universidade estadual de campinas departamento de microbiologia e imunologia anticorpos: estrutura e...
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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASDepartamento de Microbiologia e Imunologia
ANTICORPOS:
ESTRUTURA E FUNÇÃO
ANTICORPOS:
ESTRUTURA E FUNÇÃO
Profs. Paulo M. F. Araújo
e Márcio Lorencini
1. CARACTERÍSTICAS GERAIS1. CARACTERÍSTICAS GERAIS
• Também são conhecidos como imunoglobulinas
• Glicoproteínas
• Específicos
• Produzidos por linfócitos B (ou plasmócitos)
• Caracterizam a chamada resposta imune adaptativa humoral
• Proteínas integrais de membrana – superfície de linfócitos B
• Forma secretada livre – plasma, secreção de mucosas e no fluído intersticial
• Forma secretada ligada a receptores específicos – na superfície de algumas células imunes efetoras, como fagócitos mononucleares, células NK e mastócitos
2. DISTRIBUIÇÃO2. DISTRIBUIÇÃO
• Receptores de membrana de linfócitos B (BCR)
• Neutralização
• Opsonização
• Ativação do sistema complemento
• Ativação de células efetoras
3. FUNÇÕES GERAIS3. FUNÇÕES GERAIS
Rodney Robert Porter Gerald Maurice Edelman
4. ESTRUTURA MOLECULAR4. ESTRUTURA MOLECULAR
• Descrita inicialmente em 1959
• Prêmio Nobel em Imunologia em 1972
Adaptado de HARLOW & LANE (1988)
• 2 cadeias pesadas (de aproximadamente 50 KDa) – , , , ou
• 2 cadeias leves (de aproximadamente 24 KDa) – ou
• Pontes dissulfeto e interações não covalentes
• Carboidratos
• Domínios – estruturas globulares de aproximadamente 110 aminoácidos com duas folhas -pregueadas
Adaptado de SHARON (2000)
• Regiões da molécula:
– variável
– constante
– dobradiça
Adaptado de ABBAS & LICHTMAN (2003)
• Região variável – determina a especificidade do anticorpo, pois, é responsável pela ligação com o antígeno - contêm regiões de hipervariabilidade ou de complementariedade
• Região constante (cadeia Pesada) – está associada com a função efetora dos anticorpos
DIFERENTES CLASSES OU ISOTIPOS DE IMUNOGLOBULINAS
Adaptado de ABBAS & LICHTMAN (2003)
• Região da dobradiça – flexibilidade
• IgA (IgA 1 ou IgA 2):
– possui cadeia pesada (4 domínios
e região da dobradiça)
– dímeros ou trímeros (unidos por cadeia J)
– predominante nas mucosas
– presente no leite materno
5. ISOTIPOS5. ISOTIPOS
• IgD:
– possui cadeia pesada (4 domínios e
região da dobradiça)
– monômeros
– na superfície de linfócitos B
– não é secretada
• IgE:
– possui cadeia pesada (5 domínios sem
região da dobradiça)
– monômeros
– pouco encontrada no soro
– parasitoses e reações alérgicas
• IgG (IgG 1, IgG 2, IgG 3 e IgG 4):
– possui cadeia pesada (4 domínios e
região da dobradiça)
– monômeros
– predominante no soro (resposta secundária)
– ativa complemento e atravessa a placenta
IgM:
– possui cadeia pesada (5 domínios sem
região da dobradiça)
– pentâmeros ou hexâmeros (unidos por cadeia J)
– 10% no soro (resposta primária)
– ativa complemento
• Produção de cadeias – ribossomos aderidos à membrana do retículo endoplasmático rugoso
• Junção de cadeias e glicosilações – interior do retículo endoplasmático rugoso
• Montagem de moléculas e modificações nos carboidratos – complexo de Golgi
• Transporte até a membrana plasmática – vesículas
• Ancoragem na membrana ou secreção
6. MONTAGEM DE MOLÉCULAS6. MONTAGEM DE MOLÉCULAS
• A célula B tem potencial para produzir qualquer um dos isotipos. (existe um processo de seleção)
• Isotipos produzidos inicialmente – IgD e IgM
• Mudança após ativação da célula B (contato com antígeno específico) e recepção de sinais de outras células (como citocinas)
• Troca de porção constante da cadeia pesada
7. MUDANÇA DE ISOTIPO7. MUDANÇA DE ISOTIPO
Adaptado de ABBAS & LICHTMAN (2003)
• Resposta humoral
Uma vez que os anticorpos são específicos, como é possível produzir uma quantidade tão grande de
moléculas distintas, compatível com a imensa diversidade de antígenos aos quais somos expostos?
8. DIVERSIDADE8. DIVERSIDADE
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TEORIA DA RECOMBINAÇÃO GENÉTICA
• Descrita inicialmente em 1978
• Prêmio Nobel em Imunologia em 1987
Susumu Tonegawa
Adaptado de ABBAS & LICHTMAN (2003)
• Cadeias pesadas:
– 1 só locus
– região variável V, D e J
– região constante C
Adaptado de ABBAS & LICHTMAN (2003)
• Cadeias leves:
– 1 locus para cada tipo de cadeia ( ou )
– região variável V e J
– região constante C
• Mecanismo de recombinação genética:
– agrupamento aleatório dos segmentos gênicos da região variável
Adaptado de SHARON (2000)
– exclusão de DNA entre os segmentos gênicos combinados
Adaptado de SHARON (2000)
– inserção de novos nucleotídeos
Adaptado de SHARON (2000)
Adaptado de SHARON (2000)
• Sequência de recombinações genéticas:
• Maturação da resposta imune:
– hipermutação somática
– mudança de isotipo
Adaptado de ABBAS & LICHTMAN (2003) Adaptado de SHARON (2000)
1011 a 1018 moléculas de anticorpos distintos
Cada célula B só produz um anticorpo específico
• Mecanismos de geração de diversidade:
•– agrupamento aleatório dos segmentos gênicos da região variável
– inserção de nucleotídeos na junção de 2 segmentos
– hipermutação somática
– agrupamento de cadeias leves e pesadas recombinadas independentemente
Adaptado de SHARON (2000)
Respostas humorais quase sempre são policlonais
Baseados em sua especificidade, pesquisadores desenvolveram técnicas para isolar anticorpos específicos e utilizá-los como
ferramentas de diagnóstico e terapia.
ANTICORPOS MONOCLONAIS
ANTICORPOS MONOCLONAIS
• Desenvolvidos inicialmente em 1975
• Prêmio Nobel em Imunologia em 1984
Georges J. F. Köhler Cesar Milstein
Adaptado de ABBAS & LICHTMAN (2003)
9. INTERAÇÃO ANTÍGENO-ANTICORPO9. INTERAÇÃO ANTÍGENO-ANTICORPO• Ligações não-covalentes – forças eletrostáticas, pontes de hidrogênio, forças de van der Waals e interações hidrofóbicas
• Afinidade – pode ser medida por uma constante de dissociação (Kd)
• Avidez – depende da valência da interação
Adaptado de ABBAS & LICHTMAN (2003)
10. IMPORTÂNCIA CLÍNICA10. IMPORTÂNCIA CLÍNICA
• Ferramentas de imunodiagnósticos – utilização em testes laboratoriais
Análise do grau de infecção no soro – respostas primárias ou secundárias
Marcadores de doenças:– Lupus eritematoso sistêmico
• Doenças relacionadas à falhas na função dos linfócitos B:
– Outras doenças autoimunes
– Agamaglobulinemia ligada ao X
11. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS11. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ABBAS, A. K. & LICHTMAN, A. H. (2003) Celular and Molecular Immunology. 5th Edition, W. B. Saunders Company.
HARLOW, E. & LANE, D. (1988) Antibodies, a Laboratory Manual. 1st Edition, Cold Spring Harbor Laboratory.
SHARON, J. (1998) Imunologia Básica. 1ª Edição, Guanabara Koogan.
STITES, D. P.; TERR, A. I. & PARSLOW, T. G. (2000) Imunologia Médica. 9ª Edição, Guanabara Koogan.