Em formação

13.3B: Imunidade adquirida artificialmente - Biologia

13.3B: Imunidade adquirida artificialmente - Biologia


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

objetivos de aprendizado

  1. Defina e dê pelo menos um exemplo de cada um dos seguintes tipos de imunidade:
    1. imunidade ativa adquirida artificialmente
    2. imunidade passiva adquirida artificialmente
  2. Liste 3 formas diferentes de antígeno que podem ser usadas para imunidade ativa adquirida artificialmente e indique 2 exemplos comuns de cada uma.
  3. Declare o que significa DTaP e o que especificamente está sendo injetado com a vacina DTaP.
  4. Compare resumidamente a imunização ativa com a imunização passiva em termos de profilaxia do tétano.
  5. Defina adjuvante.
  6. Na imunidade adquirida artificialmente, a imunização ativa é preferida à imunização passiva. Explique por quê.
  7. Descreva o que se entende por imunidade coletiva (imunidade comunitária).

Imunidade Ativa Adquirida Artificialmente

A imunidade adquirida artificialmente ativa refere-se a qualquer imunização com um antígeno. Ao fornecer uma forma segura do antígeno artificialmente, o corpo produzirá seus próprios anticorpos e, mais importante, desenvolverá células circulantes de memória B de longa vida com receptores de células B de alta afinidade em sua superfície. Se, posteriormente, o corpo for novamente exposto a esse mesmo antígeno, as células de memória causarão a produção imediata e rápida dos anticorpos apropriados para proteção. Com a imunidade ativa adquirida artificialmente, alguém é imunizado com um ou mais dos seguintes:

Micróbios atenuados

Micróbios atenuados são cepas vivas e não virulentas de um micróbio. Os vírus são atenuados cultivando-os em células não humanas até que sofram mutação e se adaptem ao hospedeiro não humano. No processo, eles perdem a virulência para os humanos. Os vírus também podem ser atenuados usando técnicas de DNA recombinante para mutar ou deletar genes de virulência no genoma viral.

As vacinas virais atenuadas tendem a ser imunologicamente bastante eficazes, uma vez que os vírus podem se multiplicar lentamente no corpo, aumentando assim a quantidade e a persistência do antígeno para uma maior resposta de anticorpos. Além disso, vírus atenuados entram no citosol de células e peptídeos de antígenos virais podem ser apresentados por moléculas MHC-I para ativar linfócitos T8 naive e estimular a produção de linfócitos T citotóxicos (CTLs). Micróbios vivos atenuados podem, entretanto, às vezes ser potencialmente perigosos para indivíduos altamente imunossuprimidos, nos quais podem causar infecções oportunistas.

Exemplos de vacinas que contêm micróbios atenuados incluem:

  • A vacina MMR contendo vírus atenuados do sarampo, caxumba e rubéola;
  • A vacina MMRV contendo vírus atenuados do sarampo, caxumba, rubéola e varicela zoster (varicela);
  • O TOPV ou vacina oral trivalente da poliomielite contendo vírus atenuados da poliomielite dos tipos 1, 2 e 3;
  • A vacina contra a febre amarela contendo vírus atenuados da febre amarela;
  • A vacina do vírus Var ou varicela-zóster contendo vírus atenuados da varicela-zóster.

O corpo responde produzindo anticorpos que bloqueiam a adsorção viral às células hospedeiras.

Organismos mortos, microrganismos fragmentados ou antígenos produzidos por tecnologia de DNA recombinante

Exemplos de vacinas contendo micróbios mortos ou inativados incluem:

  • A vacina IPV ou poliomielite inativada contendo os vírus da poliomielite inativados tipos 1, 2 e 3;
  • As vacinas anti-rábicas contendo vírus da raiva inteiros e mortos;
  • As vacinas da gripe consistem em vírus da gripe inativados, inteiros ou fragmentados;
  • A vacina contra hepatite A contendo o vírus da hepatite A inativado;
  • RV1, uma cepa atenuada de um rotavírus humano. Os rotavírus são a causa mais comum de gastroenterite em crianças.

Exemplos de vacinas contendo fragmentos de microrganismos incluem as imunizações para:

  • Meningite meningocócica; contém polissacarídeo capsular de 4 cepas de Neisseria meningitidis;
  • Pneumonia pneumocócica; PCV13 contendo material capsular das 13 cepas mais graves de Streptococcus pneumoniae em crianças conjugadas à proteína do toxóide diftérico; PCV 23 contendo material capsular das 23 cepas mais graves de S. pneumoniae em adultos conjugados com a proteína do toxóide diftérico;
  • Hemophilus influenzae tipo b contendo polissacarídeo capsular de H. influenzae tipo B conjugado à proteína (toxóide diftérico ou uma proteína da membrana externa de Neisseria meningitidis).

Essas vacinas contêm material capsular de polissacarídeo da bactéria, geralmente conjugado à proteína para maior imunogenicidade. O corpo responde produzindo anticorpos opsonizantes contra a cápsula.

Enquanto os receptores de células B de linfócitos B podem reconhecer epítopos em polissacarídeos, os linfócitos T4 só podem reconhecer epítopos de peptídeos ligados a moléculas de MHC-II. O conjugado de proteína adicionado ao polissacarídeo na vacina é degradado em peptídeos e ligado a moléculas de MHC-II por APCs. Eles então apresentam o peptídeo aos TCRs nos linfócitos T4 para sua ativação. Desta forma, as citocinas produzidas pelos linfócitos T4 ativados tornam-se disponíveis para uso pelos linfócitos B sensibilizados ao componente polissacarídeo da vacina.

c. Exemplos de vacinas produzidas por tecnologia de DNA recombinante incluem:

  • A vacina contra hepatite B, a primeira vacina humana produzida por tecnologia de DNA recombinante, contém antígeno de superfície do vírus da hepatite B (HBsAG);
  • A coqueluche acelular parte da vacina contra difteria, tétano e coqueluche acelular (DTaP) contendo toxóide diftérico, toxóide tetânico e antígenos da bactéria da tosse convulsa Bordetella pertussis (As vacinas acelulares contra coqueluche contêm toxina coqueluche inativada (PT) e podem conter um ou mais outros componentes bacterianos (por exemplo, hemaglutinina filamentosa [FHA], uma proteína da membrana externa; pertactina [Pn] e fímbrias [Fim] tipos 2 e 3) ;
  • A vacina contra a doença de Lyme;
  • Gardasil, uma vacina contra o vírus do papiloma humano (HPV) tipos 6, 11 que causa cerca de 90% das verrugas genitais e tipos 16 e 18 responsável por cerca de 70% do câncer cervical nos Estados Unidos; e Cervarix, uma vacina contra o HPV tipos 16 e 18. Ambas contêm a proteína da cápside L1 recombinante de diferentes cepas de HPV;
  • RV5, uma vacina oral contra a gastroenterite por rotavírus humano. As proteínas da cápside de rotavírus humanos foram expressas na superfície de cepas inofensivas de rotavírus não humanos.

Toxóide

Um toxóide é uma exotoxina tratada de forma não tóxica, mas ainda imunogênica. Exemplos de vacinas contendo toxóides incluem os componentes difteria e tétano das vacinas DTaP e Td. O corpo responde produzindo anticorpos capazes de neutralizar a exotoxina. O antígeno pode ser adsorvido a um adjuvante, uma substância como o hidróxido de alumínio ou fosfato de alumínio que não é imunogênico, mas aumenta a imunogenicidade dos antígenos.

As práticas de vacinação de rotina protegem mais do que apenas os indivíduos que recebem a vacina. Quando uma parte crítica de uma comunidade é imunizada contra uma doença infecciosa específica, a maioria dos membros da comunidade - incluindo aqueles que não foram imunizados - fica protegida contra essa doença porque há pouca oportunidade para um surto. Isso é conhecido como imunidade coletiva ou imunidade comunitária.

Imunidade Adquirida Artificialmente Passiva

Imunidade passiva adquirida artificialmente refere-se à injeção de soro contendo anticorpos, ou imunoglobulina (IG), de outra pessoa ou animal. Como o corpo não está produzindo seus próprios anticorpos e as células de memória não são produzidas, a imunidade passiva adquirida artificialmente tem vida curta e oferece apenas proteção mediata e de curto prazo. Além disso, a injeção de soro durante a imunização passiva apresenta um risco maior de reações alérgicas do que a injeção de antígenos durante a imunização ativa. Essas reações alérgicas são chamadas de doença do soro e serão discutidas posteriormente em hipersensibilidades.

Exemplos incluem:

  • O uso de imunoglobulina humana (IG) combinada para prevenir a hepatite A e o sarampo e para prevenir infecções em pessoas com certas doenças de imunodeficiência;
  • HBIG humano para prevenir a hepatite B em pessoas não imunizadas ativamente com a vacina HepB;
  • TIG humano para prevenir o tétano em pessoas não imunizadas ativamente com as vacinas DTP, DTaP ou Td;
  • RhoGAM para prevenir a doença hemolítica Rh de recém-nascidos;
  • VZIG para prevenir a varicela;
  • CMV-IGIV para prevenir infecções por citomegalovírus em indivíduos altamente imunossuprimidos;
  • RIG para prevenir a raiva, administrada concomitantemente com a imunização ativa com a vacina anti-rábica;
  • Os anti-soros usados ​​para o botulismo; e
  • IVIG (imunoglobulina intravenosa), agora sendo usado para reduzir infecções em pessoas com certas doenças imunossupressoras, como síndrome de imunodeficiência primária e leucemia linfocítica crônica, bem como para tratar certas doenças autoimunes, como púrpura trombocitopenia imune (ITP) e doença de Kawasaki.

O tétano fornece um bom exemplo de como a imunização ativa (DTaP) e a imunização passiva (TIG) podem ser usadas na prevenção de uma doença (Tabela ( PageIndex {13} ). 3B.1 :).

Tabela ( PageIndex {13} ). 3B.1: Profilaxia do tétano no tratamento de rotina de feridas
História do tétano
doses de toxóide
Limpo, ferimento leveTodas as outras feridas (1)
Td (2)TIG (3)TdTIG
Desconhecido ou <3simNãosimsim
Três ou maisNão (4)NãoNúmero 5)Não

(1) Tais como, mas não se limitando a, feridas contaminadas com sujeira, fezes, solo, saliva, etc .: feridas de punção, avulsões e feridas resultantes de projéteis, esmagamento, queimaduras e congelamento.
(2) Toxóide tetânico, toxóide diftérico (imunização ativa).
(3) Imunoglobulina do tétano (imunização passiva).
(4) Sim, se mais de 10 anos desde a última dose.
(5) Sim, se mais de 5 anos desde a última dose. (Boosters mais frequentes não são necessários e podem acentuar os efeitos colaterais.)

Também há algumas evidências iniciais de que a imunização pode ser útil no tratamento de algumas infecções, bem como na sua prevenção, possivelmente por sobrecarregar o sistema imunológico das pessoas já infectadas. As terapias com vacinas em vários estágios de teste incluem aquelas contra doenças como herpes, hanseníase, tuberculose e hepatite B.

Um paciente com uma ferida de punção profunda que nunca recebeu a vacinação DTaP recebe Td e TIG. Outro paciente com uma ferida idêntica e que recebeu 4 vacinações DTaP quando criança e um reforço Td 3 anos atrás não recebe nada. Discuta o raciocínio por trás disso.


13.3B: Imunidade adquirida artificialmente - Biologia

Visão geral do tópico 1 da imunidade

O corpo animal com seu calor, umidade, células e ricos suprimentos de nutrientes representa um habitat ideal para o crescimento de bactérias, fungos, vírus e outros parasitas. Se o corpo não fosse defendido ativamente, seria rapidamente invadido por muitos organismos diferentes. Esta lição apresentará a você os mecanismos que permitem que nossos corpos sobrevivam e lutem. Entre os novos termos introduzidos nesta lição está imunidade que se refere a todos os mecanismos utilizados pelo organismo como proteção contra agentes ambientais estranhos ao organismo. Essa imunidade pode ser inato ou adquirido. Aprenderemos que as principais funções do sistema imunológico são: homeostase, defesa e vigilância. Os mecanismos de defesa imunológica diferenciam entre as moléculas que são intrínsecas ao organismo, ou "a si mesmo", e as moléculas estranhas, ou "não próprias". Esses mecanismos de defesa tentam então eliminar as moléculas estranhas. Os mecanismos de vigilância imunológica varrem as moléculas do organismo para detectar e eliminar alterações ou modificações em si mesmo. ”Assim, a homeostase, o estado estacionário de um organismo em relação ao seu ambiente, é controlada por suas funções imunológicas de defesa e vigilância. Nesta lição, você também será apresentado aos principais componentes biológicos, químicos e físicos do ambiente interno de um organismo, que desempenham um papel na preservação do estado estacionário do organismo. Uma carta levantamento histórico a descrição das origens da imunologia e seu envolvimento em nossa compreensão da imunidade é apresentada como uma introdução à lição.

Ao concluir esta seção e as leituras necessárias, você deverá ser capaz de:

n identificar e explicar três funções do sistema imunológico

n distinguir entre imunidade inata e imunidade adquirida

n discutir como a teoria seletiva clonal explica a capacidade do sistema imunológico de reconhecer milhões de antígenos

n descrever os componentes básicos estruturais e funcionais do sistema imunológico.

Consulte a chave do livro didático para leituras específicas para esta seção.

n As células vivem em um ambiente interno que é mantido ativamente em um estado estável. A resposta imune desempenha um papel central nessa manutenção.

n A doença é uma mudança no estado estacionário. A doença surge por infecção por agentes estranhos, modificação de células saudáveis, transformação de células ou falha da função reguladora normal de células, tecidos ou órgãos.

n A proteção contra agentes estranhos é conhecida como imunidade. Pode ser inato e imutável ou pode ser adquirido. A proteção pode usar moléculas circulantes, tais como anticorpos ou tipos de células específicos ou geralmente uma combinação dos dois.

n As respostas imunes são geralmente desencadeadas pela exposição a um composto estranho "não próprio" específico, denominado imunógeno. O imunógeno evoca a produção de antagonistas específicos que podem ser anticorpos que circulam nos fluidos corporais ou células efetoras específicas. (Coqueluche)

Na seção Sabia? , usaremos exemplos e anedotas para esclarecer ideias importantes que muitas vezes são mal compreendidas por muitos. Eles não são encontrados em seu livro, no entanto, recomendamos fortemente a leitura desta seção porque ela reforça os principais conceitos apresentados nas lições.

O estudo da imunologia como ciência passou por vários períodos de quiescência e desenvolvimento ativo, geralmente após a introdução de uma nova técnica ou de uma mudança de paradigma de pensamento sobre o assunto. Estamos atualmente em uma fase de atividade febril, tão produtiva que todo livro escolar corre um risco considerável de ficar desatualizado antes de ser publicado. Por exemplo, fatores como nutrição, idade e composição genética são bem conhecidos por afetar as defesas do hospedeiro. Recentemente, os cientistas notaram que o estresse também pode afetar a eficácia da imunidade do hospedeiro. A base para isso ainda é especulativa. As conexões emergentes entre o sistema imunológico e o sistema nervoso são uma das muitas descobertas novas e empolgantes que, esperamos, o ajudem a apreciar a complexidade e a beleza do corpo vivo.

AVANÇAR d 3 de todo o nervo! Conexões emergentes entre o sistema imunológico e o sistema nervoso

Há muito que se notou que o estresse ou o abuso de certas drogas (por exemplo, heroína, cocaína) estão associados à diminuição da função imunológica, mas a base para essa conexão não foi compreendida. Algumas descobertas recentes que sugerem ligações entre o sistema nervoso e o sistema imunológico podem, em última análise, fornecer uma explicação para essa conexão. Muitas das respostas do corpo ao estresse ambiental envolvem a liberação de hormônios glicocorticóides. Esta classe de compostos é conhecida por ser imunossupressora quando são usados ​​terapeuticamente como agentes antiinflamatórios, e níveis anormalmente elevados produzidos em resposta ao estresse dentro do corpo podem ter efeitos semelhantes. Outra conexão entre o sistema imunológico e o sistema nervoso é que os neurônios simpáticos estão conectados ao sistema linfático, que medeia a produção de anticorpos. Na verdade, existem receptores para catecolaminas (um composto neuroativo) na superfície do tecido linfóide. Foi demonstrado que as catecolaminas suprimem a atividade das células T em animais. Os mastócitos associados ao trato gastrointestinal liberam histamina e outros compostos que podem ativar os neurônios em resposta a certos tipos de infecções. Por fim, a morfina, composto que atua no sistema nervoso, é imunossupressora, pelo menos em camundongos. Essas informações intrigantes podem ser indicações de que existe uma extensa interconexão entre o sistema nervoso e o sistema imunológico.

Conforme publicado em: Bacterial Pathogenesis a Molecular Approach. A. A. Salyers e D. D. Whitt. ASM Press. Washington DC. 1994

A imunização se refere a vários processos que promovem o aumento da imunidade contra doenças específicas. Com a imunização ativa, uma preparação contendo antígeno conhecida como vacina é tomada por via oral ou injetada no corpo. A imunização passiva ajuda os indivíduos já infectados com patógenos a receber injeções de anticorpos purificados. Aqui, apresentamos um calendário de vacinação de rotina, conforme recomendado pelo Ministério da Saúde em Ontário.

* Deve ser após o 1º aniversário. ** Td recomendado.

*** Se a poliomielite oral for administrada durante todo o período, esquema recomendado para VPO = 2,4,18 meses e 4-6 anos.

Aqui, incluímos uma lista de testes de ácido e Faça e Não Faça que propomos que você use para autoavaliação ao concluir a revisão. Estão incluídas recomendações para abordar os objetivos de desempenho, bem como responder a questões de estudo, como definições, respostas curtas e diagramas. Simplesmente dar a você a resposta de amostra para cada pergunta de revisão incluída aqui não vai ajudá-lo a pensar sobre suas respostas. Na verdade, pode ser muito limitante, pois você erroneamente presumirá que a resposta dada é a única maneira de abordar o problema. Depois de seguir essas regras simples, você será capaz de responder às suas perguntas corretamente.

1. Não use o termo para definir o termo. Por exemplo, resposta: anticorpo é um anticorpo. não é aceitável. A resposta correta deveria ser: o anticorpo é uma glicoproteína produzida e secretada pelas células B.

2. Não use a forma de pontos. Quando você usa a forma de pontos, temos que assumir as conexões entre as idéias listadas como pontos. Recomendamos o uso de frases completas. Desta forma, você é aquele que inclui as conexões e não temos que presumir nada.

3. Inclua exemplos apropriados. Como acontece com qualquer definição tirada do dicionário, os exemplos devem seguir a definição. Por exemplo: a citocina é uma proteína que medeia as interações celulares e regula o crescimento e a secreção celular. Como resultado, as citocinas regulam a resposta imune. As interleucinas e o fator de necrose tumoral são exemplos de citocinas.

Como responder a uma pergunta de resposta curta

1. Responda no espaço fornecido. Um parágrafo é suficiente. As perguntas do exame serão muito semelhantes às perguntas do exercício e o espaço para a resposta também será limitado, portanto, escreva suas respostas com isso em mente.

2. Construa sua resposta desenvolvendo uma introdução, seguida das informações principais e, em seguida, feche-a com um breve resumo. Organize a resposta de forma que seja clara, compreensível e tenha um fluxo lógico de ideias. Pense antes de começar a escrever!

3. Inclua apenas as informações relevantes.Normalmente, é útil perguntar a si mesmo as seguintes perguntas: Eu ganho algo incluindo essas informações? Eu perco alguma coisa por não incluir essa informação? Se a resposta a ambas as perguntas for SIM, inclua-a! Além disso, responda às seguintes perguntas: O fato é correto? O fato está relacionado? Por exemplo, quando a pergunta é sobre a estrutura do IgM, e se sua resposta inclui informações detalhadas sobre a função e as características biológicas do IgM, ela não está correta, mesmo que a informação seja tecnicamente correta, não é a resposta para a pergunta.

4. Relacione os fatos em sua resposta. Não presuma que faremos conexões para você. Por exemplo, quando você for questionado sobre a função dos linfócitos, não espere que façamos a suposição de que se trata de uma célula.

5. Certifique-se de responder no formato correto. Dependendo da pergunta, você pode ter que escrever um parágrafo, construir uma tabela, desenhar um diagrama ou criar uma lista. Preste atenção à organização de seus diagramas de resposta devem ser claramente rotulados com as direções e dinâmica dos processos indicados por setas, por exemplo.

1. Perguntas de estudo do livro didático

Reveja as perguntas no final do Capítulo 1. As respostas com explicações estão disponíveis no final do livro.

2. Perguntas de múltipla escolha (As respostas podem ser encontradas na Chave de Resposta separada.)

1. Qual das seguintes opções se aplica a mecanismos imunológicos inatários :

C) Envolvimento de vários tipos de células

2. A função da escada rolante ciliar é

A) Remova os microorganismos das cavidades corporais.

B) Remova os microrganismos do trato respiratório inferior.

C) Remova os microrganismos do trato respiratório superior.

AVANÇAR d 1 3. Qual das alternativas a seguir não causa vasodilatação?

4. O movimento dos neutrófilos sob a influência de gradientes químicos externos é denominado

5. Tipo de imunidade resultante da vacinação

A) Imunidade ativa adquirida artificialmente

B) Imunidade passiva adquirida naturalmente

D) Imunidade passiva adquirida artificialmente

6. Imunidade do recém-nascido devido à transferência de anticorpos através da placenta é um exemplo de

A) Imunidade ativa adquirida artificialmente

B) Imunidade ativa naturalmente adquirida

C) Imunidade passiva adquirida artificialmente

E) Imunidade passiva adquirida naturalmente

3. Definições / Perguntas de resposta curta.

1. Uma das funções do sistema imunológico é a vigilância. O que pode acontecer ao hospedeiro se a vigilância for suprimida natural ou artificialmente?

2. Se o sistema imunológico é tão eficiente, por que continuamos a sofrer de doenças infecciosas e parasitárias?

3. Especule sobre as consequências se o sistema imunológico perder sua capacidade de distinguir antígenos próprios dos estranhos.

4. Como a seleção clonal explica a diversidade de anticorpos, especificidade de anticorpos e memória imunológica?

5. Diferencie imunidade mediada por células e imunidade humoral.

6. Por que a imunidade ativa é melhor do que a passiva?

Para onde ir a partir daqui

Depois de concluir a revisão, dedique algum tempo e conclua os objetivos. Se você estiver tendo problemas com qualquer um dos conceitos, entre em contato com seu instrutor.

É importante que você obtenha esclarecimentos sobre qualquer um dos tópicos ou conceitos com os quais está tendo dificuldade, assim que surgirem. Muitos dos conceitos se complementam, portanto, é vital que você não apenas mantenha o cronograma, mas também esclareça quaisquer dúvidas ou problemas à medida que surgirem. Lembre-se de verificar regularmente sua folha de tarefas / informações para tarefas e datas de vencimento para concluí-las.

Quando você tiver certeza de que pode completar os objetivos, prossiga para o próximo tópico.


O que é vacinação?

A vacinação é uma técnica médica que usa o próprio sistema imunológico do corpo para protegê-lo de doenças infecciosas.

Uma vacina introduz uma versão enfraquecida ou inativa da infecção no corpo. O sistema imunológico da pessoa reage à vacina produzindo anticorpos (moléculas no sangue que atacam e destroem a infecção).

Depois de vacinar, a pessoa fica imune, o que significa que, se encontrar a doença real, seu corpo pode lutar contra a infecção antes que a doença se instale.


Conteúdo

O termo "adaptativo" foi usado pela primeira vez por Robert Good em referência às respostas de anticorpos em rãs como sinônimo de "resposta imune adquirida" em 1964. Good reconheceu que usou os termos como sinônimos, mas explicou apenas que preferia usar o termo "adaptativo " Ele pode ter pensado na então não implausível teoria da formação de anticorpos em que os anticorpos eram plásticos e poderiam se adaptar à forma molecular dos antígenos e / ou ao conceito de "enzimas adaptativas", conforme descrito por Monod em bactérias, isto é , enzimas cuja expressão pode ser induzida por seus substratos. A frase foi usada quase exclusivamente por Good e seus alunos e alguns outros imunologistas que trabalharam com organismos marginais até a década de 1990, quando se tornou amplamente usada em conjunto com o termo "imunidade inata", que se tornou um assunto popular após a descoberta do sistema receptor Toll no Drosófila, um organismo anteriormente marginal para o estudo da imunologia. O termo "adaptativo", conforme usado em imunologia, é problemático, pois as respostas imunes adquiridas podem ser adaptativas e mal-adaptativas no sentido fisiológico. Na verdade, as respostas imunes adquiridas e inatas podem ser adaptativas e mal-adaptativas no sentido evolutivo. A maioria dos livros didáticos hoje, seguindo o uso inicial de Janeway, usa "adaptativo" quase exclusivamente e observando nos glossários que o termo é sinônimo de "adquirido".

O sentido clássico de "imunidade adquirida" passou a significar, desde a descoberta de Tonegawa, "imunidade específica do antígeno mediada por rearranjos de genes somáticos que criam receptores de antígenos definidores de clones". Na última década, o termo "adaptativo" tem sido cada vez mais aplicado a outra classe de resposta imunológica, até agora não associada a rearranjos de genes somáticos. Isso inclui a expansão de células assassinas naturais (NK) com especificidade até agora inexplicada para antígenos, expansão de células NK que expressam receptores codificados por linha germinativa e ativação de outras células imunes inatas para um estado ativado que confere uma "memória imune de curto prazo " Nesse sentido, a “imunidade adaptativa” se assemelha mais ao conceito de “estado ativado” ou “heterostase”, retornando assim, em sentido, ao sentido fisiológico de “adaptação” às mudanças ambientais.

A imunidade adquirida é desencadeada em vertebrados quando um patógeno evita o sistema imunológico inato e (1) gera um nível de limiar de antígeno e (2) gera sinais "estranhos" ou "perigosos" ativando células dendríticas. [2]

As principais funções do sistema imunológico adquirido incluem:

  • Reconhecimento de antígenos específicos "não próprios" na presença do "próprio", durante o processo de apresentação do antígeno.
  • Geração de respostas adaptadas para eliminar ao máximo patógenos específicos ou células infectadas por patógenos.
  • Desenvolvimento da memória imunológica, na qual os patógenos são "lembrados" por meio das células B e T de memória.

Em humanos, leva de 4 a 7 dias para o sistema imune adaptativo montar uma resposta significativa. [3]

Os linfócitos T e B são as células do sistema imunológico adaptativo. O corpo humano tem cerca de 2 trilhões de linfócitos, que são 20–40% dos glóbulos brancos, sua massa total é quase igual à do cérebro ou do fígado. A corrente sanguínea periférica contém apenas 2% de todos os linfócitos circulantes, os outros 98% movem-se nos tecidos e no sistema linfático, que inclui os gânglios linfáticos e o baço. [1] Em humanos, aproximadamente 1–2% do pool de linfócitos recircula a cada hora para aumentar a oportunidade de as células encontrarem o patógeno e o antígeno específicos aos quais reagem. [4]

As células B e T são derivadas das mesmas células-tronco hematopoéticas multipotentes e parecem idênticas umas às outras até serem ativadas. As células B desempenham um grande papel na resposta imune humoral, enquanto as células T estão intimamente envolvidas nas respostas imunes mediadas por células. Em todos os vertebrados, exceto Agnatha, as células B e as células T são produzidas por células-tronco na medula óssea. [5] Os progenitores de células T então migram da medula óssea para o timo, onde se desenvolvem posteriormente.

Em um animal adulto, os órgãos linfóides periféricos contêm uma mistura de células B e T em pelo menos três estágios de diferenciação:

    e células T ingênuas, que deixaram a medula óssea ou timo e entraram no sistema linfático, mas ainda não encontraram seus antígenos correspondentes que foram ativados por seus antígenos correspondentes e estão ativamente envolvidos na eliminação de um patógeno
  • Células de memória, sobreviventes de infecções anteriores

A imunidade adquirida depende da capacidade das células imunes de distinguir entre as células do próprio corpo e os invasores indesejados. As células do hospedeiro expressam antígenos "próprios". Esses antígenos são diferentes daqueles na superfície das bactérias ou na superfície das células hospedeiras infectadas por vírus (antígenos "não próprios" ou "estranhos"). A resposta imune adquirida é desencadeada pelo reconhecimento de antígenos estranhos no contexto celular de uma célula dendrítica ativada.

Com exceção das células não nucleadas (incluindo eritrócitos), todas as células são capazes de apresentar antígenos por meio da função de moléculas do complexo principal de histocompatibilidade (MHC). [5] Algumas células são especialmente equipadas para apresentar antígenos e para preparar células T virgens. As células dendríticas, células B e macrófagos são equipadas com ligantes "coestimuladores" especiais reconhecidos por receptores coestimuladores nas células T e são denominadas células apresentadoras de antígenos profissionais (APCs).

Vários subgrupos de células T podem ser ativados por APCs profissionais, e cada tipo de célula T é especialmente equipado para lidar com cada toxina ou patógeno microbiano único. O tipo de célula T ativada e o tipo de resposta gerada dependem, em parte, do contexto em que o APC encontrou o antígeno pela primeira vez. [2]

Antígenos exógenos Editar

As células dendríticas envolvem patógenos exógenos, como bactérias, parasitas ou toxinas nos tecidos e, em seguida, migram, por meio de sinais quimiotáticos, para os linfonodos enriquecidos com células T. Durante a migração, as células dendríticas passam por um processo de maturação no qual perdem a maior parte de sua capacidade de englobar outros patógenos e desenvolvem a capacidade de se comunicar com as células T. A célula dendrítica usa enzimas para cortar o patógeno em pedaços menores, chamados antígenos. No linfonodo, a célula dendrítica exibe esses antígenos não próprios em sua superfície, acoplando-os a um receptor denominado complexo principal de histocompatibilidade, ou MHC (também conhecido em humanos como antígeno leucocitário humano (HLA)). Este complexo MHC-antígeno é reconhecido pelas células T que passam pelo linfonodo. Antígenos exógenos são geralmente exibidos em moléculas MHC de classe II, que ativam as células T auxiliares CD4 +. [2]

Antígenos endógenos Editar

Os antígenos endógenos são produzidos por bactérias e vírus intracelulares que se replicam dentro de uma célula hospedeira. A célula hospedeira usa enzimas para digerir proteínas associadas a vírus e exibe essas peças em sua superfície às células T, acoplando-as ao MHC. Antígenos endógenos são tipicamente exibidos em moléculas MHC classe I e ativam células T citotóxicas CD8 +. Com exceção das células não nucleadas (incluindo eritrócitos), o MHC de classe I é expresso por todas as células hospedeiras. [2]

Linfócitos T CD8 + e citotoxicidade Editar

As células T citotóxicas (também conhecidas como TC, célula T killer ou linfócito T citotóxico (CTL)) são um subgrupo de células T que induzem a morte de células que estão infectadas com vírus (e outros patógenos), ou são de outra forma danificado ou disfuncional. [2]

As células T citotóxicas ingênuas são ativadas quando seu receptor de células T (TCR) interage fortemente com uma molécula de MHC de classe I ligada a um peptídeo. Essa afinidade depende do tipo e da orientação do complexo antígeno / MHC e é o que mantém o CTL e a célula infectada unidos. [2] Uma vez ativado, o CTL passa por um processo denominado seleção clonal, no qual ganha funções e se divide rapidamente para produzir um exército de células efetoras “armadas”. O CTL ativado então viaja por todo o corpo em busca de células que contenham aquele peptídeo MHC Classe I + exclusivo. [ citação necessária ]

Quando expostos a essas células somáticas infectadas ou disfuncionais, os CTL efetores liberam perforina e granulisina: citotoxinas que formam poros na membrana plasmática da célula-alvo, permitindo que íons e água fluam para a célula infectada e fazendo com que ela se rompa ou lise. Os CTL libertam granzima, uma serina protease encapsulada num grânulo que entra nas células através dos poros para induzir a apoptose (morte celular). Para limitar o dano tecidual extenso durante uma infecção, a ativação de CTL é rigidamente controlada e, em geral, requer um sinal de ativação MHC / antígeno muito forte ou sinais de ativação adicionais fornecidos por células T "auxiliares" (ver abaixo). [2]

Na resolução da infecção, a maioria das células efetoras morre e os fagócitos as eliminam - mas algumas dessas células permanecem como células de memória. [5] Em um encontro posterior com o mesmo antígeno, essas células de memória rapidamente se diferenciam em células efetoras, encurtando drasticamente o tempo necessário para montar uma resposta eficaz. [ citação necessária ]

Edição de células T auxiliares

Os linfócitos CD4 +, também chamados de células T "auxiliares", são mediadores da resposta imune e desempenham um papel importante no estabelecimento e maximização das capacidades da resposta imune adquirida. [2] Essas células não têm atividade citotóxica ou fagocítica e não podem matar células infectadas ou eliminar patógenos, mas, em essência, "administram" a resposta imunológica, direcionando outras células para realizar essas tarefas.

As células T auxiliares expressam receptores de células T (TCR) que reconhecem o antígeno ligado às moléculas de MHC de Classe II. A ativação de uma célula T auxiliar ingênua faz com que ela libere citocinas, que influenciam a atividade de muitos tipos de células, incluindo a APC (Antigen-Presenting Cell) que a ativou. As células T auxiliares requerem um estímulo de ativação muito mais suave do que as células T citotóxicas. As células T auxiliares podem fornecer sinais extras que "ajudam" a ativar as células citotóxicas. [5]

Th1 e Th2: respostas de células T auxiliares Editar

Classicamente, dois tipos de respostas de células T auxiliares CD4 + efetoras podem ser induzidas por um APC profissional, designado Th1 e Th2, cada um projetado para eliminar diferentes tipos de patógenos. Os fatores que determinam se uma infecção desencadeia uma resposta do tipo Th1 ou Th2 não são totalmente compreendidos, mas a resposta gerada desempenha um papel importante na eliminação de diferentes patógenos. [2]

A resposta Th1 é caracterizada pela produção de Interferon-gama, que ativa as atividades bactericidas dos macrófagos e induz as células B a fazer opsonização (marcação para fagocitose) e anticorpos fixadores de complemento, levando a imunidade mediada por células. [2] Em geral, as respostas Th1 são mais eficazes contra patógenos intracelulares (vírus e bactérias que estão dentro das células hospedeiras).

A resposta Th2 é caracterizada pela liberação de Interleucina 5, que induz eosinófilos na eliminação de parasitas. [7] Th2 também produz interleucina 4, que facilita a troca de isotipo de células B. [2] Em geral, as respostas Th2 são mais eficazes contra bactérias extracelulares, parasitas, incluindo helmintos e toxinas. [2] Como as células T citotóxicas, a maioria das células auxiliares CD4 + morre na resolução da infecção, com algumas remanescendo como células de memória CD4 +.

Cada vez mais, há fortes evidências de estudos científicos baseados em camundongos e humanos de uma diversidade mais ampla em subconjuntos de células T auxiliares efetoras CD4 +. [8] [9] As células T regulatórias (Treg) foram identificadas como importantes reguladores negativos da imunidade adaptativa, pois limitam e suprimem o sistema imunológico para controlar as respostas imunes aberrantes aos autoantígenos, um mecanismo importante no controle do desenvolvimento de doenças autoimunes . [5] As células T auxiliares foliculares (Tfh) são outra população distinta de células T CD4 + efetoras que se desenvolvem a partir de células T naive após a ativação do antígeno. As células Tfh são especializadas em ajudar a imunidade humoral das células B, pois são exclusivamente capazes de migrar para as células B foliculares em órgãos linfoides secundários e fornecer-lhes sinais parácrinos positivos para permitir a geração e recuperação da produção de anticorpos maturados por afinidade de alta qualidade. Semelhante às Tregs, as células Tfh também desempenham um papel na tolerância imunológica, uma vez que uma expansão anormal do número de células Tfh pode levar à produção irrestrita de anticorpos auto-reativos, causando distúrbios autoimunes sistêmicos graves. [10]

A relevância das células T auxiliares CD4 + é destacada durante uma infecção por HIV. O HIV é capaz de subverter o sistema imunológico atacando especificamente as células T CD4 +, precisamente as células que poderiam conduzir a eliminação do vírus, mas também as células que conduzem a imunidade contra todos os outros patógenos encontrados durante a vida de um organismo. [5]

Edição de células T gama delta

As células T gama delta (células T γδ) possuem um receptor de células T alternativo (TCR) em oposição às células T CD4 + e CD8 + αβ e compartilham características de células T auxiliares, células T citotóxicas e células assassinas naturais. Como outros subconjuntos de células T "não convencionais" com TCRs invariantes, como células T assassinas naturais restritas a CD1d, as células T γδ exibem características que as colocam na fronteira entre a imunidade inata e adquirida. Por um lado, as células T γδ podem ser consideradas um componente da imunidade adaptativa na medida em que reorganizam os genes TCR por meio da recombinação V (D) J, que também produz diversidade juncional, e desenvolvem um fenótipo de memória. Por outro lado, no entanto, os vários subconjuntos também podem ser considerados parte do sistema imunológico inato, onde um receptor restrito de TCR ou NK pode ser usado como um receptor de reconhecimento de padrão. Por exemplo, de acordo com este paradigma, um grande número de células T Vγ9 / Vδ2 respondem em horas a moléculas comuns produzidas por micróbios, e células T intraepiteliais Vδ1 altamente restritas respondem a células epiteliais estressadas.

As células B são as principais células envolvidas na criação de anticorpos que circulam no plasma sanguíneo e na linfa, conhecidas como imunidade humoral. Os anticorpos (também conhecidos como imunoglobulinas, Ig), são grandes proteínas em forma de Y usadas pelo sistema imunológico para identificar e neutralizar objetos estranhos. Em mamíferos, existem cinco tipos de anticorpos: IgA, IgD, IgE, IgG e IgM, diferindo nas propriedades biológicas, cada um evoluindo para lidar com diferentes tipos de antígenos. Após a ativação, as células B produzem anticorpos, cada um dos quais reconhece um antígeno único e patógenos específicos neutralizantes. [2]

A ligação do antígeno e do anticorpo causaria cinco mecanismos de proteção diferentes:

  • Aglutinação: Reduz o número de unidades infecciosas a serem tratadas
  • Ativação do complemento: causa inflamação e lise celular
  • Opsonização: O revestimento do antígeno com anticorpo aumenta a fagocitose
  • Citotoxicidade mediada por células dependente de anticorpos: os anticorpos ligados à célula alvo causam destruição por macrófagos, eosinófilos e células NK
  • Neutralização: bloqueia a adesão de bactérias e vírus à mucosa

Assim como a célula T, as células B expressam um único receptor de célula B (BCR), neste caso, uma molécula de anticorpo ligada à membrana. Todo o BCR de qualquer clone de células B reconhece e se liga a apenas um antígeno particular. Uma diferença crítica entre células B e células T é como cada célula "vê" um antígeno.As células T reconhecem seu antígeno cognato em uma forma processada - como um peptídeo no contexto de uma molécula de MHC, [2] enquanto as células B reconhecem os antígenos em sua forma nativa. [2] Uma vez que uma célula B encontra seu antígeno cognato (ou específico) (e recebe sinais adicionais de uma célula T auxiliar (predominantemente do tipo Th2)), ela se diferencia ainda mais em uma célula efetora, conhecida como célula plasmática. [2]

As células plasmáticas são células de vida curta (2-3 dias) que secretam anticorpos. Esses anticorpos se ligam aos antígenos, tornando-os alvos mais fáceis para os fagócitos, e disparam a cascata do complemento. [2] Cerca de 10% das células plasmáticas sobrevivem para se tornar células B de memória específicas do antígeno de longa vida. [2] Já preparadas para produzir anticorpos específicos, essas células podem ser chamadas a responder rapidamente se o mesmo patógeno infectar novamente o hospedeiro, enquanto o hospedeiro apresenta poucos sintomas, se houver algum.

Em vertebrados sem mandíbula Editar

Vertebrados primitivos sem mandíbula, como a lampreia e o peixe-bruxa, têm um sistema imunológico adaptativo que mostra 3 linhagens celulares diferentes, cada uma compartilhando uma origem comum com células B, células T αβ e células T γΔ inatas. [11] [12] Em vez dos anticorpos clássicos e receptores de células T, esses animais possuem uma grande variedade de moléculas denominadas receptores de linfócitos variáveis ​​(abreviatura de VLRs) que, como os receptores de antígenos de vertebrados com mandíbula, são produzidos apenas a partir de um pequeno número (um ou dois) dos genes. Acredita-se que essas moléculas se liguem a antígenos patogênicos de maneira semelhante aos anticorpos e com o mesmo grau de especificidade. [13]

Em insetos Editar

Por muito tempo, pensou-se que os insetos e outros invertebrados possuíam apenas sistema imunológico inato. No entanto, nos últimos anos, algumas das marcas básicas da imunidade adaptativa foram descobertas em insetos. Essas características são memória imunológica e especificidade. Embora as marcas registradas estejam presentes, os mecanismos são diferentes daqueles dos vertebrados.

A memória imunológica em insetos foi descoberta por meio do fenômeno do priming. Quando os insetos são expostos a uma dose não letal ou bactérias mortas pelo calor, eles são capazes de desenvolver uma memória daquela infecção que lhes permite resistir a doses letais das mesmas bactérias às quais foram expostos antes. [14] [15] Ao contrário dos vertebrados, os insetos não possuem células específicas para imunidade adaptativa. Em vez disso, esses mecanismos são mediados por hemócitos. Os hemócitos funcionam de forma semelhante aos fagócitos e, após a preparação, são capazes de reconhecer e envolver o patógeno com mais eficácia. [16] Também foi mostrado que é possível transferir a memória para a prole. Por exemplo, nas abelhas, se a rainha está infectada com bactérias, as operárias recém-nascidas têm habilidades aprimoradas no combate às mesmas bactérias. [17] Outro modelo experimental baseado no besouro da farinha vermelha também mostrou transferência de memória preparada para patógenos específicos para a prole de mães e pais. [18]

A teoria mais comumente aceita da especificidade é baseada em Dscam gene. Dscam O gene também conhecido como molécula adesiva celular da síndrome de Down é um gene que contém 3 domínios Ig variáveis. Esses domínios podem ser emendados alternativamente, alcançando um grande número de variações. [19] Foi demonstrado que após a exposição a diferentes patógenos, existem diferentes formas de splice de dscam produzidas. Depois que os animais com diferentes formas de splice são expostos ao mesmo patógeno, apenas os indivíduos com a forma de splice específica para aquele patógeno sobrevivem. [19]

Outros mecanismos que apoiam a especificidade da imunidade a insetos é a interferência de RNA (RNAi). RNAi é uma forma de imunidade antiviral com alta especificidade. [20] Ele tem vários caminhos diferentes que terminam com o vírus sendo incapaz de se replicar. Uma das vias é o siRNA, no qual o RNA de fita dupla longa é cortado em pedaços que servem como modelos para o complexo de proteínas Ago2-RISC que encontra e degrada o RNA complementar do vírus. A via do miRNA no citoplasma se liga ao complexo Ago1-RISC e funciona como um modelo para a degradação do RNA viral. O último é o piRNA, onde o pequeno RNA se liga à família de proteínas Piwi e controla os transposones e outros elementos móveis. Apesar da pesquisa, os mecanismos exatos responsáveis ​​pelo priming imunológico e especificidade em insetos não estão bem descritos.

Quando as células B e T são ativadas, algumas se tornam células B de memória e outras células T de memória. Ao longo da vida de um animal, essas células de memória formam um banco de dados de linfócitos B e T eficazes. Após a interação com um antígeno encontrado anteriormente, as células de memória apropriadas são selecionadas e ativadas. Desse modo, a segunda exposição e as subsequentes a um antígeno produzem uma resposta imune mais forte e mais rápida. Isso é "adaptativo" no sentido de que o sistema imunológico do corpo se prepara para desafios futuros, mas é "mal-adaptativo", é claro, se os receptores forem autoimunes. A memória imunológica pode estar na forma de qualquer passiva memória de curto prazo ou ativo memória de longo prazo.

Edição de memória passiva

A memória passiva geralmente é de curto prazo, durando entre alguns dias e vários meses. Os recém-nascidos não tiveram exposição anterior a micróbios e são particularmente vulneráveis ​​à infecção. Várias camadas de proteção passiva são fornecidas pela mãe. No utero, a IgG materna é transportada diretamente pela placenta, de modo que, ao nascer, os bebês humanos apresentam níveis elevados de anticorpos, com a mesma gama de especificidades antigênicas da mãe. [2] O leite materno contém anticorpos (principalmente IgA) que são transferidos para o intestino do bebê, protegendo contra infecções bacterianas, até que o recém-nascido possa sintetizar seus próprios anticorpos. [2]

Isso é imunidade passiva porque o feto não produz células de memória ou anticorpos: ele apenas os pega emprestados. A imunidade passiva de curto prazo também pode ser transferida artificialmente de um indivíduo para outro por meio de soro rico em anticorpos.

Editar memória ativa

Em geral, a imunidade ativa é de longo prazo e pode ser adquirida por infecção seguida de ativação de células B e T, ou adquirida artificialmente por vacinas, em um processo denominado imunização.

Edição de imunização

Historicamente, as doenças infecciosas têm sido a principal causa de morte na população humana. No último século, dois fatores importantes foram desenvolvidos para combater sua disseminação: saneamento e imunização. [5] A imunização (comumente referida como vacinação) é a indução deliberada de uma resposta imune e representa a manipulação mais eficaz do sistema imunológico que os cientistas desenvolveram. [5] As imunizações são bem-sucedidas porque utilizam a especificidade natural do sistema imunológico, bem como sua indutibilidade.

O princípio por trás da imunização é introduzir um antígeno, derivado de um organismo causador de doenças, que estimula o sistema imunológico a desenvolver imunidade protetora contra esse organismo, mas isso não acontece em si causar os efeitos patogênicos desse organismo. Um antígeno (abreviação de anticorpo generator), é definido como qualquer substância que se liga a um anticorpo específico e induz uma resposta imune adaptativa. [1]

A maioria das vacinas virais é baseada em vírus vivos atenuados, enquanto muitas vacinas bacterianas são baseadas em componentes acelulares de microrganismos, incluindo componentes inofensivos de toxinas. [1] Muitos antígenos derivados de vacinas acelulares não induzem fortemente uma resposta adaptativa, e a maioria das vacinas bacterianas requerem a adição de adjuvantes que ativam as células apresentadoras de antígenos do sistema imunológico inato para aumentar a imunogenicidade. [5]

A maioria das moléculas grandes, incluindo virtualmente todas as proteínas e muitos polissacarídeos, podem servir como antígenos. [2] As partes de um antígeno que interagem com uma molécula de anticorpo ou receptor de linfócitos são chamadas de epítopos ou determinantes antigênicos. A maioria dos antígenos contém uma variedade de epítopos e pode estimular a produção de anticorpos, respostas de células T específicas ou ambos. [2] Uma proporção muito pequena (menos de 0,01%) do total de linfócitos é capaz de se ligar a um determinado antígeno, o que sugere que apenas algumas células respondem a cada antígeno. [5]

Para que a resposta adquirida "lembre" e elimine um grande número de patógenos, o sistema imunológico deve ser capaz de distinguir entre muitos antígenos diferentes, [1] e os receptores que reconhecem antígenos devem ser produzidos em uma grande variedade de configurações, em essência uma receptor (pelo menos) para cada patógeno diferente que possa ser encontrado. Mesmo na ausência de estimulação do antígeno, um ser humano pode produzir mais de 1 trilhão de moléculas de anticorpos diferentes. [5] Milhões de genes seriam necessários para armazenar a informação genética que produz esses receptores, mas todo o genoma humano contém menos de 25.000 genes. [22]

Uma miríade de receptores é produzida por meio de um processo conhecido como seleção clonal. [1] [2] De acordo com a teoria da seleção clonal, no nascimento, um animal gera aleatoriamente uma vasta diversidade de linfócitos (cada um com um receptor de antígeno único) a partir de informações codificadas em uma pequena família de genes. Para gerar cada receptor de antígeno único, esses genes foram submetidos a um processo denominado recombinação V (D) J, ou diversificação combinatória, em que um segmento gênico se recombina com outros segmentos gênicos para formar um único gene único. Esse processo de montagem gera uma enorme diversidade de receptores e anticorpos, antes que o corpo encontre antígenos, e permite que o sistema imunológico responda a uma diversidade quase ilimitada de antígenos. [2] Ao longo da vida de um animal, os linfócitos que podem reagir contra os antígenos que um animal realmente encontra são selecionados para ação - dirigidos contra qualquer coisa que expresse esse antígeno.

Observe que as porções inatas e adquiridas do sistema imunológico trabalham juntas, não independentemente uma da outra. O braço adquirido, as células B e T não poderiam funcionar sem a entrada do sistema inato. As células T são inúteis sem as células apresentadoras de antígenos para ativá-las, e as células B são paralisadas sem a ajuda das células T. Por outro lado, o sistema inato provavelmente seria invadido por patógenos sem a ação especializada da resposta imune adaptativa.

A pedra angular do sistema imunológico é o reconhecimento de "eu" versus "não-eu". Portanto, os mecanismos que protegem o feto humano (que é considerado "não próprio") do ataque do sistema imunológico são particularmente interessantes. Embora nenhuma explicação abrangente tenha surgido para explicar essa misteriosa e freqüentemente repetida falta de rejeição, duas razões clássicas podem explicar como o feto é tolerado. A primeira é que o feto ocupa uma parte do corpo protegida por uma barreira não imunológica, o útero, que o sistema imunológico não patrulha rotineiramente. [2] A segunda é que o próprio feto pode promover imunossupressão local na mãe, talvez por um processo de depleção de nutrientes ativos. [2] Uma explicação mais moderna para essa indução de tolerância é que glicoproteínas específicas expressas no útero durante a gravidez suprimem a resposta imune uterina (ver eu-FEDS).

Durante a gravidez em mamíferos vivíparos (todos os mamíferos, exceto monotremados), retrovírus endógenos (ERVs) são ativados e produzidos em grandes quantidades durante a implantação do embrião. Eles são atualmente conhecidos por possuírem propriedades imunossupressoras, sugerindo um papel na proteção do embrião do sistema imunológico de sua mãe. Além disso, as proteínas de fusão virais causam a formação do sincício placentário [23] para limitar a troca de células migratórias entre o embrião em desenvolvimento e o corpo da mãe (algo que um epitélio não pode fazer o suficiente, já que certas células sanguíneas se especializam para se inserir entre células epiteliais adjacentes). A ação imunodepressora foi o comportamento normal inicial do vírus, semelhante ao HIV. As proteínas de fusão eram uma forma de espalhar a infecção para outras células simplesmente mesclando-as com a infectada (o HIV também faz isso). Acredita-se que os ancestrais dos modernos mamíferos vivíparos evoluíram após uma infecção por esse vírus, permitindo que o feto sobrevivesse ao sistema imunológico da mãe. [24]

O projeto do genoma humano encontrou vários milhares de ERVs classificados em 24 famílias. [25]

Uma estrutura teórica que explica o funcionamento do sistema imunológico adquirido é fornecida pela teoria da rede imunológica, com base nas interações entre idiotipos (características moleculares únicas de um clonotipo, ou seja, o conjunto único de determinantes antigênicos da porção variável de um anticorpo) e 'anti- idiotipos '(receptores de antígenos que reagem com o idiotipo como se fosse um antígeno estranho). Esta teoria, que se baseia na hipótese de seleção clonal existente e desde 1974 foi desenvolvida principalmente por Niels Jerne e Geoffrey W. Hoffmann, é considerada relevante para a compreensão da patogênese do HIV e a busca por uma vacina contra o HIV.

Estimulação da imunidade adaptativa Editar

Um dos desenvolvimentos mais interessantes na ciência biomédica durante as últimas décadas foi a elucidação dos mecanismos que mediam a imunidade inata. Um conjunto de mecanismos imunes inatos é humoral, como a ativação do complemento. Outro conjunto compreende receptores de reconhecimento de padrões, como receptores toll-like, que induzem a produção de interferons e outras citocinas, aumentando a resistência de células, como monócitos, a infecções. [26] As citocinas produzidas durante as respostas imunes inatas estão entre os ativadores das respostas imunes adaptativas. [26] Os anticorpos exercem efeitos aditivos ou sinérgicos com mecanismos de imunidade inata. Aglomerados de HbS instáveis ​​Band-3, uma importante proteína integral dos glóbulos vermelhos [27], reconhecem esses aglomerados e aceleram sua remoção pelas células fagocíticas. As proteínas da Banda 3 agrupadas com anticorpos anexados ativam o complemento, e os fragmentos C3 do complemento são opsoninas reconhecidas pelo receptor do complemento CR1 nas células fagocíticas. [28]

Um estudo populacional mostrou que o efeito protetor do traço falciforme contra a malária falciparum envolve o aumento das respostas imunes adquiridas e inatas ao parasita da malária, ilustrando a transição esperada da imunidade inata para a adquirida. [29]

As infecções repetidas de malária fortalecem a imunidade adquirida e ampliam seus efeitos contra parasitas que expressam diferentes antígenos de superfície. Na idade escolar, a maioria das crianças desenvolveu imunidade adaptativa eficaz contra a malária. Essas observações levantam questões sobre os mecanismos que favorecem a sobrevivência da maioria das crianças na África, enquanto permitem que algumas desenvolvam infecções potencialmente letais.

Na malária, como em outras infecções, [26] as respostas imunes inatas levam e estimulam as respostas imunes adaptativas. O controle genético da imunidade inata e adquirida é agora uma disciplina ampla e florescente.

As respostas imunes humorais e mediadas por células limitam a multiplicação do parasita da malária, e muitas citocinas contribuem para a patogênese da malária, bem como para a resolução de infecções. [30]

O sistema imunológico adquirido, mais bem estudado em mamíferos, se originou em peixes com mandíbula há cerca de 500 milhões de anos. A maioria das moléculas, células, tecidos e mecanismos associados a esse sistema de defesa são encontrados em peixes cartilaginosos. [31] Receptores de linfócitos, Ig e TCR, são encontrados em todos os vertebrados com mandíbula. A classe de Ig mais antiga, IgM, é ligada à membrana e, em seguida, secretada mediante estimulação de células B de peixes cartilaginosos. Outro isotipo, IgW de tubarão, está relacionado com IgD de mamíferos. Os TCRs, tanto α / β quanto γ / δ, são encontrados em todos os animais, de gnatostomos a mamíferos. A organização dos segmentos gênicos que sofrem rearranjo gênico difere em peixes cartilaginosos, que têm uma forma de agrupamento em comparação com a forma translocon em peixes ósseos para mamíferos. Como o TCR e Ig, o MHC é encontrado apenas em vertebrados com mandíbula. Os genes envolvidos no processamento e apresentação do antígeno, bem como os genes da classe I e da classe II, estão intimamente ligados no MHC de quase todas as espécies estudadas.

As células linfóides podem ser identificadas em alguns deuterostômios pré-vertebrados (ou seja, ouriços-do-mar). [32] Eles se ligam ao antígeno com os receptores de reconhecimento de padrões (PRRs) do sistema imunológico inato. Em peixes sem mandíbula, dois subconjuntos de linfócitos usam receptores de linfócitos variáveis ​​(VLRs) para a ligação ao antígeno. [33] A diversidade é gerada por um rearranjo mediado pela citosina desaminase de segmentos de DNA baseados em LRR. [34] Não há evidências para os genes ativadores de recombinação (RAGs) que reorganizam os segmentos gênicos de Ig e TCR em vertebrados com mandíbula.

Acredita-se que a evolução do AIS, com base nas moléculas de Ig, TCR e MHC, surgiu de dois eventos evolutivos principais: a transferência do transposon RAG (possivelmente de origem viral) e duas duplicações do genoma completo. [31] Embora as moléculas do AIS sejam bem conservadas, elas também estão evoluindo rapidamente. No entanto, uma abordagem comparativa descobre que muitas características são bastante uniformes entre os táxons. Todas as principais características do AIS surgiram cedo e rapidamente. Os peixes sem mandíbula têm um AIS diferente que depende do rearranjo gênico para gerar diversos receptores imunológicos com uma dicotomia funcional que se assemelha às moléculas de Ig e TCR. [35] O sistema imunológico inato, que tem um papel importante na ativação do AIS, é o sistema de defesa mais importante de invertebrados e plantas.

A imunidade pode ser adquirida ativa ou passivamente. A imunidade é adquirida ativamente quando uma pessoa é exposta a substâncias estranhas e o sistema imunológico responde. A imunidade passiva ocorre quando os anticorpos são transferidos de um hospedeiro para outro. Tanto a imunidade adquirida ativamente quanto a adquirida passivamente podem ser obtidas por meios naturais ou artificiais.


Imunidade Passiva

A imunidade passiva é fornecida quando uma pessoa é dado anticorpos para uma doença, em vez de produzi-los por meio de seu próprio sistema imunológico.

Um bebê recém-nascido adquire imunidade passiva de sua mãe por meio da placenta. Uma pessoa também pode obter imunidade passiva por meio de hemoderivados contendo anticorpos, como a imunoglobulina, que pode ser administrada quando é necessária proteção imediata contra uma doença específica. Esta é a principal vantagem de que a proteção da imunidade passiva é imediata, enquanto a imunidade ativa leva tempo (geralmente várias semanas) para se desenvolver.

No entanto, a imunidade passiva dura apenas algumas semanas ou meses. Apenas a imunidade ativa é duradoura.


Imunidade adquirida

a condição de ser imune a proteção contra doenças infecciosas conferida pela resposta imune gerada pela imunização ou infecção prévia ou por outros fatores não imunológicos. Inclui a capacidade de distinguir material estranho de si mesmo e de neutralizar, eliminar ou metabolizar o que é estranho (não-eu) pelos mecanismos fisiológicos da resposta imune.

Os mecanismos de imunidade estão essencialmente relacionados à capacidade do corpo de reconhecer e descartar substâncias que ele interpreta como estranhas e prejudiciais ao seu bem-estar. Quando essa substância entra no corpo, atividades químicas e mecânicas complexas são postas em movimento para defender e proteger as células e os tecidos do corpo. A substância estranha, geralmente uma proteína, é chamada de antígeno, ou seja, aquele que gera a produção de um antagonista. A resposta mais comum ao antígeno é a produção de anticorpos. A reação antígeno-anticorpo é um componente essencial da resposta imunológica geral.Um segundo tipo de atividade, a resposta celular, também é um componente essencial.

Os vários e complexos mecanismos de imunidade são básicos para a capacidade do corpo de se proteger contra agentes infecciosos e parasitas específicos, de aceitar ou rejeitar células e tecidos de outros indivíduos, como em transfusões de sangue e transplantes de órgãos, e de se proteger contra o câncer, como quando o sistema imunológico reconhece as células malignas como não-próprias e as destrói.

Tem havido extensa pesquisa sobre a capacidade do corpo de diferenciar entre células, organismos e outras substâncias que são próprias (não estranhas ao corpo) e aquelas que não são próprias e, portanto, devem ser eliminadas. Uma grande força motivadora por trás desses esforços de pesquisa tem sido a necessidade de mais informações sobre o crescimento e proliferação de células malignas, a incapacidade de certos indivíduos de desenvolver respostas imunológicas normais (como em condições de imunodeficiência) e os mecanismos de falha do corpo em reconhecer seus próprios tecidos (como nas doenças auto-imunes).

Respostas imunológicas. As respostas imunológicas em humanos podem ser divididas em duas grandes categorias: imunidade humoral, que ocorre nos fluidos corporais (humores) e está relacionado com as atividades de anticorpos e complemento e mediado por células ou imunidade celular, que envolve uma variedade de atividades destinadas a destruir ou pelo menos conter células que são reconhecidas pelo corpo como estranhas e prejudiciais. Ambos os tipos de respostas são instigados por linfócitos que se originam na medula óssea como células-tronco e, posteriormente, são convertidos em células maduras com propriedades e funções específicas.

Os dois tipos de linfócitos importantes para o estabelecimento da imunidade são os linfócitos T (células T) e os linfócitos B (células B). (Consulte linfócito.) Os linfócitos T se diferenciam no timo e, portanto, são chamados de dependentes do timo. Existem vários tipos envolvidos na imunidade mediada por células, hipersensibilidade retardada, produção de linfocinas e na regulação da resposta imune de outras células T e B.

Os linfócitos B têm esse nome porque foram identificados pela primeira vez durante estudos de pesquisa envolvendo a atividade imunológica da bolsa de Fabricius, um órgão linfoide na galinha. (Os seres humanos não têm órgão análogo.) Eles amadurecem em células plasmáticas que são as principais responsáveis ​​pela formação de anticorpos, fornecendo, assim, imunidade humoral.

Imunidade humoral. No momento em que uma substância entra no corpo e é interpretada como estranha, os anticorpos são liberados das células plasmáticas e entram nos fluidos corporais, onde podem reagir com os antígenos específicos para os quais foram formados. Essa liberação de anticorpos é estimulada por grupos antígeno-específicos (clones) de linfócitos B. Cada linfócito B tem receptores de imunoglobulina IgM que desempenham um papel importante na captura de seu antígeno específico e no lançamento da produção de imunoglobulinas (que são anticorpos) que são capazes de neutralizar e destruir aquele tipo particular de antígeno.

A maioria dos linfócitos B ativados pela presença de seu antígeno específico torna-se células plasmáticas, que então sintetizam e exportam anticorpos. Os linfócitos B ativados que não se transformam em células plasmáticas continuam a residir como células & ldquomemórias & rdquo no tecido linfóide, onde ficam prontos para futuros encontros com antígenos que podem entrar no corpo. São essas células de memória que fornecem imunidade contínua após a exposição inicial aos antígenos.

Existem dois tipos de resposta imune humoral: primária e secundária. A resposta primária começa imediatamente após o contato inicial com um antígeno, o anticorpo resultante aparece 48 a 72 horas depois. Os anticorpos produzidos durante esta resposta primária são predominantemente da classe IgM de imunoglobulinas.

Uma resposta secundária ocorre dentro de 24 a 48 horas. Essa reação produz grandes quantidades de imunoglobulinas que são predominantemente da classe IgG. A resposta secundária persiste por muito mais tempo do que a resposta primária e é o resultado do contato repetido com os antígenos. Este fenômeno é o princípio básico subjacente às imunizações consecutivas.

A capacidade do anticorpo de se ligar ou & ldquostick ao & rdquo antígeno torna-o capaz de destruir o antígeno de várias maneiras, por exemplo, aglutinação e opsonização. O anticorpo também & ldquofixa & rdquo ou ativa o complemento, que é o segundo componente do sistema imunológico humoral. Complemento é o nome dado a uma série complexa de proteínas enzimáticas que estão presentes, mas inativas no soro normal. Quando ocorre a fixação do complemento, o antígeno, o anticorpo e o complemento se unem. A membrana celular do antígeno (que geralmente é uma célula bacteriana) se rompe, resultando na dissolução da célula do antígeno e no vazamento de sua substância nos fluidos corporais. Este processo destrutivo é denominado lise.

Cellular Immunity. Este tipo de resposta imune é dependente de linfócitos T, que estão principalmente relacionados com um tipo retardado de resposta imune. Exemplos disso incluem rejeição de órgãos transplantados, defesa contra doenças bacterianas de desenvolvimento lento que resultam de infecções intracelulares, reações de hipersensibilidade retardada, certas doenças autoimunes, algumas reações alérgicas e reconhecimento e rejeição de células próprias em alteração, por exemplo, aquelas infectadas com vírus e células cancerosas que têm antígenos específicos de tumor em suas superfícies. Essas respostas são chamadas respostas imunes mediadas por células.

O linfócito T torna-se sensibilizado por seu primeiro contato com um antígeno específico. A exposição subsequente ao antígeno estimula uma série de atividades químicas e mecânicas, todas destinadas a destruir ou inativar o antígeno agressor. Alguns dos linfócitos T sensibilizados se combinam com o antígeno para desativá-lo, enquanto outros se propõem a destruir o organismo invasor por invasão direta ou liberação de fatores químicos. Esses fatores químicos, por meio de sua influência sobre macrófagos e linfócitos não sensibilizados, aumentam a eficácia da resposta imune.

Entre os fatores químicos mais ativos estão as linfocinas, que são proteínas potentes e biologicamente ativas, seus nomes são frequentemente descritivos de suas funções: Aqueles que afetam diretamente os macrófagos são o fator quimiotático de macrófagos, que atrai macrófagos para o fator inibidor de migração do local de invasão, que causa os macrófagos permanecem no local da invasão e o fator de ativação de macrófagos, que estimula as atividades metabólicas dessas células grandes e, portanto, melhora sua capacidade de ingerir os invasores estranhos.

Outro fator, uma proteína chamada interferon, é produzida pelas células do corpo, especialmente linfócitos T, após infecção viral ou em resposta a uma ampla variedade de indutores, como certos agentes infecciosos não virais e polímeros sintéticos.

Uma parte da população de linfócitos T é transformada em células killer pelo fator de transformação de linfócitos (fator blastogênico). Esses linfócitos ativados produzem uma linfotoxina ou citotoxina que danifica as membranas celulares dos antígenos, causando sua ruptura.

A fim de garantir um amplo suprimento de linfócitos T, dois fatores estão em ação: o fator de transformação de linfócitos estimula os linfócitos que já foram submetidos à conversão em linfócitos T sensibilizados, de modo que aumentem seu número por divisão celular repetida e formação de clones na ausência de antígenos, o fator de transferência assume a tarefa de sensibilizar os linfócitos que não foram expostos ao antígeno.

É evidente que a resposta imune provoca intensa atividade no local da invasão; não é apenas o patógeno que é destruído, mas invariavelmente ocorre a morte ou dano a alguns tecidos normais.

Interações entre os dois sistemas. Existem várias áreas nas quais os sistemas celular e humoral interagem e, assim, melhoram a eficiência da resposta imunológica geral. Por exemplo, um subproduto da atividade enzimática do sistema complemento atua como um fator quimiotático, atraindo linfócitos T e macrófagos para o local de invasão. Em outro exemplo, embora os linfócitos T não sejam necessários para a produção de anticorpos, há uma produção ideal de anticorpos após a interação entre os linfócitos T e B.

Para uma discussão sobre as anormalidades do sistema de resposta imunológica, consulte resposta imunológica.

Imunidade natural é uma característica genética de um indivíduo e deve-se à espécie e raça particulares a que ele pertence, ao seu sexo e à capacidade individual de produzir corpos imunológicos. Todos os humanos são imunes a certas doenças que afetam os animais das espécies inferiores. Os machos são mais resistentes a algumas doenças do que as fêmeas e vice-versa. Pessoas de uma raça são mais suscetíveis a algumas doenças do que as de outra raça que foi exposta aos agentes infecciosos por gerações sucessivas. A capacidade individual de produzir corpos imunológicos e, assim, afastar patógenos, é influenciada pelo estado de saúde física, pelo estado nutricional e pela resposta emocional ao estresse.

Para que um indivíduo adquira imunidade, o corpo deve ser estimulado a produzir seus próprios componentes da resposta imune (imunidade ativa) ou essas substâncias devem ser produzidas por outras pessoas ou animais e depois passadas para a pessoa (imunidade passiva). Imunidade ativa pode ser estabelecido de duas maneiras: por ter a doença ou por receber patógenos e toxinas modificados. Quando um indivíduo é exposto a uma doença e os organismos patogênicos entram no corpo, a produção de anticorpos é iniciada. Após a recuperação da doença, as células de memória permanecem no corpo e ficam prontas como uma defesa contra futuras invasões. É possível, por meio do uso de vacinas, bacterinas e toxinas modificadas (toxóides), estimular a produção de anticorpos específicos sem que haja um ataque da doença. Esses são meios artificiais pelos quais um indivíduo pode adquirir imunidade ativa.

Às vezes, é desejável fornecer corpos imunológicos "feitos em tempo real", como nos casos em que o paciente já foi exposto ao antígeno, está apresentando os sintomas da doença e precisa de reforços para ajudar a mitigar seus efeitos nocivos. Exemplos de condições para as quais um indivíduo pode receber tais imunidade passiva incluem tétano, difteria e picada de cobra venenosa. O paciente recebe soro imune, que contém gamaglobulina, anticorpos (incluindo antitoxina) produzidos pelo animal de onde o soro foi retirado.

Nem sempre é necessário que o paciente realmente sofra da doença e exiba seus sintomas antes que a imunidade passiva seja fornecida. Em alguns casos em que há suspeita de exposição a um agente infeccioso, corpos imunes podem ser administrados para evitar um ataque total ou, pelo menos, para diminuir sua gravidade.

Outra maneira pela qual a imunidade pode ser adquirida passivamente é através da barreira placentária do feto à mãe. O anticorpo materno assim adquirido serve como proteção para o recém-nascido até que ele possa estabelecer ativamente a imunidade por conta própria. Embora a imunidade humoral possa ser adquirida dessa forma, a imunidade celular não pode.


A amamentação fornece imunidade ativa passiva e provavelmente duradoura

Objetivos. O leitor desta revisão aprenderá sobre os mecanismos pelos quais a amamentação protege contra infecções durante e provavelmente após a lactação, bem como, possivelmente, contra certas doenças imunológicas, incluindo alergia.

Fontes de dados: Tenho acompanhado a literatura na área de perto nos últimos 30 a 40 anos e tenho feito pesquisas repetidas de literatura por meio do MEDLINE, mais recentemente em 1998. Livros-texto e periódicos revisados ​​por pares têm sido procurados, bem como livros representando relatórios de reuniões em inglês , Francês, alemão e espanhol.

Resultados: O leite humano protege contra infecções na prole amamentada principalmente por meio dos anticorpos IgA secretores, mas também provavelmente por meio de vários outros fatores, como a lactoferrina bactericida. É surpreendente que os fatores de defesa do leite humano funcionem sem causar inflamação, alguns componentes são até antiinflamatórios diretos. A proteção contra infecções foi bem evidenciada durante a lactação contra, por exemplo, diarreia aguda e prolongada, infecções do trato respiratório, otite média, infecção do trato urinário, septicemia neonatal e enterocolite necrosante. Também há evidências interessantes de uma proteção aprimorada que permanece por anos após a lactação contra diarreia, infecções do trato respiratório, otite média, infecções por Haemophilus influenzae tipo b e sibilância. Em vários casos, a proteção parece melhorar com a duração da amamentação. Alguns estudos, mas não todos, mostraram melhores respostas à vacina entre bebês amamentados do que não amamentados. Alguns fatores no leite, como anti-anticorpos (anticorpos anti-idiotípicos) e linfócitos T e B, em alguns modelos experimentais, foram capazes de transferir o priming da prole amamentada. Isso, junto com a transferência de numerosas citocinas e fatores de crescimento através do leite, pode contribuir para uma estimulação ativa do sistema imunológico do bebê. Conseqüentemente, o bebê pode responder melhor a infecções e vacinas. Essa função aprimorada também poderia explicar por que a amamentação pode proteger contra doenças imunológicas como a doença celíaca e, possivelmente, alergia. Sugestões de proteção contra doenças autoimunes e tumores também foram publicadas, mas precisam ser confirmadas.

Conclusões: A amamentação pode, além da conhecida proteção passiva contra infecções durante a lactação, ter uma capacidade única de estimular o sistema imunológico da prole, possivelmente com vários efeitos positivos de longo prazo.


Uma memória artificial de sucesso foi criada

Aprendemos com nossa interação pessoal com o mundo, e nossas memórias dessas experiências ajudam a orientar nosso comportamento. Experiência e memória estão inexoravelmente ligadas, ou pelo menos pareciam estar antes de um relatório recente sobre a formação de memórias completamente artificiais. Usando animais de laboratório, os investigadores fizeram a engenharia reversa de uma memória natural específica mapeando os circuitos cerebrais subjacentes à sua formação. Eles então "treinaram" outro animal estimulando as células cerebrais no padrão da memória natural. Fazer isso criou uma memória artificial que foi retida e recuperada de uma maneira indistinguível de uma memória natural.

As memórias são essenciais para o senso de identidade que emerge da narrativa da experiência pessoal. Este estudo é notável porque demonstra que, ao manipular circuitos específicos no cérebro, as memórias podem ser separadas dessa narrativa e formadas na completa ausência de experiência real. O trabalho mostra que os circuitos cerebrais que normalmente respondem a experiências específicas podem ser estimulados artificialmente e ligados entre si em uma memória artificial. Essa memória pode ser provocada pelas pistas sensoriais apropriadas no ambiente real. A pesquisa fornece uma compreensão fundamental de como as memórias são formadas no cérebro e é parte de uma ciência crescente da manipulação da memória que inclui a transferência, o aprimoramento protético e o apagamento da memória. Esses esforços podem ter um impacto tremendo em uma ampla gama de indivíduos, desde aqueles que lutam com deficiências de memória até aquelas memórias traumáticas duradouras, e também têm amplas implicações sociais e éticas.

No estudo recente, a memória natural foi formada treinando ratos para associar um odor específico (flores de cerejeira) a um choque nas patas, que eles aprenderam a evitar passando por uma câmara de teste retangular para outra extremidade que foi infundida com um odor diferente ( Alcaravia). O cheiro de cominho vinha de uma substância química chamada carvona, enquanto o cheiro de flor de cerejeira vinha de outra substância química, a acetofenona. Os pesquisadores descobriram que a acetofenona ativa um tipo específico de receptor em um tipo discreto de célula do nervo sensorial olfatório.

Eles então recorreram a uma técnica sofisticada, a optogenética, para ativar essas células nervosas olfatórias. Com a optogenética, proteínas sensíveis à luz são usadas para estimular neurônios específicos em resposta à luz fornecida ao cérebro por meio de fibras ópticas implantadas cirurgicamente. Em seus primeiros experimentos, os pesquisadores usaram animais transgênicos que apenas produziam a proteína em nervos olfatórios sensíveis à acetofenona. Ao emparelhar o choque elétrico nas patas com a estimulação de luz optogenética dos nervos olfatórios sensíveis à acetofenona, os pesquisadores ensinaram os animais a associar o choque com a atividade desses nervos sensoriais sensíveis à acetofenona específicos. Ao emparelhar o choque elétrico no pé com a estimulação de luz optogenética dos nervos olfatórios sensíveis à acetofenona, os pesquisadores ensinaram os animais a associar os dois. Mais tarde, quando testaram os ratos, eles evitaram o odor de flor de cerejeira.

Esses primeiros passos mostraram que os animais não precisavam realmente sentir o odor para se lembrar de uma conexão entre aquele cheiro e um choque nocivo nas patas. Mas essa não era uma memória totalmente artificial, porque o choque ainda era bastante real. Para construir uma memória inteiramente artificial, os cientistas precisavam estimular o cérebro de forma a imitar também a atividade nervosa causada pelo choque no pé.

Estudos anteriores demonstraram que as vias nervosas específicas que levam a uma estrutura conhecida como área tegmental ventral (VTA) são importantes para a natureza aversiva do choque no pé. Para criar uma memória verdadeiramente artificial, os pesquisadores precisaram estimular o VTA da mesma forma que estimularam os nervos sensoriais olfativos, mas os animais transgênicos apenas produziram as proteínas sensíveis à luz nesses nervos. Para usar a estimulação optogenética, eles estimularam os nervos olfativos nos mesmos camundongos geneticamente modificados e empregaram um vírus para colocar proteínas sensíveis à luz no VTA também. Eles estimularam os receptores olfativos com luz para simular o odor das flores de cerejeira e, em seguida, estimularam o VTA a imitar o choque aversivo nas patas. Os animais relembraram a memória artificial, respondendo a um odor que nunca haviam encontrado evitando um choque que nunca haviam recebido.

Por muito tempo, tem sido um mistério como as memórias são formadas no cérebro e quais mudanças físicas no cérebro acompanham sua formação. Neste estudo, a estimulação elétrica de regiões cerebrais específicas que levaram a uma nova memória também ativou outras regiões cerebrais conhecidas por estarem envolvidas na formação da memória, incluindo uma área chamada amígdala basolateral. Como as células nervosas se comunicam por meio de junções chamadas sinapses, supõe-se que as mudanças na atividade sináptica sejam responsáveis ​​pela formação das memórias. Em animais simples, como a lesma do mar Aplysia, as memórias podem ser transferidas de um indivíduo para outro usando o RNA extraído de quem as vivenciou. O RNA contém os códigos para proteínas feitas nos nervos do animal associados à memória. As memórias foram parcialmente transferidas em roedores usando gravações da atividade elétrica de um centro de memória de animais treinados (o hipocampo) para estimular padrões semelhantes de atividade nervosa em um animal receptor.Esse processo é semelhante ao novo relatório descrito aqui, em que estimular a atividade elétrica de circuitos neurais específicos é usado para provocar uma memória. No caso da transferência de memória, esse padrão veio de animais treinados, enquanto no estudo optogenético, o padrão de atividade elétrica associado à memória foi construído de novo dentro do cérebro do camundongo. Este é o primeiro relato de uma memória completamente artificial e ajuda a estabelecer uma compreensão fundamental de como as memórias podem ser manipuladas.

A pesquisa sobre a memória e os esforços para manipulá-la progrediram em um ritmo rápido. Uma prótese de & ldquomemória & rdquo projetada para aumentar sua formação e recuperação por estimulação elétrica do centro de memória no cérebro humano foi desenvolvida com o apoio da Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa (DARPA). Em contraste, o apagamento de memória usando o que foi apelidado de Eterno raio de sol droga (peptídeo inibitório zeta ou ZIP) e mdashafter Eterno Brilho do Sol da Mente Imaculada, um filme de Hollywood com tema mnemônico e mdashis sendo desenvolvidos para tratar lembranças de dores crônicas.

Existem motivos legítimos por trás desses esforços. A memória foi chamada de & ldquothe escriba da alma & rdquo & rdquo e é a fonte da história pessoal de um & rsquos. Algumas pessoas podem tentar recuperar memórias perdidas ou parcialmente perdidas. Outros, como aqueles que sofrem de transtorno de estresse pós-traumático ou dor crônica, podem buscar alívio de memórias traumáticas tentando apagá-las.

Os métodos usados ​​aqui para criar memórias artificiais não serão empregados em humanos tão cedo: nenhum de nós é transgênico como os animais usados ​​no experimento, nem é provável que aceitemos múltiplos cabos de fibra ótica implantados e injeções virais. No entanto, à medida que as tecnologias e estratégias evoluem, a possibilidade de manipular as memórias humanas torna-se ainda mais real. E o envolvimento de agências militares como a DARPA invariavelmente torna suspeitas as motivações por trás desses esforços. Existem coisas de que todos precisamos ter medo ou que devemos ou não devemos fazer? As possibilidades distópicas são óbvias.

A criação de memórias artificiais nos aproxima de aprender como as memórias se formam e pode, em última análise, nos ajudar a compreender e tratar doenças terríveis como Alzheimer e rsquos. As memórias, no entanto, atingem o âmago de nossa humanidade, e precisamos estar vigilantes para que quaisquer manipulações sejam abordadas de forma ética.


Linfócitos

Os linfócitos permitem que o corpo se lembre dos antígenos e se diferencie dos que não são prejudiciais (incluindo vírus e bactérias). Os linfócitos circulam na corrente sanguínea e no sistema linfático e se movem para os tecidos conforme necessário.

O sistema imunológico pode se lembrar de cada antígeno encontrado porque, após um encontro, alguns linfócitos se desenvolvem em células de memória. Essas células vivem muito tempo - anos ou mesmo décadas. Quando as células de memória encontram um antígeno pela segunda vez, elas o reconhecem imediatamente e respondem rápida, vigorosa e especificamente a esse antígeno em particular. Essa resposta imune específica é a razão pela qual as pessoas não contraem varicela ou sarampo mais de uma vez e que a vacinação pode prevenir certos distúrbios.

Os linfócitos podem ser células T ou células B. As células T e B trabalham juntas para destruir os invasores.

Células T

As células T se desenvolvem a partir de células-tronco na medula óssea que viajaram para um órgão no tórax denominado timo. Lá, eles aprendem a distinguir os antígenos próprios dos não próprios, de modo que não ataquem os próprios tecidos do corpo. Normalmente, apenas as células T que aprendem a ignorar os próprios antígenos do corpo (autoantígenos) podem amadurecer e deixar o timo.

As células T podem reconhecer potencialmente um número quase ilimitado de diferentes antígenos.

As células T maduras são armazenadas em órgãos linfóides secundários (gânglios linfáticos, baço, amígdalas, apêndice e placas de Peyer no intestino delgado). Essas células circulam na corrente sanguínea e no sistema linfático. Depois de encontrarem uma célula infectada ou anormal, eles são ativados e procuram por essas células específicas.

Normalmente, para serem ativadas, as células T requerem a ajuda de outra célula imune, que quebra os antígenos em fragmentos (chamado processamento de antígeno) e, em seguida, apresenta o antígeno da célula infectada ou anormal para a célula T. A célula T então se multiplica e se especializa em diferentes tipos de células T. Esses tipos incluem

Células T assassinas (citotóxicas) anexar a antígenos em células infectadas ou anormais (por exemplo, cancerosas). As células T assassinas então matam essas células fazendo buracos em sua membrana celular e injetando enzimas nas células.

Células T auxiliares ajudar outras células imunológicas. Algumas células T auxiliares ajudam as células B a produzir anticorpos contra antígenos estranhos. Outros ajudam a ativar células T assassinas para matar células infectadas ou anormais ou ajudam a ativar macrófagos, permitindo-lhes ingerir células infectadas ou anormais com mais eficiência.

Células T supressoras (regulatórias) produzem substâncias que ajudam a interromper a resposta imunológica ou, às vezes, evitam que certas respostas prejudiciais ocorram.

Quando as células T encontram inicialmente um antígeno, a maioria delas desempenha sua função designada, mas algumas delas se desenvolvem em células de memória, que se lembram do antígeno e respondem a ele com mais vigor quando o encontram novamente.

Às vezes, as células T - por razões que não são completamente compreendidas - não distinguem o eu de não eu. Esse mau funcionamento pode resultar em um distúrbio auto-imune, no qual o corpo ataca seus próprios tecidos.

Células B

As células B são formadas na medula óssea. As células B têm locais específicos (receptores) em sua superfície onde os antígenos podem se fixar. As células B podem aprender a reconhecer um número quase ilimitado de diferentes antígenos.

O principal objetivo das células B é produzir anticorpos, que marcam um antígeno para o ataque ou neutralizam-no diretamente. As células B também podem apresentar antígenos às células T, que então se tornam ativadas.

A resposta das células B aos antígenos tem dois estágios:

Resposta imune primária: Quando as células B encontram um antígeno pela primeira vez, o antígeno se liga a um receptor, estimulando as células B. Algumas células B se transformam em células de memória, que se lembram desse antígeno específico, e outras se transformam em células plasmáticas. As células T auxiliares ajudam as células B neste processo. As células plasmáticas produzem anticorpos que são específicos para o antígeno que estimula sua produção. Após o primeiro encontro com um antígeno, a produção de uma quantidade suficiente do anticorpo específico leva vários dias. Portanto, a resposta imune primária é lenta.

Resposta imunológica secundária: Mas depois disso, sempre que as células B encontram o antígeno novamente, as células B de memória reconhecem o antígeno muito rapidamente, se multiplicam, se transformam em células plasmáticas e produzem anticorpos. Essa resposta é rápida e muito eficaz.


MRNA sintético: produção, introdução em células e consequências fisiológicas

Avanços recentes tornaram possível sintetizar mRNA in vitro que é relativamente estável quando introduzido em células de mamíferos, tem uma capacidade diminuída de ativar a resposta imune inata contra RNA exógeno (semelhante a vírus) e pode ser eficientemente traduzido em proteína. Métodos sintéticos também foram desenvolvidos para produzir mRNA com propriedades investigacionais exclusivas, como foto-reticulação, emissão de fluorescência e fixação de ligantes por meio de química de clique. O mRNA sintético tem se mostrado eficaz em inúmeras aplicações benéficas para a saúde humana, como imunização de pacientes contra câncer e doenças infecciosas, alívio de doenças restaurando proteínas deficientes, convertendo células somáticas em células-tronco pluripotentes para uso em terapias de medicina regenerativa e engenharia do genoma, tornando alterações específicas no DNA. Este capítulo introdutório fornece informações básicas relevantes para os 20 capítulos seguintes deste volume, que apresentam protocolos para essas aplicações de mRNA sintético.

Palavras-chave: Análogos de tampa Lípidos catiônicos Eletroporação Imunoterapia Imunidade inata Nucleoporação Poli (A) Expressão de proteína Eficiência translacional Estabilidade de mRNA.