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Immunologia. Teoria Clonal Características dos Epitopes T e B Linfócitos B, Linfócitos T Imunoglobulinas Recombinação somática. 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

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immunologia

Immunologia

Teoria Clonal

Características dos Epitopes T e B

Linfócitos B, Linfócitos T

Imunoglobulinas

Recombinação somática

Prof.Doutor José Cabeda

os linf citos t e b
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

Prof. Doutor José Cabeda

propriedades dos epitopes b
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

Prof. Doutor José Cabeda

propriedades dos epitopes t
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

Prof. Doutor José Cabeda

os linf citos t e b1
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

Prof. Doutor José Cabeda

a teoria clonal i
A teoria clonal (I)

Prof. Doutor José Cabeda

a teoria clonal ii
A teoria clonal (II)

Prof. Doutor José Cabeda

a teoria clonal iii
A teoria clonal (III)

Prof. Doutor José Cabeda

selec o clonal induz prolifera o e aumenta a frequencia das c lulas efectoras

No. of

cells with

useful

specificity

Threshold of

protective effector

function

No. of cell divisions

Selecção clonal induz proliferação e aumenta a frequencia das células efectoras

Prof. Doutor José Cabeda

slide10

Clonal nature of adaptive immune response

allows for removal of harmful cells

Opportunity to remove harmful specificity at an early stage of development

IMMUNOLOGICAL TOLERANCE

!!!!Cells specific for self antigen!!!!

Antigen receptors recognising self antigens can be individually purged from the antigen receptor REPERTOIRE before clonal expansion

Prof. Doutor José Cabeda

os linf citos t e b2
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

Prof. Doutor José Cabeda

estrutura das imunoglobulinas i
Estrutura das Imunoglobulinas (I)
  • Uma zona constante que determina a função efectora
  • Uma zona variável que determina a especificidade

Prof. Doutor José Cabeda

estrutura das imunoglobulinas ii
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

Prof. Doutor José Cabeda

estrutura das imunoglobulinas iii
Estrutura das Imunoglobulinas (III)
  • Cada cadeia é formada por domínios:
    • Cadeia H
      • VH, CH1, CH2, CH3
    • Cadeia L
      • V, CL

Prof. Doutor José Cabeda

estrutura das imunoglobulinas iv
Estrutura das Imunoglobulinas (IV)
  • Decomposição química das Ig
    • Fc
    • Fab
    • F(ab’)2
    • Cadeias L e H

Prof. Doutor José Cabeda

classes das imunoglobulinas i
Classes das Imunoglobulinas (I)
  • A classe das imunoglobulinas é determinada pelo isotipo da respectiva cadeia pesada

Prof. Doutor José Cabeda

classes das imunoglobulinas ii
Classes das Imunoglobulinas (II)

Prof. Doutor José Cabeda

dom nios das imunoglobulinas
Domínios das imunoglobulinas
  • Cadeias b
  • Estabilizadas por S-S
  • Domínios hipervariáveis nas zonas de ligação das cadeias b

Prof. Doutor José Cabeda

o dom nio da regi o vari vel
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)

Prof. Doutor José Cabeda

o dom nio das regi es constantes
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

Prof. Doutor José Cabeda

o dom nio das regi es constantes1
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

desconhecida

propriedades das ig
Propriedades das Ig
  • 10-15% da Ig sérica
  • Ig predominante nas secreções (leite, saliva, lágrimas, muco boncrial, do tracto genitourinário e digestivo)
  • 80% da Ig sérica
  • IgG1,IgG3,IgG4 atravessam a placenta
  • IgG3 é o + eficiente activador do complemento
  • IgG4 não activa o complemento
  • IgG1 e IgG3 ligam-se com alta afinidade ao receptor Fc, mediando a opsonização
  • 0.2% Ig sérica
  • mIGD
  • sIgD função?
  • Mediador da hipersensibilidade
  • 5-10% Ig sérica
  • 1ª Ig produzida na resp. Imune

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os linf citos t e b3
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

Prof. Doutor José Cabeda

slide27

Y

`

`

`

`

`

`

`

`

Y

Y

Y

Adhesion to

host cells blocked

Toxin release

blocked

Prevents

toxicity

Prevents

invasion

Immune effector mechanisms against extracellular pathogens & toxins

NEUTRALISATION

NEUTRALISING ANTIBODIES

Prof. Doutor José Cabeda

slide28

Bacteria in extracellular space

+

Ab

Fc receptor

OPSONISATION

Phagocytosis

Effector mechanisms against extracellular pathogens

OPSONISATION

binding

Prof. Doutor José Cabeda

slide29

Bacteria in plasma

+

Ab &

COMPLEMENT

Opsonisation

Complement &

Fc receptor

Phagocytosis

binding

Effector mechanisms against extracellular pathogens

COMPLEMENT

Lysis

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os linf citos t e b4
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

Prof. Doutor José Cabeda

timo amadurecimento de linf t
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.

Prof. Doutor José Cabeda

a selec o timica do repert rio
A selecção timica do repertório
  • Rearranjos aleatórios originam especificidades aleatórias
    • 1015ab e 1018gd
  • 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

Prof. Doutor José Cabeda

a activa o das c lulas t
A Activação das células T
  • Complexas vias de transdução de sinal
  • Vários receptores envolvidos
    • Estimulação via TCR sem co-estimulação induz anergia

Prof. Doutor José Cabeda

superantig nios
Proliferação policlonal

Delecção policlonal

Superantigénios

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os linf citos t e b5
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

Prof. Doutor José Cabeda

subtipos de linf citos t
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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slide37

Th

Inflammatory

T cell

Cytokines

Th

Activation of killing mechanisms

Effector mechanisms against intracellular bacteria

MACROPHAGE ACTIVATION

Activated macrophage

Resting Macrophage

Prof. Doutor José Cabeda

slide38

CTL

CTL

CTL

Target cell

death

Effector mechanisms against intracellular pathogens

CYTOXICITY

Viral infection

Lethal hit

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immunologia1

Immunologia

Curso de Análises Clinicas

Aula Teórica Nº 5

Recombinação V(D)J:

Os genes das Ig e TCR

Prof.Doutor José Cabeda

slide52
A teoria clonal centra-se na existência de receptores do antigénio clonotípicos :Linf. B : mIgLinf. T: TCR

Prof. Doutor José Cabeda

a codifica o gen tica do tcr e ig
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 número limitado de elementos genéticos base

Prof. Doutor José Cabeda

os receptores do antig nio s o codificados por mais que um gene
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
    • Cadeia d

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os genes das imunoglobulinas
Os genes das Imunoglobulinas

Cromossoma 16

Cromossoma 6

Cromossoma 12

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os genes do tcr
Os genes do TCR

Prof. Doutor José Cabeda

os genes do tcr s o diferentes em c lulas diferenciadas e c lulas indiferenciadas
Os genes do TCR são diferentes em células diferenciadas e células indiferenciadas

Prof. Doutor José Cabeda

o rearranjo som tico
O rearranjo somático

Prof. Doutor José Cabeda

regula o da recombina o
Regulação da recombinação
  • A recombinação somática segue a regra:
    • “ só rearranjam elementos com espaçadores de comprimentos diferentes”.

Prof. Doutor José Cabeda

equa o de recombina o
Equação de recombinação

Prof. Doutor José Cabeda

tipos de recombina o
Tipos de recombinação

Prof. Doutor José Cabeda

as jun es dos elementos v d j n o s o pr definidas
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 1018gd-TCR

Prof. Doutor José Cabeda

a origem dos nucle tidos p
A origem dos nucleótidos P

Prof. Doutor José Cabeda

a origem dos nucle tidos n
A origem dos Nucleótidos N

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diversidade combinatorial
Diversidade combinatorial

Prof. Doutor José Cabeda

os cdr na estrutura proteica
Os CDR na estrutura proteica

Prof. Doutor José Cabeda

a recombina o origina novos genes e novos clones
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

Prof. Doutor José Cabeda

estimativas da diversidade
Estimativas da diversidade

Prof. Doutor José Cabeda

muta o som tica dos genes das ig
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

Prof. Doutor José Cabeda

o tcr n o sofre muta o som tica
O TCR não sofre mutação somática

Prof. Doutor José Cabeda

o gene tcr g no locus tcr a
O Gene TCR g no locus TCR a

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necessidades funcionais do tcr
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

Prof. Doutor José Cabeda

estrutura do tcr i
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 ainda uma zona transmembranar, e uma muito curta cauda citoplasmática

Prof. Doutor José Cabeda

estrutura do tcr ii
Estrutura do TCR (II)

2

1

3

3

4

2

4

1

  • Existem 4 regiões de hipervaria-bilidade na sequência dos a.a. :
    • 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

Prof. Doutor José Cabeda

slide80

2

1

3

3

4

1

2

4

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muta es nos res duos das h lices do hla n o induzem selec o nas v utilizadas
A mesma mutação tem efeito diverso, dependendo do péptidoMutações nos resíduos das -hélices do HLA não induzem selecção nas V utilizadas:

Sem efeito

20-102 X

I

I

20- 102 X

I

MCC(99K)

MCC(99E)

102-103 X

>103

I

Sem

estimulação

Prof. Doutor José Cabeda

muta es nos res duos das h lices do hla n o induzem selec o nas v utilizadas1
TCR diferentes são diferentemente afectados pelas mesmas mutaçõesMutações nos resíduos das -hélices do HLA não induzem selecção nas V utilizadas:

Sem efeito

20-102 X

I

20- 102 X

102-103 X

I

>103

Sem

estimulação

Prof. Doutor José Cabeda

muta es nos res duos das h lices do hla n o induzem selec o nas v utilizadas2
Não se observou nenhum padrão de comportamento do tipo mut. X-hélice - mut. CDR 1/CDR 2 Mutações nos resíduos das -hélices do HLA não induzem selecção nas V utilizadas:

Prof. Doutor José Cabeda

slide86
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

Prof. Doutor José Cabeda

slide87
O H4 está particularmente envolvido nas ligações tipo super antigénio.

Prof. Doutor José Cabeda

factores que influenciam a diversidade do tcr
Tolerancia

Rearranjos constructivos

Selecção negativa

Selecção Positiva

Estrutura do péptido

péptidos c/ a.a. volumosos nos resíduos expostos originam repertórios mais diversos

Concentração/densidade do ligando

[] estimula apenas os TCR de maior afinidade

Repertório de TCR limitado

relatos contraditórios sobre a influencia de delecções de Vß na diversidade do repertório especifico

Superantigénios

Não especificos p/ péptido mas p/ Vß

activação policlonal

superantigénios endógenos originam delecção de expressão de Vß à periferia

Factores que influenciam a diversidade do TCR

Prof. Doutor José Cabeda

ad