Sistema de Complemento | Colunistas

Imunidade.

Uma definição incial seria dizer que é a função fisiológica do sistema imune. É a defesa contra microorganismos infecciosos. Porém essa definição nao abrange as substâncias não infecciosas que podem também desencadear uma resposta imune, um exemplo seriam as toxinas provenientes de microorganismos, os alimentos alérgenos, fármacos alérgenos e certas proteínas do próprio organismo. Portanto, a melhor definição e mais abrangente para definir imunidade é: uma reação a substâncias estranhas, incluindo microorganismos e macromoléculas como proteínas e polissacarídeos.A defesa contra microorganismos é mediada pelas reações iniciais (já está pronta) da imunidade inata e as respostas tardias (precisam ser formadas, precisam ser sinalizadas para serem montadas) da imunidade adquirida ou adaptativa.

A imunidade Inata, ocorre de 0 a 12 horas.É a linha de defesa inicial, por que ela já está pronta. Ela compreende de células, ou seja, inicia uma resposta através de mecanismos celulares e bioquímicos. Portanto, não precisam que ocorra uma infecção para que essas células e mecanismos seja gerados, eles já existiam. As características dela são:

• Há uma programação prévia para que a resposta seja mais rápida. Programados para responder rapidamente à infecções.Reagem apenas contra microorganismos e os produtos das células lesionadas por conta da infecção. Ou seja, não ocorre resposta inata contra o próprio organismo, o que seria um problema. Também, não possuímos resposta inata contra outras substâncias que não sejam microorganismos.
• Por já estarem prontos, respondem essencialmente da mesma maneira a sucessivas infecções. Por isso, se um indivíduo tiver uma infecção por uma determinada espécie de bactéria e posteriormente ser exposto à ela novamente, essa resposta inata continua igual, ela não será mais rápida ou mais efetiva.

Principais Elementos da imunidade inata (já estão prontos, não precisam ser montados):

• Barreiras físicas e químicas: as barreiras físicas são como o epitélio (pele, trato gastrointestinal, trato respiratório…) e possuímos barreiras químicas, as células epiteliais produzem antibióticos que vão destruir os microorganismos para evitar sua passagem, como as substâncias antibacterianas nas superfícies epiteliais.
• Células fagocitárias (neutrófilos, macrófagos) e as células NK (natural killers, elas conseguem eliminar por citotoxicidade, elimina células modificadas ou que estão infectadas por vírus ou que sejam tumorais sem precisar de uma prévia ativação).
• Proteínas do sistema complemento (são proteínas séricas = sempre circulando pelo sangue, sintetizadas no fígado, quando descobertas atuavam junto com os anticorpos por isso o nome “complemento”, mas podem atuar sozinhas também, ou seja já começam a atuar desde a imunidade inata) e outros mediadores da inflamação (dentro do sistema complemento, ou seja, na resposta inata já há a formação da inflamação no local da infecção, que é muito importante para combater os microorganismos).
• Citocinas: são proteínas com muitas funções e estão presentes na inata e na adquirida, são regulatórias, ou seja, regulam e coordenam várias atividades das células da imunidade inata  e adquirida. Regulam as respostas imunológicas.

Já a imunidade adquirida, ocorre a partir das 12 horas.Ela só é montada depois do contato com o microorganismo. Ela é estimulada pela exposição à agentes infecciosos. Sua magnitude e capacidade defensiva AUMENTAM com exposições posteriores ou subsequente a um microorganismos em particular, mudam o tempo e a força de combate. Essa é a principal diferença com a resposta inata, por que a resposta inical não muda sua linha de capacidades.Apresenta uma ESPECIFICIDADE extraordinária para distinguir as diferentes moléculas antigênicas do patógeno. Apresenta a capacidade de gerar células de MEMÓRIA, assim podemos responder com maior intensidade à exposições subsequentes, por isso as vacinas se tornam efetivas.

Elementos da imunidade adquirida:

• Linfócitos T.
• Linfócitos B.
• Produtos dos linfócitos: anticorpo (produzido pelo linfócito B, que quando ativada origina o plasmócito que forma o anticorpo), citocinas (ativa as células da imunidade que atuam contra o alvo, elas são produzidas pelo linfócito T). Lembrando que os linfócitos se diferenciam em células de memória. E os linfócitos não atuam diretamente, elas são como “chefes” que mandam.

Explicando rapidamente a parte da imunologia adaptativa: só depois das 12h que os sinais da resposta inata alcançam as células da resposta adquirida. Quando falamos em células T, elas não conseguem reconhecer um antígeno sem que ele seja apresentado por uma outra célula, por isso há células chamadas de “apresentadoras de antígeno”, como as células dendríticas. Isso ativa as células T e ocorre uma proliferação celular chamada de expansão clonal. Ela irá se diferenciar especificamente em outra célula para combater um determinado patógeno. Depois ela sai dos linfonodos e do baço e vai para a circulação para ir até a infecção e sinaliza através das citocinas pra eliminar o alvo.

Imunidade inata

É a resposta inicial. Ela tenta impedir que a infecção se estabeleça no hospedeiro e, em muitos casos, pode eliminar o microorganismo. Desempenha funções defensivas logo após o início da infecção. Ela proporciona o “aviso” de que uma infecção está presente para que a resposta adquirida seja montada. A inata não deixa de existir só por que avisou a adquirida. Os mecanismos efetores da imunidade inata são frequentemente usados na resposta adaptativa.

• Barreiras epiteliais: pode ser a pele, superfícies mucosas do TGI e respiratórios. As barreiras podem ser físicas contra a infecção ou química, que produz e secreta antibióticos locais, como a ex temos a defensina.
• Fagócitos (neutrófilos e macrófagos): é a primeira linha de defesa depois da barreira epitelial. Sua função primária é identificar e destruir os microorganismos.

Os neutrófilos são as primeiras células a chegarem na infecção, migram dentro de poucas horas, já nos tecidos elas funcionam durante algumas horas e depois sofrem apoptose. Os macrófagos M1 (chegam como monócitos pela circulação, chegam apenas um pouco depois do sneutrófilos, se dividem e aí se diferenciam primeiro em macrófagos) também possuem uma resposta rápida, mas persistem por mais tempo nos locais da inflamação (por isso são chamadas de dominantes), não são terminais (podem sofrer divisão celular nos locais de inflamação), são ainda as células efetoras dominates nos estágios mais tardios da resposta imune inata = 1 a 2 dias após a infecção.

A função primária deles é identificar primariamente o patógeno. Eles identificam os microorganismos através do reconhecimento de estruturas que são características de patógenos microbianos e não estão presentes nas células dos mamíferos. Essas estruturas presentes em patógenos são chamadas de padrões moleculares associadas à patógenos (PAMPs). Ex de PAMPs: ácidos nucleicos (ex: RNA de dupla fita), LPS gram negativas, ácidos tecóicos gram positivas, oligossacarídeos ricos em manose encontrados em glicoproteínas microbianas. Precisamos pensar que os microorganismos durante a evolução criaram estratégias para invadir o sistema imunológico, portanto, são essenciais para a sobrevivência dos microorganismos, se não teriam sido descartados.

Os receptores que se ligam a estas estruturas conservadas, os PAMPS, são chamados de receptores de reconhecimentos padrões (PRR’s). Esses receptores de reconhecimento padrão podem estar associados à células do organismo de defesa e podem estar: expressos na superfície/membrana de vários tipos celulares, citoplasmáticos (por conta de microorganismos que possuem vida intracelular) ou endossomais (por conta de moléculas como material genético, que já foram quebradas). Ou podem ser proteínas receptoras solúveis no sangue e líquidos extracelulares, que ficam circulando. Células que expressam receptores de reconhecimento padrão: neutrófilos, macrófagos, células dendríticas, células endoteliais, linfócitos, células epiteliais. Quanto maior a quantidade de receptores de PAMPS, os PRRs, melhor a capacidade daquela célula de reconhecer diferentes microorganismos. A célula dendrítica é a que possui maior capacidade, chamada então de célula estratégica.

Para células da mesma linhagem a distribuição dos receptores são idênticos, portanto reconhecem os mesmo microorganismos. Ex: todos os macrófagos reconhecem os mesmos microorganismos.

• O Sistema imune inato também reconhece moléculas que são produzidas ou liberadas de células danificadas.
• As DAMPS = damage associated molecular patterns (moléculas associadas à dano).São conservadas, podem ativar também a resposta inata, diferente das PAMPS que são do microorganismo, as DAMPS são do hospedeiro, são moléculas internas, ou seja, interiorizadas do hospedeiro. Só que com a infecção e com os danos, se tornam extracelulares, assim podem ser reconhecidas por receptores, como o do tipo toll, TLR-2 e a TLR-4. Ex: proteínas de chqoue térmico, são chamadas de chaperonas moleculares.
• Exemplos de DAMPS: HSP, HMGB1 (high mobility group 1 = proteínas ligadoras de DNA).

Funções efetoras dos macrófagos:

• Podem reconhecer um microorganismo pela PAMP, através do receptor PRR (ex: toll).
• Essa ativação que acontece a partir do reconhecimento, ela é para melhorar a ação do macrófago. Ele consegue reconhecer e fagocitar por que ele já está pornto, mas ele pode melhorar suas funções a partir do reconhecimento da PAMP, por exemplo.
• Esse reconhecimento gera uma transdução do sinal que vai ativar fatores de transcrição que vão se ligar às regiões regulatórias do gene de uma enzima especial pra uma função melhorada dos macrófagos, que é a fagócito-oxidase ou NADP-oxidase.
• A ezima Fagocito oxidase ou NADP-oxidade, atua no metabolismo oxidativo dos fagolisossomos, é a primeira enzima que vai atuar numa cascata de produção de radicais livres (muito importante para eliminar os microorganismos que foram fagocitados, por que não basta apenas fagocitar, tem que destruir). Isso gera dano direto às moléculas do microorganismos.
• Isso altera o pH do meio e gera PH ótimo de ação das enzimas lisossomais, assim o macrófago pode eliminar com bastante eficiência os microorganismos fagocitários.
• Nessa imagem podemos ver a fagocitose e destruição intracelular de microorganismos:

Também ocorre a ativação da expressão das citocinas. Algumas citocinas passam a ser produzidas pelos macrófagos em resposta ao reconhecimento do antígeno. Ex de citocinas: TNF, IL-1, IL-6, IL-12. Quando ocorrre essa síntese de citocinas, isso leva à inflamação e à montagem da resposta adaptativa. Quando elas são secretadas elas vão atingir células que tenham receptor para a determinada citocina. A resposta é por transdução de sinal, que ativa o fator de transcrição, que se liga à regiões regulatórias de determinados genes, modificando as respostas daquela célula, produzindo proteínas determinadas.

• Relembrando, citocinas são proteínas que tem função de regular e coordenar várias funções do sistema imune. No caso da imunidade inata elas vão coordenar as atividades da célula.
• Dentro das citocinas há as quimiocinas que é uma família de citocinas que estimula (a quimiotaxia celular) a migração celular.

Recrutamento de leucócitos para os locais de infecção:

• Macrófagos teciduais residentes após o reconhecimento de microorganismos passam a secretar citocinas TNF e IL-1. Elas atuam nas células endoteliais das vênuas adjacentes à infecção e induzem a expressão de selectinas.
• Selectinas P: armazenadas já em grânulos das células endoteliais citoplasmáticos, são rapidamente redistribuídas à superfície celular.
• Selectina E: sintetizadas em resposta à IL-1 e TNF, tem sua expressão só depois de 1 a 2 horas.
• Nessas selectinas serão grudados os leucócitos. Para isso, eles precisam ter receptores em sua membrana. Os leucócitos expressam carboidratos ligantes para as selectinas P e E. Essa interação selectina-receptor é de baixa afinidade, então é facilmente rompida pela força de cisalhamento do sangue fluente. Isso dá origem à um fenômeno chamado de rolamento ao longo da superfície endotelial.  Por isso, outras moléculas de adesão endoteliais também atuam junto.
• As TNF e IL-1 também induzem a expressão endotelial de ligantes de integrinas (as integrinas já estão nos leucócitos), para que assim esteja selectina e integrina juntas para fazer a adesão.
• Os leucócitos expressão as integrinas com estado de baixa afinidade nas células não ativadas, ou seja, nem integrina + selectina sozinhas não são suficientes. Para isso, as quimiocinas começam a agir, elas aumentam a afinidade das integrinas dos leucócitos pelos seus ligantes. Essas quimiocinas são produzidas no local da infecção (por exemplo, macrófagos teciduais). São transportadas para a superfície luminal das células endoteliais da vênula e se ligam à heparan sulfato glicosaminoglicana da célula endotelial. Nesta localização, elas se ligam a receptores específicos de quimiocinas na superfície dos leucócitos de rolagem.
• Resultado da expressão induzida de ligantes de integrina no endotélio gera: adesão firme dos leucócitos no endotélio, citoesqueleto é reorganizado, migração das células através dps espaços interendoteliais, segue um gradiente de concentração.
• O acúmulo de leucócitos nos tecidos é um componente importante da inflamação!
• Deficiência de adesão dos leucócitos: pode ser causado pela expressão ausente ou deficiente de integrinas ou selectinas, ou falha na migração de leucócitos para os tecidos. Esses indivíduos teriam os seguintes sintomas: infecção de recorrência (por que não combate nada e não consegue convocar as células para combate) pode ser bacteriana ou fúngica.

As CÉLULAS NK:

• Possuem a mesma célula progenitora dos linfócitos T e B. Por isso, possuem várias características em comum, principalmente com as células T citotóxicas (TCD8).
• Seu termo natural é Natural Killer, por que essas células in vitro destroem várias células alvo sem necessidade de imunização específica ou expansão clonal e diferenciação.
• A função efetora: destruição das células infectadas por vírus, bactérias intracelulares, células tumorais e ativação dos macrófagos para destruírem microorganismos fagocitados.
• Atuam na eliminação de células infectadas por vírus, mas é diferente de uma fagocitose que elimina o microorganismo extracelular, por que as NK eliminam a própria célula inteira.
• As NK possuem grânulos em seu citoplasma, como a perforina (ajuda a granzina a entra nas células infectadas) e granzina (ativa as caspases para ocorrer apoptose). Existe mecanismos de preparação chamada de sinapse imuológica para que elas não se percam no caminho, elas possuem mecanismos para distinguir células infectadas das saudáveis, elas fazem o reconhecimento de modificações na composição de glicoproteínas de superfície que são induzidas por estresse metabólico (transformação maligna, infecção por vírus ou bactérias).
• Então o macrófago reconheceu o microorganismo, fagocitou, mas ele tinha meios de viver intracelularmente. Então ele usa o fagócito e os mecanismos para poder entrar na célula e sobreviver. O macrófago passa a produzir citocinas, como IL12 que atinge a célula NK (tem receptor para tal), isso faz ocorrer transdução de sinal para que seja produzido a interferon gama.
• As NK respondem à IL-12 produzidas pelos macrófagos. As IFN-g (interferon gama) secretados pelas células NK ativa os macrófagos para destruírem microorganismos fagocitados, aumentando a potência do macrófago. Essa é só uma das fontes de interferon gama, por que ela ocorre várias vezes, é uma citocina muito importante.

As células dendríticas:

• Fazem conexão entre a resposta imune inata e a adquirida, normalmente é descrita dentro da inata.
• Tem capacidade fagocítica, a partir dos receptores de PAMP. São as células com maior variedade de receptores de PAMP, por isso reconhecem diversos microorganismos em comparação com as demais células fagocíticas.
• Tem localização estratégica, ficam em portais de entrada. São distribuídas nos tecidos linfóides, epitélio mucoso e parênquima dos órgãos.
• São rapidamente e eficazmente detecta microorganismos devido a localização nos tecidos e expressão dos mais diferentes receptores de PAMPS e DAMPS.
• Isso torna a célula muito importante para encontrar rapidamente o microorganismo e levá-lo aos locais corretos para serem reconhecidos pela imunidade adquirida.

Sistema Complemento

As células complemento:

• São uma cascata de proteínas que serão ativadas.
• Elas já estão no plasma, são produzidas pelo fígado e ficam circulando, mas não significa que vão ser ativadas, só que estão disponíveis.

O sistema complemento consiste de várias proteínas plasmáticas que trabalham em conjunto para: opsonizar os microorganismos (ligar e marcar o microorganismo para que o sistema imune a reconheça), promover o recrutamento de fagócitos para o sítio da infecção (a partir da ativação do sistema complemento, tem a liberação de mediadores inflamatórios, que recruta células inflamatórias, como os fagócitos), e em alguns casos, matar diretamente estes microorganismos (a célula alvo nesse caso é só o microorganismo, não tem a eliminação da célula hospedeira, ou seja, se for um microorganismo de vida intracelular, o complemento só agiria antes dele entrar na célula).

• Via alternativa do complemento (= da inata): recrutamento e reunião sequencial de proteínas do complemento, desencadeada pelo reconhecimento direto da superfície microbiana.
• A primeira proteína que vai iniciar a cascata, se chama C3, ela é clivada espontaneamente em C3b e C3a. A clivagem ocorre de 1% a 2% do total dela por hora.
• A C3a está o tempo todo sendo liberada.
• Depois da clivagem espotnânea, temos a C3b que se liga à superfície e age como opsonina para promover a fagocitose. A C3a vai promover a inflamação, por que vai servir de quimioatrativo para os neutrófilos, que induz a degranulação de mastócitos, aumentando a permeabilidade vascular e ajudar as células a entrarem no tecido.
• Primeiro ocorre a Clivagem espontânea, parte disso pode não reconhecer a superfície do microorganismos e ser hidrolisado, mas a grande maioria se liga. Depois que a C3b se liga, outras coisas começam a chegar, o primeiro que chega é o fator B que também se liga ao C3b e à superfície. Depois o fator D (que veio da circulação) reconhece esse complexo e cliva uma pequena parte do fator B, gerando Bb. Aí formou um compleco chamado de C3b-Bb, que vai ser estabilizado pela enzima properdina. Depois chega a C3 convertase, que servirá para clivar o complexo C3b em várias partes que vão se ligar à superfície. Isso irá formar um complexo C3b+Bb+C3b (o segundo C3b não está associado à membrana), depois agirá a C5 convertase, ela irá clivar a proteína C5 em C5b (fica e se liga à superfície da célula, não é opsonina) e C5a (sai e vira mediador inflamatório).
• A C5b vai iniciar o ataque à membrana para formar poros na membrana da célula alvo. Ela se liga à C6 (muda sua conformação para entrar na membrana), se liga à C7 e se inserem na membrana, depois se liga à C8 e se insere na membrana também. Depois que esse complexo é formado, é chamada várias moléculas de C9 que irá formar realmente o poro.
• Portanto, para a formação do complexo que origina o poro à C5b, C6, C7, C8, poli C9.
• Por isso imunodeficiências em C5 ou C8, etc, e tendo C9, NÃO SE FORMA O PORO, por que é uma cascata dependente, uma depende da outra para se ligarem e alterarem sua estrutura e conseguirem se inserir na membrana.
• C3b é uma opsonina, então a partir da marcação do microorganismo por C3b, o macrófago pode reconhece-lo e fagocitá-lo. Macrófago tem receptor para C3b.

Deficiências do Sistema complemento

São feitos testes de triagens, para avaliar de forma geral os elementos da resposta imune, para depois poder investigar de maneira mais específica. Para o sistema complemento temos duas fases de teste. Primeiro temos os testes para avaliar de maneira geral o sistema complemento, é chamado de CH50 (quantificação da atividade hemolítica da via clássica) e o APH50 (quantificação da atividade hemolítica da via alternativa). Não diz qual enzima teria problema, mas diria qual via tem problema. Caso algum dos dois testes dê alterado, passa para a fase II que avalia a proteína de ativação ou as proteínas de ataque à membrana, temos a quantificação dos níveis das diversas proteínas da via de ativação e o teste de quantificação dos níveis de diversas proteínas do complexo de ataque à membrana.

PRIMEIRA FASE

• Teste de quantificação da atividade hemolítica da via clássica à CH50:
• Avalia funcionalmente os componentes da via clássica.
• Eritrócitos de carneiro são pre-sensibilizados (hemácias com anticorpo ligado, anticorpos contra moléculas expressas nas hemácias produzidos por coelhos para serem diferentes) com anticorpos anti-hemácias que são incubados com diluições do soro do paciente.
• Para ter ativação da via clássica do complemento, pelo reconhecimento do anticorpo (por isso no teste a hemácia – alvo – já está com o anticorpo). Se tiver complemento via clássica, cuja primeira proteína é a CU, tem o reconhecimento das porções Fc do anticorpo, precisa de no mínimo duas porções Fc para que a CU consiga se ligar (CU tem duas subunidades CUq). Essa proteína complemento CU quando ativada ao se ligar com o anticorpo, tem enzimas associadas chamadas de CU1r e CU1s que farão a função hemolítica da via.
• CH50 é tem esse nome plea quantidade do complemento requerida para 50% de lise = a ativaçao do complemento determinada pela diluição do soro que consegue lisar 50% das hemácias. Os resultados desse teste expressam em unidades hemolíticas: a quantidade de soro necessária para promover a lise de 50% dos eritrócitos de carneiro sensibilizados com IgG de coelho, comparadas a 0% de lise de hemácias.        
• Teste de quantificação da atividade hemolítica da via à APH50
• Utiliza-se a lise mediada pelo complemento em eritrócitos de coelho com quelante de Ca2+. Neste ensaio a atividade da via clássica é bloqueada. Este ensaio é útil para screenning de deficiências homozigóticas dos componentes dessa via como C3, FATOR I, FATOR B, properdina, fator H, fator D.

Exemplificando:

• Se CH50 E APH50 estão normais à integridade do sistema complemento, não é essa a deficiência, ou diminui a suspeita de deficiência de doença.
• CH50 reduzido e APH50 normal à defeito no complexo de ativação da via clássica (C1, C2, C4).
• CH50 normal e APH50 reduzido à defeito no complexo de ativação da via alternativa.
• CH50 e APH50 reduzidas à defeito no complexo de ataque à membrana ou C3.
• Isso faz o direcionamento da avaliação quantitativa dos componentes individuais da cascata, que pode ser feito por: elisa, nefelometria ou turbimetria.
• Para confirmar as deficiências: CH50 e/ou APH50 com diferentes diluições de soro e suplementada somente com um determinado componente.
• Diminuição dos níveis de complemento pode ser causado por: um dos componentes está ausente devido à um defeito genético, estão sendo consumidas no momento, excessivamente utilizadas recentemente (infecção)…
• Frequentemente coexistem com casos de lúpus (SLE).

SEGUNDA FASE

• Depois desse laudo e dessa interpretação, parte-se para os testes de segunda fase, que serão  baseados  nos indicativos  das  possibilidades  do  que  pode  estar  alterado  no  teste de triagem  inicial. Se CH50  e  APH50 estão reduzidos, por  exemplo, precisa-se investigar  as proteínas C3, C5, C6, C7, C8 e C9. Então, há um direcionamento da avaliação quantitativa dos elementos individuais da cascata e essa avaliação pode ser feita por ELISA, nefelometria,  turbimetria ou imunodifusão. Assim buscam-se os níveis das proteínas e descobre qual está faltando.

Beatriz Yuki Maruyama

Instagram: @biamaruyama

O texto é de total responsabilidade do autor e não representa a visão da sanar sobre o assunto.

Observação: material produzido durante vigência do Programa de colunistas Sanar junto com estudantes de medicina e ligas acadêmicas de todo Brasil. A iniciativa foi descontinuada em junho de 2022, mas a Sanar decidiu preservar todo o histórico e trabalho realizado por reconhecer o esforço empenhado pelos participantes e o valor do conteúdo produzido. Eventualmente, esses materiais podem passar por atualização.

Novidade: temos colunas sendo produzidas por Experts da Sanar, médicos conceituados em suas áreas de atuação e coordenadores da Sanar Pós.

REFERÊNCIAS:

1. Imunologia Celular e Molecular por Abul Abul K. Abbas
2. Guyton & Hall Tratado de Fisiologia Médica