SANDRA BERTELLI RIBEIRO DE CASTRO LABORATÓRIO DE IMUNOLOGIA. Aviso: Início das aulas práticas

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1 ANTÍGENO E ANTICORPO SANDRA BERTELLI RIBEIRO DE CASTRO LABORATÓRIO DE IMUNOLOGIA Aviso: Início das aulas práticas Laboratório de Imunologia, Departamento de Parasitologia, Microbiologia e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Juiz de Fora, Juiz de Fora - MG

2 ANTÍGENOS Antígeno pode ser definido como qualquer substância que pode ser especificamente ligada a uma molécula de anticorpo. Qualquer substância que possa desencadear uma resposta imune é considerada imunogênica sendo chamada de imunógeno. Embora todo o imunógeno seja um antígeno, nem todo o antígeno é imunogeno. Por isso precisa ser associado a um imunógeno para desencadear uma resposta imune. Hapteno: São moléculas que podem reagir com o anticorpo, mas não são capazes de, por si mesmas, induzir uma resposta imune adaptativa. Os haptenos devem ser quimicamente unidos a portadores protéicos para poderem evocar resposta em anticorpos e em células T.

3 ANTÍGENOS Quando os antígenos são macromoléculas estas possuem regiões específicas de ligação ao antígeno denominadas de determinantes antigênicos ou epítopos. A maioria dos linfócitos T reconhecem antígenos peptídicos que estão ligados e são apresentados pelas moléculas do complexo de Histocompatibilidade maior (MHC). Os linfócitos B usam os anticorpos ligados à membrana para reconhecer uma ampla variedade de antígenos, incluindo proteínas, polissacarídeos, lipídios.

4 ANTICORPOS ANTICORPOS: globulinaimunoglobulina. Produzidas por linfócitos B. Podem ser secretados ou permanecerem ligados à membrana.

5 ANTICORPOS Quando permanecem ligados à membrana funcionam como receptores das células B.. Imunoglobulinas: globulinas do plasma que conferem imunidade.

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8 LOCALIZAÇÃO: ANTICORPOS No plasma. Interior dos compartimentos citoplasmáticos. Ligados à membrana na superfície de linfócitos B. No líquido intersticial dos tecidos. Os anticorpos estão presentes na superfície de certas células que apesar de não secretarem anticorpos possuem receptores para eles. Exemplo: fagócitos, células Natural Killer, mastócitos. Estão também presentes em secreções como o muco e leite.

9 ANTICORPOS Cadeia pesada Cadeia leve

10 Uma molécula de anticorpo é composta de quatro cadeias polipeptídicas, incluindo duas cadeias pesadas (H) idênticas e duas cadeias leves (L) idênticas, onde cada cadeia contém uma região variável e uma região constante.

11 FIGURE 3-2 Cadeia leve (CL, VL) Cadeia pesada (VH, CH1, CH2, CH3) ou (VH, CH1, CH2, CH3, CH4)

12 ANTICORPOS As cadeias polipeptídicas pesadas e leves são composta de domínios globulares dobrados ( aminoácidos). Contém uma ligação dissulfeto intracadeia. Região variável (VL) Cadeia leve Região constante (CL) Região variável (VH) Cadeia pesada Região constante (CH1, CH2, CH3 IgG, IgD, IgA) ou (CH1, CH2, CH3, CH4- IgM e IgE).

13 ANTICORPOS A região N-terminal é denominada região variável tanto na cadeia leve como na cadeia pesada (VL e VH). Os demais domínios globulares são denominados constantes CH ou CL. A região VH está ao lado da região VL. Dobradiça permite a movimentação dos braços da imunoglobulina.

14 Fab fragment of antigen-binding Fc fragmento cristalizável

15 DIGESTÃO PROTEOLÍTICA DAS IMUNOGLOBULINAS

16 DIGESTÃO PROTEOLÍTICA DAS IMUNOGLOBULINAS

17 CLASSIFICAÇÃO DOS ANTICORPOS Os anticorpos são classificados com relação suas características: tamanho, carga, solubilidade e também suas características funcionais. Classe de anticorpos: IgM, IgD, IgG (IgG1, IgG2, IgG3 e IgG4), IgE e IgA (IgA1, IgA2). As cadeias pesadas são designadas pela letra do alfabeto grego: IgA- cadeia pesada α1 ou α2. IgD- cadeia pesada δ IgG- cadeia pesada γ1, γ2, γ3 ou γ4. IgM- cadeia pesada µ.

18 CLASSIFICAÇÃO DOS ANTICORPOS As cadeias leves dos anticorpos podem ser classificados como: Kappa (κ) ou lambda (λ) (divididas em domínios constantes de variáveis)- duas kappas ou duas lambdas.

19 FUNÇÕES ISÓTIPO-ESPECÍFICAS DOS ANTICORPOS Muitas das funções das moléculas de anticorpo são mediadas por sua porções Fc e são, portanto, específicas para cada tipo de isótipos ou subtipos.

20 FUNÇÕES ISÓTIPO-ESPECÍFICAS DOS ANTICORPOS Ativação do complemento: cascata de proteína que desencadeia a formação de um complexo de ataque a membrana, promovendo a lise celular - IgG e IgM. Opsonização: Os fagócitos possuem receptores para as porções Fc da IgG potencializando a fagocitose. Neutralização: Se liga a agentes nocivos, como toxinas, vírus, as bactérias neutralizando o processo tóxico ou infeccioso.

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27 CITOTOXICIDADE MEDIADA POR CÉLULAS E DEPENDENTE DE ANTICORPO ADCC- antibody dependent cell-mediated cytotoxicity Células NK reconhecem porção Fc de anticorpo revestindo célula alvo. Com o reconhecimento as Nk lançam enzimas que irão destuir a célula-alvo.

28 CITOTOXICIDADE MEDIADA POR CÉLULAS E DEPENDENTE DE ANTICORPO ADCC- antibody dependent cell-mediated cytotoxicity Parasitas (helmintos) são sensíveis a grânulos presentes no Citoplasma de eosinófilos. Parasita revestido com IgE eosinófilos reconhecem a porção Fc do anticorpo e promovem a destruição da célula alvo.

29 Hipersensibilidade Imediata Desencadeada por IgE Aumento de IgE (indivíduo sensibilizado por alérgenos) Ligação de anticorpos IgE nos receptores Fc presentes nos mastócitos e basófilos. Ligação do antígeno específico a duas moléculas de IgE nos mastócitos e basófilos. Ativação celular Liberação de mediadores inflamatórios.

30 Hipersensibilidade Imediata Desencadeada por IgE

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32 IMUNIDADE DE MUCOSAS MEDIADA POR IgA A síntese de IgA é muito intensa. Ocorre principalmente nos tecidos linfóides associados a mucosa. O transporte para a luz da mucosa é bastante eficiente. Sua concentração plasmática é baixa. A IgA na mucosa neutraliza agentes nocivos. A IgA possui um componente secretor (glicopeptídeo com alto conteúdo de carboidrato). As células epiteliais ligam a IgA ao componente secretor e transportam este complexo através da barreira epitelial.

33 Células plasmáticas secretoras de IgA Molécula de IgA é dimérica. Associada por uma cadeia J. IgA se liga ao receptor poli-ig. Transcitose. Poli-Ig é clivado e libera a IgA ligada ao componente secretor.

34 IMUNIDADE NEONATAL Os mamíferos no período neonatal não apresentam capacidade de montar uma resposta imune efetiva contra microorganismos. Anticorpos maternos podem fornecer uma ação protetora. A IgG materna é transportada através da placenta e entra na circulação fetal. IgA materna neutraliza microrganismo protegendo-a contra microrganismo patogênicos que tentam colonizar o intestino da criança. A IgG materna também está presente no leite materno.

35 MATURAÇÃO DOS LINFÓCITOS B Troca de classe de cadeia pesada (isotípica).

36 CLASSIFICAÇÃO DOS ANTICORPOS IgA Imunidade de mucosa Imunidade passiva neonatal IgD Receptor de antígeno em células B virgens. IgE Ativação de mastócitos (hipersensibilidade imediata)

37 CLASSIFICAÇÃO DOS ANTICORPOS IgG Opsonização, ativação do complemento, citotixicidade mediada por célula dependente de anticorpo, imunidade neonatal. IgM Receptor de antígenos em células B virgens, ativação do complemento.

38 ANTICORPOS Esta enorme variedade de especificidades torna o sistema capaz de reagir com um número ilimitado de antígeno. COMO PODEM OS DIFERENTES ANTICORPOS SEREM CODIFICADOS PELOS GENES PRESENTES EM CADA CÉLULA HUMANA?

39 A origem da diversidade dos anticorpo se baseia na estrutura dos genes das Imunoglobulinas e na capacidade considerável das células B de gerar e modificar esses genes pelo rearranjo de seu próprio DNA cromossômico.

40 Linfócitos B tem genes capazes de se rearranjarem no genoma de uma célula B em diferenciação, e também são capazes de se rearranjarem de forma aleatória. Diversidade das moléculas

41 A recombinação somática de segmentos gênicos codificam as regiões variáveis dos receptores de células B e T. A células-tronco hematopoiéticas da medula óssea e os progenitores linfóides iniciais contêm na sua configuração genes de Ig e TCR. O loci gênico da cadeia pesada e da cadeia leve, contêm múltiplos genes para as regiões variáveis da imunoglobulina, assim como do TCR e alguns genes das regiões constantes.

42 Genes das regiões variáveis (V) e genes das regiões constantes (C). Entre os genes V e C existe ainda os genes J (segmentos gênicos de junção) e D (diversidade). Cadeia H (cromossomo 14): VDJC Cadeia κ (cromossomo 2): VJC

43 Cadeia pesada: Região variável: VDJ Região constante: C Cadeia leve: Região variável: VJ Região constante: C

44 - Segmento gênicos das regiões variáveis 300 pb 5. - Codifica a região líder 20 a 30 aas. - Os peptídios de sinalização orientam o polipeptídeo emergente durante sua síntese nos ribossomos para a luz do retículo endoplasmático. - Entre V e C temos os segmentos de junção (J) 30 a 50 pb. - Nas cadeia pesadas (H) da imunoglobulinas temos ainda a região D (segmentos de diversidade).

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46 Rearranjo da cadeia pesada: - Rearranjo da cadeia pesada leva à união de um segmento D e um J, com deleção do DNA interposto. Após o rearranjo DJ um entre os diversos genes V irá se unir ao complexo DJ. - VDJ rearranjado. - Deleção dos demais segmentos D que não fazem parte do rearranjo. - A região VDJ permanece separada da região C por um intron. - RNA mensageiro (transcrito primário processado) - aproximando o complexo VDJ a região C mais próxima no caso Cµ ou Cδ.

47 Rearranjo da cadeia leve: - Reunião de um gene V e J dentre os genes disponíveis. - VJ é colocado ao lado de Cκ. - Dando origem a VJ (variável) e κ (constante).

48 Rearranjo da cadeia leve: - No caso da cadeia λ há 40 tipos de cadeia V e os 4 genes J acompanhado das cadeias Cλ (4 genes). O rearranjo dos genes das cadeias leves ocorre primeiramente no locus κ, se o rearranjo κ for produtivo, bloqueia-se o rearranjo da cadeia leve λ.

49 FIGURE 4-16

50 FIGURE 4-23

51 SWITCH IMUNOLÓGICO - Permite a produção de anticorpos de diferentes classes e subclasses. - Regiões de trocas localizadas nas regiões dos introns antecedendo cada sequência gênica. - Não existe região de switch entre µ e δ, razão pela qual o linfócito B recém amadurecido é capaz de expressar essas duas imunoglobulinas. - A mudança de classe das cadeias pesadas não é um processo aleatório, mas regulado pelas citocinas derivadas dos linfócitos T auxiliares.

52 FIGURE 4-21

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