Aula 2 Anticorpos: estrutura, função e aplicações

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(1)UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO FACULDADE DE MEDICINA DE RIBEIRÃO PRETO. Aula 2 Anticorpos: estrutura, função e aplicações. Professora: Isabel K. F. M. Santos Aluno PAE: Ricardo Cardoso Castro Cursos: Fisioterapia/Terapia Ocupacional Discentes: Márcia Caroline Diniz Rodrigues Isadora Sousa Larissa Montagnana Mariana Taffarel Ana Laura Machado.

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(3) ANTICORPOS: ESTRUTURA, FUNÇÃO E APLICAÇÕES. Os anticorpos, também chamados de imunoglobulinas são proteínas específicas produzidas por plasmócitos (células provenientes de linfócitos B) que tem como função defender o organismo. Portanto, esses reagem contra diversos tipos de antígenos. Os anticorpos podem se apresentar de duas formas: ligados a membrana celular ou solúveis no sangue. São formados por duas cadeias maiores (cadeias pesadas, H, heavy) e duas cadeias menores (cadeias leves, L, light). A cadeia leve se liga a cadeia pesada por pontes dissulfeto. Além disso, apresentam regiões variáveis e constantes (Figura 1). As regiões variáveis são responsáveis por determinar a especificidade aos diferentes antígenos. Já a região constante é altamente conservada e, assim, determina as diferentes classes de anticorpos.. Figura 1. Estrutura básica de um anticorpo IgG secretado e IgM de membrana. Fonte: Abbas: Imunologia Celular e Molecular. A molécula de anticorpo se divide ainda em duas regiões: região Fab (Fab, Fragment Antigen Binding) , e a região Fc (Fc, Fragmento cristalizável). A região Fab é responsável pela ligação ao antígeno, enquanto que a região Fc é responsável por determinar a função do anticorpo (Figura 1)..

(4) ANTICORPOS: ESTRUTURA, FUNÇÃO E APLICAÇÕES. A região Fab é composta pelos domínios variáveis e constantes das cadeias leves (L) (VL e CL) e pesadas (H) (CL e CH). A região Fc é composta pelos domínios constantes de ambas as cadeias H. Entre as porções Fab e Fc existe uma estrutura chamada de dobradiça, que tem como função tornar a imunoglobulina mais flexível, o que facilita a interação do anticorpo ao antígeno (Figura 1). As cadeias leves e pesadas interagem através de ligações covalentes por pontes de dissulfeto que se formam entre os resíduos de cisteínas. Quando expressa na membrana plasmática das células B, os anticorpos de membrana apresentam em sua porção C terminal um domínio transmembrana, que permite a inserção na membrana plasmática da célula. Este domínio está ausente nos anticorpos secretados (Figura 1). A região Fab é composta pelos domínios variáveis das cadeias L e H (VL e VP). Cada domínio variável contém 3 segmentos hipervariáveis de aproximadamente 10 aminoácidos, denominados Regiões Determinantes de Complementariedade (CDR): CDR1, CDR2, CDR3. As CDR formam o sítio de ligação ao antígeno (Figura 2). Os segmentos CDR3 são os mais variáveis, por possuir mecanismo especiais de geração de diversidade. As diferenças sequenciais entre os CDR de diferentes moléculas de anticorpo contribuem para a formação de superfícies de interação distintas (especificidade) (Figura 2). Durante a ligação à antígenos, um ou mais dos CDR podem estar fora da região de contato com a molécula, não participando desta interação. Figura 2. Sequências de aminoácidos mais variáveis estão agrupadas em três regiões hipervariáveis que corresponde às regiões CDR1, CDR2 e CDR3. O gráfico Kabat-Wu mostra variabilidade de aminoácidos nas moléculas de IG. Fonte: Abbas: Imunologia Celular e Molecular.. Os linfócitos B têm a capacidade de produzir diferentes subtipos imunoglobulinas (Ig). Inicialmente, essas células produzem anticorpos com um número.

(5) ANTICORPOS: ESTRUTURA, FUNÇÃO E APLICAÇÕES. limitado de especificidades, denominadas de anticorpos naturais, que são específicos para moléculas de carboidrato ou lipídeos, porém não para proteínas. Além disso, as moléculas de anticorpos podem ser divididas em classes (isótipos) e subclasses com base nas diferenças estruturais de suas regiões Fc. Os isótipos de anticorpos são conhecidos como: IgA, IgD, IgE, IgG e IgM (Tabela 1). Nos seres humanos, os isótipos IgA e IgG podem ser podem ser divididos em subclasses: IgA1 e IgA2; IgG1, IgG2, IgG3 e IgG4 (Tabela 1).. Tabela 1. Isótipos dos anticorpos humanos: características e funções. Fonte: Abbas: Imunologia Celular e Molecular.. Os anticorpos têm como principais funções neutralizar e eliminar toxinas microbianas e microrganismos patogênicos, e para isso, estão envolvidos com diversos processos: neutralização, opsonização, fagocitose, citotoxicidade, inflamação, lise e a ativação do sistema complemento. Vale mencionar que constituintes que participam da resposta imune inata trabalham de forma integrada com a imunidade humoral a fim de propiciar a defesa do indivíduo, como por exemplo, com os fagócitos, eosinófilos e com proteínas do sistema complemento..

(6) ANTICORPOS: ESTRUTURA, FUNÇÃO E APLICAÇÕES. A maioria das funções dos anticorpos são mediadas pelas regiões C das cadeias pesadas, porém essas funções são ativadas pela ligação dos antígenos na região Fab. É visto também que as funções efetoras dos anticorpos são desempenhadas em lugares distantes do local em que são produzidas. Diversos microrganismos invadem as células do hospedeiro através de ligações a moléculas de superfície presentes na membrana celular. Diante disso, os anticorpos são capazes de se ligar diretamente nas estruturas microbianas e toxinas, fazendo com que haja um bloqueio dessa interação., Por exemplo, o isotípo IgG são mais abundantes no sangue e apresentam maior capacidade de neutralização. Já nas mucosas o anticorpo mais abundante é do tipo IgA. A opsonização é um processo que facilita o reconhecimento de microrganismos por células fagocíticas do sistema imunológico, através da fixação de opsoninas ou fragmentos do complemento na superfície microbiana, favorecendo a fagocitose desses antígenos. A fagocitose ocorre através da ingestão, degradação e morte dos microrganismos pelos fagócitos mononucleares e neutrófilos, os quais expressam receptores para as porções Fc de anticorpos IgG que ligam de maneira específica as partículas opsonizadas pelos anticorpos. Já a citotoxicidade é um processo de destruição das células infectadas, recobertas por anticorpos, os quais as células NK e outros leucócitos se ligam através de seus receptores Fc. Dessa maneira, a citotoxicidade mediada por célula dependente de anticorpos (ADCC) só acontece quando a célula-alvo está revestida com moléculas de anticorpo. Por exemplo, o acoplamento do FcγRIII à células-alvo revestidas com anticorpo ativa as células NK para que elas possam secretar citocinas e seus grânulos, os quais medeiam a morte por apoptose das células infectadas. O sistema complemento é constituído de proteínas séricas e de superfícies celular, que interagem entre si e com outras moléculas do sistema imune de uma maneira regulada, para gerar produtos que tem a finalidade de eliminar os microrganismos. O sistema complemento consiste em três vias principais de ativação, sendo elas a via alternativa, via clássica e via das lectinas. Além disso, os processos de inflamação e lise estão associados a ativação do sistema complemento. Nesse sentido, fragmentos que são produzidos após ativação do sistema completo conhecidos como anafilotoxinas (C3a, C4a e C5a) interagem com os receptores específicos da superfície celular e induz a inflamação, que consiste no processo de recrutamento de leucócitos (sendo os principais, monócitos e neutrófilos) e proteínas plasmáticas do sangue para o sítio de infecção. Em adição, a lise de organismos estranhos pode ocorrer através da formação do complexo de ataque a membrana (MAC), que formam canais na membrana, os quais rompem a bicamada fosfolipídica das células-alvo, promovendo a lise e destruição da célula. O antígeno é uma substância que pode se ligar a um anticorpo ou ser reconhecido por receptores de linfócitos T. Cada anticorpo tem uma região de ligação de antígeno, que por ser muito pequena, não reconhece toda a macromolécula, apenas.

(7) ANTICORPOS: ESTRUTURA, FUNÇÃO E APLICAÇÕES. uma parte dela. Esta região é chamada determinante, ou epítopo. As macromoléculas podem conter muitos epítopos e cada um pode se ligar a anticorpos diferentes. Quando estes epítopos são repetidos temos uma polivalência. Existem diferentes maneiras de conformação dos epítopos numa molécula. Podem ser não sobrepostos, quando são separados espacialmente, e podem se ligar a dois ou mais anticorpos. Quando estão muito próximos são considerados sobrepostos, pois a ligação de um anticorpo impede a ligação de outro. Quando o epítopo é parte de uma proteína, sua formação depende da estrutura (primária, secundária ou terciária) da mesma. Sendo assim, os determinantes podem ser lineares: quando são formados por aminoácidos adjacentes (estrutura primária). Nesses casos podem ser acessíveis aos anticorpos se estiverem na superfície da proteína ou surgir apenas quando a mesma é desnaturada. Outro tipo de determinante são os conformacionais: formados por aminoácidos que não estão em sequência, mas que se mantêm em justaposição quando a proteína está dobrada. Existem ainda os determinantes neoantigênicos que estão inacessíveis ao anticorpo, mas que se tornam expostos quando a proteína sofre modificações como proteólise, glicosilação, fosforilação, entre outras. O reconhecimento do antígeno pelo anticorpo é feito por uma ligação não covalente e reversível. A força de ligação entre um sítio de combinação e um antígeno é chamada afinidade. A região de dobradiça do anticorpo permite flexibilidade, possibilitando que um único antígeno se ligue a vários antígenos dependendo do tipo de anticorpo (IgG, IgE, IgM). Outra propriedade da ligação antígeno-anticorpo é a avidez, que é a interação de todos os sítios a todos os epítetos disponíveis. Existem certas características quanto ao reconhecimento dos antígenos pelos anticorpos. É a especificidade que determina que os anticorpos sejam muito específicos para determinado antígeno. E a diversidade g arante que sejamos capazes de produzir mais que 1011 tipos de anticorpos estruturalmente diferentes. Bibliografia ABBAS, A. K.; LICHTMAN, A. H.; PILLAI, S. H. I. V. Imunologia celular e molecular. 7. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2012..

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