Aula 11 Tolerância Imunológica

Introdução à Tolerância e Autoimunidade

As doenças autoimunes surgem da convergência entre predisposição genética, fatores ambientais e a falha no controle de qualidade dos linfócitos T e B. Esse controle, denominado tolerância imunológica, ocorre inicialmente nos órgãos linfoides centrais, onde mecanismos como a proteína AIRE testam as células contra antígenos próprios. Quando esse filtro primário falha, a tolerância periférica atua como segunda linha de defesa em órgãos como os linfonodos, utilizando estratégias de anergia, supressão por linfócitos T reguladores e apoptose. Uma vez que o sistema imunológico identifica erroneamente componentes permanentes do organismo como ameaças, a resposta torna se crônica e irreversível, manifestando se clinicamente conforme o antígeno específico alvo do ataque linfocitário.

A Tríade da Autoimunidade Clínica

As doenças autoimunes resultam, em sua grande maioria, da somatória de três fatores fundamentais: o desenvolvimento de uma patologia depende da convergência entre a predisposição genética, os fatores ambientais e a presença de linfócitos que reconhecem antígenos próprios.

A base genética para essas condições possui correlação direta com o complexo principal de histocompatibilidade ( HLA ) de classe 1 e classe 2. É essencial recordar que o CD8 liga se ao MHC de classe 1, enquanto o CD4 liga se ao MHC de classe 2.

Embora a herança de alelos específicos aumente significativamente a susceptibilidade ao desenvolvimento de patologias autoimunes, a presença isolada do gene não garante que a doença ocorrerá; o componente genético estabelece apenas o substrato sobre o qual os outros fatores atuarão.

Gatilhos Ambientais no Estímulo Autoimune

O desenvolvimento da autoimunidade exige uma interação complexa entre a genética e o meio externo, onde diversos elementos atuam como iniciadores da resposta patológica.

• Fatores Ambientais: O segundo pilar da autoimunidade compreende os fatores ambientais, atuando como gatilhos externos para a ativação imune.
• Infecções: Uma infecção bacteriana é considerada um fator ambiental para o desenvolvimento dessas patologias, fornecendo sinais de ativação inadvertidos.
• Fármacos: O uso de fármacos como betabloqueadores e certos antibióticos pode desencadear doenças autoimunes.
• Tuberculose: O tratamento medicamentoso para tuberculose é um exemplo de fator que pode desencadear uma doença autoimune.
• Fatores Hormonais: Algumas mulheres desenvolvem doenças autoimunes durante a menopausa em função de alterações hormonais significativas.
• Estresse: Eventos de estresse severo impactam a homeostase e podem favorecer a perda da tolerância imunológica.
• Diabetes Mellitus Tipo 1: No diabetes mellitus tipo 1 autoimune, anticorpos e células T e B destroem as ilhotas beta após um gatilho ambiental.

O Controle de Qualidade dos Linfócitos

A tolerância imunológica funciona como um controle de qualidade indispensável para o sistema imune, garantindo que os linfócitos T e B — que são direcionados a antígenos específicos — não ataquem o próprio organismo. Como os receptores dessas células são gerados de forma aleatória, o sistema imunológico, portanto, testa essas células antes de sua liberação na circulação sistêmica. Caso um linfócito reconheça um antígeno próprio com alta afinidade, ele deve ser eliminado ou modificado para prevenir danos aos tecidos do hospedeiro.

Essa etapa crucial é conhecida como tolerância central ou filtro primário. No entanto, é fundamental compreender que esse processo não é 100% eficiente. Isso ocorre porque nem todos os antígenos do próprio corpo estão representados nos órgãos linfoides primários, como o timo ou a medula óssea, permitindo que algumas células potencialmente autorreativas escapem para a periferia.

A Fisiopatologia das Doenças Autoimunes

As doenças autoimunes representam a manifestação clínica de uma falha persistente nos mecanismos de tolerância imunológica. Embora essas patologias compartilhem mecanismos imunológicos muito semelhantes, o que diferencia uma doença da outra é o antígeno próprio reconhecido; por exemplo, a reação contra a tireoide gera doença tireoidiana, ao passo que contra o receptor nicotínico causa distúrbios de relaxamento muscular.

Ademais, tais doenças tendem a ser permanentes, pois a maioria dos antígenos próprios são componentes permanentes do organismo. Diferente de uma infecção, onde o antígeno é eliminado, o sistema imunológico continua encontrando o alvo em seus próprios tecidos, mantendo a resposta ativa.

Ontogenia e Seleção Tímica de Linhagem

Para garantir a homeostase e evitar a autoimunidade, a formação dos linfócitos T segue um fluxo rigoroso de seleção e diferenciação no ambiente tímico.

1. Etapa 1: Origem. Saiba que os linfócitos T originam se de células tronco na medula óssea.
2. Etapa 2: Migração. Em seguida, o linfócito pró T sai da medula óssea e migra para o timo para maturação.
3. Etapa 3: Início da Seleção. O teste de linfócitos T no timo inicia na fase de duplo positivo.
4. Etapa 4: Expressão de Marcadores. Nessa fase, linfócitos T duplo positivos expressam simultaneamente os correceptores CD4 e CD8.
5. Etapa 5: Interação Epitelial. O teste de linfócitos T no timo ocorre através das células epiteliais tímicas corticais ou medulares.
6. Etapa 6: Evolução de Linhagem. Durante a maturação do linfócito T, apenas um dos correceptores (CD4 ou CD8) evolui.
7. Etapa 7: Diferenciação Final. Como resultado, se o correceptor CD4 evoluir e o CD8 não, a célula torna se um linfócito T CD4.

Tolerância Central e Destinos Celulares

No processo de maturação imunológica, a tolerância central atua como um filtro rigoroso onde células fortemente autorreativas são deletadas por apoptose para evitar ataques ao próprio organismo. Entretanto, o sistema oferece mecanismos distintos de adaptação: as células B podem editar seus receptores na tolerância central como uma tentativa de reverter a autorreatividade. Caso essa manobra falhe e se o linfócito B continuar reconhecendo antígenos próprios após a edição do receptor, ele sofrerá apoptose invariavelmente.

Para os linfócitos T, as opções dependem da linhagem celular. É importante notar que os linfócitos CD8 autorreativos não possuem chance de edição de receptor na tolerância central, sendo eliminados diretamente. Por outro lado, os linfócitos CD4 autorreativos podem se tornar células T reguladoras na tolerância central (Tregs), assumindo uma função supressora. Contudo, o linfócito T CD4 sofre apoptose se não se diferenciar em uma célula T regulatória quando é autorreativo.

Mesmo após uma ativação imune bem sucedida na periferia, o controle celular é mantido. Após a resolução da resposta imune, ocorre a apoptose dos linfócitos T que atuaram no combate, permitindo que apenas alguns linfócitos T permaneçam como células de memória após a resolução da resposta para garantir uma proteção secundária eficiente.

Bases da Tolerância e Migração Tímica

A tolerância imunológica é essencial para evitar a autoimunidade e divide se em duas vias principais: a central e a periférica. A tolerância central dos linfócitos T ocorre especificamente no timo. No entanto, a origem de tudo está na medula óssea, que é o local de produção contínua de linfócitos durante toda a vida do indivíduo. Os linfócitos pro T produzidos na medula migram para o timo para iniciar sua maturação e serem testados.

Em indivíduos jovens, o timo é totalmente funcional para essa tarefa de seleção. Contudo, com o envelhecimento, o tecido tímico funcional é gradualmente substituído por tecido adiposo. Esse processo é parte da fisiologia do desenvolvimento do sistema imune ao longo do tempo.

O Microambiente e Apresentação de Antígenos

Diferente da circulação, no ambiente tímico existem apenas antígenos próprios e não antígenos estranhos. O órgão possui células epiteliais medulares e corticais para a interação com linfócitos, sendo que estas células epiteliais tímicas estão presentes tanto na medula quanto no córtex. Além delas, o timo conta com macrófagos e células dendríticas que também podem apresentar antígenos.

No processo de maturação, as células epiteliais corticais apresentam antígenos aos linfócitos no córtex. Já a célula epitelial tímica medular atua como uma APC especializada, sendo a principal responsável por testar e mostrar antígenos próprios aos linfócitos CD8 e CD4 no timo. Esse mecanismo garante que as células de defesa sejam avaliadas contra os componentes do próprio organismo antes de ganharem a periferia.

A Dinâmica da Seleção Positiva Cortical

Para garantir que o sistema imune reconheça o que é próprio, os linfócitos passam por uma triagem rigorosa que segue uma sequência lógica no ambiente tímico.

1. Localização inicial: O processo de maturação e teste dos linfócitos ocorre no timo, iniciando se na região do córtex.
2. Estágio de diferenciação: O processo de maturação dos linfócitos possui uma fase chamada de duplo positivo, onde a célula expressa simultaneamente os correceptores CD4 e CD8.
3. Interação com o MHC: Nesta etapa, o correceptor CD4 liga se ao MHC de classe II e o CD8 liga se ao MHC de classe I.
4. Crivo da seleção positiva: O linfócito T é aprovado na seleção positiva se o seu receptor reconhecer os antígenos próprios de forma fraca, ou mesmo se não os reconhecer.
5. Definição de linhagem: Se o correceptor CD8 evoluir e o CD4 retroceder, a célula torna se um linfócito T CD8.
6. Consequência populacional: Como a grande maioria dos linfócitos sofre reprovação e apoptose, a região cortical possui uma densidade celular muito superior à região medular.

Seleção Negativa e Destinos Celulares

Na seleção negativa, os linfócitos que reconhecem fortemente antígenos próprios recebem destinos distintos conforme sua linhagem. O linfócito pro T CD8 autorreativo sofre apoptose obrigatória na tolerância central do timo, pois não possui genes de modificação para evitar a morte celular. Por outro lado, o linfócito pro T CD4 autorreativo possui plasticidade: ele pode ativar genes silenciosos para se tornar uma célula T regulatória (T reg). Essa modificação estrutural não é uma aprovação tradicional; se o CD4 não se diferenciar, sofrerá apoptose.

A plasticidade do CD4 permite que uma célula potencialmente perigosa seja convertida em um componente regulador do sistema imune.

A Tolerância de Linfócitos B

Diferente da maturação das células T, a produção e a testagem dos linfócitos B ocorrem de forma contínua durante toda a vida do indivíduo. Esse processo de vigilância constante garante que as novas células geradas na medula óssea sejam permanentemente submetidas a critérios de seleção antes de ganharem a periferia.

Durante o seu desenvolvimento, o receptor de célula B ( BCR ) apresenta uma dinâmica própria, manifestando se inicialmente na classe IgM e, posteriormente, diferenciando se para a classe IgD. É fundamental destacar que, mesmo passando por essa transição de receptores e pelos rigorosos testes de tolerância, o linfócito B mantém rigorosamente sua identidade celular.

Reconhecimento de Antígenos na Tolerância Central

A tolerância central ocorre nos órgãos linfoides primários, especificamente no timo e na medula óssea. Na medula óssea, os linfócitos B são produzidos e passam por etapas fundamentais de teste durante sua maturação inicial. Esse processo de seleção rigorosa tem início no momento em que a célula começa a expressar IgM em sua membrana.

O receptor de membrana do linfócito B, conhecido como BCR, é estruturalmente uma imunoglobulina. Uma característica marcante dessa célula é que o linfócito B é capaz de reconhecer antígenos solúveis de forma isolada e independente. Diferente dos linfócitos T, que obrigatoriamente exigem que outra célula apresente o antígeno, o linfócito B interage diretamente com as moléculas para ser testado contra a autorreatividade.

Mecanismo de Edição de Receptor e Destinos

Se o linfócito B reconhecer um antígeno próprio na tolerância central, ele pode sofrer apoptose ou realizar a edição do receptor ( BCR ).

1. Etapa 1: Reconhecimento do antígeno próprio durante o desenvolvimento na medula óssea.
2. Etapa 2: Tentativa de edição do receptor (BCR) para modificar a especificidade da célula.
3. Etapa 3: Seleção positiva e aprovação se o linfócito B deixar de reconhecer o antígeno próprio após a edição do receptor.
4. Etapa 4: Apoptose se a célula continuar a reconhecer antígenos próprios mesmo após a edição do receptor.

Sinalização Dupla para Ativação T

Para que ocorra uma resposta imune eficaz e controlada, a ativação da célula T depende de um mecanismo de sinalização dupla. O primeiro sinal é focado na especificidade: ocorre através do reconhecimento do antígeno pelo receptor da célula T ( TCR ), apresentado via moléculas de MHC. Sem esse encaixe inicial e preciso, a célula T permanece em estado de anergia ou inatividade.

Além do reconhecimento inicial, a ativação normal da célula T requer o reconhecimento do antígeno pelo TCR via MHC e a ligação entre as moléculas B7 e CD28. Esse processo de duplo sinal assegura que a resposta imune ocorra apenas sob condições apropriadas de reconhecimento e coestimulação, evitando disparos acidentais contra o próprio organismo.

Vigilância Imunológica nos Órgãos Secundários

Embora a maior parte dos linfócitos autorreativos seja retida no timo durante a tolerância central, a seleção periférica atua sobre os linfócitos que escapam do timo e da medula óssea. Essa segunda linha de defesa é fundamental para capturar linfócitos autorreativos que escaparam da seleção central e agora circulam pelo corpo.

A tolerância periférica ocorre estrategicamente nos órgãos linfoides secundários, como linfonodos, baço e placas de Peyer. Essa vigilância estende se a outros órgãos secundários e ao MALT (tecido linfoide associado à mucosa). O controle desses linfócitos pode ocorrer por anergia, supressão ou deleção. A anergia, especificamente, é o primeiro tipo de tolerância periférica e serve para silenciar células autorreativas que se ligam fortemente ao MHC nestes tecidos.

Sinalização de Coestimulação para Ativação T

O controle desses linfócitos pode ocorrer por anergia, supressão ou deleção. A anergia, especificamente, é o primeiro tipo de tolerância periférica e serve para silenciar células autorreativas que se ligam fortemente ao MHC nestes tecidos. Fisiologicamente, o processo de ativação inicia se quando um linfócito T reconhece um antígeno via MHC, o que exige a ligação dos correceptores CD4 ou CD8 ao complexo.

Entretanto, o reconhecimento isolado do antígeno é insuficiente para desencadear a resposta imune. Para a ativação plena e expansão clonal, o linfócito — que expressa o CD28 — deve ligar se ao B7 da APC; essa coestimulação ocorre pela interação entre o co estimulador B7 e o receptor CD28. Sem esse segundo sinal de coestimulação, a célula autorreativa é silenciada, prevenindo danos aos tecidos próprios.

Indução de Anergia e o Risco de Infecções

No processo normal de tolerância, sinais de resposta imune inata não estão presentes. Como a APC necessita desses sinais para expressar o B7, sua ausência faz com que o linfócito T torne se anérgico ao reconhecer o antígeno próprio. Entretanto, uma infecção bacteriana pode induzir a APC a expressar o B7 enquanto apresenta um autoantígeno.

Esse estado de não resposta do linfócito é permanente. Um linfócito anérgico não responde mais a estímulos, mesmo que o coestimulador seja apresentado futuramente.

Papel das Células Treg na Tolerância Periférica

Caso os mecanismos iniciais de tolerância central falhem, a supressão imunológica periférica é mediada por linfócitos T reguladores (T regs) CD4+, que podem inclusive se diferenciar a partir de células T CD4 autorreativas.

Essas células são ativadas no final do sinal do antígeno, agindo para suprimir a atividade imune após a eliminação de um patógeno. Para inibir células T efetoras adjacentes, as T regs utilizam dois mecanismos: a via contato dependente (mediada pelo CTLA 4 ) e a via contato independente (pela liberação de citocinas anti inflamatórias ).

Competição Molecular e Sequestro de IL 2

A supressão dependente de contato é um processo altamente mecânico e competitivo. A célula T regulatória (T reg) expressa de forma constitutiva o CTLA 4, um potente coestimulador inibitório. Ao ligar se ao B7 na APC, o coestimulador inibitório CTLA 4 do T reg desloca o CD28 e induz o linfócito autorreativo à anergia, impedindo a ativação de células efetoras adjacentes. Essa preferência de ligação ocorre porque o CTLA 4 possui uma afinidade muito maior pelo B7 do que o receptor ativador original.

Além do contato direto, as T regs realizam um sequestro de citocinas vital para o controle periférico. Como a IL 2 possui maior afinidade pela célula T reguladora e atua como combustível para a proliferação, o T reg 'rouba' a interleucina 2 produzida pelo linfócito autorreativo para impedir sua expansão clonal. Ao privar o linfócito T do seu principal fator de crescimento, a T reg bloqueia fisicamente o avanço da resposta imune indesejada.

Controle por Citocinas e Expressão de FOXP3

O Papel Orquestrador do FOXP3

Além do contato físico direto, as células T reguladoras operam via sinais químicos solúveis. O fator de transcrição FOXP3 é o maestro desse processo, coordenando a expressão dos genes que produzem citocinas anti inflamatórias essenciais. Sob o comando do FOXP3, as T regs secretam a interleucina 10 (IL 10) e o fator de crescimento transformador beta (TGF beta), além das interleucinas IL 4 e IL 5.

Essas citocinas possuem alvos amplos e potentes: a IL 10 exerce uma forte ação anti inflamatória sistêmica para conter a resposta imune, enquanto o TGF beta inibe drasticamente a proliferação de linfócitos T, linfócitos B e macrófagos. Juntas, elas interceptam os linfócitos autorreativos justamente quando tentam iniciar sua expansão clonal na periferia, forçando essas células a um estado de anergia funcional.

Arquitetura do Linfonodo na Tolerância

A tolerância periférica da célula B é um mecanismo de controle do sistema imunológico fundamental para a manutenção da homeostase. Este processo de vigilância e interação celular ocorre em órgãos linfoides secundários organizados, onde a estrutura anatômica orienta o comportamento dos linfócitos.

A arquitetura do linfonodo é essencial para essa regulação: o linfonodo possui uma região externa denominada córtex, sendo que esta área é composta por folículos para o alojamento das células B. Adicionalmente, o linfonodo possui uma região paracortical interna, rica em células T, e o linfonodo possui uma região medular em sua porção mais profunda.

Vias de Apoptose e Exclusão Folicular

Quando a anergia e a supressão não bastam para conter um linfócito autorreativo, o sistema imune utiliza a deleção clonal por apoptose. Esse processo é mediado pela interação entre Fas e Fas ligante (FasL). A expressão dessas moléculas e a consequente cascata de morte celular ocorrem em resposta a um estímulo excessivo e insistente do antígeno ou diante da persistência da inibição sobre a célula T.

No caso dos linfócitos B, a tolerância periférica envolve a exclusão folicular. Ao reconhecer um antígeno próprio, a célula B migra do folículo para a zona paracortical em busca de um linfócito T auxiliar. Sem esse auxílio específico, o linfócito B é impedido de retornar ao folículo e morre por apoptose. Assim, a tolerância periférica abrange tanto linfócitos T quanto B, e uma doença autoimune com autoanticorpos pressupõe uma falha simultânea na regulação de ambos para o mesmo alvo.

Origem e Latência dos Linfócitos Autorreativos

A tolerância central não é totalmente eficiente, o que permite que alguns linfócitos autorreativos escapem desse processo de seleção inicial. Por conta disso, um indivíduo pode possuir essas células circulando desde o nascimento sem doença imediata, de modo que a autorreatividade pode permanecer latente por décadas.

Essa latência persiste muitas vezes pelo simples fato de o linfócito ainda não ter encontrado seu antígeno correspondente. A manifestação clínica ocorre quando o linfócito T autorreativo escapa dos mecanismos de supressão periférica. Uma vez que o linfócito autorreativo encontra seu antígeno e escapa dos mecanismos de supressão, ele ativa uma resposta imune prejudicial contra os tecidos do próprio organismo.

Gatilhos Ambientais e Ativação Autoimune

O surgimento de uma doença autoimune é um processo multifatorial que depende da coexistência de predisposição genética, falhas nos mecanismos de tolerância e a presença de gatilhos ambientais. Variáveis como estresse físico ou emocional, infecções, medicamentos e quadros de inflamação crônica atuam como estopins fundamentais para quebrar a latência imunológica.

Esses fatores desencadeiam o encontro direto entre linfócitos autorreativos e seus respectivos autoantígenos, iniciando a cascata de agressão. Clinicamente, observa se que os sintomas de diabetes mellitus tipo 1 em crianças geralmente surgem logo após um processo de infecção bacteriana ou viral. Da mesma forma, o desequilíbrio hormonal na menopausa está frequentemente associado ao diagnóstico de patologias autoimunes em mulheres.

Bases Genéticas da Quebra de Tolerância

A ocorrência de uma doença autoimune indica uma falha nos mecanismos de tolerância imunológica, sendo que os fatores genéticos predisponentes para essas condições possuem relação com o MHC. Sob certas circunstâncias, uma única falha genética central em um gene específico pode explicar a destruição multissistêmica de órgãos como tireoide, rim e pâncreas.

Um exemplo primordial desse processo ocorre no gene AIRE. Mutações nessa proteína comprometem a tolerância central e podem resultar no desenvolvimento de múltiplas doenças autoimunes simultâneas. Nesses casos, o sequenciamento genético da proteína AIRE é utilizado para o diagnóstico de determinadas doenças autoimunes, explicando por que um paciente pode apresentar duas ou três doenças autoimunes ao mesmo tempo.

A Interconexão e Sobreposição de Autoimunidades

A presença de uma doença autoimune ativa frequentemente facilita o surgimento e a instalação de outras condições no mesmo paciente. Clinicamente, essa interconexão é observada com clareza: pacientes diagnosticados com Lúpus apresentam uma predisposição acentuada para desenvolver também a Síndrome de Sjögren. Esse cenário de sobreposição clínica ilustra como a existência de um processo autoimune impulsiona o desenvolvimento subsequente de novas manifestações autorreativas.

Patologias que envolvem a produção de autoanticorpos específicos, como a Artrite Reumatoide, a Tireoidite de Hashimoto e a Doença de Graves, decorrem de falhas simultâneas de tolerância em linfócitos B e T direcionados para um mesmo antígeno próprio. É importante notar o contraste funcional nessas tireoidopatias: enquanto a Hashimoto caracteriza se pelo hipotireoidismo, a Doença de Graves manifesta se como um quadro de hipertireoidismo, possuindo uma base comprovada de predisposição genética para o seu desenvolvimento.

Compartimentação e Apresentação de Antígenos

A Estrutura dos Linfonodos e a Ativação Celular

A organização celular nos linfonodos é fundamental para a coordenação imune. No córtex, os folículos presentes no córtex do linfonodo são ricos em linfócitos B. Esses locais possuem subdivisões claras: os folículos primários do linfonodo contêm linfócitos B virgens, ao passo que os folículos secundários do linfonodo contêm células B de memória. Por outro lado, a região paracortical do linfonodo é caracterizada pela alta concentração de linfócitos T.

Nesse ambiente, o linfócito B atua como uma Célula Apresentadora de Antígenos (APC) para iniciar a resposta adaptativa. O processo envolve etapas coordenadas: o linfócito B reconhece o antígeno, realiza o engolfamento e o apresenta ao linfócito T. Para que essa comunicação ocorra, o linfócito B realiza o processamento de antígenos e os apresenta através de moléculas de MHC de classe II, garantindo a interação necessária entre as linhagens celulares.

Cooperação Celular e Ativação Clonal

A etapa seguinte envolve a locomoção física e a cooperação entre as células para deflagrar a imunidade humoral, seguindo uma sequência coordenada de eventos no linfonodo.

1. Etapa: Reconhecimento e Migração. Ao reconhecer um antígeno, o linfócito B migra da região folicular em direção à região paracortical.
2. Etapa: Cooperação T B. Para sua ativação, o linfócito B virgem depende da interação com o linfócito T.
3. Etapa: Sinalização de Auxílio. O linfócito T CD4 é o responsável por fornecer os sinais de auxílio necessários ao linfócito B.
4. Etapa: Expansão Clonal. Como o linfócito B não consegue se expandir e se diferenciar em plasmócito sem ser ativado, o linfócito B necessita de interleucina 2 para realizar o processo de expansão clonal.
5. Etapa: Produção de Anticorpos. Visto que a produção de anticorpos por um linfócito B requer o encontro com um linfócito T, o linfócito B depende do interferon gama para realizar a secreção de anticorpos como o IgG.
6. Etapa: Ativação do Complemento. A formação do complexo antígeno anticorpo leva à ativação do sistema complemento para a eliminação do patógeno.