T03 linfocitos

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T03 linfocitos Powered By Docstoc
					                  Immunologia
                      Teoria Clonal
            Características dos Epitopes T e B
               Linfócitos B, Linfócitos T
                    Imunoglobulinas
                Recombinação somática




2001/2002            Prof.Doutor José Cabeda   Imunologia
Os Linfócitos T e B
 Características dos Epitopes T e B
 A teoria clonal
 Linfócitos B
   Imunoglobulinas

   Os linfócitos B na resposta Imunológica

 Linfócitos T
   Subtipos de Linfócitos T

2001/2002       Prof. Doutor José Cabeda   Imunologia
Propriedades dos epitopes B
               As características dos epitopes B são determinadas pela
                conformação do epitope e do anticorpo
                  Modelo da chave fechadura

                  Tamanho limitado pelo tamanho do anticorpo

                  Dois modelos

                       O epitope encaixa num “bolso” do anticorpo

                             • Carbohidratos, oligonucleótidos, haptenos
                        O epitope consiste numa superfície externa de uma
                         estrutura mais complexa, a qual é complementar da
                         do anticorpo
                            • Proteínas globulares
               O epitope é sempre uma zona externa e acessível
               Numa proteína o epitope pode conter a.a. não sequenciais
               Os epitopes B tendem a consistir em regiões flexíveis dos
                imunogénios
               Proteínas complexas têm múltiplos epitopes B, alguns dos
                quais são imunodominantes

2001/2002                 Prof. Doutor José Cabeda                    Imunologia
Propriedades dos epitopes T
               Se a imunização for feita com epitopes nativos
                   A memória B é restrita a epitopes nativos

                   A memória T inclui epitopes nativos e desnaturados

               As células T não reconhecem antigénios solúveis nativos, mas
                antigénios processados pelas APC e apresentados pelo MHC
               Péptidos antigénicos para as células T formam um complexo
                tripartido: MHC-Antigénio-TCR
                   Os Antigénios têm que ter:

                        zonas de afinidade ao MHC (a agregotope)

                            • Baixa selectividade (muitos péptidos ligam-se ao
                              mesmo MHC)
                        zonas de afinidade ao TCR( o epitope)

                            • Alta selectividade
               Os epitopes T são sempre sequenciais
               Os epitopes T são frequentemente internos na molécula
               Os epitopes dominantes são determinados em parte pelo MHC

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Os Linfócitos T e B
 Características dos Epitopes T e B
 A teoria clonal
 Linfócitos B
   Imunoglobulinas

   Os linfócitos B na resposta Imunológica

 Linfócitos T
   Subtipos de Linfócitos T

2001/2002       Prof. Doutor José Cabeda   Imunologia
            A teoria clonal (I)




2001/2002        Prof. Doutor José Cabeda   Imunologia
            A teoria clonal (II)




2001/2002        Prof. Doutor José Cabeda   Imunologia
            A teoria clonal (III)




2001/2002   Prof. Doutor José Cabeda   Imunologia
 Selecção clonal induz proliferação e aumenta
      a frequencia das células efectoras




  No. of                                          Threshold of
cells with                                        protective effector
  useful                                          function
specificity

              No. of cell divisions
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       Clonal nature of adaptive immune response
           allows for removal of harmful cells




                                            Opportunity to remove harmful
                                             specificity at an early stage of
!!!!Cells specific for self antigen!!!!               development
                                           IMMUNOLOGICAL TOLERANCE


Antigen receptors recognising self antigens can be individually purged
  from the antigen receptor REPERTOIRE before clonal expansion
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Os Linfócitos T e B
 Características dos Epitopes T e B
 A teoria clonal
 Linfócitos B
   Imunoglobulinas

   Os linfócitos B na resposta Imunológica

 Linfócitos T
   Subtipos de Linfócitos T

2001/2002       Prof. Doutor José Cabeda   Imunologia
Estrutura das Imunoglobulinas (I)

                   Uma zona constante que
                    determina a função
                    efectora
                   Uma zona variável que
                    determina a
                    especificidade


2001/2002    Prof. Doutor José Cabeda   Imunologia
Estrutura das Imunoglobulinas (II)
                     Cada zona é formada
                      por 2 cadeias
                      polipeptidicas unidas
                      por pontes disulfureto:
                        Cadeia Leve (L)

                           K ou l

                        Cadeia Pesada (H)

                           m,g,a,d ou e


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Estrutura das Imunoglobulinas (III)

                     Cada cadeia é formada
                      por domínios:
                        Cadeia H

                                 VH, CH1, CH2, CH3
                           Cadeia L
                                 V, CL



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Estrutura das Imunoglobulinas (IV)


                     Decomposição química
                      das Ig
                         Fc
                         Fab

                         F(ab’)2

                         Cadeias L e H




2001/2002    Prof. Doutor José Cabeda     Imunologia
Classes das Imunoglobulinas (I)
                                A classe das
                                 imunoglobulinas é
                                 determinada pelo
                                 isotipo da respectiva
                                 cadeia pesada




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Classes das Imunoglobulinas (II)




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Domínios das imunoglobulinas
                              Cadeias b
                              Estabilizadas por S-S
                              Domínios hipervariáveis nas
                               zonas de ligação das cadeias b




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                        O domínio da
                       região variável
                Regiões hipervariáveis (HV)
                      Formam a zona de ligação ao antigénio
                       (Complementary Determining Region)
                      Situam-se nos “loops” entre as cadeias b
                      Flexíveis => modificações conformacionais
                       após a ligação ao antigénio
                Regiões Framework (FR)




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O domínio das regiões constantes
                      CL e CH1
                         Extendem os braços Fab,
                          aumentando sua rotação máxima
                         Mantêm juntos o VH e VL (S-S)

                         Aumenta o número de combinações
                          VH/VL possíveis, estabilizando-as
                      “Hinge” Region
                         Cadeias a, d e g

                         Rica em resíduos de prolina

                         Flexível

                         Faz com que os braços fab
                          assumam angulos variáveis, quando
                          ligados ao antigénio

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O domínio das regiões constantes
                      IgA, IgD, IgG
                         CH1, Hinge, CH2, CH3

                      IgE, IgM
                         CH1, CH2, CH3, CH4


                      Função
                   desconhecida
                                       •Forma sIg e mIg
                                             •Terminal COH
                                       •Cel. Pré B -> mIgM
                                       •Resting -> mIgM ou mIgD
                                       •Memoria -> qualquer



                   •Cadeia paralela oligosacaridica
                   •Mais acessível ao meio
                   •Activação do complemento (IgG,IgM)
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                                       Função
                                     Propriedades das Ig




•80% da Ig sérica                          •10-15% da Ig sérica                                         •0.2% Ig sérica
•IgG1,IgG3,IgG4 atravessam a placenta      •Ig predominante nas secreções                               •mIGD
•IgG3 é o + eficiente activador do         (leite, saliva, lágrimas, muco                               •sIgD função?
complemento                                boncrial, do tracto genitourinário e
                                           digestivo)                                      •Mediador da
•IgG4 não activa o complemento                                                             hipersensibilidade
•IgG1 e IgG3 ligam-se com alta afinidade
ao receptor Fc, mediando a opsonização                                            •5-10% Ig sérica
                                                                                  •1ª Ig produzida na resp. Imune
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Os Linfócitos T e B
 Características dos Epitopes T e B
 A teoria clonal
 Linfócitos B
   Imunoglobulinas

   Os linfócitos B na resposta Imunológica

 Linfócitos T
   Subtipos de Linfócitos T

2001/2002       Prof. Doutor José Cabeda   Imunologia
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           Immune effector mechanisms against
             extracellular pathogens & toxins
                    NEUTRALISATION




`      `                                                          `           `


Y                 Adhesion to
                host cells blocked


                                   Prevents
                                                  Toxin release
                                                    blocked
                                                                  Y
                   Prevents
                   invasion         toxicity
                    NEUTRALISING ANTIBODIES
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                    Effector mechanisms against
                       extracellular pathogens
                           OPSONISATION
Bacteria in extracellular space


              +
               Ab




   OPSONISATION                   Fc receptor                 Phagocytosis
                                   binding
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               Effector mechanisms against
                  extracellular pathogens
                      COMPLEMENT
Bacteria in plasma
                             Lysis

      +
   Ab &
COMPLEMENT




Opsonisation          Complement &                 Phagocytosis
                       Fc receptor
  2001/2002
                        binding
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Os Linfócitos T e B
 Características dos Epitopes T e B
 A teoria clonal
 Linfócitos B
   Imunoglobulinas

   Os linfócitos B na resposta Imunológica

 Linfócitos T
   Subtipos de Linfócitos T

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            Timo: Amadurecimento
                  de Linf.T
                                            Células progenitoras entram e
                                             localizam-se no córtex do
                                             timo
                                            Dividem, e amadurecem, ao
                                             longo de 3 semanas
                                            Rearranjam os genes TCR
                                                gd

                                                ab
                                            Sofrem selecção pos./neg.




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A selecção timica do repertório
   Rearranjos aleatórios originam especificidades aleatórias
      1015 ab e 1018 gd

   Só alguns rearranjos são úteis
      Alguns são auto-reactivos

      Alguns não reconhecem o MHC próprio

      Alguns não são funcionais

   Os timócitos sofrem 2 tipos de selecção
      Positiva (As células que reconhecem o MHC próprio)

      Negativa

          Rearranjos não funcionais

          Alguns rearranjos auto-reactivos



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                                       A Activação
                                           das
                                        células T
                                          Complexas vias de
                                           transdução de sinal
                                          Vários receptores
                                           envolvidos
                                               Estimulação via TCR
                                                sem co-estimulação
                                                induz anergia




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Superantigénios




   Proliferação policlonal            Delecção policlonal

2001/2002            Prof. Doutor José Cabeda          Imunologia
Os Linfócitos T e B
 Características dos Epitopes T e B
 A teoria clonal
 Linfócitos B
   Imunoglobulinas

   Os linfócitos B na resposta Imunológica

 Linfócitos T
   Subtipos de Linfócitos T

2001/2002       Prof. Doutor José Cabeda   Imunologia
Subtipos de Linfócitos T
   Células Efectoras
     Th

        Th1(secretam IL2, IFN-g, TNF-b; promovem a inflamação e
                hipersensibilidade e estimulam linfócitos Tc)

               Th2 (secretam IL4, IL5, IL6, IL10; estimulam a resposta B)
      Tc
   Linf. T Memória (fenotipicamente semelhantes às células efectoras)
   ab (a maioria em circulação)
   gd (proporção significativa no intestino; combate aos tumores?)

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                  Effector mechanisms against
                      intracellular bacteria
                  MACROPHAGE ACTIVATION


Inflammatory                                              Cytokines
       T cell      Th
                                            Th




                                            Activated macrophage
        Resting Macrophage
                                    Activation of killing mechanisms

      2001/2002              Prof. Doutor José Cabeda              Imunologia
             Effector mechanisms against
                intracellular pathogens
                      CYTOXICITY
                                                        CTL
                  CTL
                               CTL




Viral infection
                                                   Target cell
                                                     death
                       Lethal hit
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                Immunologia

            Curso de Análises Clinicas

                Aula Teórica Nº 5

2001/2002
              Recombinação V(D)J:
                  Prof.Doutor José Cabeda   Imunologia
                  A teoria clonal centra-se na
                  existência de receptores do
                    antigénio clonotípicos :

                                Linf. B : mIg
                                Linf. T: TCR




2001/2002   Prof. Doutor José Cabeda            Imunologia
Similaridades e diferenças entre o TCR e as Ig




     2001/2002         Prof. Doutor José Cabeda   Imunologia
A codificação genética do TCR e
Ig
   NECESSIDADE BIOLÓGICA:
       Criar um número ilimitado de TCR

   LIMITAÇÃO PRÁTICA:
       O Genoma é limitado, pelo que pode codificar
        um número limitado de Proteínas

   RESPOSTA BIOLÓGICA:
         O mecanismo de recombinação somática cria
          uma diversidade ilimitada a partir de um
2001/2002 número limitado de elementos genéticos base
                        Prof. Doutor José Cabeda   Imunologia
                  Os receptores do antigénio são
                codificados por mais que um gene
               Ig
                Cadeias Pesadas: IgH
                

               Cadeias Leves: Igl e Igk

             TCR
               Cadeia a

               Cadeia b

               Cadeia g

2001/2002      Cadeia d José Cabeda
                    Prof. Doutor            Imunologia
Os genes das Imunoglobulinas

                                        Cromossoma 16




                                        Cromossoma 6




                                         Cromossoma 12
2001/2002   Prof. Doutor José Cabeda   Imunologia
Os genes do TCR




2001/2002   Prof. Doutor José Cabeda   Imunologia
Os genes do TCR são diferentes em células
  diferenciadas e células indiferenciadas




  2001/2002       Prof. Doutor José Cabeda   Imunologia
O rearranjo somático




2001/2002   Prof. Doutor José Cabeda   Imunologia
 Regulação da recombinação:
     as sequências sinal




2001/2002   Prof. Doutor José Cabeda   Imunologia
Regulação da recombinação
   A recombinação somática segue a regra:
     “ só rearranjam elementos com espaçadores de
      comprimentos diferentes”.




       2001/2002          Prof. Doutor José Cabeda   Imunologia
Equação de recombinação
                              V
                            GTCCTCC.CACAGTG-12-ACAAAAACC
                                  +
            GGTTTTTGT-23-CACTGTG.CTCAG

                                      J



                 GTCCTCCGGTCAG

                    V        J            JUNÇÃO CODIFICANTE

                        +
                                                      JUNÇÃO SINAL
2001/2002                        Prof. Doutor José Cabeda            Imunologia
            GGTTTTTGT-23-CACTGTG|CACAGTG-12-ACAAAAACC
                          Tipos de
                       recombinação




2001/2002   Prof. Doutor José Cabeda   Imunologia
As junções dos elementos V-D-J
não são pré-definidas
     Delecção de nucleótidos de cada elemento
     Adição de novos nucleótidos
        Nucleótidos P (origem numa estrutura
         palindrómica)
        Nucleótidos N (adicionados aleatoriamente pela
         enzima TdT)
     número potencial de 1016 ab-TCR e 1018 gd-TCR


  2001/2002            Prof. Doutor José Cabeda   Imunologia
A origem dos nucleótidos P
               GT
               CA




               GT
               CA




             CATG




            GTAC
            CATG
2001/2002             Prof. Doutor José Cabeda   Imunologia
                   Nucleótidos "P"
A origem dos Nucleótidos N




2001/2002   Prof. Doutor José Cabeda   Imunologia
Leitura dos segmentos Db faz-
se em 3 ordens de leitura




  2001/2002   Prof. Doutor José Cabeda   Imunologia
     Diversidade combinatorial




2001/2002      Prof. Doutor José Cabeda   Imunologia
Locais de diversidade de junção: os
               CDR




  2001/2002   Prof. Doutor José Cabeda   Imunologia
Os CDR na estrutura proteica




 2001/2002    Prof. Doutor José Cabeda   Imunologia
A recombinação origina novos genes
e novos clones
      Cada gene obtido é potencialmente diferente dos
       restantes
      Os genes do TCR de cada linfócito são diferentes
       dos de qualquer outra célula não linfóide
      A recombinação V(D)J
         ocorre precocemente na ontogenia das células

         determina a sua maturação na linhagem T

         cada célula origina um clone de células T




   2001/2002            Prof. Doutor José Cabeda   Imunologia
 Estimativas da diversidade




2001/2002   Prof. Doutor José Cabeda   Imunologia
Mutação somática dos genes das Ig
                   Ocorre no centros germinais dos
                    nódulos linfáticos
                   Ocorre de forma aleatória
                   A selecção dirigida pelo antigénio
                    causa predominância de mutações nos
                    CDR
                   Resulta num aumento da afinidade dos
                    anticorpos

    2001/2002             Prof. Doutor José Cabeda   Imunologia
O TCR não sofre mutação somática




    2001/2002   Prof. Doutor José Cabeda   Imunologia
O Gene TCR g no locus TCR a




   2001/2002   Prof. Doutor José Cabeda   Imunologia
Aplicações no laboratório de análises
              clínicas




   2001/2002    Prof. Doutor José Cabeda   Imunologia
Necessidades Funcionais do TCR

           Reconhecer o péptido
           Reconhecer o HLA do indivíduo como tal
           Reconhecer HLAs estranhos como tal
           Estar ancorado na membrana
           enviar sinais para o interior da célula após
            o reconhecimento do HLA/HLA+péptido



2001/2002                 Prof. Doutor José Cabeda    Imunologia
         Estrutura do TCR (I)
   Heterodimero cujos polipéptidos se encontram unidos
    por ligações dissulfídricas
   2 formas diferentes, expressas em células diferentes
      heterodimero ab (a maioria dos linfócitos T
       circulantes)
      heterodimero gd (5-10% dos linfócitos T circulantes)

   Ambos os heterodimeros são proteínas constitucionais
    da membrana citoplasmática
   Ambos os heterodimeros se associam a um complexo
    proteico denominado CD3
   A maioria encontra-se no exterior da célula, possuindo
           uma
    ainda2001/2002 zona transmembranar, e uma muito curta
                               Prof. Doutor José Cabeda Imunologia
           Estrutura do TCR (II)                                   2
   Existem 4 regiões de hipervaria-                                   1 3   3
                                                               4                 2      4
    bilidade na sequência dos a.a. :                                         1

       3 zonas análogas às observadas nas
        imunoglobulinas, sendo por isso
        referidas com nomes análogos
        (CDR1 a CDR3 - complementary
        determining region).
       1 zona denominada HV4
        (Hypervariable region 4)
       O CDR1, CDR2 e HV4 são
        codificados pelos “genes” V
       O CDR3 é codificado pela junção
        V(D)J

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            2
                1 3                              3
        4                                            1    2
                                                              4




2001/2002             Prof. Doutor José Cabeda           Imunologia
2001/2002   Prof. Doutor José Cabeda   Imunologia
Descobrindo especificidades
de ligação
       Mutações no péptido seleccionam mutações
               complementares no CDR3




2001/2002            Prof. Doutor José Cabeda   Imunologia
Mutações nos resíduos das -hélices do HLA
não induzem selecção nas V utilizadas:

     A mesma mutação tem efeito diverso,
      dependendo do péptido
                                                        Sem efeito

                                                   I   20-102 X
                                               I
                                       I               20- 102 X
                                                       102-103 X
  I                                                     >103
                                                       Sem
                                                       estimulação
                                                        Imunologia
2001/2002           Prof. Doutor José Cabeda
Mutações nos resíduos das -hélices do HLA
não induzem selecção nas V utilizadas:
       TCR diferentes são diferentemente afectados pelas
        mesmas mutações
                                                         Sem efeito

                                                    I   20-102 X

                                                        20- 102 X
                                                        102-103 X
    I
                                                         >103
                                                        Sem
                                                        estimulação
                                                         Imunologia
2001/2002                Prof. Doutor José Cabeda
Mutações nos resíduos das -hélices do HLA
não induzem selecção nas V utilizadas:


               Não se observou nenhum
                padrão de comportamento do
                tipo mut. X-hélice - mut.
                CDR 1/CDR 2



2001/2002             Prof. Doutor José Cabeda   Imunologia
O CDR 3 é a principal força que governa a
especificidade, sendo o HLA reconhecido como parte
do todo, e não separadamente


                 NOTA: verificar no
                  diagrama que
                  efectivamente o CDR
                  3 é a zona do TCR que
                  mais contacta o
                  péptido / HLA



      2001/2002               Prof. Doutor José Cabeda   Imunologia
               O H4 está
                particularmente
                envolvido nas
                ligações tipo super
                antigénio.



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          Factores que influenciam a
          diversidade do TCR
   Tolerancia                            Repertório de TCR
      Rearranjos constructivos               limitado
      Selecção negativa                         relatos contraditórios
      Selecção Positiva                            sobre a influencia de
   Estrutura do péptido                            delecções de Vß na
      péptidos c/ a.a. volumosos                   diversidade do
        nos resíduos expostos                       repertório especifico
        originam repertórios mais         Superantigénios
        diversos
                                                 Não especificos p/
   Concentração/densidade do
    ligando                                         péptido mas p/ Vß
      [] estimula apenas os TCR                activação policlonal
        de maior afinidade
           2001/2002                             superantigénios Imunologia
                                 Prof. Doutor José Cabeda

				
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posted:4/28/2012
language:Portuguese
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