Microbiologia e Imunologia Clínica

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1 Estudo dos mecanismos naturais de defesa contra doenças. Microbiologia e Imunologia Clínica Estudo do sistema imune do corpo e suas funções e alterações. Profa. Ms. Renata Fontes Fundamentos da Imunologia e as principais técnicas utilizadas para o diagnóstico das doenças infecciosas, parasitárias e autoimunes. Determinação dos parâmetros sorológicos e interpretação clínica. Etiologia, patologia, sintomatologia, profilaxia, epidemiologia e diagnóstico laboratorial das infecções bacterianas, fúngicas e virais. Metodologia de análise, diagnóstico e interpretação clínicolaboratorial. Ciência que trata dos mecanismos do corpo que o protegem contra substâncias anormais ou estranhas. Ramo da Medicina relacionado com a estrutura e função do sistema imune e técnicas laboratoriais envolvendo a interação de antígenos com anticorpos específicos. Imunologia Ramo da biologia que estuda o sistema imunitário (ou imunológico). Estuda nossa proteção contra macromoléculas estranhas ou organismos invasores e nossas respostas a eles. Vírus, bactéria, protozoários ou mesmos parasitas maiores. Sistema complexo que é responsável por distinguir-nos de tudo o que é estranho a nós e por nos proteger contra infecções e substâncias estranhas. O sistema imune trabalha procurando e matando invasores. 1

2 Células do sistema imune são altamente organizadas como um exército. Cada tipo de célula age de acordo com sua função. Algumas são encarregadas de receber ou enviar mensagens de ataque, ou mensagens de supressão (inibição), outras apresentam o inimigo ao exército do sistema imune, outras só atacam para matar, outras constroem substâncias que neutralizam os inimigos ou neutralizam substâncias liberadas pelos inimigos. Granulócitos (65% dos leucócitos) Circulam no sangue e migram para os tecidos Particularmente na resposta inflamatória Neutrófilos (90 95%) Eosinófilos (3 5%) Basófilos (0,5 1%) Mastócitos Célula do tecido conjuntivo Contém grande quantidade de grânulos cheios de histamina e heparina Papel importante nas reações alérgicas Precursor provavelmente na medula óssea Monócitos 5 10% 24h na circulação Tecidos: Macrófagos Diferentes nomes nos diferentes tecidos Fagocitose 2

3 Linfócitos 25 30% Diferenciação da medula óssea Glicoproteínas de membrana Linfócitos T: Medula óssea timo circulação Linfócitos B: Medula óssea circulação Reconhecimento de Ag através dos Ac (receptores de superfície) Células NK (natural killer): citotóxicas Destroem células infectadas por vírus Linfócitos B Ligação ao antígeno por Ac presentes na membrana Ativação = diferenciação em Plasmócitos Secreção de Ac IgM Ac de fase aguda IgG Linfócitos T Contribuem para função dos linfócitos B Distinguem próprio do não próprio L. T CD8 (citotóxico ou citolítico) L. TCD4 (auxiliar ou helper) Produzem citocinas para estimular os macrófagos e os L. B atuarem na infecção Diferentes linfócitos = Diferentes citocinas Células NK Morte de células infectadas por vírus e células tumorais Linfócitos T Th0: IL-3, TNF-β Th1: IFNγ, IL-2 Th2: IL-4, IL-5, IL-6, IL-10, IL-13 Th3: TGF-β, IL-10 Tr1: TGF-β, IL-10 Direcionam a resposta do sistema imune Tecidos (órgãos) Linfóides Tecidos linfóides primários ou centrais: medula óssea e timo Produção Desenvolvimento e maturação dos linfócitos Presença de poucos linfócitos B e T específicos para qualquer Ag Recirculação 1-2 dias 3

4 Tecidos (órgãos) Linfóides Tecidos linfóides secundários ou periféricos A ligação Ag-Ac é uma das interações mais específicas da biologia. Tecidos (órgãos) Linfóides Tecidos linfóides secundários ou periféricos: linfonodos, baço, adenóides Respostas do sistema imune Maturação/ Especialização Agentes infecciosos são direcionados para estes locais Presença de poucos linfócitos B e T específicos para qualquer Ag Recirculação 1-2 dias Epitopo ou Determinante Antigênico Aquela porção de um antígeno que combina com os Anticorpos de uma resposta imune específica. É a porção exata do Ag que é reconhecida. Em geral determinantes antigênicos são pequenos e são limitados a aproximadamente 4-8 resíduos (aminoácidos ou açúcares) Ag - Ac Um antígeno pode ter Ag - Ac vários epitopos iguais ou diferentes. Ag - Ac Antígeno Toda a estrutura molecular, que interage com um elemento do sistema imune (anticorpo, receptores do linfócito T ou moléculas de MHC) Epitopo ou Determinante Antigênico Toda molécula pode ser um antígeno pois o que é próprio de um organismo pode não ser próprio de outro. 4

5 Epitopo ou Determinante Antigênico Valência do anticorpo Refere-se ao número de determinantes antigênicos (epitopos) que uma molécula individual de anticorpo pode se ligar. A valência de todos os anticorpos é pelo menos duas e em alguns casos mais. IgG IgA IgM Anticorpos ou Imunoglobulinas (Ig) Moléculas de glicoproteína que são produzidas pelos plasmócitos (linfócitos B diferenciados) em resposta a um imunógeno SÍTIO LIGAÇÃO Ag FORMADO REGIÕES HIPERVARIÁVEIS HIPERVARÁVEL - CDR ( regiões determinantes de complementaridade) Imunoglobulinas (Ig) Cada imunoglobulina liga-se a um determinante antigênico (epitopo) específico. Ligação a antígeno pelos anticorpos é a função primária dos anticorpos e pode resultar na proteção do hospedeiro. Ag - Ac Ag - Ac Isotipos de Imunoglobulinas São determinantes antigênicos que caracterizam classes (α δ γ ε µ) e subclasses (α 1 α 2 µ 1 µ 2 µ 3 µ 4 ) de cadeias pesadas e tipos (κ λ) e subtipos (λ 1 λ 2 λ 3 λ 4 ) de cadeias leves. Isotipos são encontrados em todos os indivíduos NORMAIS na espécie. Ex:- IgM IgG Ag - Ac 5

6 IgG IgA IgM IgD IgE Subclasses 1 a 4 1 e 2 Concentração ,5-2 0,04 0,003 sérica (g/l) Meia-vida (dias) ,5 Imunidade inata Imunidade natural Imediata: barreiras físicas e químicas Eventos induzidos: Precoces (30 min 4h): fagocitose (macrófagos), degranulação (mastócitos) Tardios: (8-24 horas): Neutrófilos, monócitos, eosinófilos e células NK Tipo de imunidade Imunidade inata Imunidade adquirida Imunidade inata Seus mecanismo já estão prontos antes da infecção Não tem memória Reconhece estruturas compartilhadas por vários microorganismo (PAMPS) LPS bactérias gram-negativas Proteção contra microorganismos Componentes: barreiras físico-quimica (pele, mucosa, cílios), proteínas e células Sistema complemento Cascata de proteínas composta por proteínas e fatores de regulação Componentes produzidos no fígado e por Macrófagos nos sítios de inflamação 3 vias: clássica, alternativa e ataque à membrana (via comum) 6

7 Sistema complemento Atividades biológicas Lise celular, produção de mediadores préinflamatórios (amplificação e continuidade do processo), solubilização de complexos Ag-Ac, recrutamento e ativação de leucócitos Imunidade adquirida (ou adaptativa) Respostas específicas, adquirida a partir de exposição e aumenta em intensidade com a exposição Evento tardio (4-7 dias) que envolve a participação de células da imunidade adquirida Linfócitos Barreira celular Neutrófilos: morte e remoção de bactérias e fungos Eosinófilos: controle de infecção por parasitas multicelulares Células NK: morte de células infectadas e células tumorais Imunidade adquirida (ou adaptativa) Tipos Passiva: proteção do recém-nascido Ativa: Indução de imunização por infecção ou vacinação Basófilos e mastócitos: morte de parasitos/ alergias Monócitos: Macrófagos Sistema Fagocitário Mononuclear Imunidade adquirida (ou adaptativa) É estimulada pela exposição a m.o. que invadem os tecidos, específica, tem memória Papel na imunidade inata Tipos: Humoral: mediada por Ac, defesa contra m.o. extra-celulares Celular: mediada por células, defesa contra m.o. intra-celulares Imunidade adquirida Fases: 1. Reconhecimento: direto (linfócitos B) ou indiretos (linfócitos T) 2. Ativação 3. Diferenciação: dependente de citocinas presentes no momento da ativação linfocitária 4. Efetora: dependente da diferenciação induzida pelas citocinas 5. Hemostasia: declínio da resposta imune após eliminação do agente estranho nocivo. 6. Memória imunológica: capacidade de re-montar uma resposta mais rápida e eficiente contra o mesmo patógeno 7

8 1. Comente sobre a importância do sistema imunológico, suas principais células e funções. 2. Um indivíduo foi mordido por uma cobra e foi encaminhado a um hospital para que fossem tomadas as medidas adequadas. Na sua opinião, a administração de uma vacina antiofídica a este indivíduo ajudaria? O que você sugere? 3. Citar e explicar 3 diferenças entre a imunidade inata e a imunidade adaptativa. Imunidade adquirida 4. A interação entre a imunidade inata e a adaptativa tem alguma importância no tipo e intensidade da resposta do sistema imune a um patógeno? 5. Que características dos macrófagos permitem que eles sejam capazes de erradicar infecções por microorganismos intracelulares? Explique como este processo acontece. 6. Sabendo que os receptores da imunidade inata reconhecem estruturas compartilhadas por classes de micróbios, a mudança destas estruturas poderia ser um mecanismo eficiente de evasão (fuga) do sistema imune? Explicar. 7. Que mecanismo faz com que as células NK sejam capazes de destruir células infectadas e não destruam as células não infectadas do hospedeiro? 8

9 Receptores MHC X Antígenos O sistema imune só responderá a um antígeno se apresentado apropriadamente Para o desenvolvimento da resposta imune adquirida são necessários não somente o antígeno, mas a conjugação deste antígeno a uma molécula apresentadora de antígenos molécula de histocompatibilidade Moléculas de MHC Todos os vertebrados (peixes, aves e mamíferos) possuem o gene do MHC. Estes genes codificam moléculas da classe I, Classe II ou Classe III Moléculas MHC são ligadas à membrana celular. O reconhecimento pelos LinfócitoT requer um contato célula-célula. Complexo de Histocompatibilidade Maior (MHC) Molécula de histocompatibilidade são receptores glicoprotéicos especializados codificado por genes localizados em um complexo chamado complexo de histocompatibilicade maior (MHC). Os genes MHC determinam quais antígenos serão processados e apresentados Moléculas de MHC São receptores que apresentam tanto antígenos próprios (fragmentos de peptídeos da própria célula) e antígenos externos (fragmentos de microorganismos invasores) para os linfócitos T 9

10 Classes de MHC Funções dos receptores MHC São importante: Na resposta imune (Linfócitos B e T) Nos transplantes de órgãos (rejeição) Na predisposição/resistência às doenças Nas doenças auto-imune Estrutura e Expressão MHC classe I uma cadeia α (pesada) polimórfica e uma cadeia β (leve) MHC classe II uma cadeia α e uma cadeia β (polimórficas e pesadas) Resposta imune Celular LinfócitoT O receptor do Linfócito T (TCR) somente reconhece o Ag se o mesmo estiver associado ao MHC. De acordo com o tipo de linfócito, a ação será diferente: Linfócito T citotóxico (Tc) age diretamente sobre o Ag, levando à lise; Linfócito T helper ou auxiliar (Th) atua através da secreção de citocinas, em praticamente todas as células do Sistema Imune. MHC classe I MHC classe II Resposta Celular - LT As moléculas do MHC interagem de forma diferente: MHC I LTc citotoxicidade MHC II LTh citocinas A expressão destas moléculas é diferenciada: MHC I nas células nucleadas do organismo MHC II nas células profissionais apresentadoras de Ag (macrófagos, células dendríticas, linfócitos B) PROCESSAMENTO DO Ag 10

11 Transplante / Enxertos A resposta imune funciona melhor de acordo com o encaixe MHC + Ag explica a resistência individual a doenças infecciosas Linfócitos Th Linfócitos Tc Autólogo: no mesmo indivíduo (autoenxerto) Isólogo: entre indivíduos geneticamente idênticos (isoenxertos) Homólogo: entre indivíduos da mesma espécie (aloenxertos) Heterólogo: entre indivíduos de espécies diferentes (xenoenxertos) Resposta Imune Humoral Para a produção de anticorpos o Linfócito B devem ser ativado pelo linfócito Th que reconhece o MHC classe II Kupffer Transplantes e Enxertos O Linfócito T citotóxico possui receptores CD8, que tem a função de reconhecer o MHC-classe-I expressada por células nucleadas (transplantes e enxertos). Para fazer transfusão/ transplante, os MHC devem ser semelhantes, caso contrario há rejeição. 11