1. Hipersensibilidade I (AULA I)
Introdução
A hipersensibilidade do tipo I (HS1) pode ser desencadeada por diversos alérgenos,
podendo apresentar diversos sintomas a depender do local de entrada dos alérgenos e do
local dos mastócitos que serão ativados (que são as principais células ativadas no processo de
hipersensibilidade), por exemplo. As diferentes reações foram classificadas de acordo
amostras de fluxo em gel.
A HS1 são mediadas por IgE. Três tipos de hipersensibilidade serão mediadas por
anticorpos: a do tipo 1 – mediada por IgE, a do tipo 2 – mediada por IgG, a do tipo 3 – mediada
por complexos imunes e, a do tipo 4 (HS4), também denominada de hipersensibilidade tardia,
é mediada por linfócitos T (tanto Th1 quanto LT citotóxicos).
Obs.: O que causa a hipersensibilidade do tipo 3 (HS3) é o depósito de complexos imunes e não
remoção posterior dos mesmos.
- Tanto a HS1 quanto a hipersensibilidade do tipo 2 (HS2) são específicas contra antígenos
específicos.
- Os antígenos que desencadeiam esses tipos de reações são diversos; por exemplo, na HS1, os
antígenos solúveis são os mais desencadeadores da reação do tipo 1, com suas propriedades
específicas que os permite interagir com sucesso. Já na HS2, essa reação de hipersensibilidade
ocorre contra os antígenos presentes na membrana da célula ou nos tecidos. Na HS3, a reação
ocorre contra antígenos solúveis, mas é a formação/depósito dos complexos imunes e a não
retirada posterior dos mesmos que irá causar a doença em si. No caso da HS4, contra
antígenos solúveis e também associados a células (esse tipo de hipersensibilidade pode ser
uma consequência da HS1).
A reação de hipersensibilidade é mediada através da ativação dos mastócitos. É a
presença do alérgeno junto com a IgE ligada a esses mastócitos que vai ativar a degranulação
dessas células. E essas células são bastante ricas em grânulos tóxicos, que já são pré-formados
na célula – e é por isso que ela tem uma ação imediata; a degranulação ocorre rapidamente e
os efeitos podem ser observados em minutos após a exposição ao antígeno.
Na HS3, tem-se como os mediadores desse mecanismo efetor as proteínas do
complemento, que irão realizar a remoção dos complexos imunes (ou não); algumas células,
como os neutrófilos, induzem a inflamação e são recrutados por proteínas do complemento. Já
na HS4, o mecanismo efetor de maior importância nas células é pelo Th1, que através da
secreção de citocinas induzem macrófagos que podem formar granulomas no sítio de infecção.
Isso é muito observado em reações de tuberculose, por exemplo – reação tardia com a
formação do tubérculo ou do corpo caseoso, que é a assinatura da tuberculose.
Outras células como os LT citotóxicos também podem atuar na hipersensibilidade
tardia (HS4), destruindo as células-alvo, uma vez que a função dos LT citotóxicos é reconhecer
as células que expressam algum receptor/peptídeo de membrana para que a célula seja
destruída. Isso pode causar danos, por exemplo, levar ao surgimento da doença celíaca, onde
se tem a destruição das microvilosidades do intestino.
Há uma série de sintomas e reações que podem ser desencadeadas por esses
mecanismos efetores nas hipersensibilidades, podendo variar de brandas a graves. Na HS1
pode-se ter renite alérgica, asma, anafilaxia sistêmica, choque anafilático. Na HS2, geralmente
se tem uma variedade de sintomas, como urticária (em relação à exposição a medicamentos).
Muitas doenças autoimunes estão associadas a HS2. Na HS3, existem como principais sintomas
a inflamação aguda e quando esses complexos imunes de HS3 se depositam nas articulações,
nos glomérulos renais – que são os locais de infiltração de plasma, há o acometimento de
doenças nesses sítios dispostos, como o aparecimento da artrite reumatoide. Na HS4, pode-se
ter dermatite de contato e asma crônica – geralmente, os sintomas apresentados pela HS4
podem ser consequências dos sintomas apresentados pelo tipo 1 (HS1).
Para as reações da HS1 ocorrerem, é necessários que os indivíduos tenham produção
de imunoglobulina do tipo E (IgE), uma vez que essas IgEs se ligam fortemente a receptores de
mastócitos de alta afinidade.
2. Numa primeira exposição a um alérgeno, as células B (CB) que secretam as
imunoglobulinas (Igs) reconhecem esse alérgeno. E através da ativação e da “conversa” que
elas têm com TCD4 (e para que isso ocorra, os alérgenos têm que ser de natureza proteica),
esta última molécula secreta citocinas como IL-4, que vão induzir a produção de IgE. Numa
segunda exposição, já ocorreu a geração de células de memória, levando a maior secreção de
IgE por essas células de memória. Essas IgEs irão se ligar aos mastócitos, mesmo na ausência
do antígeno. Isso é um contraponto do que acontece com as outras imunoglobulinas, porque
normalmente o que acontece é que uma imunoglobulina precisa primeiramente se ligar a um
antígeno para depois ser reconhecida pela célula; neste caso não, aqui a IgE possui receptores
de altíssima afinidade pelos mastócitos, então elas se ligam a essas células, sensibilizando-as,
mesmo na ausência do antígeno. Na segunda infecção a esse alérgeno, onde os mastócitos já
encontram-se sensibilizados e ligados às IgEs; quando ocorre uma ligação cruzada com relação
a determinado antígeno, esses mastócitos são ativados e eles sofrem degranulação. Esses
grânulos liberados possuem diversas atuações, como no músculo liso (constrição do mesmo;
importante na asma – essa constrição leva a dificuldades respiratórias), vasos sanguíneos,
mucosas, partículas sanguíneas, terminações nervosas sensoriais e ativação de eosinófilos
(outro tipo celular bastante importante nas reações de alergia).
Essas reações de alergia podem ser brandas até os do tipo graves. Nas reações graves,
ocorrem as reações sistêmicas (generalizadas), como a anafilaxia sistêmica, que pode ser
desencadeada por diversos antígenos/alérgenos (como os alimentares – amendoim, que é o
alimento mais alergênico que existe hoje; fármacos, picada de inseto, veneno de cobra, etc) –
ou seja, substâncias que podem ser inoculadas intravenosamente ou podem cair na corrente
sanguínea quando em altas doses. Exemplificando um alimento qualquer: sua via principal é a
oral, mas este pode cair na corrente sanguínea e causar anafilaxia sistêmica. Os sintomas
apresentados em resposta a essa reação alérgena: edema, aumento da permeabilidade
vascular, oclusão da traqueia, colapso circulatório.
As reações de anafilaxia sistêmica podem ser induzidas em alguns modelos animais,
como o porquinho da índia. Essas reações de choque anafilático são rapidamente observadas
em animais dessa espécie – basta apenas 01 antígeno para que o ser venha a óbito. Outros
animais também são estudados, como o cachorro (antígeno presente nas águas vivas), etc.
A albumina (proteína imunogênica) de ovo é um antígeno que induz o óbito em alguns
modelos animais por promover reações de anafilaxia sistêmica. Primeiramente há a incubação
com o antígeno no animal, após duas semanas de quando ocorre a primeira exposição; se esse
antígeno for inoculado uma segunda vez, em cerca de 1min o animal pode apresentar as
seguintes reações: inquietação, dificuldade respiratória (constrição da musculatura do trato
respiratório), diminuição da pressão sanguínea, contração dos músculos lisos (animal passa a
urinar e defecar, uma vez que há contração dos mm. Do TGI), contrição bronquiolar, morte por
asfixia (pode acontecer após 5min da segunda exposição ao antígeno). Essas reações em
resposta à inoculação do antígeno são bastante semelhantes às que ocorrem nos seres
humanos: há tratamento com epinefrina (relaxamento da musculatura lisa).
Testes de alergia dificilmente podem causar choque anafilático.
Alérgenos como o pólen, quando individuais, não são notados quando respirados,
todavia, quando em massa são a perdição sazonal de milhões de sofredores. O pólen presente
3. nas gramíneas,
por exemplo,
podem
desencadear a
Febre do Feno
(rinoconjutivite sazonal); muitos mastócitos estão presentes na mucosa, o que leva ao rápido
desenvolvimento de reações alérgicas – alérgenos agem sobre a via aérea superior.
A asma pode ser desencadeada por reações com antígenos sazonais, assim como na
febre do feno. Alérgenos agem sobre a via aérea inferior, desencadeando a asma. Os ácaros se
alimentam de restos de comida, fungos, insetos e resíduos da descamação da pele; eles
gostam de ambientes escuros e úmidos (coloquem o colchão no sol). As bolotas fecais dos
ácaros possuem proteínas muito alergênicas, que podem se depositar na poeira doméstica,
por exemplo.
Por que alguns alérgenos induzem potentes
reações Th2 em respostas alérgicas enquanto que
outros não? Quando uma célula B reconhece um
antígeno alérgenos, ela internaliza esse antígeno e
sinaliza para a célula T. As citocinas que ela secreta
para a célula T faz com que ela se diferencie em
Th2, que é o perfil que vai secretar IL-4, que é
necessário para a célula B produzir imunoglobulina
do tipo E (IgE) – uma retroalimentação. Esse perfil
Th2 tem sido considerado o mais importante e mais
representativo nos indivíduos com altos índices de
IgE – hipersensibilidade do tipo I. Alguns antígenos
induzem essa resposta e outros não.
O que é que faz de um antígeno ser
considerado um alérgeno? Ser apresentado às
células T (precisam ser de origem proteica, com o
intuito de apresentação por peptídeos) e devem ser
estáveis.
As proteases são importantes para a
destruição das junções epiteliais entre as células
que constituem a membrana celular. Devem ser
compatíveis com antígenos que se ligam ao MHC,
que é necessária à instrução das células T.
A IgE foi descoberta devido a erva de Santiago.
A IgE possui grande papel de defesa contra os helmintos.
A IgE é produzida nos linfonodos ou localmente, acumulando-se nos tecidos. Sua
produção é coordenada por Th2. A IgE secretada pelas células plasmáticas liga-se a um
receptor Fc de alta afinidade, mesmo na ausência do antígeno, nos mastócitos. É necessária
uma primeira exposição ao antígeno para induzir a secreção de imunoglobulinas do tipo E, e a
4. ligação de sensibilização dos mastócitos através do receptor FcεRI para que numa segunda
exposição essa reação possa ocorrer de forma imediata. A estratégia é que as células que
capturam os antígenos alérgenos estejam as principais vias de entrada (na epiderme, nas vias
aéreas, no TGI); e essas células que reconhecem os antígenos alérgenos vão levar esses
antígenos a uma célula T no linfonodo.
Existem três sinais que são emitidos para que as células T sejam ativadas:
primeiramente há o reconhecimento (APC apresenta o peptídeo alérgeno por MHC II; e eles
são reconhecidos por TCR), após ocorre a ativação (expressão dos co-estimuladores pela APC,
sendo reconhecidos pelo CD28 da célula T), secreção de citocinas (induzem os diversos perfis
de CT – sinais de diferenciação).
A polarização das células T em Th2 ela é induzia por alérgenos e principalmente pela
secreção de Il-4 e pelas APCs, fazendo com que fatores de transcrição (como GATA-3) sejam
ativados e iniciem a transcrição das principais citocinas do perfil Th2 (IL-4, IL-5). Por outro lado,
a polarização do perfil Th1 é estimulada por microorganismos (principalmente intracelulares;
bactérias, vírus): através da secreção de IL-12 e IFN-γ pelas APCs, esse perfil pode ser
diferenciado em Th1 (células secretoras de IL-2 e IFN-γ). Essas reações são amplificadas:
inicialmente uma citocina estimula a secreção de uma célula Th2 passa a ser produzia pela
própria célula Th2, estimulando a diferenciação de mais células T. Da mesma forma que o
perfil Th1, com a secreção de IFN-γ.
As citocinas regulam a expressão de classes de anticorpos. Por exemplo, células T que
secretam IL-4 induze a expressão de IgG1 e IgE, enquanto que CT que secretam IFN-γ induzem
IgG3 e IgG2a – e há inibição do perfil de IgE.
A secreção de IgE pode ser amplificada pelas próprias células B: células plasmáticas
produzem IgE, que é reconhecida pelos mastócitos; após a ligação cruzada com o antígeno, o
mastócito inicia a produção de células de contato com a célula plasmática (relação de CD40
com CD40 ligante), induzindo a secreção de IL-4 para a célula plasmática, que passa a produzir
mais IgE. Essa amplificação de IgE, portanto, é fornecida a partir do próprio mastócito ativado,
através do ligante CD40.
Existem alguns indivíduos bastante susceptíveis ao desenvolvimento do perfil de IgE,
ou seja, eles possuem uma tendência exagerada de produção de resposta de IgE a uma ampla
variedade de alérgenos ambientais comuns. Esse fenômeno é denominado atopia, e os
indivíduos que possuem esse fenômeno são denominados atópicos. 50% dos casos de
desenvolvimento de atopia estão relacionados a fatores genéticos, que influenciam a
produção de imunoglobulina do tipo E, às respostas inflamatórias e a própria resposta clínica
do paciente em relação à exposição a esses antígenos. Os outros 50% dos casos de indivíduos
atópicos é atribuída à causa ambiental: a primeira idade de infecção, poluição ambiental
(desencadeamento e manutenção dos níveis de atopia), níveis de alérgenos, alteração na
dieta. Teoria da Higiene: indivíduos mais “limpos”, ou seja, àqueles indivíduos que possuem
menos contato com microorganismos, desenvolvem mais casos de asma que os indivíduos
mais “sujos” (mais contato com m.o.). Várias regiões no genoma já foram mapeadas como
candidatas a maior susceptibilidade genética à atopia (identificação de genes importantes
relacionados à hipersensibilidade do tipo I). Por exemplo, há uma variedade de genes
presentes no cromossomo 5relacionados a hipersensibilidade do tipo I, como os genes de IL-4,
IL-5, IL-13. O cromossomo 6, por exemplo, apresenta uma variedade gênica para a codificação
do MHC – os genes lá presentes são fortes candidatos à busca de variantes (podem gerar
alelos que possuam maior susceptibilidade aos alérgenos, para que estes sejam apresentados
às células T) que aumentam a susceptibilidade a alergias e ao desenvolvimento de atopia. No
cromossomo 11, há um gene que codifica um receptor de alta afinidade para a cadeia de IgE –
alterações nesse gene são bastante investigadas na busca de alvos terapêuticos.
5. Os genes possuem algumas regiões limitadas, como região promotora e região
codificante. A região promotora é responsável pelos níveis de síntese proteica, enquanto que a
região codificante é responsável pela forma da proteína. Alterações na região promotora vão
reduzir o nível de expressão de determinada proteína; por exemplo, variantes no promotor da
IL-4 induzem a maior expressão da IL-4, que é importante para a indução de IgE para as células
B.
Fatores ambientais que colaboram no surgimento da atopia: algumas partículas
ambientais, como o combustível a diesel, que podem desencadear a asma.
Hipótese da Higiene: para o indivíduo se tornar
atópico, ele deve apresentar uma alta suscetibilidade
genética e ele deve estar em um ambiente higiênico. Esses
indivíduos apresentarão altos índices de conjuntivite, rinite,
eczema, asma. Já indivíduos não-atópicos apresentam
suscetibilidade genética baixa e encontram-se em
ambientes não-higiênicos (apresentação de várias infecções
primárias durante a infância); eles poderão apresentar vírus
da hepatite A, tuberculose primária, sarampo, colonização
precoce do intestino por bactérias comensais (doenças
comuns que atingem a mazela dos países
subdesenvolvidos).
A resposta da célula T em reações de
hipersensibilidade em indivíduos asmáticos, por exemplo, se
dá por uma polarização pelo perfil Th2. Já as infecções a
microorganismos, a polarização se dá pelo perfil Th1. O
balanço entre Th1 e Th2 é o que aumenta ou diminui a
suscetibilidade a atopia.
Em um ambiente não-higiênico com um indivíduo
com baixa suscetibilidade genética para asma, ele vai desenvolver muito mais o perfil Th1 do
que o Th2. Por outro lado, um indivíduo com alta suscetibilidade genética para asma num
ambiente higiênico, ele desenvolve muito mais o perfil Th2 do que Th1. O Th2 é o mediador
das reações de hipersensibilidade do tipo I.
Existem algumas contraposições quanto à teoria da higiene: infecções precoces por
m.o. das vias aéreas aumentam a suscetibilidade à asma invés de diminuí-la.
6. Infecção precoce no camundongo acima: menos produção de IFN-γ. Infecção posterior
no camundongo abaixo: muita produção de IFN-γ. Os camundongos que são infectados mais
precocemente possuem uma produção de IFN-γ menor quando comparada aos níveis dos
camundongos infectados períodos posteriores ao nascimento. Quando esses camundongos
são reinfectados por determinado vírus na idade adulta, os que foram infectados mais
precocemente possuem diminuição do peso corpóreo e ativação dos mediadores de reações
de hipersensibilidade do tipo I (como os eosinófilos, neutrófilos e secreção de IL-4). Nota:
como os camundongos foram infectados precocemente, dias após o seu nascimento, não
deveria ser secretado mais IFN-γ? Pois é, não, porque se trata do vírus RSV, que ataca o trato
respiratório (é um vírus de via aérea – contraposiçãoà teoria da higiene). Por outro lado, os
camundongos que são reinfectados por determinado vírus na idade adulta (os infectados
tardiamente), terão pouco desenvolvimento dos mediadores da hipersensibilidade do tipo I e
bastante secreção de IFN-γ.
Outro ponto que contrapõe a teoria da higiene é a alta infecção por helmintos em
países subdesenvolvidos. Helmintos são m.o. que induzem a polarização do perfil Th2 (IgE
também é importante contra helmintos), então era de se esperar que esses indivíduos
apresentassem alta incidência de asma. Todavia, isso não acontece, justificando a principal
contraposição da teoria da IgE.
Essa teoria foi modificada e melhorada para a Hipótese da Regulação Contrária. Ela
afirma que qualquer infecção precoce que estimule o desenvolvimento de Th1 ou Th2 vai
diminuir a suscetibilidade ao desenvolvimento de asma. Para que as infecções sejam
combatidas no final, elas necessitam voltar para o estado de homeostase; então mecanismos
anti-inflamatórios precisam ser gerados ao final dessas infecções. As células que geram os
mecanismos anti-inflamatórios são os Treguladores (Treg): a população de Treg é mais alta em
indivíduos que foram expostos mais
precocemente ao antígeno, que
desenvolveram perfil Th1 ou Th2. A
população Treg faz a secreção de
proteínas anti-inflamatórias TGF-β e IL-
10 (proteínas reguladoras negativas). A
alta produção de TGF-β e IL-10
contrapõe as ações de Th1 e Th2, além
de diminuir a suscetibilidade de
desenvolvimento de atopias.
Para dar apoio a hipótese de
exposição precoce aos m.o., diminuindo
a suscetibilidade a asma, foi gerada
também uma hipótese denominada
Hipótese Toll: algumas células
dendríticas possuem alta expressão de
TLRs, que são os receptores de
imunidade inata com amplo padrão de reconhecimento; eles estão presentes tanto na
superfície de membrana quanto nos endossomas. Eles precisam reconhecer m.o.
extracelulares e m.o. intracelulares que eventualmente poderiam sobreviver nos endossomas.
Já foi visto que a alta expressão de TLR4 e TLR9 que vão reconhecer principalmente ilhas CPG
7. de bactérias, ilhas metiladas de bactérias, e o LPS bacteriano; eles são capazes, junto a
expressão de TNF-α, de induzir a produção de uma proteína chamada IDO nas células
dendríticas. A IDO ativa a diferenciação das células T no perfil Treg. Essa é apenas uma hipótese
que regula a Hipótese da Regulação Contrária (infecções vão proteger contra o
desenvolvimento de atopia, pela geração de um perfil Treg).