Imunidade de Mucosa 2018

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1 Imunidade de Mucosa 2018

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3 Superfícies mucosas: porta de entrada de antígenos Inalados trato respiratório Ingeridos trato gastrointestinal Delimitam os sistemas digestivo, respiratório e urogenital Superfície total : 400 m 2 Superfície gastrointestinal: 200m 2 Micróbios: 500 espécies diferentes, células de micróbios vivos na luz intestinal (número 10 X maior do que o total de células do corpo humano) Defesa:???

4 Epitélio: proteção mecânica das superfícies corporais Barreira física entre meio interno e ambiente externo Papel das junções ocludentes Pele: epitélio seco, barreira muito eficiente ex. Queimaduras Mucosas: epitélio secretor de muco cílios peristaltismo fluxo urinário

5 Epitélio: além de barreira física Produz substâncias microbicidas Enzimas: lisozima na lágrima fosfolipase na saliva digestivas no trato intestinal Peptídeos anti-bacterianos e anti-fúngicos α- e β-defensinas Abriga flora de bactérias não patogênicas Competem por nutrientes sítios de adesão

6 HOMEOSTASE INFECÇÃO ADESÃO AO EPITÉLIO PENETRAÇÃO ATRAVÉS DO EPITÉLIO

7 INFECÇÃO LOCAL O QUE VOCÊ ESPERA QUE ACONTEÇA AGORA?

8 limphocyte Que ocorra ativação de linfócitos...

9 Processamento e exposição/mhc Macrófago Apresentação para o TCR do linfócito T Macrófago Antígeno extracelular Clivagem no fagolisossomo citoplasma Vesícula endocítica núcleo Fragmento do antígeno Ligação do peptídeo a MHCII Molécula de MHC II MHCII em vesículas Receptor de antígeno de célula T (TCR) MHCII expõe peptídeo Linfócito T

10 Tecidos linfóides secundários Concentram anatomicamente linfócitos e células apresentadoras de antígenos Favorecem interações celulares necessárias para a ativação do linfócito Tecidos linfóides secundários: eles existem nas mucosas?

11 Tecido linfóide associado a mucosas (Mucosal Associated Lymphoid Tissue=MALT)

12 MALT: organização estrutural Coleções frouxas de tecido linfoide Ex: lâmina própria da parede do estômago e do íleo Estruturas bem organizadas Ex: placas de Peyer estômago íleo tecido linfóide na lâmina própria tecido linfóide na lâmina própria folículo linfóide* na submucosa *faz parte de uma placa de Peyer

13 Intestino delgado Superficial Profundo Tecido infóide Camadas do trato gastrointestinal

14 MALT (GALT)

15 MALT (GALT) no íleo Na lâmina própria da mucosa: Linfócitos organizadas ou não em folículos Criança sadia ~ folículos Na submucosa: Muitos conjuntos de folículos linfóides folículos linfóides/ placa de Peyer

16 A Íleo Placa de Peyer B lâmina própria submucosa C

17 Folículo linfóide Sítio de indução Luz intestinal Vilosidades Célula M Folículo com centro germinativo Camada muscular Placa de Peyer Folículo primário

18 Características da imunidade no intestino delgado Características anatômicas especiais Placas de Peyer Folículos da lâmina própria Desafios especiais enfrentados Tolerância a antígenos alimentares Tolerância a microbiota comensal Responsividade a patógenos Células da mucosa intestinal Funções Células epiteliais absortivas..absorção de nutrientes; secreção de citocinas Células caliciformes..produtoras de muco Células de Paneth..produtoras de peptídeos antimicrobianos Células M.transporte de amostras de antígenos luminais

19 Trecho para leitura Antígenos prejudiciais vs antígenos benéficos O tecido linfóide associado ao intestino delgado (GALT) tem que discriminar antígenos prejudiciais de antígenos benéficos. Ainda que uma resposta imune protetora seja essencial para evitar a invasão por patógenos, respostas equivalentes contra proteínas alimentares ou de bactérias comensais podem levar a doenças crônicas. Essas respostas são normalmente evitadas por complexos mecanismos regulatórios. Nesta aula, vocês terão contato com aspectos ímpares do microambiente do sistema imune intestinal e conhecerão como esses mecanismos promovem o desenvolvimento de respostas efetoras ou respostas regulatórias, que garantam a manutenção da homeostase no intestino. Específicas para patógenos Específicas para antígenos alimentares e bactérias comensais

20 Particularidades do sistema imune de mucosas, especialmente do associado ao intestino Respostas imunitárias vigorosas A serem evitadas Contra antígenos alimentares Contra microroganismos comensais Necessárias Contra micorganismos patogênicos que usam o intestino como porta de entrada O sistema deve ser versátil para atender a circunstâncias antagônicas

21 Como manter a homeostase entre a microbiota intestinal e o hospedeiro? A) Minimizando o contato entre os microorganismos e a superfície de células epiteliais 1- limitando a inflamação tecidual 2- limitando a translocação do microorganismo Ação combinada de vários fatores que constituem uma barreira corta-fogo da mucosa Mucosal firewall Muco IgA Peptídeos antimicrobianos Células da imunidade

22 Células Epiteliais da Mucosa Intestinal que atuam na Defesa do Hospedeiro Vilosidades intestinais O epitélio do intestino Camada de muco Células epiteliais Célula de Paneth Células epiteliais Célula caliciforme Células epiteliais McGhee JR, Fujihashi K (2012) Inside the Mucosal Immune System. PLOS Biology 10(9): e doi: /journal.pbio

23 Íleo: Vilos, Criptas, Domos vilos epitélio linfócito na lâmina própria linfócito intraepitelial domo domo lâmina própria cripta Placa de Peyer cripta

24 Placa de Peyer e Célula M DOMO DOMO PP J. Experimental Medicine 24, (2006) Japanese J. Clinical Immunology 29, (2006)

25 Internalização e transporte de antígenos por células M (domo da placa de Peyer) Células M endocitam o antígeno O antígeno cruza a célula M em vesículas e é liberado na superfície basal O antígeno é internalizado por células dendríticas ou por macrógafos e irá ativar células T Domo, placa de Peyer azul: células epiteliais e M vermelho: células T e verde: células B Figure 11.8 Janeway Células M formam bolsos na camada epitelial permitindo o contato do antígeno com macrófagos, células dendríticas e linfócitos, permitindo a apresentação do antígeno para células T, que serão localmente ativadas.

26 Células M no íleo: microvilos curtos Transporte de antígenos da luz intestinal para células dendríticas da lâmina própria

27 Captura de antígeno da luz intestinal pela célula dendrítica Célula dendrítica da lâmina própria lança prolongamento entre as células epiteliais do domo da placa de Peyer e captura antígeno da luz do intestino bactéria Célula epitelial Figura 11.9, Janeway Luz intestinal Prolongamento DC Lâmina própria Célula epitelial Superfície luminal (apical) da célula epitelial Células dendríticas

28 Células dendríticas no tecido linfóide associado ao intestino, placa de Peyer Luz intestinal Células dendríticas Luz intestinal Juncões ocludentes Domo subepitelial Região interfolicular, linfócitos T (verde) Folículo linfóide (linfócitos B, não marcados) Região interfolicular T Folículo linfóide B Fluorescência vermelha: células dendríticas Fluorescência verde: linfócitos T

29 Vias de penetração de um patógeno na camada epitelial da mucosa intestinal Através da célula M, infecta macrófago na placa de Peyer Através de invasão da superfície luminal da célula epitelial Através de dendritos da célula dendrítica, na luz do intestino

30 Ativação de células T por diferentes sub-populações de Células Dendríticas na Mucosa Intestinal Células dendríticas que expressam CD11b + Células dendríticas que expressam CD103 + Indução de células T efetoras local ou LN mesentéricos LN mesentéricos Linfócitos voltam para a lâmina própria pelas vênulas de endotélio alto Indução de células T reguladoras local ou LN mesentéricos

31 Indução de Imunidade de mucosa por antígenos prejudiciais Antígeno Célula M a b Entrada do antígeno através da célula M e internalização por DC (ou diretamente internalizado por DCs) Apresentação do antígeno para o linfócito T da placa de Peyer Placa de Peyer c d e DC ganha acesso ao linfonodo mesentérico, pelo linfático aferente Reconhecimento do ag pela célula T do linfonodo mesentérico Linfócito T ativado deixa o linfonodo pelo linfático eferente e ganha a corrente sanguínea Mesentério: linfonodos Linfático aferente Linfonodo mesentérico LN mesentérico Parede do intestino LN mesentérico Mowatt, 2003 e Linfático eferente

32 Trecho para leitura A internalização do antígeno e seu reconhecimento por células T CD4+ no intestino (Modelo no camundongo). O antígeno pode entrar através das células M no epitélio associado ao folículo (a), e então ser internalizado pelas células dendríticas locais (DCs), ou pode ainda ser capturado por prolongamentos das células dendríticas locais. Em ambos os casos, as DCs apresentarão o antígeno às células T da placa de Peyer (região interfolicular) (b). Alternativamente, as DCs da placa de Peyer carregadas de antígeno, podem ganhar acesso ao linfonodo drenante (c), com subsequente reconhecimento pela célula T nos linfonodos mesentéricos (MLNs) (d). Um processo similar de disseminação do antígeno ou das células apresentadoras de antígeno para os linfonodos mesentéricos pode ocorrer se o antígeno entra através do epitélio que cobre a lamina própria dos vilos (e), mas, nesse caso temos que admitir a possibilidade de que enterócitos que expressam MHC class II+, possam atuar como APCs (f). Em qualquer dos casos, as células T CD4+ responsivas para o antígeno passam a expressar a integrina α4ᵦ7 e o receptor CCR9 de quimiocina, deixam o linfonodo mesentérico pelo linfático eferente (g), entrando depois na corrente sanguínea através do ducto torácico. Deixam então a corrente sanguínea, através de vênulas de endotélio alto, Chegando à lâmina própria. As células T, que tinham reconhecido o antígeno primeiro no linfonodo mesentérico, podem agora se espalhar, a partir da corrente sanguínea por todo o sistema imune periférico. O antígeno também pode ter acesso direto à corrente sanguínea do intestino (h) e interagir com células T nos tecidos linfoides periféricos (i). Mowat/ Nature Reviews Immunology Vol. 3, April 2003,

33 O Sistema Imunitário Gastrointestinal

34 Barreiras mucosas que limitam a entrada de comensais nos tecidos 1 2 Muco: produzido por células caliciformes; barreira viscosa que limita o contato entre microbiota e mucosa Peptídeos antimicrobianos, produzidos por células de Paneth; enzimas quebram a parede bacteriana; principais: α-defensinas 5 e 6 3 Macrófagos eliminam comensais que tenham cruzado o epitélio 4 Células dendríticas CD103 + capturam comensais ou antígenos de comensais Belkaid & Hand, 2014

35 Mecanismos de regulação de respostas imunes inatas na mucosa intestinal PAMP bacteriano Célula epitelial intestinal Receptores da imunidade inata (TLRs e NLRs) para padrões moleculares (PAMPs) são expressos no citoplasma e na membrana basolateral das células epiteliais intestinais, mas não na superfície luminal dessas células Células dendríticas na lâmina própria expressam baixos níveis de TLR. Expressão de genes relacionados à inflamação é inibida por produtos microbianos

36 Imunoregulação pela Microbiota Indução de células Treg com envolvimento direto de células dendríticas CD103 + Fatores supressores produzidos por comensais CD103 + Resposta inflamatória efetora de células T e B (bloqueada)

37 Ativação de linfócitos B e diferenciação em plasmócitos secretores de IgA Ativação ocorre em GALT e LN mesentérico Linfócitos B produtores de IgA voltam seletivamente para o GALT (2) (1) (1) Ativação T-dependente (2) Ativação T-independente plasmócitos produtores de IgA por metro de intestino, acumulados na lâmina própria

38 Transporte de IgA através de célula epitelial Célula epitelial da mucosa Receptor poli-ig com IgA ligada Cadeia J IgA secretada Plasmócito produtor de IgA dimérica Complexo IgA receptor poli-ig endocitado Clivagem proteolítica

39 Estrutura de IgA secretória Componente secretor resulta da clivagem enzimática do receptor poli Ig

40 Luz intestinal Epitélio da mucosa Antígeno Célula M Linfócito intraepitelial Lamina propria Folículo linfóide plasmócito

41 Funções exercidas por IgA na superfície epitelial do intestino IgA secretada na superfície do intestino pode se ligar e neutralizar patógenos e toxinas IgA pode se ligar e neutralizar antígenos internalizados nos endossomos IgA pode exportar toxinas e patógenos da lâmina própria enquanto está sendo secretada.

42 O sistema imune intestinal Figure Janeway A célula T naive chega à placa de Peyer, via vênula de endotélio alto, orientada por CCR7 Ativação da célula T por célula dendrítica Célula T ativada é drenada para o linfonodo mesentérico e é distribuída na corrente sanguínea Célula T efetora retorna à lâmina própria do intestino, via CCR9

43 Homing do linfócito T efetor na lâmina própria do intestino Luz de HEV no intestino Fig Janeway MAdCAM-1 é seletivamente expresso no HEV de mucosas e interage com a integrina do linfócito ativado Célula T emigra para a lâmina própria e expressa moléculas especiais para o homing

44 Linfócitos efetores na lâmina própria e na camada epitelial de um vilo intestinal Linfócitos são encontrados na lâmina própria e no epitélio Células da imunidade na lâmina própria Células da imunidade no epitélio intestinal

45 Linfócitos Intraepiteliais: predomínio de T CD8+ Linfócitos intraepiteliais na camada epitelial do intestino Linfócitos intraepiteliais são CD8 positivos

46 Funções de linfócitos T CD8+ intraepiteliais Virus infectam célula epitelial da mucosa intestinal Célula infectada exibe peptídeo viral via MHC de classe I para célula T CD8 intraepitelial Célula T CD8 intraepitelial mata a célula epitelial infectada por secreção de granzima/perforina e por via dependente de Fas Fas ligante

47 Particularidades do sistema imune de mucosas, especialmente do associado ao intestino Respostas imunitárias vigorosas A serem evitadas Contra antígenos alimentares Contra microroganismos comensais Necessárias Contra micorganismos patogênicos que usam o intestino como porta de entrada O sistema deve ser versátil para atender a circunstâncias antagônicas

48 Infecções causadas por microorganismos que usam mucosas como porta de entrada Mortes anuais no mundo em milhões Infecções respiratórias agudas 4,0 HIV 2,9 Doenças diarreicas 1,8 Tuberculose 1,6 Sarampo 0,6 Coqueluche 0,3 Hepatite B 0,1

49 Células epiteliais Patógenos endocitados reconhecidos por TLRs de vesículas intracelulares Patógenos no citosol reconhecidos por NOD1 e NOD2 Ativação de NFkB Produção de mediadores inflamatórios Ativação de células inflamatórias

50 Infecção por Clostridium difficile Cólon infectado por bactérias comensais Eliminação de comensais por antibioticoterapia C. difficile ganha espaço e coloniza o cólon, provocando morte de células epitelias Neutrófilos e hemácias atingem o lumen, através do espaço deixado pelas células lesadas

51 Doença diarreica por Clostridium difficile C. difficile: presente na flora intestinal 3% dos adultos 66% das crianças. Não causa doença!!! Antibioticoterapia: interfere no equilíbrio da flora intestinal C. difficile multiplica-se e produz toxinas Doença diarreica

52 Imunidade a patógenos que invadem o organismo a partir de mucosas Powell et al., 2017

53 Alergia alimentar Respostas Th2 contra proteínas alimentares IgE específica para antígenos ambientais ingeridos Ligação a receptores Fc de mastócitos (numerosos na lâmina própria da mucosa intestinal) Manifestações alérgicas Citocinas Th2 podem causar manifestações, mesmo na ausência de IgE

54 Doenças inflamatórias intestinais (Exs: Doença de Crohn, colite ulcerative) pp íleo colon Possíveis defeitos da imunidade de mucosa implicados nessas doenças Imunidade inata: expressão diminuída de defensinas polimorfismo de NOD2 Respostas Th17 e Th1 anormais: polimorfismo do receptor de IL-23 granulomas inflamatórios por Th1 exacerbada Defeito funcional de células Treg: não há supressão da resposta a organismos comensais

55 Doença celíaca: autoimunidade Achatamento dos vilos e hiperplasia da cripta Gliadina Apoptose de enterócitos Normal Doença celíaca Transcitose Mucosa do íleo Resposta inflamatória Deaminação Secreção de citocinas próinflamatórias Ativação de fibroblastos Gliadina deaminada Célula apresentadora de antígeno Apresentação de peptídeos deaminados por APC para a célula T Célula T Célula T ativada Resposta de autoanticorpos IgA Célula B

56 Recomendo que assistam os vídeos listados a seguir, mas somente depois de estudarem Imunologia de Mucosas, de preferência no livro Imunobiologia do Janeway, 7th edition (pode ser no Abbas) Armando Hasudungan, You Tube Imunidade de mucosa, visão geral Imunidade de mucosa parte I Imunidade de mucosa parte II IgA/ Imunidade de mucosa

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