Imunologia Humana - Past Paper PDF 2021/2022

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Unidade Curricular: Imunologia Humana Feito por: Erica Coelho, nº68969, aluna de CB Professor docente: Nuno Alves Ano letivo: 2021/2022 Livro: Janeway´s Immunobiology, 9th Edition Imunologia Humana 1ª Aula 08/10/2021 (Introdução) são capazes de reagir contra os nossos próprios tecidos, mas estas células em indivíduos saudáveis Imunologia – Estudo das defesas do corpo contra são controladas pela sua eliminação ou inibição. infeções. Possuímos mecanismos de seleção que previnem o Função primordial do sistema imunitário: Resposta desenvolvimento de autoimunidade. a elementos agressores ao nosso corpo – vírus, Sistema imunitário – Eliminar os elementos parasitas, bactérias. externos (microrganismos patogénicos) sem Acham que a resposta do nosso sistema danificar o hospedeiro. imunológico a estes patogénicos é idêntica ou é Perguntas que vamos tentar responder ao longo das ligeiramente diferente (e em que sentido)? O aulas: recrutamento e a resposta do sistema imunitário são comuns, mas as células que são recrutadas são Porque é temos algumas infeções só uma vez (ex. especificas de cada resposta do sistema vírus varicela-zóster)? imunológico. R: A memória imunológica está na base dessa Em indivíduos imunodeficientes, a suscetibilidade proteção que se torna mais efetiva numa 2ª ou 3ª para este tipo de infeções aumenta infeção. exponencialmente, pois o sistema imunitário é A presença de anticorpos é boa porque significa que critico, existem falhas no sistema imune que provavelmente existe uma autoimunidade resultam em patologia, as chamadas protetora, mas não existirem anticorpos na imunodeficiências. circulação não quer dizer que o individuo não seja imune (Ao longo das aulas vamos conseguir perceber porquê → imunidade de memória que vai para lá da presença de anticorpos no soro). Os anticorpos em circulação depois de um 1º contacto vão permitir que uma 2ª resposta seja mais eficaz, ou seja, à medida que existem múltiplos contactos com os agentes infeciosos os anticorpos tornam-se ainda melhores na sua função, existindo um aperfeiçoamento da resposta imunológica que se torna mais eficaz e mais protetora. Como desenvolvemos um sistema que reconhece Linfócitos, células T e B, macrófagos, células agentes externos (patogénico) com alta dendríticas (…) fazem parte do sistema imunitário sensibilidade e especificidade sem atacar o próprio? cada uma com as suas diferentes especificidades. R: Através de mecanismos de regulação que No caso das alergias ou da autoimunidade, o permitem controlar estas respostas autoimunes. sistema imunitário é hiperreativo. Porque é que uma 2ª resposta contra o mesmo Com a autoimunidade o nosso sistema imunitário agente patogénico é mais rápida e eficiente? reage contra as nossas próprias células ou tecidos. R: Os anticorpos tornam-se mais eficientes na Do ponto de vista teórico todos (indivíduos ligação às proteínas, desencadeando respostas saudáveis) geramos células do sistema imune que imunes mais eficazes. Existem ainda outros 1 Unidade Curricular: Imunologia Humana Feito por: Erica Coelho, nº68969, aluna de CB Professor docente: Nuno Alves Ano letivo: 2021/2022 Livro: Janeway´s Immunobiology, 9th Edition mecanismos que medeiam o aperfeiçoamento de órgãos linfóides. Os órgãos linfóides podem ser uma 2ª ou 3ª resposta. amplamente divididos em órgãos linfoides primários, onde os linfócitos são gerados, e os Nota: O resto das perguntas ainda não foram respondidas e encontram-se nos slides 5 e 6. órgãos linfoides secundários, onde os linfócitos maduros são mantidos e as respostas imunes adaptativas são iniciadas. Os órgãos linfoides primários são a medula óssea e o timo, um órgão localizado na parte superior do tórax. Os órgãos linfoides secundários compreendem os nódulos linfáticos, o baço e os tecidos linfoides da mucosa do intestino, o trato nasal e respiratório, o trato urogenital e outras mucosas. Os progenitores que dão origem aos linfócitos B e T têm origem na medula óssea. As células B completam seu desenvolvimento na medula óssea. Os precursores imaturos dos linfócitos T migram para o timo, de onde recebem seu nome, e aí completam seu desenvolvimento. Uma vez que tenham completado a maturação, ambos os tipos de linfócitos entram na corrente sanguínea como linfócitos maduros e circulam continuamente através dos tecidos linfoides periféricos. Aumento dos Nódulos linfáticos – sinal de que está - As vacinas podem levar à erradicação de a ocorrer uma resposta imunitária. determinados agentes! Principais órgãos linfoides primários – medula óssea e timo. Principais órgãos linfoides secundários – nódulos linfáticos, baço → Locais onde ocorre a ativação da resposta imune; locais de convergência de Os linfócitos circulam no sangue e na linfa e informação onde as células do sistema imunitário também são encontrados em grande número nos vão ser confrontadas com os antigénios. 2 Unidade Curricular: Imunologia Humana Feito por: Erica Coelho, nº68969, aluna de CB Professor docente: Nuno Alves Ano letivo: 2021/2022 Livro: Janeway´s Immunobiology, 9th Edition - Linhagem mieloide Inicia-se no saco vitelino até ao 3° mês de gestação A partir do 3° mês de gestação, a hematopoiese ocorre no fígado fetal e no baço A partir do 7° mês de gestação, a hematopoiese ocorre principalmente na medula óssea. O desenvolvimento das células hematopoiéticas estaminais ocorre no saco vitelino, depois essas células migram para o fígado fetal e para o baço e no adulto concentram-se predominantemente na medula óssea. Tanto a resposta imune inata como a adaptativa dependem da atividade dos leucócitos. A maioria das células do sistema imune surgem da medula óssea onde muitas se desenvolvem e maturam. No entanto, algumas, especialmente populações de macrófagos residentes de tecidos são originados no saco vitelino ou no fígado fetal durante o desenvolvimento embrionário. Uma vez maturadas, as células imunes residem em tecidos periféricos, circulam no sangue ou no sistema linfático. As células do sistema imunitário derivam de células estaminais hematopoiéticas da medula óssea, que são células com a capacidade de gerar todo o tipo de células do sistema imunitário, e vão desde os eritrócitos, aos macrófagos, às células dendríticas, às células B e T. As células estaminais hematopoiéticas têm o potencial de se diferenciarem em diferentes tipos celulares. Essa diferenciação ocorre nos órgãos linfoides primários, que pode ser a medula óssea, ou no caso particular das células T que se desenvolvem apenas no timo, todas as outras completam o seu desenvolvimento exclusivamente na medula óssea. Ratinho submetido a processo de irradiação letal → Em caso de transplante de medula óssea temos de Existem 2 categorias principais de leucócitos: transferir as células hematopoiéticas para o - Linhagem estaminal individuo que apresentava patologia de forma a desenvolver um sistema imunológico, muito usado 3 Unidade Curricular: Imunologia Humana Feito por: Erica Coelho, nº68969, aluna de CB Professor docente: Nuno Alves Ano letivo: 2021/2022 Livro: Janeway´s Immunobiology, 9th Edition em indivíduos com leucemia – o doente tem que ser condicionado para que as células hematopoiéticas morram e se possa fazer o engraftment das células do dador. A – Transferem-se células totais (incluem células maduras da medula óssea – cells b, monócitos, eritrócitos; mas também uma pequena fração de células hematopoiéticas estaminais); Nota: Para que haja reconstituição do sistema imunitário dos animais é preciso injetar muitas células, porque as células hematopoiéticas estaminais constituem uma pequena fração de toda a medula óssea. B - As células indiferenciadas são eliminadas, portanto há um enriquecimento para células mais maturas e como há um enriquecimento já podem ser precisas menos células porque usamos um enriquecimento em células hematopoiéticas estaminais; C – Neste caso praticamente só temos células hematopoiéticas estaminais (fração enriquecida de células estaminais). O que define uma célula estaminal? Consegue dar origem a outro tipo de células, ou seja, possui a Há componentes celulares mais dedicados à capacidade de renovação sem se diferenciar. imunidade inata e outros mais à imunidade Do ponto de vista teórico, quantas células adaptativa. hematopoiéticas estaminais acham que seriam necessárias para reconstituir todo o sistema imunológico destes indivíduos? Do ponto de vista teórico 1 célula seria suficiente se garantirmos que essa célula colonize a medula óssea, mas como a célula se pode perder em circulação e não migrar nem fazer a colonização é necessário mais células. Do ponto de vista prático não é suficientemente funcional apenas 1 cell porque estas células são transferidas em circulação, e depois têm que migrar para a medula óssea e ficar na medula óssea, estes processos têm que ocorrer para que a célula faça o engraftment na medula óssea e depois possa funcionar. Células mieloides A percentagem de animais com sistema imunitário reconstituído aumenta com o nº de células - Monócitos/Macrófagos hematopoiéticas estaminais transferidas. - Células dendríticas - Granulócitos (Neutrófilos, Eosinófilos, Basófilos) 4 Unidade Curricular: Imunologia Humana Feito por: Erica Coelho, nº68969, aluna de CB Professor docente: Nuno Alves Ano letivo: 2021/2022 Livro: Janeway´s Immunobiology, 9th Edition -Mastócitos resposta imune bem-sucedida e produzem muitos mediadores inflamatórios que ativam as células do Células linfoides sistema imune e recrutam-nas para uma resposta - Linfócitos B imune - Linfócitos T Nota: A inflamação local e fagocitose de bactérias invasoras também pode ocorrer por ativação do complemento. - Células Natural Killer (NK) O progenitor mieloide comum (CMP) é o precursor dos macrófagos, granulócitos, mastócitos e células dendríticas do sistema imune inato. Neutrófilos – Capacidade fagocítica – 50-70% dos leucócitos no sangue – São as primeiras células a chegar a um foco Inflamatório Estas células derivam da célula hematopoiética estaminal e depois sofrem um processo de Eosinófilos comprometimento para uma linhagem mieloide ou para uma linhagem linfoide, e tudo isto é altamente – Capacidade fagocítica controlado por vias de transdução de sinal, fatores – 1-3% dos leucócitos no sangue de transcrição específicos que fazem com que uma célula se torne mieloide ou linfoide. – Libertam grânulos eosinofílicos que atuam contra parasitas - Residem em todos os tecidos - São a forma matura dos monócitos (circulam no sangue e migram continuamente para os tecidos onde se vão diferenciar) Basófilos - Têm a função de fagocitar microrganismos invasores → 1ª defesa da imunidade inata – Não têm capacidade fagocítica - Orquestram respostas imunes: ajudam a induzir a – Alto grau de especificidade - Imunidade adaptativa Nota: Composição híbrida-> MHC (do próprio) e um péptido (não é do próprio) TCR γδ - Heterodímero: uma cadeia γ e uma cadeia δ - Reage contra proteínas antigénicas que não são Cada cadeia TCR, contém 2 domínios: apresentadas por moléculas MHC: certas classes de - Domínio variável (V) antigénios presentes em microrganismos (lípidos e proteínas). → Não depende das MHC - Domínio constante (C) - Abundantes na mucosa intestinal O domínio N-terminal de cada cadeia tem uma sequência muito variável. - Apresenta pouca variabilidade na região V Os domínios variáveis do TCR contêm 3 regiões - Associação à imunidade inata hipervariáveis equivalentes às regiões αβ γδ determinantes de complementaridade (CDR) das imunoglobulinas. Domínio variável – onde existe o local de ligação aos antigénios. Nota: Ainda não se sabe muito bem quais são os ligandos que ativam as γδ T cells. Os genes que codificam as cadeias (α ou β) do TCR T cell receptor assemelha-se às imunoglobulinas. são expressos apenas em linfócitos T Os 4 loci do TCR têm uma organização multigénica tal como os genes das imunoglobulinas TCR αβ As cadeias α e γ: são produzidas após rearranjos de - Heterodímero: uma cadeia α e uma cadeia β segmentos génicos V e J - Presente na maioria dos linfócitos T do sangue As cadeias β e δ: são produzidas após rearranjos de (mais abundantes) → sobretudo nas CD4 e nas CD8 segmentos génicos V, D e J - Interage com péptidos antigénicos apresentados por moléculas MHC. → Depende das MHC 56 Unidade Curricular: Imunologia Humana Feito por: Erica Coelho, nº68969, aluna de CB Professor docente: Nuno Alves Ano letivo: 2021/2022 Livro: Janeway´s Immunobiology, 9th Edition α δ Os segmentos génicos δ ficam localizados entre os segmentos génicos Vα e Jα. Um rearranjo produtivo dos segmentos génicos Vα e Jα elimina o locus δ. Como consequência, o TCR αβ não pode ser co- Os genes que codificam as cadeias α e δ do TCR expresso com o TCR γδ. (não podem ser expressos ficam localizados no mesmo cromossoma (14). ao mesmo tempo?) αβ O locus da cadeia δ está integrado no locus da cadeia α → Nos processos de recombinação que aqui ocorrem, é escolhido um segmento, por exemplo na cadeia α que tem um V e um J é escolhido um dos V e um dos J ocorrendo recombinação ao nível do DNA para que se forme um transcrito que produza a proteína. Qual a implicância do rearranjo funcional na cadeia alfa em termos de expressão da cadeia delta? Será que a cell T consegue produzir uma proteína da cadeia delta? Seria impossível produzir uma Recombinação mediada pelos “recombinationactivating proteína delta, porque está dentro da cadeia alfa (os genes“RAG-1 e RAG-2. genes que codificam para a cadeia delta estão entre a cadeia alfa -> a porção de DNA que vai codificar a Nota: Mutações em RAG têm implicações no desenvolvimento das cells B e também no desenvolvimento cadeia delta é eliminada durante a recombinação das cells T, porque ambas dependem destas recombinases que remove estas porções de DNA que flanqueiam para rearranjar os genes do BCR ou do TCR, e sem estes o V e o J escolhidos). → O que explica em parte a recetores não existe desenvolvimento das cells B e T. maior proporção da alfa e da beta. Nota: Favorecimento no desenvolvimento tímico ao nível da alfa e da beta → O que também explica a elevada proporção Os segmentos V, D, e J dos genes do TCR são de alfa e beta – Ainda não se compreende muito bem porquê. flanqueados por sequências RSS (recombination signal sequence) Sequências RSS – locais que permitem a RAG realizar o processo de recombinação. 57 Unidade Curricular: Imunologia Humana Feito por: Erica Coelho, nº68969, aluna de CB Professor docente: Nuno Alves Ano letivo: 2021/2022 Livro: Janeway´s Immunobiology, 9th Edition →Diversidade combinatória: junção aleatória dos segmentos V, D e J →Possibilidade de ser incluído nenhum ou múltiplos segmentos D* nos genes das cadeias β e α *o segmento D pode não ser incorporado ou podem até ser incorporados mais do que um segmento D → a adição de vários segmentos D pode causar um aumento O potencial de diversidade do TCR, ou seja, a no nº de potenciais combinações. combinação das diferentes proteínas que podem ser geradas, é maior que o potencial das → Flexibilidade Juncional imunoglobulinas. E porque é que a diversidade é maior? Existem mais segmentos V que podem colaborar na cadeia beta, que segmentos V da heavy chain, e como existem mais V existem mais possibilidades de combinação. Para além disso, também existem Quando há junção de um V e de um J nem sempre mais segmentos J na cadeia alfa. Portanto a essa junção é imediata, em algumas circunstâncias combinação aleatória vai gerar mais diversidade no alguns nucleótidos podem ser removidos ou de um TCR do que nas imunoglobulinas. lado ou do outro, e, portanto, quando os dois segmentos são alinhados isso vai provocar Variável que contribui para a maior diversidade do alterações nas sequências dos nucleótidos na TCR – Maior nº de segmentos V e J nas cells T molécula de DNA o que pode levar à produção de Mas mesmo assim isto não explica a maior diferentes proteínas. diversidade que ocorre nas cells T… →Adição de nucleótidos “P” e “N” Adição de nucleótidos “N” em todas as cadeias do TCR (α e β), ao contrário das imunoglobulinas em que acontece predominantemente na cadeia pesada (em humanos também em aproximadamente 50% da cadeia leve) 58 Unidade Curricular: Imunologia Humana Feito por: Erica Coelho, nº68969, aluna de CB Professor docente: Nuno Alves Ano letivo: 2021/2022 Livro: Janeway´s Immunobiology, 9th Edition Precursores de linfócitos T migram da medula óssea para o timo através do sangue. No timo, estes Esta adição de nucleótidos N pode alterar a coding precursores designam-se timócitos. frame das proteínas e gerar um potencial de diversidade. Os timócitos atravessam uma série de etapas de diferenciação até serem formados linfócitos T maduros: TH (CD4+) ou TC (CD8+) (maioritariamente) Ex.1 - Qual destas afirmações é falsa relativamente aos genes do TCR? a) A variabilidade combinatória nos segmentos V(D)J promove a geração de diversidade. b) A variabilidade juncional não contribui para a geração de diversidade. c) O rearranjo dos genes do TCR é dependente da RAG. d) Nos humanos, o locus da cadeia β do TCR encontra-se no cromossoma 7. e) O potencial de diversidade nos genes das Imunoglobulinas é inferior aos dos genes do TCR. 59 Unidade Curricular: Imunologia Humana Feito por: Erica Coelho, nº68969, aluna de CB Professor docente: Nuno Alves Ano letivo: 2021/2022 Livro: Janeway´s Immunobiology, 9th Edition - Os timócitos precursores (numa fase inicial) não expressam as proteínas CD4 e CD8: designam-se DN (duplos negativos) - Com a diferenciação, os timócitos passam a co- expressar CD4 e CD8: designam-se DP (duplos positivos) - No final da diferenciação tímica, expressam CD4 ou CD8: designam-se SP (single positive) - Este processo de desenvolvimento no timo é sequencial e as células passam por diferentes estadios de desenvolvimento até que se desenvolvem numa célula matura que expressa um determinado TCR que pode ser do tipo CD4 ou CD8. - Este processo sequencial engloba diferentes checkpoints (pontos de seleção) e inclui também essa recombinação dos segmentos génicos que codificam a parte variável da cadeia alfa e beta. - 1) Os primeiros genes a recombinar são os genes da cadeia beta; 2) essa cadeia beta depois de recombinada e formada uma proteína funcional, A diferente expressão destas moléculas co-recetoras vai-se juntar a uma proteína para formar o chamado CD4 e CD8 permite mapear estes diferentes estadios. Pre-TCR (muito equivalente ao Pre-BCR); 3) depois ocorre o rearranjo dos genes da cadeia alfa para que Nota: durante a progressão de duplas negativas para se possa expressar um TCR αβ; 4) após a expressão duplas positivas, as cells T rearranjam então os genes de um determinado TCR, as células sofrem um primeiro da cadeia beta e depois da cadeia alfa. Nesta processo de seleção altamente critico, existem dois fase expressam um TCR que sofre então um processo de seleção e que vai determinar a restrição para o MHC1 ou tipos de seleção: seleção positiva e seleção MHC2. Esta diferente associação a moléculas de classe 1 negativa. O TCR vai ser selecionado para e classe 2 que é determinada pelas cadeias que formam reconhecer moléculas de MHC do próprio, e esse o TCR vai determinar que uma determinada cell T reconhecimento vai permitir as cells T percursora dupla positiva se diferencie ou em CD4 ou em desenvolverem-se em CD4 ou CD8. 5) Depois CD8 –> Seleção positiva → Se uma determinada cell T ocorre outro processo de seleção que permite tiver um TCR que se ligue com uma determinada eliminar células potencialmente autorreativas afinidade paraa uma molécula MHC de classe 2, vai-se formar CD4; se outra cell com uma configuração diferente do TCR tem afinidade para uma molécula MHC classe 1, vai-se desenvolver em CD8. - A expressão dos co-recetores CD4 e CD8 definem estados sucessivos de desenvolvimento de células T. 60 Unidade Curricular: Imunologia Humana Feito por: Erica Coelho, nº68969, aluna de CB Professor docente: Nuno Alves Ano letivo: 2021/2022 Livro: Janeway´s Immunobiology, 9th Edition microambiente, sendo uma delas fundamental para o desenvolvimento das cells T (interleucina 7). Nesta fase em que os timócitos ainda não expressam CD4 e CD8 começam a expressar as proteínas RAG1 e RAG2 e começam a rearranjar os genes da cadeia beta, gama e delta do TCR. Se o rearranjo da cadeia beta for funcional, ocorre a expressão da cadeia beta que se vai associar com uma cadeia substituta alfa para formar o Pre-TCR, 1. Os timócitos DN1 são “comprometidos” portanto o 1º rearranjo é o da cadeia beta. (lineage commitment - Notch ligand DLL4) para a linhagem T, diferenciam-se em DN2 e β-selection checkpoint – as células progridem no começam a dividir (Interleucina 7). desenvolvimento se ocorrer o rearranjo funcional da 2. Timócitos DN2 começam a expressar as cadeia beta, que se associa a uma porteina proteínas RAG1 e RAG2: Recombinase chamada pre-Tα para formar assim o Pre-TCR. activating gene. Os genes das cadeias b, g, e d Nesta fase também existe um rearranjo das cadeias do TCR são rearranjados nos estádios DN2- gama e delta, ou seja, as células expressam o Pre- DN3. TCR e o TCR das cadeias γδ. 3. Timócitos DN3 param de dividir e rearranjam os genes da cadeia beta do TCR. A cadeia beta é Por um mecanismo que ainda não se conhece muito sintetizada e associa-se a uma proteína bem, os sinais emitidos pelo Pre-TCR são designada pre-Tα. As cadeias TCRβ + pre-Tα = dominantes, e, portanto, a dominância desses sinais recetor da célula pre-T (pre-TCR) vai então induzir a maior parte das cells T a diferenciarem se em cells αβ e não em cells γδ, - Seleção de linfócitos T com um rearranjo portanto a presença de maior nº de cells αβ produtivo do gene da cadeia TCRβ. relativamente às γδ está em parte também - Timócitos cujos rearranjos do locus TCRβ não dependente deste comprometimento para a formam uma proteína funcional e não formam o linhagem αβ que ocorre nestas fases iniciais do complexo pre-TCR são eliminados – β selection desenvolvimento das cells T. checkpoint Sinais “emitidos” pelos pre-TCR: Este desenvolvimento tímico ocorre em diferentes As cells rearranjando a cadeia beta com o pre-TCR microambientes do timo. As cells têm acesso ao transitam para o estadio de duplos positivos e timo através de vasos sanguíneos que existem começam então a rearranjar os genes da cadeia numa região que separa o córtex da meducla do alfa. timo (?), portanto as cells entram como não diferenciadas → nesta fase são cells hematopieticas 1. Timócitos podem rearranjar o locus da cadeia estaminais com um potencial para se TCRα desenvolverem em cells T ou cells dendríticas. 2. Expressão de CD4 e CD8 é estimulada. Portanto, vão ter que receber sinais que as comprometam para a linhagem T, este processo 3. As células entram em divisão não é autónomo e depende de um microambiente 4. Rearranjos adicionais do locus TCRβ são tímico que fornece sinais (como o Notch-ligand) bloqueados. (exclusão alélica) que permite que as células sejam comprometidas para a linhagem T. Depois as cells proliferam dependendo de citocinas que são proteínas especificas produzidas neste contexto de 61 Unidade Curricular: Imunologia Humana Feito por: Erica Coelho, nº68969, aluna de CB Professor docente: Nuno Alves Ano letivo: 2021/2022 Livro: Janeway´s Immunobiology, 9th Edition Existem dois eventos de seleção: seleção positiva e seleção negativa. Desenvolvimento de células T que expressam TCR capazes de reconhecer moléculas de MHC do próprio. → seleção positiva Seleção positiva – criação de um reportório de células T restritas ao próprio MHC (pool de células T capaz de responder a antigénios do próprio MHC) Eliminação das células T que reconhecem com demasiada afinidade o MHC do próprio ou o MHC do próprio com péptidos do próprio. → seleção - Após a seleção b, os timócitos começam a negativa expressar CD4 e CD8 Seleção negativa - criação de um reportório de - Seguidamente, os timócitos DP: param de se células T tolerante a antigénios do próprio. dividir, expressam novamente RAG-1 e RAG-2, e rearranjam os genes da cadeia α. E o que é que isto quer dizer? - Estes mecanismos de recombinação são aleatórios, ou seja, nós formamos muita diversidade de TCR, e como este processo é aleatório há também a probabilidade de formarmos TCR que reconhecem com alta afinidade antigénios do nosso próprio organismo. Todos nós temos o potencial de formar células T autorreativas, e essas células têm de ser eliminadas porque se não forem eliminadas, nós aumentamos o potencial e a suscetibilidade para o desenvolvimento de células autoimunes. - A seleção negativa é um dos mecanismos que nos permite estabelecer a tolerância a antigénios do nosso próprio organismo -> esta seleção negativa ocorre numa fase final da maturação tímica após o processo de seleção positiva, e permite eliminar do reportório T as células que têm um TCR com potencial autorreativo. Para estas cells progredirem no seu desenvolvimento e depois se comprometer a CD4 ou a CD8, sofrem então um processo de seleção que - Os rearranjos aleatórios* dos genes do TCR geram é critico no desenvolvimento das cells T. grande diversidade de moléculas de TCR - 108-1012; - De todos os TCR formados, só aqueles que reconhecem o MHC/peptidos do próprio é que são selecionados; 62 Unidade Curricular: Imunologia Humana Feito por: Erica Coelho, nº68969, aluna de CB Professor docente: Nuno Alves Ano letivo: 2021/2022 Livro: Janeway´s Immunobiology, 9th Edition - Cerca de 95-98% dos timócitos formados morrem Nota: Os co-recetores CD4 e CD8 são idênticos. Os co- por apoptose, porque: recetores ligam-se a regiões altamente conservadas da classe I ou da classe II, já o TCR liga-se a regiões variáveis do MHC1 e 1. não realizam rearranjos produtivos de TCR do MHC2. 2. não reconhecem moléculas de MHC próprias Na deficiência de classe 1 não será promovido o desenvolvimento de CD8, mas no CD4 o desenvolvimento ocorrerá, porque as células com esse TCR não são dependentes da interação com a classe I, têm sim uma configuração que permite ter - Ocorre no córtex do timo (no estadio de duplas uma afinidade para as MHC classe II. O inverso positivas) ocorre para a deficiência de classe II. - Envolve a interação de timócitos imaturos com Ex.2- O timo de uma mulher europeia com um células epiteliais tímicas corticais (cTECS) que defeito genético na molécula beta-2 microglobulina expressam MHC I e II. é capaz de produzir níveis normais de: - Os timócitos que não reconhecem MHC morrem a. Células T CD4+, CD8+ e NKT. b. Células T CD8+ e NKT. Timócitos que expressam um TCRαβ que reconhece c. Células T γδ, já que é incapaz de produzir células MHC sobrevivem e diferenciam-se em: T do tipo αβ. (tipo αβ – CD4 e CD8 – logo é capaz de produzir células T do tipo αβ, porque apenas afeta - CD8+, se reconhecem MHC classe I as CD8, sendo capaz de produzir CD4) - CD4+, se reconhecem MHC classe II d. Células T γδ. e. Células T do tipo αβ, já que é incapaz de produzir células T do tipo γδ. Nota: Beta-2 microglobulina – uma das proteínas que faz parte da molécula MHC classe I. Células T γδ – Não são dependentes das moléculas de MHC - Predominantemente na zona medular e visa remover do pool de células T as que têm T cell receptors potencialmente reativos. 63 Unidade Curricular: Imunologia Humana Feito por: Erica Coelho, nº68969, aluna de CB Professor docente: Nuno Alves Ano letivo: 2021/2022 Livro: Janeway´s Immunobiology, 9th Edition -Os timócitos que sobrevivem à seleção positiva - Temos aqui animais transgénicos (desenvolvidos têm afinidade variável contra antigénios do próprio em lab por métodos genéticos). O TCR destas cells (alguns auto-reativos). T nestes animais é idêntico em todas as células, trata-se, portanto, de uma população monoclonal, - Células epiteliais tímicas medulares (mTECs), em que todas as cells T têm o mesmo TCR não dendríticas (DCs) que expressam MHC classe I e II existindo variabilidade. Esse TCR foi clonado de medeiam a seleção negativa. uma cell T com uma determinada especificidade - mTECs e DCs interagem com timócitos que para um determinado péptido que deriva de uma expressam TCR com alta afinidade para antigénio proteína que é codificada por um gene que existe no próprio + MHC ou apenas MHC próprio. Estes cromossoma Y. Esse péptido ativa a cell T quando timócitos auto-reativos morrem por apoptose. apresentado por uma molécula de MHC com a configuração H-2Db (molécula de MHC classe I) - A seleção negativa não é 100% eficiente e mecanismos periféricos (células T reguladoras) Grupos: Macho H-2Db, fêmea H-2Db, fêmea H-2Dk garantem a tolerância e previnem autoimunidade. O que ocorre em termos de expressão do antigénio para o qual a cell é especifica? - O péptido deriva do cromossoma Y, então a expressão do antigénio só vai ocorrer no macho. - A expressão do antigénio de uma proteína é independente do MHC - Portanto o antigénio das proteínas do cromossoma Y para o macho é algo “self” (do A reter: próprio), mas para as fêmeas é algo estranho porque não existe no seu genoma. Seleção positiva – Restringe a ligação ao MHC (ocorre no córtex, mediada pelas células epiteliais Em qual destes modelos vai existir seleção positiva? tímicas) - Só nos grupos com o MHC do tipo H-2Db, porque os TCR da fêmea H-2Dk não vão reconhecer o MHC1 Seleção negativa – Elimina células potencialmente que apresenta o péptido H-Y. auto-reativas. (ocorre na medula do timo) 01:34:48 – 01:36:13 → Pequeno resumo Em qual destes modelos vai existir seleção negativa? - A seleção negativa só vai existir no macho, porque apenas este estaria a responder ao seu próprio antigénio. Como no macho o antigénio vai ser expresso, então neste grupo ele irá funcionar como um “self-antigen”, e, portanto, as cells vão ser confrontadas com esses self-antigen e como esta interação induz um sinal muito forte, as células são eliminadas. Nas fêmeas, as células têm especificidade para esse antigénio, mas como o antigénio não é expresso nas fêmeas, então elas só apresentam o sinal da seleção positiva, não são selecionadas negativamente. 64 Unidade Curricular: Imunologia Humana Feito por: Erica Coelho, nº68969, aluna de CB Professor docente: Nuno Alves Ano letivo: 2021/2022 Livro: Janeway´s Immunobiology, 9th Edition Nota: As fêmeas H-2Dk não são selecionadas nem apresentam o antigénio específico para essas negativamente nem positivamente, porque não existe a células T. tal restrição para o MHC para o qual esse TCR tem afinidade. Em qual das circunstâncias existe a resposta T? - As células do dador são transferidas para um recipiente A ou para um recipiente B. Elas migram para o timo destes recipientes, vão começar a rearranjar os seus genes beta e alfa, formando assim um TCR e esse TCR vai ser selecionado pelas moléculas de MHC do próprio recipiente em questão. Se estivermos a referir-nos ao recipiente A por exemplo, as células T só vão conseguir responder a antigénios do contexto MHCa apesar de na sua composição serem MHCab, mas o TCR só foi educado no MHCa, portanto quando confrontadas com antigénios específicos por APCs que têm esse MHC vão conseguir responder, assim as cells T não - Temos um individuo dador com determinada conseguem responder a APCs com o MHCb por não composição de MHC que contém os alelos a e b. E terem sido educadas para esse MHC. No caso do nós vamos pegar nas cells hematopoiéticas deste recipiente B o raciocínio é o inverso. individuo e vamos aplicar uma terapia celular, ou Informação adicional do livro (p.174. 185): seja, colocar as cells do dador nos recipientes (uso de transplantação celular, porque estes recipientes Em contraste com as imunoglobulinas, que que têm uma determinada configuração de classe I interagem com os patogénios e com os seus [diferente entre eles] têm uma deficiência génica produtos tóxicos nos espaços extracelulares do que impede o desenvolvimento das cells T, então corpo, as células T reconhecem antígenos com a transplantação de cells wild type podemos estranhos apenas quando são exibidos na superfície corrigir esse defeito). das próprias células do corpo. Esses antígenos podem derivar de patógenos, como vírus ou - Os dois recipientes têm diferentes MHC, um é bactérias intracelulares, que se replicam dentro das MHCa e outro é MHCb. células, ou de patógenos ou dos seus produtos que - Nós vamos pegar nas células hematopoiéticas do foram internalizados por endocitose do fluido individuo MHCaxbF1(dador) e vamos transplantá-las extracelular. As células T detetam a presença de um para os recipientes, sendo estes irradiados para patógeno intracelular porque as células infetadas permitir que estas células se estabeleçam na exibem fragmentos de peptídeos das proteínas do medula óssea dos recipientes, assim as células T patógeno na sua superfície. Esses peptídeos destes recipientes vão ser restauradas a partir de estranhos são entregues à superfície da célula por cells estaminais deste dador. glicoproteínas especializadas da célula hospedeira - as moléculas de MHC. As glicoproteínas de ligação - Seguidamente vamos pegar nas cells T que estes a peptídeos são então conhecidas como moléculas recipientes desenvolveram e vamos estimulá-las de MHC. O reconhecimento do antígeno como um com o antigénio para o qual elas são especificas, pequeno fragmento de peptídeo ligado a uma mas são apresentadas por dois tipos diferentes de molécula de MHC e exibido na superfície da célula é MHC. Portanto, as células T que se desenvolveram uma das características mais distintas das células. nestes recipientes vão ser confrontadas com estes dois tipos de APCs (cells dendríticas) que As células T enquadram-se em duas classes principais, que se distinguem pela expressão das 65 Unidade Curricular: Imunologia Humana Feito por: Erica Coelho, nº68969, aluna de CB Professor docente: Nuno Alves Ano letivo: 2021/2022 Livro: Janeway´s Immunobiology, 9th Edition proteínas de superfície celular CD4 e CD8. O CD8 é seleção é CD8 ou CD4. Se não houver interação as expresso pelas células T citotóxicas, enquanto o cells morrem, mas se houver muita interação com o CD4 é expresso pelas células T, cuja função é ativar MHC ou com o antigénio do próprio as cells são outras células (helper). A distinção entre o CD4 e o negativamente selecionadas. As cells TReg têm um CD8 é baseada na capacidade das células T de processo de seleção que também depende do TCR reconhecer diferentes classes de moléculas de e do MHC classe II, mas é uma interação intermédia MHC. O CD8 reconhece as moléculas MHC de entre a seleção positiva e a seleção negativa. classe I e o CD4 reconhece as moléculas de MHC de Estudos mais recentes, mostram que a seleção classe II. Durante o reconhecimento do antígeno, negativa no timo elimina cells T potencialmente CD4 ou CD8 (dependendo do tipo de célula T) auto-reativas. São eliminadas por sinais que são associa-se ao receptor de célula T na superfície da fornecidos pelo ambiente tímico, ficando na célula T e liga-se a sítios invariantes na porção MHC interfase entre a seleção negativa e a positiva. do peptídeo composto: ligante MHC, longe do sítio de ligação do peptídeo. Essa ligação contribui para a eficácia geral da resposta das células T e, portanto, CD4 e CD8 são chamados de co-receptores. Aula 6 – 15/11/2021 São muito menos abundantes, mas são também importantes. Para as cells Treg se desenvolverem têm que expressar um fator de transcrição específico, - TH (CD4+) denominado FoxP3, que é um fator de transcrição - TC (CD8+) que as compromete para a linhagem Treg. O FoxP3 inicia o processo de desenvolvimento das células - TREG (CD4+, CD25+) -> células T reguladoras induzindo-as em cells Treg. - NKT - As cells Treg são responsáveis pela tolerância - γδ T imunológica. - As Treg cells são pouco abundantes, mas importantes para manter a homeostasia das nossas Subpopulação de células T CD4 que modulam o respostas imunológicas sistema imunitário, mantendo a tolerância para antigénios do próprio e inibindo doenças Immunodisregulation-polyendocrinopathy- autoimunes. enteropathy X-linked (IPEX) syndrome Seleção TREG - Dependem de moléculas de MHC As cells Treg que se desenvolvem no timo são classe II que selecionam as cells TCD4. A seleção essenciais para manter a homeostasia que ocorre pelo TCR é induzida por sinais que Mutação no gene FoxP3 – Ausência de células T transmitem uma maior força no sinal que ocorre reguladoras (Treg) → leva a uma doença após a interação do TCR com o self antigen. (???) AUTOIMUNE severa. Os timocitos durante o seu desenvolvimento Quase todos os indivíduos com IPEX desenvolvem rearranjam as cadeias alfa e beta do TCR e depois doenças autoimunes. estas células têm que ter uma certa afinidade para as moléculas de MHC 1 ou 2 que determina, se a 66 Unidade Curricular: Imunologia Humana Feito por: Erica Coelho, nº68969, aluna de CB Professor docente: Nuno Alves Ano letivo: 2021/2022 Livro: Janeway´s Immunobiology, 9th Edition Pessoas com IPEX desenvolvem frequentemente - Sinais pelo TCR γδ comprometem os timócitos inflamação da pele (dermatite). para a linhagem de linfócitos αβ. O termo “polyendocrinopathy” resulta dos indivíduos afetados desenvolverem problema em múltiplas das glândulas endócrinas. - Diferenciação no timo e existem em órgãos periféricos (fígado) - Expressam TCR com uma cadeia invariante (Vα24/Vβ11, em humanos) e o recetor NK1.1. - Selecionadas por moléculas CD1d expressa por timócitos DP (duplos-positivos). - A seleção é mediada pelos timócitos duplos- positivos e pela interação do TCR com a molécula CD1d. γδ - A sua seleção não é dependente das moléculas de MHC convencionais. - O mecanismo de comprometimento da linhagem O estroma tímico fornece múltiplos fatores de γδ ocorre numa fase inicial do desenvolvimento crescimento, quimiocinas e ligandos de receptor tímico nos duplos-negativos. que sustentam a sobrevivência, proliferação, migração e diferenciação dos timócitos. O mecanismo de seleção das células T não é autónomo, ou seja, não depende só de processos que ocorrem na celula T. É um processo altamente regulado pelas próprias cells que fazem parte do estroma tímico e que coordenam todas as fases de seleção. Portanto, as cells T desenvolvem-se e migram da medula óssea para o timo. Inicialmente TCR γδ vs TCR αβ lineage commitment (DN3 stage) são duplas negativas, depois no córtex passam a expressar os dois co-recetores, ou seja, CD4 e CD8, - Sinais pelo pre-TCR comprometem a maioria dos sendo este um processo de comprometimento para timócitos para a linhagem de linfócitos αβ a linhagem T; ocorre um rearranjo dos genes do 67 Unidade Curricular: Imunologia Humana Feito por: Erica Coelho, nº68969, aluna de CB Professor docente: Nuno Alves Ano letivo: 2021/2022 Livro: Janeway´s Immunobiology, 9th Edition TCR αβ; e por fim as células são selecionadas essas proteínas, a cell T vai ser confrontada no seu positivamente. desenvolvimento e vai ser eliminada ou convertida para a linhagem Treg. Quando migram para a medula sofrem o processo de seleção negativa onde cells T potencialmente Nota: A seleção negativa implica que as cells T potencialmente reativas são eliminadas. autorreativas sejam confrontadas com antigénios do próprio organismo. Todo este processo é regulado por células do estroma tímico → “educam” o desenvolvimento tímico O desenvolvimento das células T é altamente regulado por células do estroma tímico. 11:30 – 14:35 → Explicação muito confusa, não entendi bem TEC fornece microambientes indutivos chave para a geração e seleção de células T (seleção + e seleção -) As linhagens cortical (cTEC) e medular (mTEC) Foxn1 -/-: desenvolvimento de células T representam dois nichos funcionalmente distintos. comprometido nos individuos -> são imunodeficientes O foxn1 é essencial no desenvolvimento das cells epiteliais tímicas (TEC). Na ausência deste fator de transcrição as TEC não se desenvolvem. Involução tímica: A atividade do Timo diminui com a idade, resultando na redução gradual da geração de células T. mTEC tem a capacidade de expressar antígenos restritos a tecidos (tissue-restricted antigens) – Papel essencial no desenvolvimento das cells T → Esta função das mTEC é regulada por dois reguladores de transcrição o AIRE (Autoimune Ex. 1 - A seleção negativa no timo: Regulator) e pelo Fezf2 que capacitam as mTEC a expressarem tissue-restricted antigens, e com isso a) contribui para a restrição do TCR ao MHC do vão apresentar às cells T em desenvolvimento as próprio (a seleção positiva é que restringe o TCR ao proteínas dos tecidos, portanto se uma cell T por um MHC do próprio) mecanismo aleatório formar um TCR reativo contra 68 Unidade Curricular: Imunologia Humana Feito por: Erica Coelho, nº68969, aluna de CB Professor docente: Nuno Alves Ano letivo: 2021/2022 Livro: Janeway´s Immunobiology, 9th Edition b) elimina células T potencialmente auto-reativas. Vamos transferir células hematopoiéticas estaminais (bone marrow transplantation) de um c) não é afetada pela ausência do fator de individuo (nu/nu mouse) que possui um defeito no transcrição AIRE (a presença do fator de transcrição timo provocado por uma mutação no foxn1 para o AIRE é essencial na seleção negativa) individuo (scid/scid mouse) com defeito nas células d) elimina linfócitos que não rearranjaram os genes T provocado por mutação nas RAG. E, por sua vez, do TCR (os linfócitos que não rearranjam os genes vamos transferir o timo dos indivíduos scid/scid do TCR não conseguem chegar a estadios mais mouse para o nu/nu mouse. desenvolvidos do desenvolvimento das cells T) O que acontecerá às cells T após o processo de e) é independente da interação com as moléculas transplantação? de MHC (a seleção negativa é dependente) R: Transplantação de bone marrow stem cells do Questão: Existem indivíduos com mutações no ratinho amarelo para o verde → Depois de receber AIRE, e esses indivíduos terão maior ou menor as bone marrow stem cells saudáveis do rato nu/nu, suscetibilidade a desenvolver autoimunidade? as cells T no rato scid/scid vão sofrer um aumento: 1º - engrafment na medula óssea; 2º - depois vão R: Maior suscetibilidade. Estes indivíduos sem o para o timo; 3º - existe defeito nas RAG mas as AIRE não vão ter capacidade de expressar os tissue- células estromais tímicas estão intactas, então vão restricted antigens, e, portanto, os mecanismos de instruir o desenvolvimento das cells T a partir de estabelecimento da seleção negativa vão ser percursores wild type das RAG,ou seja, cells comprometidos. hematopoiéticas) nota: as cells B vão-se desenvolver na medula óssea. Transplantação de timo do ratinho verde para o amarelo → Como existe um defeito nas cells epiteliais tímicas, com esta transplantação vai ocorrer uma alteração no microambiente. Assim as cells T neste caso vão derivar das stem cells do próprio ratinho nu/nu. - Em ambos o caso é restaurado o desenvolvimento das células T! – Num caso, porque fornecemos cells hematopoiéticas wild type e noutro caso vamos forncer o ambiente de desenvolvimento, ou seja, o timo -> Duas formas possíveis de correção. → Diferentes tipos de moléculas de MHC O scid/scid mouse têm um defeito no → MHC: são muito variáveis, todos nós temos uma desenvolvimento dos linfócitos T, são indivíduos diferente composição de células MHC. com mutação nas RAG 1 e RAG 2. Logo, não vão ter nem cells T (nem cells B). → Moléculas de MHC determinam a histocompatibilidade O nu/nu mouse tem uma mutação no fator de transcrição Foxn1, não existindo, portanto, células → Classes de MHC: classe I e classe II epiteliais tímicas (mTEC) que coordenam todo o - Como é que células T reconhecem “non-self” Ag processo de desenvolvimento. Logo, estes apresentado pelas células apresentadoras de Ag? indivíduos também não apresentam células T. 69 Unidade Curricular: Imunologia Humana Feito por: Erica Coelho, nº68969, aluna de CB Professor docente: Nuno Alves Ano letivo: 2021/2022 Livro: Janeway´s Immunobiology, 9th Edition - Como é que os genes do MHC são herdados e Complexos estáveis com antigénios peptídios, organizados? apresentando-os na superfície celular para o reconhecimento pelas células T. - Qual é a base estrutural pela qual as moléculas de MHC apresentam peptídeos ao TCR? - Qual é a função do MHC em produzir uma resposta imune? Nota: os co-recetores CD4 E CD8 são importantes na ligação às moléculas de mhc. - As moléculas de classe I e classe II possuem estruturas ligeiramente diferentes e apresentam antigénios. - Imaginando uma infeção por uma bactéria ou vírus - MHC identificadas no contexto de ensaios de que atinge um determinado tecido, a informação transplantação. dos patogénios vai ter que ser descodificada, ou seja, as proteínas dos patogénios vão ter que ser quebradas em pequenos péptidos, sendo isto feito pelas células apresentadoras de antigénio que vão O complexo MHC é um conjunto de múltiplos genes migrar dos locais de infeção para os nódulos alinhados no cromossoma: linfáticos para que haja então a apresentação - Complexo HLA em humanos (cromossoma 6) desses antigénios às células T. - Complexo H-2 em murganhos (cromossoma 17) Moléculas apresentadoras de antigénio: Codificam 3 classes de moléculas: Codificadas no Complexo “principal” ou “maior” de histocompatibilidade (Major Histocompatibility - Genes do MHC classe I Complex - MHC) - Genes do MHC classe II MHC I e MHC II: Semelhanças estruturais e funcionais - Genes do MHC classe III Glicoproteínas ligadas a membrana com estrutura e função semelhante 70 Unidade Curricular: Imunologia Humana Feito por: Erica Coelho, nº68969, aluna de CB Professor docente: Nuno Alves Ano letivo: 2021/2022 Livro: Janeway´s Immunobiology, 9th Edition MHC Classe I São polimórficos (formas alternativas do mesmo gene – alelos → variações para o mesmo gene - Glicoproteínas expressas à superfície de quase numa determinada população) todas as células nucleadas e cuja função é apresentar antigénios peptídicos a linfócitos CD8 TC Genes localizados muito próximos uns dos outros (baixa probabilidade de crossing over meiótico MHC Classe II (~0.5%) [recombinação]). Maior parte dos indivíduos herdam os alelos codificados por estes - Glicoproteínas expressas à superfície de células loci como 2 sets de cada progenitor – haplótipo (é o apresentadoras de antigénio e cuja função é conjunto de alelos do MHC presente em cada apresentar antigénios peptídicos processados a cromossoma) linfócitos CD4 TH. Alelos são expressos em codominância (produtos MHC Classe III génicos maternos e paternos expressos na mesma - Proteínas secretadas com funções imunológicas, célula) → para o HLA-A é expresso o HLA-A que é incluindo componentes do complemento e herdado do pai e o HLA-A herdado da mãe, e assim moléculas envolvidas na inflamação sucessivamente para as diferentes moléculas de MHC. Exemplo: existem diferentes genes para o HLA-A; existem diferentes genes para o HLA-B, para o HLA-C e por aí adiante… Compostas por 2 cadeias proteicas: - A cadeia α é uma glicoproteína transmembranar codificada pelos genes polimórficos das regiões A, B, e C do complexo HLA. Cadeia α: organizada em 3 domínios (α1, α2 e α3) -> os domínios determinam diferentes funções - A microglobulina-β2 é uma proteína codificada por um gene muito conservado ao longo da evolução. Associação da cadeia α com Microglobulina-β2 é necessária para a expressão da molécula de classe I na membrana. Tipos de moléculas de classe I em humanos: HLA-A, HLA-B, HLA-C. Tipos de moléculas de classe II em humanos: DP, DQ e DR 71 Unidade Curricular: Imunologia Humana Feito por: Erica Coelho, nº68969, aluna de CB Professor docente: Nuno Alves Ano letivo: 2021/2022 Livro: Janeway´s Immunobiology, 9th Edition Domínios α1 e α2 (determinam o local de ligação ao antigénio) - A atividade das cells NK é constantemente inibida através de sinais que decorrem da ligação de - Formam uma plataforma (8 “antiparallel β- recetores inibitórios que essas células têm com strands” e 2 longas “α-helical regions”) - “deep ligandos que são expressos pelas nossas cells alvo, e groove” or “cleft” essa ligação fornece então um sinal inibitório que “Peptide-binding cleft”: sulco capaz de acomodar impede as cells NK de destruírem as nossas próprias um péptido de 8 a 10 aminoácidos (sulco de ligação cells saudáveis. Os ligandos para esses recetores ao péptido). → local de ligação ao antigénio inibitórios são moléculas de MHC classe I, portanto as moléculas de MHC classe I também são Domínio α3: importantes para impedir a atividade lítica das NK - É muito conservado entre as diferentes moléculas contra as nossas próprias cells, ou seja, a MHC MHC classe I classe I liga-se a recetores inibitórios e inibe a NK. Se a expressão da MHC classe I for alterada, as células - Contém uma sequência que interage com o ficam suscetíveis a eliminação, pois deixa de existir coreceptor CD8 presente em linfócitos Tc o sinal inibitório, assim as NK eliminam as cells alvo. A interação da β2-microglobulin, péptido e cadeia α Exercício 2 é essencial para alcançar a conformação final. Células tumorais “Daudi” são incapazes de sintetizar microglobulina-β2 –> o que as torna mais sensíveis à eliminação pelas células NK Porque é que as são tão sensíveis a citotoxicidade mediada por NKs? R: porque sem a microglobulina- β2 não há expressão das moléculas MHC classe I, e assim deixa de ser possível produzir o sinal inibitório que impede as NKs de destruírem essas células, daí essas células serem mais suscetíveis à lise pelas NK. Conclusão: A microglobulina-β2 é importante para a expressão de MHC classe I. 72 Unidade Curricular: Imunologia Humana Feito por: Erica Coelho, nº68969, aluna de CB Professor docente: Nuno Alves Ano letivo: 2021/2022 Livro: Janeway´s Immunobiology, 9th Edition Compostas por 2 cadeias proteicas diferentes: – Cadeia α (33 kDa) – Cadeia β (28 kDa) - As moléculas de MHC são poligénicas As cadeias α e β são glicoproteínas membranares que contêm: Polimorfismo: presença de múltiplos alelos num - Domínios extracelulares (α1 e α2) ou (β1 e β2) dado locus genético → existem diferentes alelos para o mesmo gene - Região transmembranar Em humanos alguns loci HLA têm centenas de - Um segmento citoplasmático alelos identificados até agora. São os genes mais polimórficos. Os domínios α1 e β1 formam a porção distal da molécula de MHC classe II e “Peptide-binding cleft” (sulco de ligação ao peptídeo – local de ligação ao antigénio) Nota: Nos domínios α1 e β1 é onde existe maior variabilidade das moléculas MHC classe II. Inclui genes diferentes: - poligénico A divergência de sequência é grande entre os vários alelos dos genes do MHC na mesma espécie – polimorfismo. (Mecanismos diferente de gerar diversidade de anticorpos e TCR) As moléculas de MHC expressas por um individuo são fixadas nos genes e não mudam ao longo do tempo. 73 Unidade Curricular: Imunologia Humana Feito por: Erica Coelho, nº68969, aluna de CB Professor docente: Nuno Alves Ano letivo: 2021/2022 Livro: Janeway´s Immunobiology, 9th Edition Ex.3: Cada DC (cell dendrítica) de um determinado indivíduo expressa um número limitado de tipos de moléculas de MHC: 1 - até 3 moléculas de MHCI e 6 moléculas de MHC II Polimorfismo - determina que existem diversas 2 - até 6 moléculas de MHCI e 6 moléculas de MHC formas para o mesmo alelo II Poligenia – Existem diferentes tipo de genes, ou 3 - até 6 moléculas de MHCI e 12 moléculas de MHC seja, diferentes tipo de MHC classe 1 II 4 - até 12 moléculas de MHCI e 12 moléculas de - Os alelos paternos e maternos são expressos de MHC II forma codominante → ou seja, nós expressamos os Tipos de moléculas de MHC existentes x nº de genes que herdamos da mãe e o genes que cadeias x nº de alelos herdamos do pai, expressamos os 2 alelos. Não está presente o mecanismo de exclusão alélica. - Numa população “outbred”, os descendentes são Cada individuo expressa um número limitado de em geral heterozigóticos em muitos locus e moléculas de MHC: expressam MHC paternos e maternos → expressam - até 6 moléculas de classe I (HLA-Apm, HLA-Bpm, ambos os alelos de cada um dos locus, ou seja, para HLA-Cpm) o HLA-A vão expressar o alelo materno e paterno e para HLA-B e HLA-C ocorre o mesmo - até 12 moléculas de classe II (DLA-DRαβpm, DBαβpm, Dqαβpm) - Indivíduos heterozigóticos expressam ambos os alelos de cada locus MHC. Número limitado de moléculas de MHC para apresentar uma variedade de Ags? MHC I e II não - Para a mesma cadeia de molécula MHC, podem exibem alta especificidade para o Ag como TCR e ser expressos vários genes. Anticorpos → Ou seja, apesar de um nº limitado de - A expressão de diferentes genes e diferentes alelos moléculas de MHC, uma molécula não expressa só aumenta o número de combinações possíveis de um tipo de antigénio, podendo expressar múltiplos complexos MHC. antigénios. - Cada variante alélica distinta (HLA-A1 HLA-A2) apresenta “sets” de péptidos diferentes. - Uma célula nucleada expressa 105 cópias de cada molécula MHC classe I, muitos péptidos diferentes 74 Unidade Curricular: Imunologia Humana Feito por: Erica Coelho, nº68969, aluna de CB Professor docente: Nuno Alves Ano letivo: 2021/2022 Livro: Janeway´s Immunobiology, 9th Edition serão expressos por estas moléculas simultaneamente. - Os péptidos ligados à molécula de MHC têm entre 8 a 10 aminoácidos e contêm a.a. idênticos ou semelhantes em posições definidas ao longo do peptídeo “anchor residues” (resíduos de ancoragem, tendencialmente a.a. hidrofóbicos). - Importante para a ativação das NKT. - Cada péptido (exógenos) tem entre 13 a 18 aminoácidos - “The peptide-binding cleft” é aberta em ambas extremidades - Não existem “anchor residues” conservados - Presente na cavidade de ligação ao antigénio (peptide-binding cleft). - 13 a.a. centrais conferem os pontos de contacto principais e determinam a capacidade de ligação a MHC classe II - A divergência de sequência é grande entre os vários alelos de MHC na mesma espécie - A maior variação na sequência está concentrada nos: domínios α1 e α2 das moléculas MHC classe I domínios α1 e β1 das moléculas MHC classe II - Os resíduos polimórficos situam-se frequentemente à volta da cavidade de ligação a péptidos. 75 Unidade Curricular: Imunologia Humana Feito por: Erica Coelho, nº68969, aluna de CB Professor docente: Nuno Alves Ano letivo: 2021/2022 Livro: Janeway´s Immunobiology, 9th Edition c) são elementos de reconhecimento para o TCR das células CD8 T. d) são importantes na seleção tímica das células T reguladoras. (MHC classe I não intervém na seleção tímica das células T reguladoras) e) os genes do MHCI são poligénicos. Ex. 5 - As moléculas de MHC classe II nas células apresentadoras de antigénio são: a) homodímeros formadas por duas cadeias beta (β). b) constituídas por uma cadeia alfa (a) e uma cadeia - Cada molécula de MHC pode ligar-se a vários beta (β). péptidos diferentes. c) constituídas por uma cadeia alfa (α) associada à - Alguns péptidos podem ligar-se a moléculas de molécula de beta (β) 2-microglobulina. MHC distintas. d) expressas exclusivamente em células da linhagem mieloide. (as células epiteliais tímicas tbm ➔ MHC – cadeia de genes ligados que codificam expressam MHC classe II) proteínas associadas com apresentação de e) expressas em células da linhagem mieloide, antigénios. exceto nas células de dendríticas. (as cells ➔ Grupo de genes de MHC é herdado dendríticas fazem parte das mieloides) normalmente como uma unidade – haplótipo Nota: as cells B tbm expressam MHC II (vai ser falado mais à ➔ Genes MHC polimórficos (múltiplos alelos) e frente) poligénicos Livro: p.174-190 do pdf; capítulo 6 todo; p.350-359 do pdf MHC I ➔ glicoproteína cadeia α (3 domínios) e a microglubulina β2 Aula 7 - 22-11-2021 ➔ Apresenta Ag endógenos às CD8 Tc ➔ expresso na maior parte das células nucleadas Tópicos a serem abordados durante a aula: MHC II - Onde são geradas as células do sistema ➔ 2 glicoproteínas não associadas imunitário? covalentemente (α e β) ➔ Apresenta Ag enxógenos às CD4 Th - Como é que são geradas? ➔ expresso nas APC - Onde é que os antigénios do microrganismo Ex. 4 - Cada uma dessas opções corresponde às ativam os linfócitos T e B? moléculas de MHC classe I, exceto: Órgãos linfóides primários a) são expressas na maioria das células nucleadas. Órgãos onde os leucócitos (e.g. linfócitos) se b) os genes do MHCI são expressos em desenvolvem e amadurecem: codominância. (alelo materno e paterno) – Timo – Medula óssea 76 Unidade Curricular: Imunologia Humana Feito por: Erica Coelho, nº68969, aluna de CB Professor docente: Nuno Alves Ano letivo: 2021/2022 Livro: Janeway´s Immunobiology, 9th Edition Órgãos linfóides secundários Imaginando uma proteína da cápside de um vírus, essa proteína por si só não consegue ativar as Órgãos onde linfócitos maduros interagem com células T, porque as cells T reconhecem as proteínas antigénio: (péptidos mais concretamente, que derivam das – Gânglios linfáticos proteínas do virus) no contexto de moléculas apresentadoras de antigénio (MHC → expresso – Baço pelas APC). Portanto a informação das proteínas – Tecido linfóide associado a mucosas (MALT) dos patogénios tem que ser descodificada em pequenos péptidos, a informação é maioritariamente descodificada por moléculas apresentadoras de antigénio, em particular pelas cells dendríticas, que migram dos locais de infeção para os nódulos linfáticos para que esses péptidos possam assim ser apresentados às cells T. As cells T existem na circulação sanguínea, entram nos nódulos linfáticos, e se reconhecerem o antigénio, as cells T com o TCR específico para esse antigénio vão ser retidas no nodulo linfático e vão sofrer um processo de ativação para se tornarem cells efetoras que vão depois responder à infeção. Todas as outras cells T que não apresentam especificidade para esse antigénio, o que corresponde à grande maioria, passam pelos nódulos linfáticos, mas depois voltam à circulação pelo auxilio dos vasos linfáticos eferentes. A retenção nos nódulos linfáticos só ocorre para as cells T que num determinado momento possuem um TCR que é específico para um determinado antigénio que está a ser apresentado pela célula dendrítica naquele momento. Tópicos principais que vão tratar as duas partes da Uma infeção pode ser causada por uma bactéria ou aula: vírus que infetam o organismo num determinado 1ª parte – como é que a informação dos patogénios local, sendo inicialmente recrutados os é descodificada de forma que as cells T respondam componentes da imunidade inata, mas depois é aos antigénios também importante desencadear uma resposta adaptativa altamente especifica para os antigénios. 2ª parte - ativação dos linfócitos T após o reconhecimento do antigénio Nota: Os antigénios são péptidos que derivam de proteínas dos patogénios É importante que a informação dos patogénios seja Locais onde a resposta imunitária se desenvolve descodificada de uma forma que o nosso sistema contra antigénios da linfa (nodulo linfático inchado imunitário consiga reconhecer esses elementos – o nosso sistema está a reagir a determinada (antigénios). situação → é bom sinal!) 77 Unidade Curricular: Imunologia Humana Feito por: Erica Coelho, nº68969, aluna de CB Professor docente: Nuno Alves Ano letivo: 2021/2022 Livro: Janeway´s Immunobiology, 9th Edition São estruturas encapsuladas com tecido Vasos linfáticos eferentes: conjuntivo - Drenam a linfa do gânglio linfático, enriquecida Contêm uma estrutura reticular compactada com com Anticorpos e Linfócitos linfócitos, macrófagos, e células dendríticas (medeiam a saída das cells T dos nódulos linfáticos) Estando localizados na junção de vasos linfáticos Portanto as cells T entram através das artérias e são o primeiro órgão linfóide que encontra saem através dos vasos linfáticos eferentes. antigénio dos espaços tecidulares Córtex: - Linfócitos (principalmente linfócitos B), macrófagos, e DC foliculares organizadas em folículos primários (podem evoluir para germinal center -> locais onde a resposta B é desencadeada - Essencial para desencadear a resposta e são produzidos corpos de alta afinidade) imunológica Paracórtex: Devido à pressão sanguínea, o soro passa dos - Linfócitos T e DCs vasos para os tecidos (fluído intersticial) (local onde as cells dendríticas apresentam os O fluido entra em vasos linfáticos primários (passa antigénios às cells T nos nódulos linfáticos) a designar-se linfa) Medula: A linfa circula nos vasos linfáticos - Zona mais difusa, principalmente células linfóides, Quase toda a linfa volta à circulação sanguínea (na maioritariamente plasmócitos veia subclávia esquerda) através do ducto torácico Vasos linfáticos aferentes: - Drenam a linfa dos tecidos, transportando antigénio simples ou antigénio fagocitado pela APCs(DCs, Macrofagos) para os nódulos linfáticos. 78 Unidade Curricular: Imunologia Humana Feito por: Erica Coelho, nº68969, aluna de CB Professor docente: Nuno Alves Ano letivo: 2021/2022 Livro: Janeway´s Immunobiology, 9th Edition eferentes e voltam à circulação pela via subclávia, entrando novamente nas artérias onde se encontravam inicialmente. Na imagem anterior: Cell verde – o antigénio é reconhecido por esta célula. Cell vermelha - o antigénio não é reconhecido por