Anticorpos. são secretados por linfócitos B a partir da ativação pelo antígeno. Ciências Médicas
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- Lívia Fonseca Santiago
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1 Anticorpos são secretados por linfócitos B a partir da ativação pelo antígeno Ciências Médicas 2017
2 Entrada do antígeno Encontro com linfócitos B Ativação de B através do sangue Baço através da pele Linfonodo através de mucosas MALT
3 Reconhecimento de antígeno por linfócitos B: Ig de membrana ou BCR BB Forma secretada Forma de membrana BCR Ig solúvel BCR Ig solúvel
4 Papel central do reconhecimento de antígeno pelo linfócito B Medula óssea Órgão linfóide secundário Independe do antígeno Encontro com o antígeno Geração e maturação Ativação Proliferação clonal Secreção de anticorpos Anticorpos 2 Plasmócitos Antígeno 2 Rearranjo gênico Célula tronco Anticorpos 2 Células B maduras Plasmócitos
5 Expressão de Igs durante a maturação de linfócitos B Célula tronco Pré-B cadeia citoplasmática B madura plasmócito IgM, IgD membrana Secreção de Igs Expressão reduzida na membrana Antígeno
6 Reconhecimento de antígeno por linfócitos B: Igs de membrana ou BCR Reconhecem sítios acessíveis da superfície de um antígeno Esses sítios acessíveis, que se ligam à molécula de Ig, denominam-se epitopos Epitopos são reconhecidos por Ig da membrana de linfócitos B ou por Ig solúvel, secretada por plasmócitos BB BCR Ig solúvel
7 Epitopo Região da molécula de antígeno reconhecida pelo anticorpo
8 Antígeno complexo: múltiplos epitopos
9 Epitopos sequenciais Mioglobina 5 epitopos seqüenciais (em azul)
10 Virus da influenza
11 Neuraminidase do virus da influenza N1 a N9 (vista de cima)
12 Neuraminidase do virus da influenza Neuraminidase, vista lateral
13 Epitopo B Epitopo D Epitopo A Epitopo E Alguns epitopos da neuraminidase do virus da influenza Epitopo C Membrana lipídica da partícula viral Âncora
14 Um dos epitopos da neuraminidase do virus da influenza PNDPT ( ) 1 epitopo conformacional YPGN ( ) ISIAS ( ) NTDW ( ) Epitopo constituido de 4 segmentos sequencialmente descontínuos
15 A interação antígeno-anticorpo (epitopo-paratopo) paratopo epitopo paratopo epitopo paratopo epitopo Antigeno: neuraminidase do virus da influenza
16 Epitopo linear Epitopo linear Epitopo conformacional desnaturação digestão desnaturação digestão
17 Igs secretadas (anticorpos) Circulam no sangue, presentes em fluidos biológicos (localização depende da classe da Ig) Neutralizam sítios ativos de antígenos (ex: toxinas) Marcam antígenos para serem eliminados (opsonização de antígenos)
18 Absorbância Separação eletroforética de proteína séricas, em acetato de celulose Albumina Globulinas Distância de migração
19 Estrutura básica da molécula de Ig Cadeia leve (L) Região variável 2 eixos de simetria ponte dissulfeto Cadeia pesada (H) Região constante
20 Estrutura básica da molécula de Ig 4 cadeias polipeptídicas 2 cadeias idênticas leves, formadas por 2 domínios (L, 25 kda ) 2 cadeias idênticas pesadas formadas por 4 domínios (H, 50kDa) DOBRADIÇA
21 Dedução da estrutura da molécula de anticorpo Clivagem por papaina Clivagem por pepsina
22 Imunoglobulinas são moléculas flexíveis por terem uma região de dobradiça
23 Protótipo da molécula de Ig Cadeia pesada ou Cadeia leve ou Dobradiça
24 Domínios da molécula de Ig delimitados por pontes S-S intracadeia Variável Ligação a antígeno Constante Atividade biológica
25 Dobramento dos domínios Ig: beta- pregueamento Ligação ao antígeno Cadeia leve Ligação ao antígeno Dobradiça Região variável Região constante Região determinante de complementaridade
26 Molécula de anticorpo: representação em fita Cadeias pesadas: amarela e azul ddobradiça Cadeias leves: vermelhas Domínios: folhas beta pregueadas Dobradiça: estendida
27 CH3
28 CH2 CH3
29 CH1 CH2 CH3
30 VH1 CH1 CH2 CH3
31 VH1 CH1 CL CH2 CH3
32 VH1 CH1 CL VL CH2 CH3
33 VH1 CH1 CL VL CH2 CH3
34 VH CH1 CL VL Elbow CH2 dobradiça Hinge CH3
35 Domínio CL Fitas β Domínio VL alças Ponte dissulfeto CDRs Cadeia leve Ig Domínios constante CL variável VL CDRs
36 Domínios Ig Unidade de 110 aa Na cadeia leve: VL CL Na cadeia pesada: VH CH1 + CH2 + CH3 + (CH4) O dobramento Ig: sanduíche de 2 folhas -pregueadas
37 Domínios Ig Unidades homólogas de 110 resíduos de aa Na cadeia leve: VL CL Na cadeia pesada: VH CH1 + CH2 + CH3 + (CH4) O dobramento Ig: sanduíche (2 folhas -pregueadas); compostas por 3 a 5 fitas de cadeias polipeptídicas antiparalelas: unidas por alças curtas
38 Analogia dobramento Ig vs sanduíche 2 fatias de pão 2 folhas manteiga aa hidrofóbicos internos palito ponte S-S
39 Domínio Ig: um modelo tridimensional
40 Domínio imunoglobulina: estrutura 3D N-terminal C-terminal bastão amarelo= ponte S-S
41 Sítios de ligação com o antígeno Cadeia leve Cadeia pesada
42 Sítio de ligação com o antígeno Domínio VH Domínio VL Domínio CL Domínio VH Domínio VL Cadeia de carboidrato Sítio de ligação com o antígeno Cadeias pesadas Molécula de IgG modelo baseado em análise cristalográfica
43 Domínios variáveis domínio V da cadeia pesada Análise da variabilidade dos resíduos de aminoácidos nos domínios VH e VL de Igs humanas de diferentes especificidades domínio V da cadeia leve Identificação das regiões de hipervariabilidade ou determinantes de complementaridade (CDRs) (EA Kabat, 1977)
44 Variabilidade As regiões hipervariáveis na estrutura 3D do domínio variável da Ig Cadeia leve Resíduo aa#
45 Domínios Ig de uma cadeia leve de anticorpo
46 Representação simplificada das Regiões Hipervariáveis da Molécula de Anticorpo
47 A interação do anticorpo com o antígeno Sitio de ligação ag Antígeno Epitopo Região Fc Dobradiça Molécula de anticorpo Zoom no local de interação com um epitopo
48 Interação do anticorpo com o antígeno
49 Epitopos podem se ligar a bolsos, a cavidades ou a superfícies mais extensas do sítio de ligação de anticorpos.
50
51 Antígenos variam em tamanho e complexidade Proteína: Hemaglutinina do virus da influenza Hapteno: 5-(para-nitrofenil fosfato- ácido pentanóico
52 Complexo Anticorpo/angiotensina 2 Angiotensina 2, vermelho 6 CDRs, diferentes cores L1, L2, L3, H1, H2, H3 KC Garcia, 1992
53 ANTÍGENO ANTICORPO Ponte de hidrogênio Ligação iônica Interações hidrofóbicas Forças de van der Waals Ligação iônica Forças não covalentes responsáveis pela interação entre o anticorpo e o antígeno
54 A interação antígeno-anticorpo encaixe de estruturas espacialmente complementares
55
56 Região da dobradiça
57 Modelo 3D de uma molécula de IgG1 Cinza: cadeia pesada Vermelho: cadeia leve Visual Science Company, Russia
58
59
60 Fab
61 Fc
62 dobradiça
63 Cadeias pesadas
64 Cadeias leves
65 Cadeias de caboidrato da IgG
66 Cadeia leve Cadeia leve Cadeia pesada Cadeia pesada
67 Regiões variáveis
68 Regiões constantes
69 Regiões hipervariáveis
70 Fab Cadeia leve CDRs o O sítio de ligação ao antígeno Cadeia pesada
71 Classes de Imunoglobulinas e Atividades Biológicas
72 Região variável (Fab)2 Fc Região constante
73 Por que os anticorpos precisam da região Fc? O fragmento (Fab) 2 é capaz de Detectar antígeno Precipitar antígeno Bloquear os sítios ativos de toxinas Bloquear interações de moléculas de patógenos com células do hospedeiro Mas o fragmento (Fab)2 não é capaz de Exercer funções efetoras associadas com células Ativar o sistema complemento
74 Estrutura e função da região Fc Dobradiça IgA IgD IgG Estrutura Fc comum a anticorpos de um mesmo isotipo, (independentemente da especificidade) C H 2 Dobradiça substituida por um domínio Ig adicional IgE IgM Função Fc receptor para proteínas do complemento ligante para receptores celulares
75 Isotipos e subtipos de Igs - Número e localização de pontes de dissulfeto na região constante; - Número de cadeias de oligossacarídeos ligados; - Número de domínios constantes; - Comprimento da região de dobradiça; - O Isotipo IgG e IgA apresentam diferentes subtipos: IgG 1, IgG 2, IgG 3, IgG 4 IgA 1, IgA 2
76 Efeito de anticorpos e complemento sobre uma bactéria (observada por microscopia eletrônica de varredura) E. coli ilesa Anticorpo + complemento E. coli lesada
77 IgG Região da Dobradiça
78 Estrutura geral das 4 subclasses de IgG Pontes dissulfeto
79 IgG Cadeias pesadas g 1 g 2 g3 g4 - Gama 1-4 Meia-vida IgG dias IgG dias IgG3 7-8 dias IgG dias Nível sérico IgG mgml -1 IgG2 2-6 IgG IgG % das Igs soro IgG IgG IgG3 3-6 IgG4 1-4 Ativação complemento IgG1 +++ IgG2 + IgG IgG4 Não Interações com células Macrófagos e fagócitos via receptores de IgG (todas as subclasses) Transferência placenta IgG1 ++ IgG2 + IgG3 ++ IgG4 ++ Via Receptor para Fcg neonatal
80 Carboidrato Região de ligação de de C1q localizado no domínio Cg2 Diferenças sutis nas regiões de dobradiça são responsáveis pelas diferentes capacidades de ativar complemento
81 IgG 75% das Igs séricas Principal Ig da resposta secundária Refina a afinidade no decorrer do tempo
82 IgM Ponte dissulfeto Cadeia J Imunoglobulina M, pentamérica
83 IgM Ponte dissulfeto Cadeia J Imunoglobulina M, pentamérica
84 Alterações conformacionais induzidas pelo antígeno em IgM Conformação planar, estrela do mar, encontrada em IgM em solução Não fixa complemento Conformação de caranguejo induzida pela ligação ao antígeno. Fixa complemento eficientemente.
85 Características da IgM Cadeia pesada Meia-vida - Mu 5 a 10 dias % das Igs séricas 5-10 Concentração sérica Ativação complemento Interações com células mg/ml ++++ (pela via clássica) Fagócitos via receptor de C3b Células epiteliais via receptor de Ig polimérica Transferência placentária Não Afinidade pelo antígeno: IgM monoméricalow affinity - valência 2 IgM pentamérica alta avidez valência 10
86 IgM, outras características Predomina na resposta precoce (primária) a um antígeno Não altera a afinidade com o passar do tempo da resposta Neutraliza patógenos eficientemente Baixa difusão para fluidos intercelulares
87 IgM Predomina na resposta precoce (primária) a um antígeno; Não altera a afinidade com o passar do tempo da resposta; Neutraliza patógenos eficientemente; Baixa difusão para fluídos intercelulares; Possui um domínio a mais na região Fc; Formas secretadas são multivalentes; Receptor de célula B (BCR), ativação do sistema complemento
88 Imunoglobulina A sérica IgA, dímero Formação da IgA secretória submucosa Dobradiça Cadeia J plasmócito IgA dimérica Receptor poli Ig Clivagem endocítica IgA secretória vesícula IgA Transporte através de células epiteliais
89 Cadeia J Componente Secretor Estrutura de IgA secretória Componente secretor resulta da clivagem enzimática do receptor poli Ig
90 Características da IgA Cadeias pesadas a1 ou a2 - Alfa 1 ou 2 Meia-vida IgA1 5-7 dias IgA2 4-6 dias Níveis séricos IgA IgA mgml -1 % das Igs séricas IgA IgA2 1-4 Ativação complemento IgA1 pela via alternativa IgA2 Não Interações com células Células epiteliais via receptor Ig polimérica Fagócitos pelo receptor de IgA Transferência placenta Não Para reduzir a vulnerabilidade a proteases a região da dobradiça da IgA2 é truncada, e da IgA1 é altamente glicosilada.
91 IgA Baixa concentração no soro Amplo predomínio nas secreções externas (leite materno e revestimento de pele e mucosas) Proteção contra invasão por patógenos
92 IgE Imunoglobulina E
93 Características da IgE Cadeia pesada e - Epsilon Meia-vida 1-5 dias Nível sérico (mgml -1 ) % das Igs séricas: Ativação complemento Interações com células Não Via receptor de alta afinidade para IgE expresso em mastócitos Transferencia placenta Não Papel de proteção contra infecções parasitárias Íntima associação com doenças alérgicas
94 IgE A IgE interage com receptores para Fc de IgE (FceRI) expressos em mastócitos e basófilos desgranulação (reações de hipersensibilidade imediata) Infecções por Helmintos
95 Primeiro contato com um antígeno (pólen) Contato subsequente com o mesmo antígeno pólen Linfócito B IgE Plasmócito Produção de grandes quantidade de anticorpos IgE específicos para antígeno do pólen Mastócitos sensibilizados com IgE liberam mediadores contidos nos seus grânulos, que causam reações anafiláticas. Mastócito Moléculas de IgE se ligam à superfície dos mastócitos, através de receptores para Fcε IgE
96 IgD Imunoglobulina D
97 Características da IgD Cadeia pesada d - Delta Meia-vida 2 a 8 dias % das Igs séricas 0.2 Nível sérico mgml -1 Ativação complemento Interações com células Transferência placenta Não linfócitos T via receptor para IgD Não
98 IgD Expressa na superfície de linfócitos B maduros Papel na ativação por antígeno Funções efetoras não conhecidas IgD Linfócito B maduro
99 IgD: receptor de antígeno da célula B Membrana da célula B BCR Complexo BCR
100 IgD - Baixa concentração no soro (0-1%); - Maior região de dobradiça dentre todas as Igs; - Expressa na superfície de linfócitos B maduros (receptor de antígeno BCR); - Funções efetoras não conhecidas
101 Como os anticorpos participam da efetuação da resposta imune, por exemplo, do combate ao patógeno?
102 1- Ação direta do Anticorpo: Neutralização Virus Toxinas
103 1- Ação Direta do Anticorpo: Neutralização de Neutralização de micróbios micróbios Sem anticorpo Com anticorpo Receptor da superfície celular para micróbio Infecção da célula por micróbio micróbio Célula epitelial infectada Anticorpo bloqueia ligação do micróbio e infecção da célula Células epiteliais Célula tecidual infectada Célula tecidual
104 1- Ação Neutralização Direta do de Anticorpo: micróbios Neutralização de micróbios Sem anticorpo Com anticorpo Liberação do micróbio da célula infectada e infecção da célula adjacente Anticorpo bloqueia infecção da célula adjacente Célula tecidual infectada Liberação do micróbio da célula morta Célula adjacente não infectada Disseminação da infecção
105 Neutralização de toxinas 1- Ação Direta do Anticorpo: Neutralização de Toxinas Sem anticorpo Com anticorpo Efeito Patológico da toxina Anticorpo bloqueia ligação da toxina ao receptor celular Receptor celular para a toxina toxina Efeito patológico da toxina (ex. Necrose celular)
106 2- Interação com receptores de Fc em superfícies celulares: opsonização FcR FcR FcR FcR Ig
107 2- Opsonização Consequência da ligação de IgG a FcγR na superfície de fagócitos: fagocitose micróbio Opsonização Ligação ao FcγR Fagocitose
108 2- Opsonização Bactéria opsonizada por IgG Região Fc da IgG Receptor de IgG bactéria pseudópode membrana plasmática Macrófago ou neutrófilo FAGOCITOSE Célula fagocítica
109 2- Opsonização Consequência da ligação de IgG a FcγR na superfície de fagócitos Geração de Oxidantes Interação com FcR Óxido nítrico Água oxigenada
110 Opsonização e fagocitose mediada por anticorpo Opsonização do micróbio por IgG Ligação de micróbios opsonizados aos receptores Fc dos fagócitos (FcgRI) Sinais do receptor Fc ativam o fagócito Fagocitose do micróbio Destruição do micróbio ingerido Anticorpo IgG Fagócito Destruição de micróbios fagocitados por ROS e NO Fagolisossomo Fagassomo com micróbio ingerido Lisossomo com enzimas Fusão do fagossomo com lisossomo Ativação do fagócito Destruição de micróbios por enzimas lisossômicas nos fagolisossomos Oxidase do fagócito
111 3-3- Sensibilização para para a morte a morte por por células células Natural NK Killer Célula infectada da ula tada Célula NK
112 4- Sensibilização de mastócitos e de eosinófilos Mastócitos Eosinófilos Moléculas de IgE se ligam à superfície dos mastócitos, através de receptores para Fcε Mastócitos sensibilizados com IgE liberam mediadores contidos nos seus grânulos, que causam reações anafiláticas e favorecem a proteção contra parasitas. Ataque a uma larva de esquistossoma
113 5- Ativação do Sistema Complemento
114 5- Ativação do Sistema Complemento Lise celular por complemento Ligação de C1 a Ig complexada ao antígeno Ativação da cascata enzimática do sistema complemento
115 5- Ativação do Sistema Complemento A formação do MAC na superfície do patógeno (complexo de ataque à membrana) Poro formado pelo MAC na superfície do patógeno
116 5- Ativação do Sistema Complemento Efeito de anticorpos e complemento sobre uma bactéria E. coli ilesa Anticorpo + complemento E. coli lesada
117 Distribuição seletiva das classes de Ig no corpo humano
118 Transcitose na placenta Interação com FcRn em trofoblasto da placenta humana Aquisição pelo feto de IgG materna Circulação materna Circulação fetal IgG materna IgG materna secretada
119 Transcitose epitelial Interação com receptor em célula epitelial do intestino Revestimento de IgA na luz intestinal Submucosa Célula epitelial Luz intestinal Plasmócito IgA dimérica clivagem IgA secretória vesícula
120 Resposta primária e secundária a um antígeno Antígeno A Antígeno A secundária IgG primária IgM
121 Nível de anticorpos no soro Resposta primária e secundária a um antígeno Antígeno A Antígeno A + Antígeno B Resposta secundária anti-a Resposta primária anti-b Resposta primária anti-a Dias
122 Diferentes isotipos medeiam diferentes funções e características das Igs 1. Neutralização: IgGs e IgA 2. Opsonização: IgG1 e IgG3 3. Sensibilização para morte por células NK: IgG1, IgG3 4. Sensibilização de mastócitos: IgE 5. Fixação de complemento: IgM, IgG1, IgG3 6. Transporte através da placenta: IgG1 e IgG3 7. Transporte através do epitélio: IgA1, IgA2 8. Imunidade de mucosa: IgA1, IgA2
123 Sumarizando... Estrutura da molécula de imunoglobulina humana Regiões Domínios
124 Cadeia pesada γ Cadeia pesada α Sumarizando... Cadeia pesada μ Cadeia pesada ε Estrutura das cinco classes de imunoglobulinas humanas Cadeia pesada δ
125 Isotipo Transferência placentária Ligação a mastócito Ligação a fagócito Ativação de complemento Outras características Primeiro isotipo da resposta primária Receptor de antígeno da célula B (BCR) Opsonização, ADCC Subclasses IgG1, 2, 3, 4 Envolvido em respostas alérgicas Dímeros em secreções, subclasses IgA1 e IgA2 Sumarizando... Funções dos isotipos de imunoglobulinas humanas
126 Outras moléculas de reconhecimento de antígeno, além das imunoglobulinas MHC TCR
127 Fim
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