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A evolução do sistema imune: Amphibia

A evolução do sistema imune: Amphibia. http://cache.eb.com/eb/image?id=5895& rendTypeId =4. Ana Marcela Bergamasco, André Carvalho Lima, André Maia Chagas, Deborah Azzi-Nogueira , Diogo Biagi , Henrique Borges da Silva, Luiz Felipe Zina Gonçalves Imunologia 2007 - Profª Lourdes Isaac.

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A evolução do sistema imune: Amphibia

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  1. A evolução do sistema imune: Amphibia http://cache.eb.com/eb/image?id=5895&rendTypeId=4 Ana Marcela Bergamasco, André Carvalho Lima, André Maia Chagas, Deborah Azzi-Nogueira, Diogo Biagi, Henrique Borges da Silva, Luiz Felipe Zina Gonçalves Imunologia 2007 - Profª Lourdes Isaac

  2. AMPHIBIA • Linhagem evolutiva monofilética • tegumento • trocas gasosas cutâneas • papilla amphibiorum (ouvido) • complexo operculum-plectrum (ouvido) • bastonetes verdes • dentes pedicelados • músculo levator bulbi ANURA URODELA GYMNOPHIONA http://www.meioambientehp.hpg.ig.com.br/images/froggy.jpg http://www.solarexpert.com/fishing/red-salamander-large.jpg http://www.sbs.utexas.edu/sron/yasuni/esp/fotos/gymno.jpg

  3. SISTEMA IMUNE AO LONGO DA EVOLUÇÃO

  4. MODELOS ESTUDADOS • Principal modelo utilizado é o gênero Xenopus: • sistema imune mais bem estudado dentre os ectotérmicos. • sistema imune comparável ao de mamíferos: restrição ao MHC I e II e rearranjo de genes de TCRs e Igs. http://www.iacuc.arizona.edu/training/xenopus/images/xenopus.jpg Outros modelos: Rana Ambystoma Bufo http://www.wildanimalsonline.com/amphibians/tigersalamander-ambystomatigrinum.jpg http://gutt.sg.free.fr/Images/bufo%20bufo.JPG http://www.cpsnaturalessences.com/tiendav/images/AE03Rana.jpg

  5. IMUNIDADE INATA DE AMPHIBIA • Proteção rápida e não específica. • Células natural killers (NK), como outros Vertebrata - resposta citotóxica imediata contra alvos infectados por vírus ou de tumor. http://www.healingcancernaturally.com/Maars_Image3.jpg • Células fagocitárias que podem fagocitar um patógeno diretamente. - macrófagos e neutrófilos. http://images.encarta.msn.com/xrefmedia/sharemed/targets/images/pho/t012/T012921A.jpg • Linfócitos intraepiteliais –Primeira linha de defesa, e talvez funções imunorregulatórias. Expressão de TCR delta/gama. http://www.dkimages.com/discover/previews/961/50311231.JPG

  6. Peptídeos antimicrobianos: • - 20 a 46 resíduos de aminoácidos • - básicos e anfipáticos • - ação contra grande variedade de • microorganismos: bactérias, leveduras, etc. • - detalhes de produção, ação, regulação, • etc, ainda não são conhecidos. IMUNIDADE INATA DE AMPHIBIA http://www.btools.com/images/peptide.jpg • Defensinas: • - antibiótico e antifúngico de amplo espectro • - iniciam e estimulam a resposta imune inata • - integram respostas imunes inatas e adquiridas • - comunicação entre sistema imune e nervoso: influência na participação de neurônios na resposta inflamatória e modulação de efeitos pós-sinápticos. Estudo feito em Rana. http://www.doembi.ucla.edu/People/Eisenberg/Gallery/Defensin.gif

  7. IMUNIDADE INATA DE AMPHIBIA • Sistema complemento, como outros Vertebrata: • via alternativa – ativação pela presença de microorganismo • via clássica – ativado por anticorpos ligados a antígenos • via da lectina – deve ser ancestral • formação do complexo de ataque à membrana http://www.cartage.org.lb/en/themes/sciences/lifescience/GeneralBiology/Physiology/LymphaticSystem/GeneralDefenses/complement.gif

  8. IMUNIDADE INATA DE AMPHIBIA • Toll-Like Receptors (TLRs): • - resultados de análises filogenéticas em Xenopus: TLRs tanto fish-type quanto mammalian-type. • - expressão ubíqua no girino e no adulto: TLRs parecem ser importantes na proteção contra infecções em ambas as fases de vida. http://images.google.com.br/images?q=toll+like+receptor&gbv=2&ndsp=20&svnum=10&hl=pt-BR&start=40&sa=N

  9. http://www.yesnet.yk.ca/schools/wes/webquests_themes/frogs_theme/frogs_K/frog_species/barred/images/barred_leaf_frog_jpg.jpghttp://www.yesnet.yk.ca/schools/wes/webquests_themes/frogs_theme/frogs_K/frog_species/barred/images/barred_leaf_frog_jpg.jpg IMUNIDADE ADQUIRIDA DE AMPHIBIA • Anuros: similar ao de mamíferos. • linfócitos T com expressão de TCRs • linfócitos B com expressão de Igs • heterogeneidade de Igs, rearranjo somático e junção combinatória de elementos V, D e J com cadeias leves e pesadas • citocinas derivadas de linfócitos • genes MHC I e MHC II • respostas T citotóxicas e auxiliares restritas ao MHC registradas em adultos • possuem timo e baço • não possuem linfonodos e medula linfopoiética. Centros germinativos não foram ainda descritos

  10. IMUNIDADE ADQUIRIDA DE AMPHIBIA • Urodelos: • linfócitos T com expressão de TCRs • linfócitos B com expressão de Igs • genes MHC I e II sem funcionamento reconhecido na apresentação de antígenos • resposta de anticorpos in vivo é tipicamente menos robusta do que em anuros. Ainda não há explicação para esse fato, nem se sabe se urodelos seriam mais susceptíveis a infecções. http://pinker.wjh.harvard.edu/photos/santa_barbara_california/images/salamander%20portrait.jpg

  11. IMUNIDADE ADQUIRIDA DE AMPHIBIA Ontogênese do sistema imune adquirido de Xenopus

  12. METAMORFOSE E REGENERAÇÃO • Regeneração • monócitos e linfócitos circulantes caem 50% na amputação • macrófagos e neutrófilos removem fragmentos celulares • perda do potencial regenerativo está associado ao refinamento do sistema imune • Metamorfose • importante evento na vida do organismo: grande remodelamento do sistema imune. • alguns componentes do sistema imune maturam só depois da metamorfose. • Nas espécies estudadas, a imunocompetência total só é atingida depois da metamorfose.

  13. METAMORFOSE • Sistema imune adquirido não é inteiramente funcional na fase larval. • A expressão de MHC em girinos é quase nula e se estabelece após a metamorfose. • Todas as TLR tem expressão ubíqua no girino e no adulto. • Reorganização do sistema imune deve eliminar linfócitos desnecessários que poderiam ser destrutivos na presença de novos antígenos adultos. • As condições nas quais girinos sofrem a metamorfose deve ter profundas conseqüências na sua imunocompetência. Quando animais sofrem metamorfose cedo demais o sistema imune pode ser seriamente comprometido, com grandes perdas de linfócitos, por exemplo.

  14. IMUNIDADE ADQUIRIDA DE AMPHIBIA • Aging: • maior mortalidade e menor fecundidade a partir de certa idade - sistemas imune, endócrino e nervoso; • imune: menor resistência a outros organismos e maior autoimunidade, com a incidência de diversas doenças. - Causa: Involução do timo - Vernal Rebuilding: acentuado em jovens e deficiente em senescentes. Plytyczt et al., 1995

  15. FATORES QUE MODIFICAM O SISTEMA IMUNE DE ANFÍBIOS • Temperatura • Mudanças internas (principalmente na época da metamorfose) • Mudanças ambientais (antrópicas ou não) • Luz UV (especialmente em larvas – TALVEZ!!!) • Flutuações na população – TALVEZ!!! • Metais pesados – TALVEZ!!!

  16. CASO ESPECIAL: O DECLÍNIO DOS ANFÍBIOS • Reconhecido como fenômeno global pela primeira vez em 1990. • Em alguns casos está claramente ligado a mudanças ambientais, em outros, a associação não é clara - doenças infecciosas (fungo Chytris, Iridoviridae, doenças bacterianas, etc). Dendrobates auratus Batrachochytrium dendrobatidis Iridoviridae http://animaldiversity.ummz.umich.edu/site/resources/Grzimek_herps/Dendrobatidae/Dendrobates_auratus.jpg/view.html http://www.20minutos.es/noticia/146612/0/plan/madrid/anfibios/ http://www.fmvz.unam.mx/fmvz/departamentos/patologia/microscopia.htm

  17. CASO ESPECIAL: O DECLÍNIO DOS ANFÍBIOS • Aumentonasusceptibilidade à novosagentesinfecciosos: • Exposição à novos patógenos (relacionados com • mudanças antrópicas ou não). • Novos patógenos: imunossupressores. • Alterações ambientais: • - fazem com que um patógeno antes encontrado raramente na água ou no solo passe a ter presença prevalente. • - estressam o hospedeiro, fazendo com que produza certos hormônios que causam um aumento na virulência de patógenos. • - combinações de alterações ambientais “sub-letais” causam mudanças no sistema neuroendócrino: imunossupressão. • -Exposição a contaminantes ambientais: também com efeito imunossupressor.

  18. BIBLIOGRAFIA • TORROBA, M. e ZAPATA, A. G. Aging of the Vertebrate Immune System. Microscopy Research and Technique, 62:477-481 (2003). • AUERBACH, R. e RUBEN, L. N. Studies of antibody formation in Xenopus laevis. The Journal of Immunology, 104(5):1242-1246 (1970). • MORALES, H. D. e ROBERT, J. Characterization of Primary and Memory CD8 T-Cell Responses against Ranavirus (FV3) in Xenopus laevis. Journal of Virology, 81(5):2240-2248 (2007). • DU PASQUIER, L.; ROBERT, J.; COURTET, M.; MUßMANN, R. B-cell development in the amphibian Xenopus. Immunological Reviews, 175:201-213 (2000). • ROLLINS-SMITH, L. A. e CONLON, J. M. Antimicrobial peptide defenses against chytridiomycosis, an emerging infectious disease of amphibian populations. Developmental and Comparative Immunology, 29:589-598 (2005). • ANDRIANOV, G. N.; NOZDRACHEV, A. D.; RYZHOVA, I. V. The role of defensins in the excitability of the peripheral vestibular system in the frog: Evidence for the presence of communication between the immune and nervous systems. Hearing Research, 230:1-8 (2007). • KIMURA, Y.; MADHAVAN, M.; CALL, M. K.; SANTIAGO, W.; TSONIS, P. A.; LAMBRIS, J. D.; DEL RIO-TSONIS, K. Expression of complement 3 and complement 5 in newt limb and lens regeneration. The Journal of Immunology, 170:2331-2339 (2003). • BLAUSTEIN, A. R. e WAKE, D. B. The puzzle of declining amphibian populations. Scientific American, 272:52-57 (1995). • KIESECKER, J. M.; BLAUSTEIN, A. R.; BELDEN, L. K. Complex causes of amphibian population declines. Nature, 410:681-684 (2001). • CAREY, C.; COHEN, N.; ROLLINS-SMITH, L. Amphibian Declines: an immunological perspective. Developmental and Comparative Immunology, 23:459-472 (1999). • ROBERT, J.; MORALES, H.; BUCK, W.; COHEN, N.; MARR, S.; GANTRESS, J. Adaptive immunity and histopathology in frog virus 3-infected Xenopus. Virology, 332(2):667-675 (2005). • HEISER, J. B.; JANIS, C. M.; POUGH, F. H. A vida dos vertebrados. Ed.Ateneu, 699p (3ªEdição – 2003). • WATANABE, M.; OHSHIMA, M.; MOROHASHI, M.; MAÉNO, M.; IZUTSU, Y. Ontogenic emergence and localization of larval skin antigen molecule recognized by adult T cells of Xenopus laevis: regulation by thyroid hormone during metamorphosis. Develop. Growth Differ., 45:77-84 (2003). • ROLLINS-SMITH, L. A. Metamorphosis and the amphibian immune system. Immunological Reviews, 166:221-230 (1998). • LAMBRIS, J. D.; REID, K. B. M.; VOLANAKIS, J. E. The evolution, structure, biology and pathophysiology of complement. Trends Immunology Today, 20(5):207-211 (1999).

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