SISTEMA IMUNE DE INVERTEBRADOS

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SISTEMA IMUNE DE INVERTEBRADOS

• IMUNOLOGIA

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Introdução

• Sistemas imunes são geralmente caracterizados por
  sua habilidade em distinguir entre células,
  tecidos ou moléculas próprias e não-próprias, e
  eliminar as não-próprias (Janeway, 2001).
• Os metazoários possuem mecanismos de
  reconhecimento entre próprio e não próprio e são
  capazes de se proteger da invasão de
  microorganismos, vírus, parasitas e células
  exógenas, porém, os mecanismos utilizados não são
  necessariamente homólogos dentre os filos (Du
  Pasquier, 2001).

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(No Transcript)
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Sistema Imune

• O sistema imune pode ser dividido em 03
  categorias (Cooper)
• Barreiras Externas (Químicas e Físicas)
• Resposta Celular
• Imunidade Humoral

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Barreiras Externas

• Importantes para barrar a entrada de patógenos e
  impedir danos aos tecidos
• Testa de equinodermos
• Concha de moluscos
• Muco em celenterados, anelídeos, moluscos
• - efetivos na primeira linha de defesa
• - forma uma camada que pode impedir a entrada de
  microorganismos (inclusive pelo batimento dos
  cílios)
• - moléculas anti-microorganismos estão presentes
  no muco

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Resposta Celular

• Células do sangue (hemolinfa)
• Reparo e coagulação
• Fagocitose
• Formação de nódulos
• Encapsulação
• Citotoxicidade
• Rejeição de transplante

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Resposta Celular

• Fagocitose ocorre em todos os filos, fatores
  quimiotáticos e de reconhecimento envolvido
• Células homeostáticas coagulações de lesões
  físicas
• Células de pigmento sipuncula, echiura,
  celenterados, lophophorados e equinodermos (podem
  ter propriedades antibacterianas e antialgas)

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Fagocitose

• Primeira resposta celular contra vários patógenos
  e parasitas
• Quimiotaxia em Lubricus, tecidos impróprios
  liberam quimioatratores que atraem celomócitos
  em Ostra, proteínas da parede celular e envelope
  de bactérias são quimioatratores de hemócitos
• Receptores de C3 em celomócitos de anelídeos e
  equinodermos
• Opsonização substâncias sorologicamente
  relacionada à fibronectina humana (opsonina)
  encontrada em tecido de invertebrados (incluindo
  em hemócitos de caracóis), provavelmente função
  similar às opsoninas
• Killing factors nas células do sangue
• pH baixo em moluscos
• Enzimas lisossômicas (peroxidades) em todos
  invertebrados
• Lizosima em anelídeos, moluscos e equinodermos
• Espécies reativas de oxigênio em moluscos

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Formação de Nódulos

• Alguns invertebrados são incapazes de realizar a
  fagocitose de pequenas párticulas
• Nódulos sequestram essas párticulas formando
  agregados
• Microorganismos dentro do nódulo podem morrer por
  stress fisiológico ou pelo efeito tóxico de
  quinonas e melaninas geradas pela atividade da
  fenoloxidase
• Ocorre em anelídeos, moluscos, crustáceos,
  insetos e equinodermos

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Encapsulação

• Organismos externos muito grandes para serem
  fagocitados são confinados em cápsulas
  multicelulares
• Defesa adequada contra nematodes,fungos e
  bactérias
• O processo de encapsulação é provavelmente
  iniciado pelo contato randômico de hematócitos
  com o corpo exterior,fatores quimiotáticos e
  componentes do sistema PpO ativado
• Os parasitas encapsulados podem ser destruídos
  por moléculas tóxicas como quinonas e também por
  peroxidases e formas reativas do oxigênio
  presente em moluscos

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Reações Citotóxicas

• Além dos nódulos e da encapsulação as células
  sanguíneas de invertebrados realizam reações
  citotóxicas visando invasores
• Similar ao NK dos mamíferos
• O contato entre a célula efetora e a célula alvo
  é necessário para iniciar a reação citotóxica
• A citotoxidade das células sanguíneas de
  anelídeos,moluscos e equinodermos pode ser
  inibida por uma variedade de carboidratos

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Imunidade Humoral

• A resposta humoral dos invertebrados inclui
  lisinas, aglutininas e fatores antibióticos.
• Fatores parecidos com anticorpos e sistema
  complemento tem sido descritos e tem importância
  para a filogenia.
• Lisinas
• Detectadas pela sua habilidade em lisar
  eritrócitos de vertebrados
• Enzimas proteolíticas.

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Imunidade Humoral

• Aglutininas
• Encontrados em bactérias fungos,
  invertebrados e mamíferos
• Ficam frequentemente no fluído do
  celoma e na hemolinfa dos invertebrados.
• Muitos tipos de aglutininas para o
  mesmo organismo
• Estimulam a produção de novas
  proteínas com função imunológica
• Função de reconhecimento vem sendo
  corroborada

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Imunidade Humoral

• Fatores antibióticos
• Ambiente cheio de microorganismos
  perigosos
• Proteção por meio desses fatores
• Embora ocorra naturalmente e de forma
  induzida, pouco se sabe sobre a natureza dos
  fatores
• Considerações
• Novos estudos indicam que invertebrados
  são capazes de uma resposta antigênica análoga à
  dos vertebrados, isto é, resposta específica,
  transferível.
• Estes dados são importantes para estudos
  filogenéticos e evolutivos.

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Imunidade Humoral

• Propriedade de opsonização mediada por lectinas.
• Lectinas também ativam o sistema complemento PpO.
• Ausência de resposta antecipada
• A maioria apresenta células análogas a
  leucócitos.

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Porifera

• Sistema imune em nível celular modelo muito
  utilizado para o sistema imune humano
• Células das esponjas quando separadas em solução
  de água salgada, elas brevemente se juntam,
  formando novas esponjas, a não ser que sejam de
  tipos diferente.
• Metchnikoff (1892) descobriu a atividade
  fagocitária exercida pelas células das esponjas
  (arqueócitos), como um mecanismo para eliminar as
  partículas não-próprias e, de um modo mais
  avançado encapsular o material estranho dentro de
  agregado de células de esponjas para uma
  posterior eliminação. Contexto de inflamação.
• Experimentos de transplante para estudar sistema
  imune em esponjas.

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Porifera

• Formação de barreiras para separar os tecidos
  não-próprios
• esponja marinha Axinella verrucosa (Buscema and
  van de Vyver, 1983)
• esponja de água doce Ephydatia muelleri (Mukai,
  1992)
• Reação por fatores citotóxicos que destróem o
  transplante
• as esponjas marinhas Callyspongia diffusa
  (Hildemann et al., 1979) e Geodia cydonium
  (Pfeifer et al., 1992)

Axinella verrucosa
Ephydatia muelleri
Geodia cydonium
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Porifera

• Defesa contra microorganismos/parasitas
• Esponjas marinhas contém bactérias (simbióticas,
  comensais e parasitas)
• Mecanismo molecular discriminam entre bactérias
  simbióticas ou comensais das parasitas
• Forte mecanismo de eliminar microorganismos
  digestão intracelular - arqueócitos (macrófagos
  das esponjas)
• Domínio SRCR contém moléculas de membrana que
  estão envolvidas no reconhecimento de bactérias.
  As bactérias parasitas ingeridas são mortas por
  um mecanismo oxidativo ou não-oxidativo
  (enzimático)

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Porifera

• Respostas de Histo(in)compatibilidade em Esponjas
• Sistema primmorph, sistema de agregados
  tridimensional que oferece a proliferação e
  diferenciação de células.
• Reações de células de esponjas misturadas (MSCR)
• Células do mesmo indivíduo (autogenético MSCR)
• Células de indivíduos diferentes (alogenético
  MSCR)
• Agregados de diferentes organismos formam, depois
  de um pequeno período de contato, diferentes
  indivíduos de agregados específicos (Fig. 3D)
• FK506 causa immunosupressão (como em humanos)
  (Fig. 3C)
• Usando modelos de transplantes em G. cydonium e
  S. domuncula foi estabelecido que citocinas
  derivadas de macrófago são ativadas durante a
  rejeição allograft (enxerto externo).

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Porifera

• Função de citocina AIF-1 e trancrição do fator
  TCF durante a rejeição allograft (nível
  tecidual) e reação alogenética das células de
  esponjas (MSCR, nível celular)
• O reconhecimento de tecido/célula alogenético faz
  com que ocorra um aumento nas expressões de gene
  AIF-1 e TCF. Este efeito é inibido pela incubação
  com o imunosupressor FK506. Desde que o
  polipetídeo recombinante AIF-1 causa in vitro
  expressão do gene de TCF assim ocorre um efeito
  seqüencial de AIF-1 em TCF. Esse aumento das
  expressões de AIF-1 e TCF resultam em uam
  rejeição por histoincompatibilidade, enquanto a
  mediada por FK506, geram uma baixa regulação
  desses dois fatores e uma fusãodos
  tecidos/células alogenéticos. Em humanos a
  expressão do gene de AIF-1 induz uma resposta
  inflamatória e uma rejeição do transplante

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Porifera
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Porifera

• Similaridades entre G. cydonium e humanos
• MAP quinases são componentes essencias para o via
  mediada por LPS. Estudos recentes revelaram que a
  quinase KRS que é envolvida na fosforilação de
  MAP quinases, também é presente em Demonspongiae.
  Via conservada entre esponjas e humanos.
• Seqüências isoladas na esponja contém domínios de
  imunoglobulinas, receptores quinas (RTK) e
  moléculas de adesão de esponjas (SAM).
• Os domínios de imunoglobulinas e de RTK, mostram
  uam grande similaridade com o domínio V dos
  domínios de imunoglobulinas de mamíferos.
• Ao nível de aminoácido o domínio de Ig, de RTK e
  de SAM, são 94 parecidos com o dos mamíferos.
• São mais parecidos com os humanos (tanto em
  relação aos domínios, quanto às moléculas
  envolvidas no sistema imune) do que com outros
  invertebrados (como a D. melanogaster e C.
  elegans).

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Cnidaria

• Anos 70 imunologista Burnet traz à luz a
  evolução do sistema imune.
• Colônias sésseis capazes de distingüir tecidos
  próprios de não próprios.
• O hidróide Hydractinia passa a ser muito usada em
  estudos de imunologia de cnidarios.
• Tecidos isogenéticos e alogenéticos
  histocompatíveis são capazes de se fundir em
  Hydractinia.
• Tecidos incompatíveis não se fundem e geram uma
  rejeição peculiar.
• Reação efetuada por um tipo especial de
  nematocisto mastigóforo microbásico.
• Estas células ocorrem exclusivamente no
  compartimento das ligações vasculares de uma
  colônia.

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Cnidaria

• Os mastigóforos microbásicos migram para a região
  do contato entre os tecidos e se acumulam.
• Os nematocistos reunidos ajustam seu cnidocílios
  em direção ao tecido exógeno.
• Todos nematocistos atacam o tecido exógenos quase
  sincronizadamente, descorregando suas toxinas.
• Os nematocistos que chegam posteriormente,
  descarregam imediatamente sobre o tecido exógeno.
• Apenas o contato entre tecidos incompatíveis
  causa a descarga dos nematocistos.

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Cnidaria

• Esta reação ocorre até que um dos dois indivíduos
  morra.
• Após a interrupção do contato, o número de
  mastigóforos microbásicos é reduzido ao nível
  normal por fagocitose.
• A fusão dos tecidos compatíveis ocorre de 2 a 4
  horas após o contato, criando grandes ligações
  vasculares entre as colônias.
• Há também a fusão transitória
• Os tecidos se fundem nas primeiras 12 ou 24
  horas.
• Após esse período ocorre necrose local do tecido
  que se espalha.
• De 1 a 3 dias depois do aparecimento da necrose,
  rejeição passiva e separação das colônias.

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Molusco

• A maioria dos moluscos apresentam fagócitos,
  células quimiotáticas e citotóxicas
• Fatores humorais lectinas, hormônios (ACTH,
  POMC), etc.
• Discriminação entre próprio e não-próprio
• Resposta inflamatória inicial seguida de
  encapsulamento do tecido estranho
• Apresentam resposta por stress
• Resposta por stress não requer intervenção de
  inúmeras células ou orgãos
• Célula imuno-neuroendócrina realiza funções
  imunológicas fundamentais
• ACTH e POMC são os principais hormônios
  mediadores de diversas funções no organismo

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Vermes

• Estudos recentes demonstraram uma nova visão na
  pesquisa do sistema imune inato, pois,
  normalmente, são utilizados modelos de insetos
  para o estudo.
• Foi a partir da observação de que o nematóide
  Caernorhabditis elegans poderia ser morto pelo
  patógeno pseudomonas aeruginosa, que iniciou-se
  uma verificação de quando a resposta imune inata
  de humanos e vermes poderiam ser similares.
• Dois genes foram identificados sek1, que
  codifica a MAP quinase quinase, e nsy1, que
  codifica a MAP quinase quinase que está associada
  com a susceptibilidade de vermes a patógenos.
  Estes genes foram identificados como
  pertencentes ao mesmo padrão de sinalização
  envolvido na resposta imune inata humana.

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Referências Bibliográficas

• Werner E. G. Müller And Isabel M. Müller. 2003.
  Origin of the Metazoan Immune System
  Identification of the Molecules and Their
  Functions in Sponges. INTEGR. COMP. BIOL.,
  43281292
• Louis Du Pasquier. 2001. The immune system of
  invertebrates and vertebrates. Comparative
  Biochemistry and Physiology Part B., 1291-15
• Luis F. Cadavid. 2004. Self-discrimination in
  colonial invertebrates genetic control of
  allorecognition in the hydroid Hydractinia.
  Development and Comparative Immunology., 28
  871-879.
• http//www.unicamp.br/cipoi/lic/overview.htm F.
  Aspectos evolutivos do sistema imune.
• R. J. Turner. 1994. Imunology a comparative
  approach. John Wiley Sons. 222 p.
• E. Ottaviani. 2004. The mollusc as a suitable
  model for mammalian immune-neuroendochrine
  investigations. ISJ, 1 2-4.

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Componentes do grupo
César Rafael Ferreira Daniel Justi Diego
Morais Fábio Góis Gedsney Müller Guilherme
Galera Heirie Murakami Fernanda Saturni Natália
Ravanelli Nathalia Machado