologia Bsica

28

De referir que a resposta humoral aos antignios TI mais fraca que a resposta aos antignios timo-

dependentes. Para alm disso, os antignios TI no induzem a formao de clulas de memria e

induzem pouca comutao isotpica (a IgM a principal Ig secretada nestas situaes).

Activao das clulas B

As clulas B nave so clulas em repouso que esto na fase G0 do ciclo celular. Ora, a activao de uma

clula B faz com que ela reentre no ciclo celular. Todavia, para isso, a clula B precisa de dois sinais:

a) Se o antignio for TI, ambos os

sinais provm da ligao do

antignio imunoglobulina

membranar (mIg);

b) Se o antignio for timo-

dependente, o sinal 1 provm da

ligao do anticorpo ao antignio,

enquanto o sinal 2 provm da

interaco entre o CD40 da clula

B e o CD40L da clula TH.

Receptor das clulas B

O BCR (receptor das clulas B) constitudo por dois componentes:

a) mIg: Corresponde poro de ligao ao antignio

b) : Corresponde ao heterodmero de transduo de sinal. As suas caudas contm um

motivo de 18 resduos designado por ITAM (imunoreceptor tyrosine based activating motif).

Assim, os estmu

cnases. Ora, os resduos fosforilados de ITAM servem de ncora s cnases SyK, que, por sua vez,

fosforilam o BLNK (activando-o). Por seu turno, o BLNK activo serve de ncora BTK e PLC- (que

ficam fosforilados). Ora, isto leva activao de cascatas de sinalizao (que podem envolver a PKC, o

Ca2+

que conduzem a alteraes na expresso gnica, que podem passar pela

estimulao/inibio da transcrio de vrios genes, de entre os quais se destaca o factor NF-

O BCR actua em conjunto com um co-receptor, que permite amplificar a resposta celular B. Este co-

receptor constitudo por trs componentes, nomeadamente:

CD19 Envolvida na transduo de sinal.

CR2 (CD21) Receptor do C3d (fragmento do sistema de complemento)

Faculdade de Medicina da Universidade do Porto Sebenta de Imunologia Bsica

29

TAPA-1 (CD81) Protena transmembranar

Assim, na presena de um antignio

envolvido por C3d, a Ig liga-se ao antignio

e o CR2 liga-se ao C3d. Ora, isto activa a

CD19, que fosforilada por cnases de

tirosina, e serve de ancoragem a vrias

molculas de sinalizao, amplificando

assim o sinal gerado por activao do BCR.

Note-se que este mecanismo de

amplificao permite explicar porque

que clulas B nave com baixa afinidade

para o antignio so capazes de responder

mesmo perante baixas concentraes de

antignio.

O receptor da clula B tambm expresso

em conjunto com o CD22, que inibe a

activao das clulas B. De facto, ao ocorrer activao das clulas B, ocorre fosforilao do motivo

inibitrio da tirosina do imunoreceptor (ITIM) da cauda citoplasmtica do CD22. Subsequentemente,

uma fosfatse de tirosina passa se a ligar aos resduos fosforilados de ITIM, activando outras fosfatses,

que desfosforilam (e inactivam) as molculas envolvidas na transduo de sinal. Assim, o CD22 inactiva

as clulas B, regulando-as negativamente.

Interaco entre clulas T e clulas B

Na presena de antignios timo-dependentes, as clulas B apenas proliferam se, para alm da ligao

antignio/Ig, tiver ocorrido interaco entre a clula B e uma clula TH.

A formao do conjugado B-T permite que as clulas B proliferem. Para alm disso, as citocinas

produzidas pelas clulas T so essenciais para que as clulas B se diferenciem. Assim, quando se forma o

Faculdade de Medicina da Universidade do Porto Sebenta de Imunologia Bsica

30

conjugado B-T, o complexo de Golgi e o centro organizador de microtbulos da clula TH migram em

direco clula B, o que facilita a libertao de citocinas de actuao na clula B. Subsequentemente,

as citocinas actuam nos receptores da IL-2, IL-4 e IL-5, os quais so expressos pela clula B, desde que

esta sofre activao. Assim, este processo resulta na proliferao e diferenciao das clulas B, bem

como na maturao por afinidade e comutao isotpica.

Alguns auto-antignios tm acesso medula ssea. As clulas B com mIgM contra esses antignios no

podem ser eliminadas pelo processo de seleco negativa da medula ssea. Assim, essas clulas

devero ser eliminadas ou inactivadas nos tecidos linfides perifricos.

Resposta humoral primria e secundria

O primeiro contacto de um indivduo com

um antignio exgeno gera uma resposta

humoral primria. Neste tipo de resposta,

a IgM constitui a principal Ig secretada,

embora mais tardiamente possa ocorrer

um aumento proporcional da sntese de

IgG.

Quer na resposta humoral primria, quer

na resposta humoral secundria, existe

lag phase

B sofrem seleco clonal, expanso clonal e

diferenciao em plasmcitos ou clulas de

memria (ou seja, esta fase corresponde ao

tempo que vai desde o contacto com o

antignio at produo macia de anticorpo). A lag phase tem durao varivel, dependendo da

natureza do antignio - todavia, esta fase mais longa na resposta primria, do que na resposta

secundria.

A resposta humoral secundria depende da existncia de clulas B de memria (as quais apresentam

um perodo de semi-vida varivel, podendo existir durante todo o perodo de vida do individuo) e de

clulas T de memria. De facto, a activao das clulas de memria por um antignio induz uma

resposta secundria.

Como referido anter lag phase

magnitude e dura mais tempo que a resposta humoral primria. Para alm disso, na resposta humoral

secundria, h secreo de anticorpos com maior afinidade para o antignio e predominam outros

istipos para alm do IgM (o que leva a que sejam sintetizados anticorpos mais adequados para aquele

antignio em concreto).

Ora, em parte, isto deve-se ao facto de a populao de clulas de memria para um dado antignio ser

maior que a populao de clulas B nave especficas para esse mesmo antignio. Para alm disso, as

clulas B de memria so mais facilmente activadas que as clulas B nave, sendo que nelas existe mais

maturao por afinidade e comutao isotpica.

Note-se que a existncia de clulas B de memria de longa durao responsvel por um efeito

pecado antignico original

similares aos de um antignio com o qual contactamos h muito tempo (por exemplo na infncia),

passam a ser produzidos anticorpos com maior afinidade para o antignio com o qual tnhamos

contactado h muito tempo (por reaco cruzada).

Faculdade de Medicina da Universidade do Porto Sebenta de Imunologia Bsica

31

Resposta humoral secundria contra um conjugado

Quando ocorre contacto com um conjugado (conjunto de um hapteno e de um transportador), este

induz uma resposta imuno-humoral caracterizada pela produo de anticorpos contra os eptopos do

hapteno e do transportador. Assim, de modo a que seja induzida uma resposta humoral contra o

hapteno, este dever estar quimicamente acoplado a uma molcula transportadora.

Ora, de modo a gerar uma resposta secundria para o mesmo hapteno, dever ocorrer contacto com o

mesmo conjugado hapteno-transportador, com o qual houve contacto prvio. Caso o hapteno seja o

mesmo mas a protena transportadora seja diferente, no ocorre resposta secundria anti-hapteno

(efeito do transportador). Assim, a resposta das clulas B imunizadas contra o hapteno requer a

presena de clulas TH CD4+ imunizadas contra a protena transportadora, de modo a que seja induzida

uma resposta contra o conjugado. De referir que as clulas imunizadas contra o hapteno e as clulas

imunizadas contra a protena transportadora, pertencem a populaes diferentes. Note-se ainda que,

por vezes, algumas clulas B reagem a eptopos da protena transportadora.

Esta explicao permite ainda concluir que as clulas B e TH devem reconhecer determinantes

antignicos na mesma molcula, para que ocorra activao das clulas B.

Quando um antignio introduzido no

organismo, este passa se a concentrar em

vrios rgos linfides perifricos. De

facto, os antignios presentes na

circulao sangunea so filtrados pelo

bao, enquanto os antignios presentes

nos tecidos so drenados pelo sistema

linftico at aos gnglios linfticos.

Os gnglios linfticos actuam como

de 90% dos antignios transportados pelos

linfticos aferentes. Note-se que os

antignios ou os complexos antignio-

anticorpos entram nos gnglios linfticos sozinhos, ou associados a clulas transportadoras de

antignios.

Ora, medida que os antignios se deslocam ao longo dos gnglios, estes vo encontrar clulas

dendrticas (no paracortex), macrfagos (ao longo do gnglio) e clulas foliculares dendrticas (nos

folculos e centros germinativos). Estas clulas actuam como clulas apresentadoras de antignios e so

Faculdade de Medicina da Universidade do Porto Sebenta de Imunologia Bsica

32

essenciais para os processos de seleco das clulas B (vide infra). De facto, as clulas foliculares

dendrticas apresentam grandes extenses, onde esto expostos receptores Fc e receptores do

complemento. Esses receptores permitem que as clulas foliculares dendrticas retenham e apresentem

complexos antignio-anticorpos por largos perodos de tempo sua superfcie.

Formao dos centros germinativos

Ao nvel dos gnglios linfticos, as clulas B concentram-se preferencialmente no crtex, enquanto as

clulas TH se concentram, sobretudo, no paracortex. Ora, na presena de um antignio, as clulas B e as

clulas TH especficas para esse antignio migram para a zona de fronteira entre o crtex e o paracortex,

onde interagem entre si, formando conjugados B-T.

Assim, aps as clulas B serem activadas por um antignio, formam-se focos de clulas B em

proliferao, nas proximidades das zonas ricas em clulas T. Subsequentemente, essas clulas B

diferenciam-se em plasmcitos secretores de IgM e IgG. No admira, portanto, que a maior parte dos

anticorpos produzidos durante uma resposta primria provenham desses focos de clulas B.

De referir que, embora estes processos tenham sido descritos para os gnglios linfticos, no bao

ocorrem processos similares.

Alguns dias aps formao dos focos dos gnglios linfticos, algumas clulas B activadas e algumas

clulas TH migram para os folculos primrios. Estes evoluem depois para folculos secundrios, os quais

fornecem um micro-ambiente favorvel para a ocorrncia de interaces entre as clulas B, as clulas TH

e as clulas foliculares dendrticas. Subsequentemente, as clulas B activas e as clulas TH migram para o

centro do folculo secundrio, onde formam um centro germinativo.

Ao nvel dos centros germinativos, ocorre maturao de afinidade, comutao isotpica e formao de

plasmcitos e clulas B de memria. Contudo, apenas os processos de maturao por afinidade e

formao de clulas B de memria requerem a presena de centros germinativos, sendo que a

comutao isotpica e a gnese de plasmcitos podem ocorrer fora desses centros.

Processos ocorridos nos centros germinativos

Durante a primeira etapa de formao dos centros germinativos, as clulas B activadas sofrem intensa

proliferao essas clulas B em proliferao designam-se por centroblastos, concentrando-se na zona

escura dos centros germinativos. Em termos morfolgicos, os centroblastos caracterizam-se pelas suas

grandes dimenses, citoplasma expandido, cromatina difusa, e ausncia (ou quase ausncia) de Ig

membranar.

Posteriormente, os centroblastos originam centrcitos clulas pequenas que no se dividem e que

expressam Ig membranar. Os centrcitos deslocam-se desde a zona escura para uma regio contendo

clulas foliculares dendrticas, a qual se designa por zona clara. A, alguns centrcitos contactam com os

antignios apresentados pelas clulas foliculares dendrticas.

O processo de maturao por afinidade ocorre na zona escura, caracterizando-se, e sendo responsvel,

pelo aumento da afinidade dos anticorpos produzidos ao longo de uma resposta humoral. Este processo

resulta da existncia de hipermutao somtica, ou seja, da existncia de muitas mutaes nos genes

das Ig que respondem ao antignio em questo.

Estas mutaes ocorrem a uma elevada velocidade em cada duas divises celulares, um centroblasto

adquire uma mutao na regio varivel leve ou pesada. Para alm de ocorrerem a elevada velocidade,

Faculdade de Medicina da Universidade do Porto Sebenta de Imunologia Bsica

33

estas mutaes actuam com grande preciso nos genes das Ig, tendo como alvo principal os segmentos

CDR (hipervariveis) dos genes das Ig.

Como as mutaes somticas ocorrem aleatoriamente, estas geram algumas clulas com receptores de

maior afinidade e muitas clulas com receptores de igual ou menor afinidade. Assim, as clulas B com

receptores de elevada afinidade para o antignio tm maior probabilidade de serem positivamente

selecionadas e abandonarem o centro germinativo. J as clulas com receptores de baixa afinidade so

mais susceptveis de sofrerem seleco negativa e, por conseguinte, apoptose.

Este processo de seleco ocorre j na zona clara, entre os centrcitos. De facto, o processo de seleco

depende da capacidade das Ig membranares dos centrcitos reconhecerem e ligarem-se aos antignios

expressos pelas clulas foliculares dendrticas (estes antignios esto ligados a receptores Fc ou do

complemento). Assim, um centrcito cuja Ig membranar se ligue aos antignios expressos nas clulas

foliculares dendrticas, recebe um sinal que essencial para a sua sobrevivncia. Por oposio, os

centrcitos que no recebem esses sinais so eliminados.

Como a quantidade de antignio ligada s clulas foliculares dendrticas limitada, os centrcitos com

receptores de elevada afinidade tm maior probabilidade de se ligarem com sucesso a um antignio e,

como tal, de serem seleccionados positivamente.

Para sobreviver, um centrcito dever ainda receber sinais resultantes da sua interao com uma clula

TH CD4+. Para isso, dever ocorrer interao entre CD40 do centrcito e o CD40L da clula TH, bem como

interao entre o receptor das clulas T (TCR) e o complexo MHC II/antignio (expresso na clula B).

Mais uma vez, os centrcitos que no recebam sinais provenientes das clulas TH so eliminados.

Resta apenas abordar o

processo de comutao

isotpica, to importante para

a gnese de uma resposta

imunitria humoral. Ora, este

fenmeno permite que um

dado domnio VH se associe

com a regio constante de

qualquer istipo. Assim,

continua a ocorrer

especificidade para o antignio

em questo, mas a actividade

efectora biolgica altera-se.

De referir que, a escolha de

qual a classe de Ig a ser

escolhida no processo de comutao isotpica depende muito da aco de vrias citocinas.

Como referido anteriormente, os antignios timo-independentes induzem uma resposta humoral

caracterizada por baixos nveis de comutao isotpica, de tal modo que a maior parte das Ig produzidas

so do tipo IgM. Por oposio, os antignios timo-dependentes induzem uma resposta humoral

caracterizada por elevada taxa de comutao isotpica, sendo libertadas muitas outras Ig para alm da

IgM. Assim, a interao entre o CD40 e o CD40L (ou seja, entre as clulas B e as clulas TH) revela-se

essencial para a ocorrncia de comutao isotpica. No admira, portanto, que dfices nas clulas TH se

possam traduzir por defeitos na comutao isotpica.

Faculdade de Medicina da Universidade do Porto Sebenta de Imunologia Bsica

34

A ttulo de exemplo, a sndrome de hiper-IgM caracteriza-se pela ausncia de expresso de CD40L por

parte das clulas TH. Assim, os pacientes com esta doena ligada ao X no produzem outros istipos,

para alm da IgM. Para alm disso, nesta doena, no ocorre formao de clulas B de memria nos

centros germinativos, nem hipermutao somtica.

Faculdade de Medicina da Universidade do Porto Sebenta de Imunologia Bsica

35

Gnese de plasmcitos e clulas de memria

Apesar de os centros germinativos constiturem importantes locais de produo de plasmcitos, estas

clulas tambm podem ser produzidas noutros locais. Os plasmcitos normalmente no expressam

nveis detectveis de Ig membranares, mas sintetizam uma grande quantidade de Ig secretadas.

Assim, a diferenciao das clulas B maduras em plasmcitos implica uma alterao no processamento

do RNA, de modo a que passe a ser produzida a forma secretada da cadeia pesada (em vez da forma

membranar). Para alm disso, a taxa de transcrio das cadeias leves e pesadas significativamente

maior nos plasmcitos, comparativamente s clulas B.

As clulas B tambm se podem diferenciar em clulas de memria. Existem poucas molculas

membranares que distingam as clulas B nave das clulas B de memria. Isto com excepo das Ig as

clulas B nave expressam apenas IgM e IgD, enquanto as clulas B de memria expressam istipos

adicionais, nomeadamente IgG, IgA, IgE.

Regulao da resposta imune efectora

A resposta imune efectora passvel de ser regulada de vrias formas, sendo que as mais importantes

incluem:

Competio antignica - Os anticorpos competem com clulas B pela ligao ao antignio, o

que inibe a expanso clonal das clulas B. Este mecanismo explica porque que algumas

vacinas no so administradas a bebs com menos de um ano - caso o beb seja imunizado

ainda na presena de anticorpos maternos, a resposta humoral fraca e a produo de clulas

de memria inadequada para conferir

imunidade de longa durao.

Um anticorpo inibe a sua prpria

produo Os complexos antignio-

anticorpo contendo IgG ligam-se aos

, reduzindo

a sinalizao pelo receptor das clulas B

B induz desfosforilao de alguns locais

de BCR, o que est associado a menor

actividade de sinalizao intracelular).

Contudo, os complexos antignio-

anticorpo contendo IgM podem actuar

de modo oposto, promovendo a

activao das clulas B.

Faculdade de Medicina da Universidade do Porto Sebenta de Imunologia Bsica

36

Imunoglobulinas

As imunoglobulinas (anticorpos; Ig) so

constitudas por quatro cadeias peptdicas:

duas cadeias leves (L) e duas cadeias

pesadas (H). Cada cadeia pesada encontra-

se unida a uma cadeia leve por pontes

dissulfureto e por interaes no-

covalentes (pontes de hidrognio e

interaes hidrofbicas), formando um

heterodmero H-L.

Os primeiros 110 aminocidos das regies

terminal amina das cadeias leves e pesadas

variam muito entre Ig de diferente

especificidade antignica. Esses

aminocidos constituem as regies

variveis (V), as quais so responsveis

pela especificidade da Ig note-se que

cada cadeia contm uma regio varivel

(VH ou VL). As regies no-variveis

designam-se por regies constantes (C),

constituindo os locais de ligao aos

glicdeos, tais como os receptores.

Os fragmentos de uma Ig envolvidos na

ligao ao antignio designam-se por Fab,

sendo constitudos pela cadeia leve e pela

pesada constituem os fragmentos Fc. A

separao das Ig em fragmentos Fab e Fc

conseguida com recurso digesto com

papana.

As cadeias leves podem ser do ou do

(existem quatro subtipos de cadeias

leves , os quais so determinados por diferenas na regio constante). De referir que nunca co-existem

os dois tipos de cadeia leve na mesma imunoglobulina.

Por oposio, existem cinco subtipos diferentes de cadeias pesadas (os quais constituem os istipos de

uma Ig), os quais determinam a classe qual pertence a Ig em questo. Assim, existem cinco classes de

Ig:

IgA: expressa (existem dois subistipos)

IgD: expressa

IgE: expressa

IgG: expressa (existem quatro subistipos)

IgM: expressa

Faculdade de Medicina da Universidade do Porto Sebenta de Imunologia Bsica

37

Estrutura molecular das imunoglobulinas

Os aminocidos das Ig dispem-se em

folhas beta-pragueadas anti-paralelas,

que se dobram em domnios

globulares compactos unidos entre si

estrutura

terciria das Ig). A estrutura

quaternria das Ig envolve a

interaco entre os domnios

globulares das cadeias leves e

pesadas, algo que essencial para

conferir funcionalidade s Ig.

Tanto as cadeias pesadas como as

leves contm unidades homlogas de

cerca de 110 aminocidos, as quais se

designam por domnios. As cadeias leves contm um domnio constante (CL) e um domnio varivel

(VL), enquanto as cadeias pesadas contm trs ou quatro domnios constantes (CH) e um domnio

varivel (VH).

Dentro de cada domnio, uma ligao dissulfido intra-cadeia forma uma ansa de cerca de 60

aminocidos. Para alm disso, os domnios formam estruturas compactas - os Ig fold. Cada fold contm

As Ig medeiam funes efectoras atravs dos seus terminais carboxilo, e ligam-se aos antignios atravs

dos seus terminais amina. As regies determinantes de complementaridade (CDRs) constituem as

regies mais variveis dentro dos domnios variveis (regies de hipervariabilidade), constituindo os

locais de ligao aos antignios. Em termos moleculares, as CDRs correspondem a ansas que unem as

poro dos domnios variveis constitui as framework regions (FR).

Na maior parte das vezes, o domnio VH contribui mais para a ligao aos antignios (tem mais resduos

envolvidos) que o domnio VL. Porm, em algumas reaces, a cadeia leve responsvel por interaes

mais importantes.

A ligao de um antignio a um anticorpo induz alteraes conformacionais no antignio, no anticorpo,

ou em ambos. De facto, as ansas CDR so capazes de mudar a sua conformao, o que permite que o

anticorpo assuma a forma complementar mais eficiente para o seu eptopo.

Domnios das regies constantes

Os domnios CH1 e CL servem para estender os braos Fab da Ig, facilitando assim a interaco com o

antignio, e maximizando a rotao dos braos Fab. Para alm disso, essas regies constantes contm

uma ligao dissulfureto, a qual ajuda a manter os domnios VH e VL juntos. Assim, os domnios CH e CL

parecem aumentar o nmero de interaes VH e VL estveis possveis, contribuindo para a diversidade

geral das molculas de anticorpos.

Faculdade de Medicina da Universidade do Porto Sebenta de Imunologia Bsica

38

Regio de charneira

H1 e CH2, a qual no tem

homologia com quaisquer outros domnios. Esta regio de charneira rica em prolina e permite uma

maior flexibilidade das IgA, IgD e IgG, respectivamente - assim, a regio de charneira permite que os

braos Fab possam assumir vrios ngulos entre si. Para alm disso, esta regio tem tambm muitos

resduos de cistena, o que lhe permite estabelecer pontes dissulfureto.

com caractersticas semelhantes.

Assim, a IgA, a IgD e a IgG tm trs pares de domnios nas cadeias pesadas (CH1/CH1, CH2/CH2 e CH3/CH3),

bem como uma regio de charneira. Nessas Ig, o terminal carboxilo encontra-se em CH3. Por oposio, a

IgE e a IgM tm quatro pares de domnios nas cadeias pesadas (CH1/CH1, CH2/CH2, CH3/CH3 e CH4/CH4).

Nessas Ig, o terminal carboxilo encontra-se em CH4.

O domnio carboxilo nas Ig secretadas (sIg) difere do das Ig ligadas membrana (mIg). Nas sIg, o

terminal carboxilo apresenta uma sequncia aminoacdica hidroflica, enquanto nas mIg, o terminal

carboxilo apresenta trs regies:

Sequncia hidroflica extracelular (26 aminocidos)

Sequncia transmembranar de tamanho constante em todos os istipos

Sequncia citoplasmtica (curta)

No incio da sua maturao, as clulas B imaturas expressam somente mIgM. Numa fase mais tardia da

maturao, estas clulas passam a expressar co-expressar mIgD. Por seu turno, as clulas B de memria

podem expressar mIgG, A ou E.

Funes efectoras mediadas por imunoglobulinas

As funes efectoras das imunoglobulinas so da responsabilidade da regio CH, que interage com

outras protenas, clulas e tecidos, exercendo respostas efectoras humorais.

Faculdade de Medicina da Universidade do Porto Sebenta de Imunologia Bsica

39

Opsonizao

A opsonizao caracteriza-se pela ligao das regies variveis das

Ig aos antignios dos microorganismos. Subsequentemente, os

receptores Fc (expressos superfcie de macrfagos e neutrfilos)

ligam-se regio constante das Ig -

patognico membrana dos fagcitos, desencadeando uma via de

transduo promotora da fagocitose, e posterior destruio dos

microrganismos.

Activao do sistema de complemento

A IgM e a maioria das subclasses de IgG (IgG1, IgG2 e IgG3)

apresentam a capacidade de activar o sistema de complemento,

que essencial para a neutralizao de microorganismos,

apresentado aco sinrgica das Ig. De facto, nas proximidades do

loca