Immunologia
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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

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Presentation Transcript


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

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Immunologia

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

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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

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Estrutura das imunoglobulinas iii

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

Estrutura das Imunoglobulinas (IV)

  • Decomposição química das Ig

    • Fc

    • Fab

    • F(ab’)2

    • Cadeias L e H

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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

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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)

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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

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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

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Immunologia

Prof. Doutor José Cabeda


Immunologia

Prof. Doutor José Cabeda


Immunologia

Prof. Doutor José Cabeda


Immunologia

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

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Immunologia

Bacteria in extracellular space

+

Ab

Fc receptor

OPSONISATION

Phagocytosis

Effector mechanisms against extracellular pathogens

OPSONISATION

binding

Prof. Doutor José Cabeda


Immunologia

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

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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.

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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

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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

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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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Immunologia

Th

Inflammatory

T cell

Cytokines

Th

Activation of killing mechanisms

Effector mechanisms against intracellular bacteria

MACROPHAGE ACTIVATION

Activated macrophage

Resting Macrophage

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Immunologia

CTL

CTL

CTL

Target cell

death

Effector mechanisms against intracellular pathogens

CYTOXICITY

Viral infection

Lethal hit

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Immunologia

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Immunologia

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Immunologia

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Immunologia

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Immunologia

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Immunologia

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Immunologia

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Immunologia

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Immunologia

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Immunologia

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Immunologia

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Immunologia

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Immunologia1

Immunologia

Curso de Análises Clinicas

Aula Teórica Nº 5

Recombinação V(D)J:

Os genes das Ig e TCR

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Immunologia

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

Prof. Doutor José Cabeda


Similaridades e diferen as entre o tcr e as ig

Similaridades e diferenças entre o TCR e as Ig

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

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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 as sequ ncias sinal

Regulação da recombinação: as sequências sinal

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”.

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Equa o de recombina o

Equação de recombinação

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Tipos de recombina o

Tipos de recombinação

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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

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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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Leitura dos segmentos d b faz se em 3 ordens de leitura

Leitura dos segmentos Db faz-se em 3 ordens de leitura

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Diversidade combinatorial

Diversidade combinatorial

Prof. Doutor José Cabeda


Locais de diversidade de jun o os cdr

Locais de diversidade de junção: os CDR

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

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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

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O tcr n o sofre muta o som tica

O TCR não sofre mutação somática

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O gene tcr g no locus tcr a

O Gene TCR g no locus TCR a

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Aplica es no laborat rio de an lises cl nicas

Aplicações no laboratório de análises clínicas

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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

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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

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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

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Immunologia

2

1

3

3

4

1

2

4

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Immunologia

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Descobrindo especificidades de liga o

Mutações no péptido seleccionam mutações complementares no CDR3

Descobrindo especificidades de ligação

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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 péptido

Mutações 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 mutações

Mutações 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:

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Immunologia

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

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Immunologia

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

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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

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