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AntAntíígenosgenos (Ag)(Ag)

unespProf. Helio José Montassier

PROPRIEDADES BPROPRIEDADES BÁÁSICAS DO SICAS DO SISTEMA IMUNESISTEMA IMUNE

FUNÇÃO PRIMORDIAL DO SI:Manter o Equilíbrio da Composição

Macromolecular Normal de Organismos Vertebrados, através do RECONHECIMENTO e

ELIMINAÇÃO de moléculas não próprias àcomposição normal do referido organismo.


ORTHOMYXOVIRUS – ESTRUTURA DA PARTÍCULA VIRAL

M1 proteína

Nucleocapsideo helicoidal (RNA + NP protein)

HA - hemaglutinina

Complexo – polimerase

Membrana lipídica

NA - neuraminidase

tipo A, B, C : NP, M1 proteínasub-tipos: HA or NA proteína


Visão Geral do Sistema Imune

Sistema ImuneInnato

(Não-Específico)Adaptivo

(Específico)

ComponentesCelulares

ComponentesHumorais Mediado por Cels Acs

Humorais


© [email protected] 2000. Slide 11/43

Ppais. Cels. do SI

ProgenitorLinfóide Comum

ProgenitorMilelóide

MacrófagoMonócito

NeutrófiloPMN

Eosinófilo

Basófilo

Mastócitos

Fagocitose Apresentação Ag

Anti-bacteriana

Anti-parasitaimunidade

?Proteção deSuperfícies mucosas?

Linfócito Imunidade Adquirida

Fagocitose

?Proteção deSuperfícies mucosas?

Cel. TroncoHematopoiéticaTotipotente



Respostas Celulares a Substâncias Microbianas

Reconhecimento na RI Inata Reconhecimento na RI Adquirida

Muitas substâncias microbianas são reconhecidas -

Reconhecimento INVARIÁVEL

Cada Cel. Reconhece uma única substância microbiana

Reconhecimento VARIÁVEL & FLEXÍVEL

Determinantes Moleculares Reconhecidos pelo SistemaImune Inato ou pelo Sistema Imune Adaptativo

• Sistema Imune Inato – Padrões Moleculares Amplos– Reage com uma variedade de Patógenos

• PAMPs – Pathogen Associated Molecular Patterns (AgentesInfecciosos / Microrganismos da Microbiota Normal)

• PRRs – Pattern Recognition Receptors (Receptorespresentes na membrana de Cels. do SI do organismohospedeiro, ou nos fluidos biológicos)

• Sistema Imune Adaptivo (Adquirido / Específico) –Determinantes Específicos → ANTÍGENOS– Reage com um patógeno específico• Linfócitos B = BCR (Receptor p/ Reconhecimento Ag)• Linfócitos T = TCR (Receptor p/ Reconhecimento Ag)


Determinantes MolecularesReconhecidos pelo Sistema Imune Inato• PAMPs – Pathogen Associated

Molecular Patterns (Agentes Infecciosos/ Microrganismos da Microbiota Normal)

• PRRs – Pattern Recognition Receptors (Receptores presentes na membrana de Cels. do SI do organismo hospedeiro, ounos fluidos biológicos)


A ativação de TLRs leva ao desencadeamento de respostas de defesa do org. hospedeiro (reações inflamatórias, fagocitose, lise do agente infeccioso, etc,), logo após o estímulo com substs. Apropriadas ou com o agente infeccioso.


PAMP PRRConsequênciaBiológica da

InteraçãoComponentes daParede Celular de MOGs

S. Complemento(Plasma)

Opsonização; Ativação do S. Complemento

Carboidratoscontendo Manose

MBP (Mannose-Binding Protein)(Plasma)

Opsonização; Ativação do S. Complemento

Polianions “Scavenger”receptors (Fagócitos)

Fagocitose

Lipoproteínas de bactérias Gram + Componentes daParede CelularLeveduras

TLR-2 (Toll-like receptor 2)(Fagócito)

Ativação de Macrófagos; Secreção de citocinasinflamatórias



InteraçãoRNA de duplacadeia

TLR-3(Fagócito)

Produção de interferon (antiviral)

LPS (lipopolissacarídeode bactéria Gram –

TLR-4(Fagócito)


Flagelina (Flagelobacteriano)

TLR-5(Fagócito)




Interação

RNA viral de cadeia única e ricoem Uracila

TLR-7(Fagócito)

Produção de interferons (açãoantiviral)

Fragmentos de DNA contendoCpG

TLR-9(Fagócito)



Receptores Solúveis

Proteínas Ligantes de LPSProteínas Ligs. ManoseComplementoProteínas de Fase Aguda

Vaso Sanguíneo

Apresentação de Ags

Receptores Associados a Cels.(PRRs - TLRs)

Destruição Direta ou Indireta de Patógenos

Th1 / Th2Linf. BLinf. Tc

Inflamação Atração e

Ativação de Fagócitos / Cels. NK

BACTERIA

Cels. DendríticasCels. Epiteliais Macrófagos

RIC e RIH (Acs)

Imunidade Inata

Imunidade Adquirida

M acrófagosCels. Epiteliais Cels. DendríticasNeutrófilos M acrófagosCels. Epiteliais Cels. DendríticasNeutrófilos

Vaso Sanguineo

Vírus, Bactérias

PAMP’s

SÍNTESE: Interação de Patógenos com Células e Moléculas Receptoras do S. Imune


Liberação de Citocinas e Quimiocinas

••RECONHECIMENTORECONHECIMENTO: : BCR, TCR, MHCBCR, TCR, MHC--I / III / II

••ESPECIFICIDADEESPECIFICIDADE: : SSíítios Combinattios Combinatóórios (BCR/TCR) x rios (BCR/TCR) x EpEpíítopostopos ((AgsAgs))

••MEMMEMÓÓRIARIA: : Expansão e DiferenciaExpansão e Diferenciaçção de Clones Respondedores ão de Clones Respondedores c/ c/ BCRsBCRs//TCRsTCRs EpEpíítopotopo--EspecEspecííficosficos

CARACTERCARACTERÍÍSTICAS FUNDAMENTAIS das STICAS FUNDAMENTAIS das RIsRIs ADQUIRIDASADQUIRIDAS



Subpopulações de Linfócitos

Ativa cels. Be macrófagosCELS. T HELPER

Th

Mata celsinfectadas c/ virus

CELS. T CITOTÓXICAS

CTL

Produção de anticorpos

PLASMÓCITOS

PC

T B

CELS. T CELS. B

CLPProgenitorLinfóide Comum



Receptores p/ Ags em LinfócitosAté 1960’s, os linfócitos não tinham uma função conhecida.

Cels. T e B são essencialmente inativas até elesEncontrarem o Ag.

As cels T e B expressam RECEPTORES P/ Ags

Lyc

Cada receptor de Ag liga-se a um Ag específico

BO receptor p/ Ag de Linfócitos B é uma Ig ligada à membrana

IMUNOGLOBULINA DE SUPERFÍCIE - BCR

TT CELL ANTIGEN RECEPTOR - TCR

O receptor p/ Ag de Linfócitos T não é uma Ig ligada à membranae sim uma molécula diferente (TCR)


RECONHECIMENTO E ESPECIFICIDADE NA INTERARECONHECIMENTO E ESPECIFICIDADE NA INTERAÇÇÃO Ag x BCR / TCR:ÃO Ag x BCR / TCR:

A especificidade de BCR/TCR depende por sua vez da estrutura e composição de aa.s dos CDRs

GENES CODIFICADORES de cadeias L e H de Igs e αβ de TCR ( regiões V).


Reconhecimento de Ags pela Imunidade Adquirida

BCRTCR


© [email protected] n 2000. Slide 34/43

Teoria da SeleçãoClonal MacFarlane Burnet 1957

Cada linfócito possue um único tipo de receptor com uma única especificidadeA interação com o Ag leva a ativação de linfócitos.

As cels. Linfóides possuem a mesma especificidade antigênica da cel parental

unespProf Helio José Montassier


Seleção Clonal induz proliferação celulare aumenta o número de cels. efetoras

No Cels.c/

Especificidadep/ um dado Ag

No de divisões Celulares

Limiar da Função Efetora

de proteção contra um dado

Ag


FASES DA RESPOSTA IMUNE


Fig. - A resposta imune é mediada por moléculas de anticorpos que são secretadas por plasmócitos



CTL

Mecanismos Efetores contraPatógenos Intracelulares

CITOXICIDADE

Infecção Viral

CTL

Ação Letal

Morte das Cels.Alvo

CTL



Ativação de MACRÓFAGOS

InflamatóriaCel. T

Th

Macrófago em Repouso

Citocinas

Th

Macrófago AtivadoAtivação de Mecanismos Microbicidas

Mecanismos Efetores contraBactérias Intracelulares


Ags:- Conceitos Importantes

• Immunogenicidade• Antigenicidade• Haptenos• Epitopos ou Determinantes

Antigênicos• Bases Químicas da Especificidade na

Interação de Ags com o SI.


Influência de Fatores do Ag sobre a Immunogenicidade

• Diferença da Composição Macromolecular Normal do Org. Vertebrado

• Tamanho• Forma Física:

Particulado / SolúvelDesnaturado / Nativo


DeterminantesConformacionais

DeterminantesSequenciais

• Composição Química– Estrutura Primária– Estrutura Secondária– Estrutura Terciária– Estrutura Quaternária

→ Proteínas




• Diferença da Composição Macromolecular Normal do Organismo Vertebrado

• Tamanho•Forma Física

Particulado > SolúvelDesnaturado > Nativo



• Estranheza à Composição Molecular Normal• Tamanho• Composição Química• Forma Física• Degradabilidade / Digestibilidade Intra-Celular

– Processamento de Ag por “Ag Presenting Cells”(APC)


Influência de Fatores do Ag sobre a Immunogenicidade - Org. Vertebrado

• Genética– Espécie Animal– Indivíduos

• Indivíduos Respondedores vs Não-respondedores

• Idade– Indivíduos muito novos (neonatos) ou muito velhos

tendem a desenvolver respostas imunes mais reduzidas


• Dose• Via: Por Ex:

– Subcutânea > Intravenosa > Intragástrica• Adjuvante

– Substâncias que aumentam, de forma nãoespecífica, as respostas imunes para os Ags aosquais eles estiverem associados.

Influência de Fatores do Ag sobre a Immunogenicidade – Formas de

Administração


Natureza Química dos Imunógenos

• Proteínas***• Polissacarídeos**• Ácidos Nucleícos• Lipídeos*

– Alguns glicolipídeos e fosfolipídeos podem ser imunogênicos para as cels. T e induzem umaresposta imune cito-mediada


Tipos de AntígenosT-independentes

• Definição• Polissacarídeos

• Propriedades– Estructura Polimérica– Ativação Policlonal de

Cels. B• (+) -Type 1 (TI-1)• ( - ) - Type 2 (TI-2)

– Resistentes à Degradação

• Exemplos– Polisacarídeo de Pneumócocos, Lipopolissacarídeos– Flagelos Bacterianos – São Proteícos


Fig. 1: Presença de Epitopos Repetidos em um Antígeno Polissacarídico


Tipos de AntígenosT-dependentes

• Proteínas• Estrutura

• Exemplos– Proteínas

Microbianas– Proteínas Non-self

or Alteradas


Conjugados Hapteno-Carreador

• Definição

Native determinants

Haptenic determinants• Estrutura

– determinantesnativos

– determinanteshaptênicos


Determinantes AntigênicosReconhecidos por Cels B e Acs

• Composição– Proteínas, polissacarídeos, ácidos nucleícos– Determinantes Sequênciais (linear) / Proteínas– Determinantes Conformacionais / Proteínas

• Tamanho dos Determinantes Ags– 4-15 resíduos de Aminoácidos (Ags Proteícos)

ou 4 – 8 resíduos de Monossacarídeos (AgsPolissacarídicos)


Determinantes AntigênicosReconhecidos por Cels B e Acs

• Composição• Tamanho• Número

– Limitado (epitoposimunodominantes)

– Localizados nasuperfície externados Ags

– Lineares ouConformacionais

Fe


Figure 1. Epitopes. On the left is illustrated a folded, functional protein. It might be anenzyme, or a cell wall receptor site protein or a ribosomal protein etc. On this proteinthere are certain GROUPS OF ATOMS that comprise EPITOPES. These groups are defined as epitopes BECAUSE THEY ELICIT AN IMMUNE RESPONSE and for no other reason. Since each of the epitopes is a DIFFERENT and unique chemicalcluster, each one of them induces a UNIQUE ANTIBODY. Each antibody will bindtightly to its particular epitope and NOT TO ANY OF THE OTHERS. Within thiscartoon lies the core information one needs to understand how the immune systemworks. That is, if you know how one car works, you have the core information on howall cars work, only some details differ.


Determinantes AntigênicosReconhecidos por Cels T

• Composição– > Proteínas (alguns lipídeos)– Determinantes Sequenciais

• Processados• Apresentação pelo MHC-I / MHC-II (Apresentação

de Lipídeos por MHC-like CD1)

• Tamanho– 8 -15 resíduos

• Número– Limitado a aqueles que podem se ligar ao MHC


Superantígenos

Ag Convencional

Monoclonal/OligoclonalResposta de Cel. T

1:104 - 1:105

Superantígeno

Policlonal Resposta de Cel. T

1:4 - 1:10

unes

• Definição

pProf. Helio José Montassier

Superantigenos

• Exemplos– Enterotoxina Estafilocóccica– Toxina Estafilocócica do choque tóxico– Toxina Estafilocócica Exfoliante– Exotoxina Estreptococcica pirogênica


unespProf. Helio José Montassier unespProf. Helio José Montassier







•Reconhecimento

•Interação com Receptores Cels. SI ou com Acs


Determinantes Antigênicos

DeterminanteAntigênico -

Epítopo

Arranjo de Ags Proteícos em um Patógeno


Epítopos Contínuos ou Lineares

Geracontínuos. ou nas extremidateisaplicações em pesquisas

lmente os epítopos de linfócitos B podem ser lineares ou Estes epítopos são frequentemente altamente expostos em alças

des das moléculas proteícas e são muito úteis para


Epítopos Descontínuos ou Conformacionais

Diferentemente dos haptenos os epítopos de

proteínas grandes compostas por muitos

aminoácidos

Os aminoácidos que constituem um epítopopodem ser de diferentes partes da molécula, que

ficam juntos após o dobramento da molécula

proteíca

Os anticorpos não podem se ligar a componentes do epítopo a menos que eles estejam justapostos pela correta conformação da

molécula proteíca

Experimentos de Landsteiner – Especificidade na Interação de Ags com o SI e com Prods. RIs.


AntAntíígenos de Grupos Sangugenos de Grupos Sanguííneos: neos: ComposiComposiçção, estrutura molecular, ão, estrutura molecular,

propriedades propriedades imunoquimunoquíímicasmicas


AntAntíígenos bacterianos: Composigenos bacterianos: Composiçção, ão, estrutura molecular, propriedades estrutura molecular, propriedades imunoquimunoquíímicasmicas e determinae determinaçção do ão do

mapeamento de antmapeamento de antíígenosgenos


Antígeno K

Antígeno H

Antígeno O LPS – região I

Antígeno F


PAREDE CELULAR DE BACTÉRIA GRAM-POSITIVA unespProf. Helio José Montassier

http://www.arches.uga.edu/~kristenc/cellwall.html

PAREDE CELULAR DE BACTÉRIA GRAM-NEGATIVA

diferenças nessas cadeias originam os diferentes sorotipos


Figure 3. General Structure of Salmonella LPS


Cápsula bacteriana (CP)

constituição polissacarídica com cadeias laterais

acetil-Ofosfatoácido siálicooutros

epítoposimunodominantes

Cápsula bacteriana - antifagocítica

(FATTOM et al., 1998)unespProf. Helio José Montassier

ANTANTÍÍGENOS VIRAIS GENOS VIRAIS ––COMPOSICOMPOSIÇÇÃO, ESTRUTURA ÃO, ESTRUTURA MOLECULAR, PROPRIEDADES MOLECULAR, PROPRIEDADES

IMUNOQUIMUNOQUÍÍMICAS, MICAS, DETERMINADETERMINAÇÇÃO EÃO E

MAPEAMENTO DE EPMAPEAMENTO DE EPÍÍTOPOSTOPOS


Schematic representation of the structure of HIV


VFA: DISPOSIVFA: DISPOSIÇÇÃO TRIDIMENSIONAL NO ÃO TRIDIMENSIONAL NO CAPSCAPSÍÍDEO DOS POLIPEPTDEO DOS POLIPEPTÍÍDEOS VIRAIS DEOS VIRAIS

ESTRUTURAIS ESTRUTURAIS


Main Antigenic Sites on Type A FMDV

•Site 1 - VP1 / G-H Loop/ Residues 140 a 160VP1 / C-Terminus / Residues 200-212

•Site 2 - VP2 / B-C Loop / Residues C-aA Loop-Residue 80;E-aB Loop- Residue 132-133; H-I Loop- Residue 196

•Site 3 - VP1 / B-C Loop / Residues 43-45? / H-I Loop - Residue 169

•Site 4 - VP3 / B-B Knob-Residues 58-61;B-C Loop-Residues 69-70136;139; ; H-I Loop -Residue 195

•Site 5 – VP1 and ???

Fig. 06 – See Dendrogram (Fig. 05) with the relationships of mAbs according to theirbinding with 21 FMD type a viruses determined after the cluster analysis of thereactivity of these 21 viruses with 27 mAbs in the mAb-Sandwich-ELISA (the blueboxes represent the major mAb clusters while the red boxes represent the minormAb cluster of epitype and epitope similarity. The black boxes identified theputative epitopes/antigenic sites on the VPs of the virus surface)


Fig. 3: Antígenos e Epitopos de um Vírus


MS

N

Genoma RNA ss +

MORFOLOGIA PECULIAR dos ACoV Á M.E. C/ COLORAÇÃO NEGATIVA E ESQUEMA DO VÍRION COM AS PRINCIPAIS PROTEÍNAS ESTRUTURAIS E GENOMA VIRAL

(CAVANAGH, 1997; CAVANAGH et al., 1994; CAVANAGH, 1981; LAI & CAVANAGH, 1997; SIDDEL, WEGE & TER MEULEN, 1982; 1983; STERN & KENNEDY, 1980; STERN & SEFTON, 1982; STURMAN & HOLMES, 1983; STURMAN, HOLMES &BEHNKE, 1980)

Como se apresentam os Como se apresentam os PpaisPpais. . Componentes Estruturais e Componentes Estruturais e AgsAgs de de

CoronavCoronavíírusrus? ? Marcadores Antigênicos de Tipo – VN, HI


Principais Ags e Localização de Epítoposdo VBI

S2 S2

SS 11 S1

Membrana

Ac neutralizantes e inibidores da hemaglutinação

Acssoroneutralizantes

Epítoposconservados / indução de Acs e resposta imune celular

Epítoposconservados

Epítopossujeitos a

recombinação e mutação

Ac neutralizantes e inibidores da hemaglutinação

Acssoroneutralizantes

Epítopos +conservados / indução de Acs e resposta imune Celular***

Epítoposconservados

Epítopossujeitos a

recombinação e mutação


Rotavírus


Partículas do Vírus da Influenza Equina –VIE / MOE

nucleocapsídeoFragmentos de RNAEmpacotados no Capsídeo Proteíco

envelope

hemaglutinina eneuraminidase “espículas”Na superfície do Envelope

100 nm


ORTHOMYXOVIRUS – ESTRUTURA DA PARTÍCULA VIRAL

M1 proteína

Nucleocapsideo helicoidal (RNA + NP protein)

HA - hemaglutinina

Complexo – polimerase

Membrana lipídica

NA - neuraminidase

tipo A, B, C : NP, M1 proteínasub-tipos: HA or NA proteína


Hemaglutinina e Neuraminidase

Sítio de ligaçãono receptor

Sítio ativo

Alças variáveis

HA N

Ácido siálicono receptor cel.

Alças variáveis


Nucleocapsideo(NP protein)

HA - hemaglutinina

NA - neuraminidase

Principais Ags do VIE – Imunidade / Imunodiagnóstico

• Acs VN

• Acs HI

• CTLsImuno-Diagnóstico:

•HI

•ELISA

•RIHe

Imunidade(RIH / RIC):


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