Aula 3 Linfócitos, Reconhecimento Antigênico e Células NK

A Imunidade Adaptativa e a Vigilância Inata

A imunidade adaptativa destaca se pela sua alta especificidade no reconhecimento antigênico, uma função intermediada por receptores exclusivos presentes nos linfócitos T e B. Diferente de outras células, a atuação precisa dos linfócitos depende frequentemente do processamento prévio dos antígenos e de sua correta apresentação por moléculas do MHC.

No mecanismo de reconhecimento, o TCR (Receptor de Célula T) é o responsável por identificar o complexo de histocompatibilidade principal (MHC) associado ao antígeno. É fundamental destacar que o MHC de classe 1 está invariavelmente associado a um antígeno para que esse reconhecimento ocorra de forma eficaz.

De forma complementar, o sistema imune conta com as células Natural Killers (NK) na linha de frente da vigilância sistêmica. Embora sejam linfócitos de origem linfoide, as células NK pertencem ao sistema imune inato, pois realizam o patrulhamento do organismo para identificar células alteradas sem a necessidade de receptores de reconhecimento específico clássico.

Linhagens Linfoides: Células T, B e NK

• Linfócitos T e B: Classificados como células do sistema imune adquirido devido à sua capacidade de reconhecimento antigênico de alta especificidade.
• Células NK: Pertencem à imunidade inata e, embora tenham origem linfoide, não possuem receptores de reconhecimento específico.
• Morfologia: Apresentam grande semelhança visual entre si, tornando a distinção direta entre células NK, T e B virtualmente impossível por observação direta.
• Rotina Clínica: Na maioria das vezes, os exames laboratoriais de contagem celular não diferenciam entre linfócitos T e B, apresentando apenas o valor total de linfócitos.
• Identificação Técnica: A diferenciação precisa entre as linhagens T e B é realizada através da observação de seus receptores de superfície, visto que a morfologia isolada não é suficiente.

O Receptor TCR e a Ausência de Especificidade NK

A Base Molecular da Seletividade

Para o reconhecimento seletivo de antígenos, os linfócitos T utilizam em sua superfície o TCR (Receptor de Célula T). Estruturalmente, o TCR é uma proteína simples que permite a identificação precisa de alvos moleculares específicos.

Essa capacidade de reconhecimento diferencia os linfócitos da imunidade adaptativa (T e B) das células da imunidade inata. Enquanto o BCR (Receptor de Célula B) e o TCR garantem alta especificidade, as células Natural Killer (NK) operam de forma distinta.

Diferente dos linfócitos T e B, as células NK não possuem receptores de antígenos específicos. Elas apresentam outros receptores em sua membrana, mas não contam com o TCR ou o BCR, o que fundamenta sua atuação no patrulhamento imunitário inato.

O Receptor BCR do Linfócito B

• Denominação: O receptor específico de antígenos da célula B é denominado BCR (B Cell Receptor).
• Natureza estrutural: O BCR é caracterizado como um anticorpo de membrana que permanece ligado e aderido à superfície do linfócito.
• Função primordial: Sua principal tarefa é o reconhecimento do antígeno, permitindo que a célula B inicie sua atividade imunológica.
• Especificidade molecular: Este receptor é capaz de identificar diversas moléculas, apresentando afinidade por proteínas e glicoproteínas.

Antígenos, Imunógenos e Diversidade Receptora

• Natureza Bioquímica: Antígenos são geralmente compostos por proteínas ou lipoproteínas resultantes da codificação genética celular.
• Antígenos Próprios: Consistem em informações genéticas produzidas pela própria célula do indivíduo, refletindo a biologia normal.
• Antígenos Virais: Partículas produzidas por vírus que se complexam com o MHC da célula para apresentação ao sistema imune.
• Imunogenicidade: Propriedade necessária para que um antígeno ative as defesas do hospedeiro, pois nem todo antígeno é capaz de gerar resposta imune por si só.
• Recombinação Gênica: Processo automático de recombinação de segmentos nos genes dos receptores TCR, originando um receptor distinto para cada linfócito.
• Diversidade de Reconhecimento: A recombinação permite a criação de infinitas possibilidades de linfócitos com diferentes especificidades.

Expansão Clonal: O Exército Adaptativo

1. Ativação e Início da Diferenciação: O processo se inicia quando um linfócito virgem é ativado, disparando sua transformação em uma célula efetora.
2. Expansão Clonal: Durante essa fase de diferenciação, o linfócito realiza a expansão de seus clones, multiplicando se especificamente para combater um patógeno determinado.
3. Formação de População Efetora: A proliferação resulta em uma população celular numerosa e apta a exercer as funções imunológicas necessárias contra o agente invasor.
4. Exclusividade da Linhagem: Este mecanismo é um atributo específico dos linfócitos, sendo que as células da imunidade inata não realizam o processo de expansão clonal.

MHC de Classe I: A Janela de Vigilância Interna

• Distribuição universal: O MHC de classe I é expresso em todas as células nucleadas do organismo humano, incluindo células como os hepatócitos.
• Racional biológico: A vigilância é direcionada a células com núcleo porque processos como modificações genéticas e neoplasias ocorrem apenas nessas estruturas.
• Vulnerabilidade viral: O material genético nuclear é o alvo da infecção por vírus, que não são capazes de infectar células anucleadas.
• Associação obrigatória: O MHC de classe I está invariavelmente associado a um fragmento proteico (antígeno) em sua exibição na superfície celular.
• Sinalização de normalidade: Toda célula íntegra e saudável expressa o complexo MHC de classe I associado a um antígeno próprio (endógeno).
• Sinalização de infecção: A presença de antígenos estranhos ou virais acoplados ao MHC indica que a homeostase celular foi comprometida.

Células Apresentadoras de Antígenos e MHC Classe II

Diferente do MHC de classe I, o complexo MHC de classe II não apresenta antígenos próprios, vinculando se exclusivamente a peptídeos exógenos capturados. Após o processamento nos tecidos, as APCs migram para o linfonodo para realizar a apresentação às demais células imunológicas.

O Timo: Maturação e Controle de Autoimunidade

Após a produção na medula óssea, os linfócitos migram para o timo para passar por um rigoroso processo de seleção e controle de qualidade. Esse mecanismo é conhecido como tolerância e tem como objetivo principal impedir que as células de defesa ataquem o próprio organismo.

Durante essa educação imunológica, os linfócitos aprendem a não responder aos antígenos próprios (autólogos). A regra no timo é rigorosa: um linfócito só é liberado para a circulação sistêmica se ele for comprovadamente tolerante aos antígenos do corpo.

Entretanto, a tolerância central não possui eficiência absoluta. É possível que alguns linfócitos autorreativos escapem para a circulação. Se essas células perderem a capacidade de ignorar os componentes próprios e passarem a combatê los, estabelece se o quadro de uma doença autoimune.

Por outro lado, o sistema mantém sua prontidão para identificar diferenças nas informações genéticas dos antígenos. Esse processo explica por que o sistema imune combate células de outros indivíduos, como ocorre na rejeição de um órgão transplantado.

Restrição de MHC nas Subpopulações de Células T

O reconhecimento depende do TCR (Receptor de Célula T), que é específico para identificar o complexo MHC associado ao antígeno. Um exemplo de ativação ocorre quando o linfócito B apresenta antígenos ao T CD4 via MHC de classe II.

O Comando da Resposta: Linfócito T Helper e Citocinas

O linfócito T CD4, conhecido como helper ou auxiliar, exerce o papel central de comando e coordenação da resposta imune. Diferente das células citotóxicas, sua função principal não é a morte direta de alvos, mas a secreção de citocinas, que funcionam como comunicadores biológicos que orquestram a ativação de todo o sistema.

Um linfócito que nunca estabeleceu contato com um antígeno é denominado linfócito virgem ou célula TH0. Após o reconhecimento do antígeno, esse linfócito diferencia se em linhagens especializadas para direcionar a resposta imune de acordo com a natureza do agente invasor.

No perfil TH1, voltado ao combate de vírus, bactérias e fungos, a célula secreta o Interferon gama (IFN γ) para ativar macrófagos e o Fator de Necrose Tumoral (TNF) para ativar neutrófilos. Já o perfil TH2 é direcionado a alergias e helmintos, utilizando a IL 4 como mediador para diferenciação e ativação de eosinófilos.

O Perfil de Resposta TH1: Combate a Vírus e Bactérias

• Alvos: Combate prioritariamente infecções virais, bacterianas e fúngicas.
• Interferon gama (IFN γ): Citocina secretada pelo TH1 que promove a ativação de macrófagos através da via M1.
• Fator de Necrose Tumoral alfa (TNF α): Atua na ativação de neutrófilos, processo frequentemente associado ao surgimento de neutrofilia no sangue.
• Interleucina 2 (IL 2): Estimula a expansão e a proliferação de linfócitos, ampliando o alcance da resposta imune.
• Diferenciação: Ocorre quando o linfócito virgem (TH0) reconhece o antígeno e se especializa para enfrentar ameaças intracelulares.

Ações do TNF α e IL 2 no Perfil TH1

• TNF α: Secretado pelo linfócito TH1 para promover a ativação de neutrófilos.
• Neutrofilia: Consiste no aumento de neutrófilos no sangue durante processos como infecções bacterianas, estimulado pelo TNF α.
• IL 2: Atua na expansão da quantidade de linfócitos, estimulando a produção e a proliferação dessas células para ampliar a resposta imune.

O Perfil TH2: Resposta a Helmintos e Alergias

Enquanto o perfil TH1 foca em patógenos intracelulares, o perfil de resposta TH2 é direcionado especificamente para o combate a helmintos (verminoses) e para a mediação de quadros de alergias.

Para que o linfócito TH2 seja ativado ou passe pelo processo de diferenciação, é necessária a presença da interleucina 4 (IL 4). Essa citocina atua como um comunicador biológico essencial para estabelecer essa linhagem de defesa.

Uma das principais funções da IL 4 é a ativação de eosinófilos. Essas células são os efetores comumente encontrados em processos alérgicos e infecções parasitárias, sendo fundamentais para a resposta imune nessas condições específicas.

O Linfócito T CD8 Citotóxico

Vigilância e Destruição de Alvos Celulares

O linfócito T CD8, também conhecido como citotóxico, desempenha o papel crucial de eliminar células que apresentam alterações em sua integridade biológica, focando especialmente em células infectadas por vírus e células neoplásicas (tumorais).

O gatilho para essa destruição é o reconhecimento de antígenos estranhos apresentados obrigatoriamente via MHC de classe I. Quando uma célula exibe um antígeno viral ou tumoral em sua superfície, o receptor TCR do linfócito CD8 identifica esse complexo específico. Sem o reconhecimento via TCR de um antígeno não próprio associado ao MHC, a morte celular não é disparada, garantindo a preservação de células saudáveis.

Para efetivar a destruição, o linfócito libera grânulos citotóxicos: as perforinas atuam na face externa criando poros na membrana, enquanto as granzimas adentram a célula por esses poros para executar a destruição interna. Embora altamente específica, essa resposta imunológica demanda um determinado tempo para ser efetivada.

Dinâmica da Destruição Celular por Perforinas

1. Reconhecimento Antigênico: O linfócito T CD8 identifica antígenos estranhos, como os virais ou tumorais, que são apresentados obrigatoriamente via moléculas de MHC de classe I.
2. Especificidade da Resposta: A ativação citotóxica depende do reconhecimento específico do complexo MHC antígeno pelo receptor TCR, em um processo que demanda tempo para ser efetivado.
3. Liberação de Grânulos: Após o reconhecimento, o linfócito libera grânulos citotóxicos contendo proteínas especializadas denominadas perforinas e granzimas.
4. Ação das Perforinas: Estas proteínas atuam na face externa da célula alvo, promovendo a formação de poros físicos em sua membrana plasmática.
5. Destruição por Granzimas: As granzimas utilizam os poros criados para adentrar o interior da célula e executar os mecanismos de morte celular.

Maturação Inicial do Linfócito B: A Marca do IgM

1. Início na medula: O processo de maturação dos linfócitos B tem seu ponto de partida no microambiente da medula óssea.
2. Saída imatura: Ao concluir a etapa medular, a célula abandona a medula óssea em um estado de desenvolvimento ainda imaturo.
3. Expressão de IgM: O linfócito B imaturo caracteriza se por apresentar anticorpos de membrana da classe IgM, que constituem o seu receptor (BCR).
4. Marcador de estágio: A imunoglobulina IgM atua como um marcador clínico do contato inicial ou do estágio de maturação ocorrido na medula.
5. Evolução fenotípica: Conforme o linfócito B evolui em seu desenvolvimento, ocorre a troca dos anticorpos presentes em sua membrana.

Avanço da Maturação: Expressão de IgD na Periferia

• Evolução da classe: O anticorpo de membrana da classe IgD aparece em estágios mais avançados da maturação do linfócito B.
• Capacidade de reconhecimento: A presença de IgD no receptor BCR indica que a célula já possui plena capacidade funcional de reconhecer antígenos.
• Local de conclusão: Diferente do estágio inicial medular, o linfócito B finaliza seu processo de maturação nos órgãos linfoides secundários.
• Critério de maturidade: O linfócito torna se efetivamente maduro somente após realizar o reconhecimento do antígeno via IgD.
• Papel na ativação: Durante seu desenvolvimento e ativação, o linfócito B atua na apresentação de antígenos para os linfócitos T CD4.
• Monitoramento evolutivo: A verificação dos diferentes isotipos (IgM e IgD) no BCR permite o acompanhamento clínico do processo de maturação da linhagem B.

Diferenciação em Plasmócito: A Fábrica de Anticorpos

A ativação do linfócito B, mediada pela interleucina 2 (IL 2), promove sua expansão clonal e diferenciação em plasmócito. Estruturalmente, o plasmócito é uma célula de maiores dimensões que o linfócito precursor, atuando como a forma efetuadora especializada na síntese, secreção e liberação de anticorpos.

Durante essa diferenciação, ocorre uma transição funcional: a célula geralmente deixa de expressar o receptor de célula B (BCR) em sua superfície para focar integralmente na produção proteica. Embora o reconhecimento antigênico deixe de ser a prioridade, células plasmáticas maduras e específicas podem reter o BCR do tipo IgG. Além disso, o isotipo do anticorpo secretado pode ser diferente daquele que atuava como receptor de membrana.

A molécula de IgG produzida possui uma organização estrutural definida por duas regiões: a porção constante, denominada FC, e a porção variável, chamada FAB, que é responsável pelo reconhecimento específico do antígeno.

Cinética da Fase Aguda: A Transição IgM para IgG

1. Reconhecimento inicial: Após o reconhecimento do antígeno, o linfócito B começa a secretar anticorpos da classe IgM.
2. Surgimento da IgM (Dia 10): Em uma infecção de primeira vez, o IgM é o primeiro anticorpo a aparecer no sangue, por volta do décimo dia após o contato.
3. Marcador de fase aguda: Um resultado reagente para IgM indica que o paciente possui uma infecção ativa no momento do exame.
4. Maturação linfocitária: Quando o linfócito B está totalmente maduro e torna se específico, ele cessa a produção de IgM e passa a produzir IgG.
5. Surgimento da IgG (Dia 12): A produção de IgG sucede a de IgM, iniciando se aproximadamente no décimo segundo dia após o primeiro contato.
6. Evolução sorológica: A detecção simultânea de IgM e IgG indica que o paciente ainda está na fase aguda ou em processo de evolução no curso da infecção.

Geração de Memória e o Princípio da Vacinação

• Cinética Primária: Na ausência de células de memória, o organismo leva de 5 a 7 dias para gerar linfócitos específicos e de 7 a 14 dias para consolidar a memória imunológica contra patógenos como o da Covid 19.
• Homeostase e Eficiência: A maior parte dos linfócitos específicos sofre apoptose após a eliminação do invasor, pois manter um exército permanente seria inviável evolutivamente devido à alta demanda energética e ao espaço limitado nos linfonodos.
• Marcador de IgG: A molécula de IgG atua como anticorpo de memória, de modo que sua presença isolada sugere imunidade prévia ou cura da fase aguda, embora seus níveis possam ser variáveis ao longo do tempo.
• Vantagem do Linfócito B: Diferente das células virgens, o linfócito B de memória pode secretar anticorpos de forma quase imediata e independente da sinalização de linfócitos T CD4 logo após o recontato com o antígeno.
• Princípio Vacinal: O objetivo é utilizar fragmentos do patógeno para induzir a formação de memória e anticorpos, como na vacina BCG, reduzindo o tempo de resposta em exposições futuras.

Resposta Secundária: Exponencial e Eficiente

Vigilância Inata pelas Células NK e Balanço de Sinais

As células NK, também conhecidas como natural killers ou matadoras naturais, desempenham um papel fundamental na vigilância imunológica através do patrulhamento constante do organismo. Elas são responsáveis por identificar células saudáveis e diferenciá las daquelas que apresentam alterações. Uma característica marcante dessas células é sua versatilidade funcional, permitindo que uma mesma célula NK atue contra alvos distintos, como células neoplásicas de melanoma ou células infectadas pelo vírus da Covid 19.

O reconhecimento das células alvo baseia se em um complexo balanço de sinais gerados por receptores de superfície. As células NK possuem receptores ativadores, que estimulam a morte celular, e receptores inibidores. Como todas as células normais do organismo possuem ligantes capazes de se ligar a esses receptores, a proteção do tecido saudável ocorre porque, nessas condições, o sinal do receptor inibidor é predominante. Essa hierarquia de sinalização impede a ativação da célula NK e a consequente lise das células sadias.

A Hipótese do 'Missing Self': Perda de Expressão

1. Alteração da superfície: A infecção por um vírus pode reduzir a expressão do MHC de classe I com antígenos próprios, que passam a ser substituídos por antígenos virais.
2. Vigilância e detecção: As células NK identificam essa queda na expressão do antígeno próprio na superfície da célula alvo, caracterizando o missing self.
3. Ativação por desinibição: Ao deixar de receber o sinal inibitório anteriormente fornecido pelo MHC I, a célula NK é ativada para induzir a morte celular.
4. Mecanismo de morte: A eliminação da célula alvo é executada fisicamente através da liberação de perforinas e granzimas.

ADCC: Citotoxicidade Celular Dependente de Anticorpos

• Papel dos anticorpos: Embora apresentem alta especificidade na ligação, os anticorpos isoladamente não possuem a capacidade de matar a célula alvo diretamente.
• Célula Natural Killer: Atua como a principal mediadora da ADCC, pois, embora não possua TCR, apresenta receptores específicos para a porção Fc da imunoglobulina IgG.
• Mecanismo de reconhecimento: A célula NK se liga à porção Fc do anticorpo que já está ancorado em células infectadas ou neoplásicas, o que ativa a destruição da célula alvo.
• Cinética da resposta: O mecanismo de ADCC é considerado demorado, pois depende obrigatoriamente da produção prévia e disponibilidade de anticorpos da classe IgG.

Escape Tumoral: O Desafio da Instabilidade Genética

O reconhecimento de células transformadas pelo sistema imune depende da apresentação de antígenos via MHC, que podem ser fragmentos de origem viral ou neoplásica. No entanto, a principal barreira para a eliminação de tumores é a sua instabilidade genética.

As células tumorais possuem uma alta taxa de mutação como característica central, e essas modificações ocorrem de forma aleatória. Por causa disso, uma massa tumoral não apresenta um padrão genético uniforme; as células não são idênticas entre si e podem exibir antígenos diferentes umas das outras. Essa heterogeneidade dificulta uma resposta imune coordenada e eficaz.

Ao mudar constantemente seus antígenos através dessas mutações sucessivas, o tumor consegue escapar da resposta imune. Esse processo de evolução tumoral envolve uma fase inicial de equilíbrio entre o hospedeiro e a neoplasia, culminando na fase de prevalência, onde a célula tumoral supera definitivamente os mecanismos de controle imunológico.

Dicas Para Provas