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Diagnóstico in vitro: uma introdução à resposta imunológica

Diagnóstico in vitro: uma introdução à resposta imunológica

Graciane R. S. Fonseca* e Bárbara P. de Morais**

*Pesquisadora do Centro de Desenvolvimento, Inovação, Ciência e Tecnologia (CDICT) 

** Especialista de produtos da Labtest

A ciência da Imunologia está presente na humanidade desde séculos antes de Cristo e deriva do conhecimento de que pessoas sobreviviam a doenças infecciosas comuns do passado e, raramente, padeciam da mesma patologia novamente. Atualmente, o estudo das moléculas, células, órgãos e sistemas responsáveis pelo reconhecimento e trato de materiais estranhos ao corpo humano é chamado de Imunologia. O sistema imune tem como função, além de proteger o corpo de agentes infecciosos, reconhecer e responder a antígenos estranhos e defender o organismo contra o desenvolvimento de tumores.

A primeira linha de defesa: pele e mucosas

Mas não é porque o corpo humano possui um sistema altamente preparado para o combate, que a entrada do patógeno invasor será fácil. Para isso, ele precisará romper a primeira linha de defesa do organismo formada pela pele e mucosas. É nessas superfícies, essencialmente, que ocorre o primeiro contato do patógeno com o corpo. 

As secreções também são importantes: o muco aderido à região nasofaríngea retém micro-organismos, que podem ser expelidos por tosse ou espirro. Outras secreções, como as produzidas na eliminação dos resíduos líquidos e sólidos (processo urinário e gastrointestinal), também são importantes na remoção física de potenciais patógenos. Além disso, as lágrimas e a saliva possuem a habilidade física para “lavar” potenciais patógenos e contêm substâncias quimicamente capazes de proteger o organismo, como a lisozima (bactericida) e a Imunoglobulina A (IgA). 

A segunda linha de defesa: imunidade natural

Caso o patógeno estranho consiga atravessar a primeira linha de defesa, entrará em ação a imunidade inata (natural), caracterizada por mecanismos não específicos celulares (mastócitos, neutrófilos e macrófagos) e humorais (lisozima, interferon e complementos). Apesar da falta de especificidade, os componentes celulares são essenciais, pois são responsáveis pela imunidade natural contra micro-organismos do ambiente. O componente humoral (fluido) em maior quantidade são as proteínas do complemento, que também conta com lisozimas e interferon, às vezes, chamados de antibióticos naturais. Dá-se o nome de interferon a uma família de proteínas produzidas rapidamente por várias células em resposta a uma infecção viral. Sua função é bloquear a replicação do vírus em outras células.

A terceira linha de defesa: imunidade adquirida

A terceira linha de defesa do organismo é chamada imunidade adaptativa ou adquirida. Ela envolve mecanismos que permitem reconhecer, memorizar e responder a um estímulo específico, um antígeno. Tal imunidade conduz à eliminação do micro-organismo e recuperação da doença, frequentemente, conferindo ao indivíduo uma memória imunológica específica. Essa condição permite que o indivíduo responda mais rápida e efetivamente, quando ocorre uma reinfecção com o mesmo micro-organismo. Assim como a imunidade natural, a imunidade adquirida possui componentes celulares e humorais (fluidos). Seu componente celular majoritário são os linfócitos e seu componente humoral majoritário são os anticorpos. 

Os componentes humorais da imunidade adquirida irão mediar a imunidade humoral, definida pelo reconhecimento de substâncias estranhas e subsequente produção de anticorpos contra essas substâncias. A imunidade mediada por anticorpos pode ser adquirida se os anticorpos forem formados pelo indivíduo (imunidade ativa) ou recebidos prontos de outra fonte (imunidade passiva). 

Os tipos de imunidade adquirida

A imunidade passiva pode ser adquirida naturalmente pelo feto através da transferência de anticorpos maternos, durante os últimos 3 meses de gestação. Após o nascimento, o leite materno (especialmente o colostro) também é responsável por essa transferência. Contudo, a imunidade adquirida passivamente é temporária e, para ter proteção duradoura, a imunidade ativa do indivíduo deve ocorrer. A imunidade passiva artificial é alcançada pela infusão de soro ou plasma contendo altas concentrações de anticorpos ou linfócitos de um indivíduo ativamente imunizado. A imunidade passiva via anticorpos pré-formados no soro de outro fornece proteção imediata, porém temporária, aos micro-organismos.

A imunidade ativa pode ser adquirida pela exposição e resposta natural a uma infecção (imunidade ativa natural) ou pela injeção intencional de um antígeno no organismo (imunidade ativa artificial). Essa última, denominada vacinação, é um método efetivo de estimular a produção de anticorpos de memória, sem contrair a doença. Já abordamos este tema no artigo Dia Nacional da Vacinação e o perigo das fake news. 

O imunógeno utilizado na imunização pode consistir de suspensões de células ou vírus vivos enfraquecidos ou atenuados, células ou vírus mortos, ou substâncias extraídas deles. O material selecionado precisa estimular a produção de anticorpos, sem causar sintomas clínicos da doença, e resultar em uma memória antigênica permanente. 

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Figura 1. Tabela de comparação entre os tipos de imunidade adquirida

Os antígenos e as classes de imunoglobulinas (Ig´s)

Substâncias estranhas podem ser antigênicas, quando sua membrana ou componentes moleculares contém estruturas reconhecidas como estranhas pelo sistema imune. Essas estruturas são chamadas determinantes antigênicos ou epítopos. 

Um epítopo, como parte de um antígeno, reage especificamente com um anticorpo ou um receptor do linfócito T. Quimicamente, antígenos ou imunógenos são moléculas orgânicas grandes, geralmente proteínas ou polissacarídeos, raramente lipídeos, ou combinações de outras classes bioquímicas (glicoproteínas, por exemplo). 

Os fatores importantes para que uma molécula funcione como antígeno são: baixa degradabilidade, alto peso molecular, estabilidade estrutural, complexidade elevada e, principalmente, ser reconhecida como estranha pelo organismo. Proteínas são excelentes antígenos, devido ao seu elevado peso molecular e a sua complexidade estrutural. Já os lipídeos não são tão bons, pois são relativamente simples e sua estrutura é pouco estável. Contudo, quando ligados a proteínas ou polissacarídeos, podem funcionar como antígenos. Ácidos nucleicos também não são bons antígenos, devido a sua simplicidade, flexibilidade molecular e rápida degradação. Os carboidratos (polissacarídeos) são muito pequenos para funcionar como antígenos. 

Já os anticorpos são proteínas específicas classificadas como imunoglobulinas (Ig). Podem ser encontrados no plasma sanguíneo e em vários outros fluidos do corpo (lágrimas, saliva, colostro). Sua função primária na defesa do organismo é se ligar ao antígeno, o que pode ser suficiente para neutralizar toxinas bacterianas e algumas viroses. No caso de antígenos muito grandes (por exemplo, uma bactéria), o anticorpo precisa interagir com outro agente efetivo (por exemplo, complementos), para que a resposta seja ativa. 

Nos mamíferos, cinco classes de imunoglobulinas estão presentes: IgM, IgG, IgA, IgD e IgE. A Imunoglobulina M corresponde a 10% do total de Ig’s e é altamente confinada ao espaço intracelular, por ser muito grande. É uma molécula que possui cinco cadeias pesadas individuais, de 65 kDa cada. Seu peso molecular total chega a 900 kDa. Esse anticorpo é produzido prematuramente em uma resposta imunológica, na fase aguda da doença, e está confinado ao sangue. Em humanos, a IgM é encontrada em menores concentrações que a IgG ou a IgA. Sua concentração aparece aumentada em doenças infecciosas, desordens do colágeno ou desordens hematológicas.

A imunoglobulina que está em maior quantidade no soro é a IgG, entre 70 e 75% do total de Ig’s. A IgG se difunde facilmente para o espaço extravascular, neutralizando toxinas e se ligando a micro-organismos nesses espaços. A IgG é produzida mais tardiamente na resposta imunológica, na fase convalescente ou crônica da doença. Quando esses complexos são formados, o sistema complementar é ativado. Além disso, a IgG tem a capacidade de atravessar a placenta. Seu peso molecular é de cerca de 150 kDa e sua concentração aumenta em doenças infecciosas, desordens do colágeno ou desordens hematológicas.

A Imunoglobulina A representa de 15 a 20% do total de Ig’s circulantes. É predominante nas secreções, como lágrimas, saliva, leite e fluidos intestinais e, por isso, tem papel crucial na proteção de superfícies do corpo contra micro-organismos invasores. Além das condições acima, a IgA também pode estar aumentada em doenças do fígado.

A Imunoglobulina D está presente em quantidades muito pequenas no plasma, correspondendo a menos de 1% do total de Ig’s. A IgD é extremamente suscetível a proteólise e é primariamente encontrada na superfície dos linfócitos B em associação com a IgM. 

Por fim, a Imunoglobulina E é encontrada em quantidades traço no plasma de indivíduos que não estão sendo parasitados. Seu peso molecular é de 188 kDa. A IgE tem papel crucial na mediação de alguns tipos de reações de hipersensibilidade (alergias) e é geralmente responsável pela imunidade do indivíduo contra parasitas invasores.

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Figura 2. Esquema representativo da estrutura das Imunoglobulinas

Os anticorpos IgG, IgD e IgE ocorrem somente na forma de monômeros. O IgA ocorre tanto na forma monomérica como dimérica e o IgM é encontrado na forma de um pentâmero de cinco subunidades ligadas entre si. As diferenças observadas entre as diferentes classes de anticorpos indicam que eles podem executar diferentes funções. Contudo, a função primária de qualquer anticorpo é se ligar ao seu antígeno específico e assim proteger o organismo. 

Referências

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ABBAS, Abul K.; LICHTMAN, Andrew H.; PILLAI, Shiv.. Imunologia celular e molecular. 8. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2015.

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