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- Receptor de Linfócitos T
- Complexo Principal de Histocompatibilidade - MHC
Prof. Helio José Montassier
Moléculas de Reconhecimento
do Sistema Imune Adaptativo
• Imunoglobulinas (Igs - BCR) – linfócito B
• Receptor dos linfócitos T (TCR) – Tc – CD8+
(Tcitotóxico) e Th – CD4+(Thelper ou Tauxiliar)
• Complexo Principal de Histocompatibilidade
(MHC classes I e II) – células apresentadoras
do antígeno ou APCs / Rejeição a Transplantes
entre vertebrados geneticamente não
compatíveis.
Receptor para
Reconhecimento de Ags
dos Linfócitos T - TCR
Fig. O Receptor da
Célula T é parecido
com um fragmento
Fab de
Imunoglobulina
ligado à membrana
Fig. 4.27. Estrutura do
TCR.
1
2
1
2
Fig. Organização dos genes codificadores das cadeias e
do receptor de Cel. T.
Fig. - Rearranjo e expressão dos genes codificadores de cadeias
e do receptor de cel. T
Complexo Principal de Histocompatibilidade – CPH /
MHC
Complexo Principal de Histocompatibilidade –MHC
• Descoberta
• Histórico
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Enxerto de pele de uma linhagem isogênica (A) é transplantado
para um camundodongo da mesma linhagem (A)
ACEITAÇÃO
REJEIÇÃO
Base Genética das Reações de Rejeição de Transplantes
Linhagens de camundongos isogênicos – todos os genes são idênticosl
O transpalnte de enxertos de pele entre linhagens demonstram que
A rejeição ou aceitação é dependente da
genética de cada linhagem
Enxerto de pele de uma linhagem isogênica (B) é transplantado
para um camundodongo de uma linhagem geneticamente diferente (A)
AA
AB
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6 months
A rejeição a transplantes é mediada por respostas imunes Ag-específicas
Com o desenvolvimento de memória imunológica.
Base Imunológica das Reações de Rejeição de Transplantes
Rejeição primária
de enxerto de pele 10 dias
Camundongo Virgem de
Contato com Enxerto Lin. B
LycTransferência de Lys
Do Camund. Linhagem A
Primado com enxerto da
Linhagem B Rejeição secundária
de enxerto de pele 3 dias
Rejeição primáriade enxerto de pele 10 dias
Linhagem BLinhagem A
Linhagem C
EM CAMUNDONGOS.
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Immunogenética da Reação
de Rejeição de Enxertos
Híbrido-F1
(um conjunto de alelos
de dos paisA x B
Camundongos F1 (A x B) são tolerantes a enxertos de pele de A ou de B
Parentais
Linhagens
A BX
A x B
ACEITAÇÃO
REJEIÇÃO
A B
Enxertos de pele de animais (A x B) apresentam Ags que são reconhecidos como estranhos
pelas linhagens parentais (A ou B)
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Major Histocompatibility Complex – MHC
Complexo Principal de Histocompatibilidade
In humans the MHC is called the Human Leukocyte
Antigen system – HLA
Only monozygous twins are identical at the HLA locus
The human population is extensively outbred
MHC genetics in humans is extremely complex
Em camundongos o MHC é chamado H-2
Animais (Receptor e Doador) de Linhagens identicas em H-2
não desenvolvem reação de rejeição de enxertos de pele, enquanto que
Animais de Linhagens diferentes em H-2 desenvolvem reação de rejeição
de enxertos de pele.
Genes in the MHC locus encode most of the proteins that form the machinery of antigen processing and presentation
Mapa simplificado da região HLA – MHC Humano e
do MHC de Camundongos (H2)
Importância do MHC no
Reconhecimento de Antígenos pelos
Linfócitos T
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Reconhecimento Ag por cels. T requer que os fragmentos peptídicos sejam
apresentados pelas CPAs que expressam moléculas do MHC
YT
RespostaNão Resposta
de cels. T
Solúvel
Ag nativo
Superfície Celular
Ags peptídicos
apresentados por cels. que
expressam moléculas do MHC
Ag nativo Solúveis
Ags peptídicosSuperfície Celular
Ags peptídicos na superfície celular
Não Resposta
de cels. T
Não Resposta
de cels. TNão Resposta
de cels. T Cel. T
MHC
São glicoproteínas de membrana, que
apresentam alta possibilidade de interação
com peptídeos antigênicos diferentes.
Major Histocompatibility
Complex (MHC)
• Complexo principal de histocompatibilidade– Moléculas de apresentação do Ag
• MHC classe I
• MHC classe II
– Células apresentadoras de Ag(APC = Antigen Presenting Cell)
• Macrófagos (M), células dendríticas(DC) e linfócitos B (LB)
Resposta Celular - LT
• O TCR somente reconhece o Ag se o
mesmo estiver associado ao MHC.
• De acordo com o tipo de linfócito, a ação
será diferente:
– LTc – age diretamente sobre o Ag, levando à
lise;
– LTh – atua através da secreção de citocinas, em
praticamente todas as células do SI.
Modelo Estrutural Simplificado das Moléculas do MHC-I e MHC-II
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3
2
Cadeia de 43kDa codificada pelo MHC
Estrutura Geral das Moléculas de MHC de classe I
Os domínios 3 & 2m apresentam homologia estrutural e na
Sequência de aminoácidos com os domínios C de Igs
- GENE de IgSUPERFAMILIA
2m
2-microglobulin , tem 12kDa, não codificada pelo MHC
não- tem parte transmembrana, não covalentemente ligada a cadeia
Peptídeo antigênico presente em uma fenda formada
por um par de - hélices no assoalho - folhas anti-paralelas
Cadeia está ancorada na membrana celular
Região
Transmembrana
Cauda
Citoplasmática
MHC class I molecule structure
Chains Structures
2-micro-
globulin
Peptide
-chain
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2
1
Cadeia com 34kDa e cadeia com 29 kDa
codificadas pelo MHC-II
2
1
Os domínios 2 e 2 apresentam homologia estrutural e na
Sequência de aminoácidos com os domínios de Ig
GENE IgSUPERFAMÍLIA
Não há 2-microglobulina
Peptídeo antigênico presente em uma fenda formada por um par
-helices no assoalho de estruturas em -folha anti-paralela
Estrutura Geral das Moléculas de MHC de classe II
As cadeias e estão ancoradas na membrana celular
MHC class II molecule structure
-chain
Peptide
-chain
Cleft is made of both
and chains
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MHC class I accommodate
peptides of 8-10 amino acids
Cleft geometry
MHC class II accommodate
peptides of >13 amino acids
2-M
-chain
Peptide
-chain
-chainPeptide
Fig. 4.21. Allelic variation occurs at specific sites within the MHC molecules.
Variability plots of the MHC molecules show that the variation arising from polymorphism
in the MHC molecules is restricted to the amino-terminal domains (1 and 2 domains of
class I and predominantly the 1 domain of MHC class II molecules), the domains that form
the peptide-binding cleft. Moreover, allelic variability is clustered in specific sites within the
amino-terminal domains, lying in positions that line the peptide-binding cleft, either on the
floor of the groove or directed inwards from the walls.
Fig. - Os patógenos e seus produtos podem ser encontrados ou no
citosol ou no retículo endoplasmático e a partir desses locais
interagem com diferentes moléculas do MHC e com difetrentes
tipos celulares
Vírus Bacts. Intra-Cels
Facultativas Bacts. Extra-Cels.
Toxinas e Vírus
no Meio Extra-Cel
How class I- and class II-associated antigen presentationinfluence the nature of the host T cell response
Fig. As propriedades das cels. Apresentadoras de Ag por MHC-II
Fig. Degradação e transporte de Ags que se ligam a molécules de MHC de classe I.
A fonte de peptídeos para se ligar ao MHC de classe I é a degradação de proteínas no citosol. A digestão de proteínas
citosólicas ocorre em um grande complexo de proteases, chamado proteossomo. Esta estrutura contém 28 subunidades
organizadas em 4 anéis de 7 subunidades cada. Não se sabe como que ocorre a degradação de um Ag proteíco citosólico
no proteossomo. Os fragemntos peptídicos gerados no proteossomo são transportados para o lúmen do retículo
endoplasmátio (ER) pelo sistema TAP-transportador. Nesse local, os peptídeos se ligam ao complexo da molécula
parcialmente dobrada do MHC, liberando a molécula de classe I do MHC do complexo TAP/tapasina, possibilitando,
assim, que o complexo peptídeo Ag:MHC seja expresso na superfície celular.
Fig. As moléculas de MHC de classe I não saem do retículo endoplasmático a menos que elas se
liguem com os fragmentos peptídicos antigênicos.
Fragmentos peptídicos gerados por degradação de Ags proteícos no citoplasma são transportados para
o lúmen do reticulo endoplasmático. As cadeias das moléculas do MHC de classe I se juntam no
reticulo endoplasmático com uma proteína ligada à membrana, chamada calnexina (Cx). Quando este
complexo se liga a b2-microglobulin (b2m) ele é liberado da ligação com a calnexina e a molécula de
MHC de classe I parcialmente dobrada combina-se com a subunidade TAP-1 do sistema de transporte
citoplasmático TAP por interagir com uma molécula de associada ao TAP, chamada tapasina, e uma
chaperonina, chamada calreticulina. Nessa condição o MHC-I fica retido no retículo endoplasmático até
se combinar com o peptídeo antigênico e poder ser então liberado. O complexo peptide:MHC é então
transportado através do complexo de Golgi para a superfície celular.
Fig. 4.12. Ags que se ligam às moléculas de MHC de classe II são degradados em endossomos
acidificados.
Em alguns casos, a fonte dos pepptídeos antigênicos pode ser bactéria ou parasitas que tenham invadido a célula
para se replicar em vesiculas intra-celulares. Em alguns outros casos, tal como ilustrado neste slide, os
microrganimos ou proteínas estranhas podem ser capturadas pelos fagócitos e direcionados para a fusão com os
lisossomos para degradação, ou são endocitados por outras células apresentadoras de Ag. Após a fusão com os
lisossomos, o pH das vesiculas (endossomos) contendo os patógenos endocitados se reduz progressivamente, sendo
ativadas proteases que residem dentro do endossomo para degradar o material endocitado. Em algum ponto em sua
via de expressão na superfície celular, moléculas recém-sintetizadas de MHC de classe II entram nos endossomes e
se ligam com os fragmentos peptídicos dos patógenos, transportando estes peptídeos para a superfície celular.
Fig. As moléculas de MHC de classe II associadas com as cadeias invariantes retarda a ligação com
peptídeos e direciona tais moléculas para dentro dos endosomes.
As cadeias invariantes (Ii) se juntam com as moléculas recém-sintetizadas de MHC de classe II no
retículo endoplasmático, impedindo as moléculas do MHC de classe II de se ligarem com peptídeos
intracelulares e com proteínas parcialmente dobradas presentes no lumen do RE. As cadeias invariantes
direciona o transporte das moléculas do MHC de Classe II para o complexo de Golgi e para os
endossomosacidificados contendo peptídeos antigênicos de bactérias residentes ou de proteínas
extracelulares endocitadas. Nesse ponto, as cadeias invaraintes são clivadas e as moléculas de MHC de
classe II se liga com o peptídeo antigênico e é transportada para a superfície celular. Model structure
courtesy of P Cresswell. ©
Sinapse Imunológica MHC-II e Cels.
Th (CD4+)
Sinapse Imunológica MHC-I e Cels.
Tc (CD8+)
Sinapse Imunológica e Moléculas Co-
estimulatórias na Regulação Negativa
de Atividade de Cels. T
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•Transplant rejection occurs as a result of anti MHC immune responses
•The MHC was discovered using inbred strains of mice
•T cells recognise antigens in the context of MHC molecules
•MHC molecules bind to peptide antigens
•The structure of MHC molecules is directly related to their function in
antigen presentation
•Polymorphism and polygenism in the MHC protects the population from
pathogens evading the immune system
Summary:
•A rejeição a transplantes ocorre como resultado de respostas imunes anti-
MHC.
• O MHC foi descoberto em experimentos com linhagens isogênicas de
camundongos.
•As Cels. T reconhecem antígenos no contexto das moléculas do MHC.
•As moléculas de MHC se ligam a antígenos peptídicos.
•A estrutura das moléculas de MHC está diretamente relacionada a suas
funções na apresentação de antígenos.
•Polimorfismo e poligenismo nos genes e moléculas do MHC garante uma
maior capacidade de resistência / sobrevivência entre a população de
organismos hospedeiros contra os mecanismos de virulência ou de evasão dos
patógenos.
RESUMO