Biotecnologia

Importância dos anti-corpos :

Anti-corpos policlonais: resultam da estimulação de vários clones de linfócitos B em resposta a um determinado antigénio e apresentam especificidade para cada um dos determinantes antigénicos desse antigénio.

Anti-corpos monoclonais: são obtidos a partir da estimulação de um único clone de linfócitos B e são todos iguais e específicos só para um determinado agente antigénico. São produzidos em grande quantidade em laboratório:

Linfócitos B activado isolado a partir do baço de um animal inoculado com um antigénio+Mieloma(célula tumoral do sistema imunitário) = Hibridoma = Isolamento dos anticorpos monoclonais.

Os hibridomas conjugam as seguintes características:
• Produzem grandes quantidades de anti-corpos específicos para um único determinante antigénico
• Dividem-se activamente, dando origem a um grande número de células.

As aplicações dos anti-corpos monoclonais são:
• Diagnóstico de doenças ou condições clínicas: testes de gravidez
• Imunização passiva: preparação de soros
• Tratamento de cancro: marcadores tumorais que fazem com que as radiações destruam só as células cancerosas
• Enxertos e transplantes: permitem verificar a compatibilidade dos
tecidos
• Antídotos para venenos e drogas

Bioconversão:
Transformação de um determinado composto noutro estruturalmente relacionado e com valor comercial, por células ou microrganismos.
Antibióticos (produzidos por certo tipo de fungos como Penicillium), Esteróides
(contraceptivos, anti-inflamatórios, são produzidos por certos tipos de fungos e bactérias), Vitaminas, Vacinas, Proteínas.

Desequilíbrios e doenças

• Imunodeficiência inata: Falta de linfócitos B e T. A imunodeficiência grave combinada caracteriza-se pela ausência de linfócitos B e T, os doentes são extremamente vulneráveis e têm de estar em ambientes completamente estéreis – tratamento: transplante de medula óssea.
  
• Imunodeficiência adquirida: SIDA – o HIV infecta principalmente linfócitos T, embora também B e as outras células do sistema imunitário. A diminuição progressiva dos linfócitos T deixa o organismo susceptível a doenças oportunistas e a cancros. Existem drogas que inibem a transcriptase reversa e da ligação do vírus às células hospedeiras.
  • Alergias: são reacções de hipersensibilidade a certos antigénios – alergénios. Num primeiro contacto os linfócitos B diferenciam-se em plasmócitos que produzem anticorpos específicos IgE. Estes ligam-se a mastócitos e basófilos. Num segundo contacto, o antigénio liga-se aos anticorpos IgE em mastócitos e basófilos e estimula-os a libertar grandes quantidades de histamina. Surge uma reacção inflamatória intensa.
  • Doenças autoimunes: Reacção de hipersensibilidade do sistema imunitário contra antigénios do próprio organismo: esclerose múltipla (linfócitos T destroem a mielina dos neurónios), artrite reumatóide (destruição das cartilagens), diabetes insulinodependente (destruição de células do pâncreas).

Imunidade celular

É mediada pelos linfócitos T e é particularmente efectiva na defesa do organismo contra agentes patogénicos intracelulares, destruindo as células infectadas e contra células cancerosas. É também responsável pela rejeição de excertos ou transplantes.
1. Células que apresentam na sua superfície determinantes antigénicos estranhos ligados a proteínas do MHC são reconhecidas por linfócitos T auxiliares. As células apresentadoras podem ser macrófagos que fagocitaram e processaram agentes patogénicos, células cancerosas ou de
outro organismo.
2. O clone de linfócitos T auxiliar que reconhece o complexo antigénio- MHC divide-se e diferencia-se em linfócitos T citotóxicos (que também libertam substâncias que estimulam a fagocitose, a produção de inetrferão e a produção de anti-corpos pelos linfócitos B) e linfócitos T de memória.
3. Os linfócitos T ligam-se às células estranhas ou infectadas e libertam perforina – proteína que forma poros na membrana citoplasmática, provocando a lise celular
4. Os linfócitos T de memória desencadeiam uma resposta mais rápida e vigorosa num segundo contacto com o mesmo antigénio

Memória imunitária e imunidade artitificial:
Resposta imunitária primária: primeiro contacto com o antigénio origina activação de linfócitos B e T que se diferenciam em células efectoras e de memória

Resposta imunitária secundária: devido à presença de células de memória, o segundo contacto com o mesmo antigénio desencadeia uma resposta imunitária mais intensa, rápida e prolongada.

Vacina: solução preparada com antigénios tornados inofensivos, como microrganismos mortos ou atenuados ou toxinas inactivas. A vacina desencadeia no organismo uma resposta imunitária primária e formam-se células de memória.

Imunidade activa: O sistema imunitário do indivíduo responde ao antigénio e produz células efectoras e de memória.
Pode ser:
• Natural: o indivíduo é naturalmente exposto ao antigénio
• Artificial: vacinação

Imunidade passiva: O sistema imunitário do indivíduo não responde ao antigénio, são transferidos anticorpos produzidos por outra pessoa ou animal.
Pode ser:
• Natural: anticorpos transferidos da mãe para o feto
• Artificial: soro com anticorpos

Estrutura de um anticorpo

Pertencem a um grupo de proteínas chamado imunoglobulinas - são moléculas em forma de Y, com 4 cadeias polipeptídicas, duas pesadas e duas leves, que possuem uma região constante e outra variável. Na região variável liga-se o antigénio. Um mesmo antigénio pode ligar-se a vários anti-corpos.

Imunidade humoral:

Mediada por anticorpos que circulam no sangue após o reconhecimento do antigénio pelos linfócitos B.
1. Um macrófago fagocita um determinado antigénio e processa-o (os fragmentos passam pelo complexo de Golgi). Uma porção do antigénio – determinante antigénico – liga-se a uma proteína do MHC e apresenta-se à superfície do macrófago.
2. O determinante antigénico é reconhecido pelo clone os linfócitos B que possui os receptores específicos e por linfócitos T auxiliares
3. O clone de linfócitos B é activado e multiplica-se
4. Uma parte das células do clone activado diferencia-se em plasmócitos e outra parte em linfócitos B de memória. Os plasmócitos são as células produtoras de anticorpos que são libertados no sangue e na linfa. Os linfócitos B de memória são células que ficam no sangue por longos períodos de tempo e respondem rapidamente num segundo contacto
com o antigénio.
5. Os anticorpos interagem com o antigénio, levando à sua destruição
6. Após a destruição, os plasmócitos morrem e os anticorpos são degradados, enquanto que as células de memória permanecem no sangue durante muitos anos e desencadeiam uma resposta imunitária secundária.

Defesa Específica ou Imunidade Adquirida

Ao contrário do que acontece com a defesa não específica, a específica tem uma resposta do organismo ao agente invasor melhor a cada novo contacto, pois verifica-se especificidade e memória.

As substâncias que desencadeiam uma resposta especifica são os antigénios. Um antigénio possui várias regiões capazes de serem reconhecidas pelas células do sistema anfitrião, cada uma dessas regiões é um determinante antigénico ou epítopo.

As principais células que intervêm na defesa específica são os linfócitos B (imunidade humoral) e os linfócitos T(imunidade celular). Ambos se formam a partir da medula vermelha dos ossos, mas as células percursoras dos linfócitos T migram para o Timo, onde completam a maturação, enquanto que dos linfócitos B sofrem maturação na medula óssea. Durante a maturação, os
linfócitos B e T adquirem receptores superficiais e variados, passando a reconhecer vários antigénios e tornando-se células imunocompententes. O conjunto de linfócitos com receptores para um determinado antigénio chama-se clone.

Os linfócitos que durante o processo de maturação adquirem capacidade de reconhecer antigénios do próprio organismo são destruídos ou inactivados.
Os linfócitos maduros passam para a circulação sanguínea e linfática e encontram-se em grande quantidade nos órgãos do sistema linfático como o baço e os gânglios.

Defesa Não Específica

• Barreiras físicas e secreções: pele, membranas mucosas, secreções de glândulas sebáceas e sudoríparas, lisozima presente na saliva e nas lágrimas, ácido clorídrico presente no estômago, muco ciliado das vias respiratórias.

• Mediadores químicos:

histamina (produzidas pelos basófilos no sangue e pelos mastócitos no tecido conjuntivo, estimula a vasodilatação e aumenta a permeabilidade dos capilares sanguíneos, iniciando a reacção inflamatória)

sistema de complemento (grupo de proteínas que circulam no sangue de forma inactiva, que pode ser activado e atrair fagócitos e abrir poros na membrana citoplasmática das células invasoras, facilitando a sua lise)

Interferão (conjunto de proteínas antivirais segregadas por células infectadas por vírus que embora não as proteja directamente, difunde-se para as células vizinhas e estimula-as a produzir substâncias que inibem a replicação do vírus)

• Fagócitos: neutrófilos e macrófagos
• Células NK (natural Killers): causam a ruptura da membrana citoplasmática e a lise das células.

Reacção inflamatória:
Envolve mediadores químicos e fagócitos.

Os agentes patogénicos e/ou as células dos tecidos lesados libertam substâncias químicas, principalmente histamina e prostaglandinas. Essas substâncias químicas causam a vasodilatação e o aumento da permeabilidade dos capilares sanguíneos da zona afectada e aumenta o fluxo sanguíneo no local e uma maior quantidade de fluido intersticial passa para os tecidos envolventes.
A zona atingida apresenta rubor, calor e edema. A dor é causada pela acção de substâncias químicas nas terminações nervosas locais e pela distensão dos tecidos.
Os neutrófilos e monócitos são atraídos por quimiotaxia, deixando os vasos sanguíneos por diapedese e dirigindo-se aos tecidos afectados. Os primeiros a chegar são os neutrófilos e depois os monócitos, que se diferenciam em macrófagos.
Os macrófagos fagocitam os agentes patogénicos e os seus produtos, bem como os neutrófilos destruídos e as células danificadas. O pús que se acumula no local é formado por microrganimos e fagócitos mortos e por proteínas e fluidos que saíram dos vasos sanguíneos.

Quando os agentes patogénicos são muito agressivos, desenvolve-se uma reacção inflamatória sistémica, acompanhada de:
• Febre - desencadeada por agentes pirógenos produzidos pelos leucócitos ou por toxinas produzidas pelos agentes patogénicos. Estas substâncias actuam sobre o hipotálamo e regulam a temperatura corporal. Um febre moderada favorece a fagocitose, a reparação dos tecidos lesados, inibe a multiplicação de alguns microrganimos e acelera as reacções do organismo;
• Aumento do número de leucócitos em circulação devido à estimulação da medula óssea por substâncias químicas produzidas pelas células lesadas.

Tema 3 – Imunidade e Controlo e Doenças

Sistema Imunitário:

Constituído por um conjunto de órgãos, tecidos e células capazes de reconhecer os elementos próprios e estranhos ao organismo e de desenvolver acções que protegem o organismo de agentes patogénicos e das células cancerosas.

Fazem parte do sistema imunitário:
• Diferentes tipos de leucócitos e macrófagos;
• Medula vermelha dos ossos e timo, onde se formam e diferenciam os leucócitos;
• Baço, gânglios linfáticos, apêndice, amígdalas e as adenóides, onde se concentram os leucócitos.

O reconhecimento de elementos estranhos ao organismo baseia-se na existência de um conjunto de glicoproteínas superficiais na membrana citoplasmática que funciona como marcador celular.
Estas glicoproteínas são codificadas por um conjunto de genes localizados no cromossoma 6, sendo designado por Complexo Principal de Histocompatibilidade, MHC.

Propriedades dos leucócitos:
• Diapedese: passagem através dos poros dos vasos sanguíneos para os tecidos envolventes. O poro é muito menor que a célula.
• Fagocitose: captura, por endocitose, de células ou restos de células que são destruídas em vesículas digestivas – as células que fagocitam são os fagócitos.
• Quimiotaxia: atracção dos leucócitos por certas substâncias químicas produzidas por microrganismos ou células injuriadas.

Tipos de leucócitos:
• Neutrófilos: São os primeiros a chegar aos tecidos infectados, atraídos por quimiotaxia, realizam fagocitose e o seu tempo de vida é apenas de algumas horas. Circulam no sangue e representam 60 a 70 % dos leucócitos. São granulócitos polilobados.

• Basófilos: Quando activados libertam substâncias como a histamina, que produzem a resposta inflamatória. São granulócitos com núcleo volumoso, constituem cerca de 2% dos leucócitos. Reduzem a acção inflamatório pela libertação de enzimas que degradam as substâncias químicas produzidas pelos basófilos.

• Eosinófilos: São granulócitos, bilobados e constituem 2% dos leucócitos. Têm actividade fagocítica limita, principalmente dirigida a parasitas.

• Monócitos: Circulam no sangue durante poucas horas e depois migram para os tecidos, aumentam de tamanho e tornam-se macrófagos. São muito eficientes em fagocitose e vivem muito tempo. São agranulócitos com núcleo bilobado e constituem 2% dos leucócitos.

• Linfócitos: 30 % dos leucócitos, são B ou T, consoante produzidos na medula vermelha dos ossos e ou no timo. Constituem a defesa específica. São agranulócitos com núcleo esférico e volumoso.