O documento discute os antígenos e anticorpos, incluindo suas estruturas, classes, funções e mecanismos de diversidade. É explicado que os antígenos são alvos da resposta imune e que os anticorpos são proteínas compostas por cadeias pesadas e leves. Detalha-se como os genes de anticorpos sofrem rearranjos para gerar uma grande variedade de especificidades.

1. Antígenos 25 – 26.08.08

2. Antígenos: alvos da resposta imune. . Alguns conceitos: - antígenos, imunógenos e haptenos - imunogenicidade e antigenicidade Antígenos

3. Requisitos para uma substância ser imunogênica: - o peso molecular < 1 > 10 kD Antígenos

4. Requisitos para uma substância ser imunogênica: - a estrutura molecular ... ... Antígenos

5. Requisitos para uma substância ser imunogênica: - a dose e os intervalos; - a via de inoculação; - a capacidade de resposta do hospedeiro; . o processamento, a apresentação e o reconhecimento do antígeno; Antígenos

6. Carreadores e determinantes antigênicos Antígenos

7. Anticorpos

8. Os anticorpos circulantes, dentre outras ações neutralizam antígenos, opsonizam e ativam o complemento: esses meca- nismos são essenciais particularmente contra parasitas extracelulares. Anticorpos

9. Os anticorpos são proteínas séricas da fração gamaglobulina. Por convenção estabelecida pela OMS, devem ser chamados de imunoglobulinas, abreviados por Ig. Anticorpos

10. Anticorpos estrutura básica 25 – 26, 27 - 28 .08.08

11. Cada anticorpo é constituído por quatro cadeias polipeptídicas, possuindo dois sítios de ligação para o antígeno: Antígeno cadeias sítios de ligação anticorpo = imunoglobulina Anticorpos

12. Duas são menores e ditas cadeias leves (L). As outras duas são maiores e denominadas cadeias pesadas (H). Estas cadeias estão unidas por pontes dissulfeto: Anticorpos Extremidades amino-terminais Extremidades carboxi-terminais

13. Cada cadeia leve possui um domínio variável (V L ) e um constante (C L ). As cadeias pesadas possuem um domínio variável (V H ) e tres ou quatro domínios cons- tantes (C H1 , C H2 , C H3 ...). Anticorpos

14. Cada domínio se constitui numa alça da cadeia polipeptídica, com cerca de 110 resíduos de aminoácidos, fechada por uma ponte dissulfeto: Anticorpos

15. Veja a configuração espacial dos domínios de uma cadeia leve: Anticorpos

16. E agora, de uma cadeia pesada: Anticorpos

17. Anticorpos Veja as quatro cadeias no espaço:

18. Proteases como papaína ou pepsina digerem a molécula do anticorpo gerando fragmentos: Desta maneira foi possível determinar o papel de cada parte constituinte do anticorpo. Anticorpos

19. Veja os fragmentos Fab, (Fab’) 2 e Fc: Anticorpos

20. Observe o fragmento Fab e os sítios de ligação do antígeno: Anticorpos Fab

21. O sítio de ligação com o antígeno contem regiões hipervariáveis. Veja: Anticorpos

22. Observe melhor o sítio de ligação do antígeno: As regiões variáveis das cadeias pesadas e leves são mostradas em azul e amarelo. As cadeias em vermelho compõem o sítio de ligação, evidenciando os resíduos de aminoácidos, nas regiões determinantes de complementariedade (CDR), que fazem contato com o antígeno. Anticorpos

23. O Fc também tem funções importantes. Veja as funções do Fab e algumas do Fc: RECEPTOR DE Fc ANTÍGENO 1 - SE LIGA AO ANTICORPO ANTÍGENO 2 - NÃO SE LIGA AO ANTICORPO LIGAÇÃO DO Fc AO FAGÓCITO LIGAÇÃO DO Fc AO COMPLEMENTO Ligação com o antígeno específico Outras atividades funcionais Anticorpos Fab Fc

24. Agora, veja os principais tipos de anticorpos e suas funções. Para melhor entender, veja como são constituídos:

25. Nos mamíferos, existem cinco isotipos básicos de cadeia pesada e dois de cadeia leve: . de cadeia pesada:  e   de cadeia leve:  e  O isotipo  humano apresenta quatro subtipos:  e  O isotipo  humano apresenta dois subtipos:  e 

26. Além das diferenças entre isotipos, os anticorpos podem apresentar en- tre si diferenças alotípicas e idiotípicas:

27. Cada isotipo de cadeia pesada constitui uma classe de anticorpo. O isotipo de cadeia leve presente em cada anticorpo não interfere na sua classe. Então, como cada anticorpo tem duas cadeias leves e duas pesadas, podemos ter:  .........................IgG  ........................IgA  .........................IgM  .........................IgD  .........................IgE Na espécie humana: IgA pode ser um monômero, um dímero, um trímero ou tetrâmero. IgM pode ser um monômero ou um pentâmero.

28. Veja as cinco classes Na espécie humana: IgG tem quatro subclasses: IgG1, IgG2, IgG3 e IgG4 IgA tem duas subclasses: IgA1 e IgA2

29. Classes e funções dos anticorpos 01-02.09.08

30. Observe algumas características gerais das diferentes classes na espécie humana:

31. Os anticorpos IgG - apresentam quatro subclasses: IgG1, IgG2, IgG3 e IgG4; neutralizam toxinas; fazem opsonização; fixam complemento; são os únicos que podem atravessar a placenta.

32. Os anticorpos da classe IgM - neutralizam toxinas; fixam o complemento; funcionam como receptor de antígenos na superfície dos linfócitos B.

33. Os anticorpos da classe IgA - neutralizam toxinas; bloqueiam a ligação de antígenos (microrganismos) nas superfícies mucosas.

34. Os anticorpos da classe IgD funcionam como receptor de antígenos na superfícies dos linfócitos B.

35. Anticorpos da classe IgE promovem a degranulação de mastócitos e basófilos, gerando inflamação.

36. A resposta primária e secundária: a primeira resposta contra um antígeno é fraca e formada princi- palmente por anticorpos da classe IgM. A resposta secundária é bem mais intensa e composta por anticorpos das classes IgG, IgA ou IgE.

37. Ainda sobre a resposta primária e secundária: Os anticorpos se tornam mais afins e ávidos pelo antígeno ao longo da resposta imune.

38. O controle da diversidade de anticorpos 03-04.09.08

39. As principais hipóteses - a hipótese instrutiva - a hipótese da linhagem germinativa - a hipótese da hipermutação - a hipótese de Dreyer e Bennett e os experimentos de Leder e Tonegawa

40. A hipótese de Dreyer e Bennett e os experimentos de Leder e Tonegawa: . o controle genético da produção da cadeia leve é feito por dois genes para o domínio variável e um gene para o domínio constante. Então, V L C L região codificada pelo gene V – existe entre uma e duas centenas de diferentes genes V. região codificada pelo gene J – existem entre cinco a dez diferentes genes J. região controlada pelo gene C – pode ser C  ou C 

41. Veja como exemplo os genes que codificam a cadeia leve  , no cromossomo 2 (humano): a configuração mostrada acima é a germinativa. Ao longo da maturação do linfócito B, este DNA sofrerá rearranjos até ser transcrito. O RNA “primeiro trans- crito” naturalmente sofrerá “splicing”, originando o RNAm, que será traduzido na cadeia  . Veja a seguir:

42. DNA proteína

43. Um mecanismo genético similar ocorre para as demais cadeias. Veja a configuração germinativa da região cro- mossômica onde estão onde estão os genes que codificam as cadeias pesadas (na espécie humana, cromossomo 14): Neste caso tem-se mais um gene para codificar o domínio variável (V H ): o gene D (“for diversity”). Observe a seguir, os rearranjos do DNA e o ”splicing” do RNA, na formação das cadeias pesadas. Veja que As cadeias pesadas  e  são sempre as primeiras a serem produzidas. Veja no slide seguinte:

44. veja que o trans- crito primário com- tem os genes C  e C  . O “splicing” originará o RNAm que traduzirá a cadeia  ou  .

45. Lembre-se que a IgM pode ser de membrana ou se- cretada.Um “spli- cing”do primeiro transcrito é tam- bém o mecanismo responsável pelos diferentes mRNA gerados:

46. O linfócito B inicialmente coloca anticorpos IgM e depois IgD na sua superfície. Na resposta primária, como já afirmado, IgM é o principal anticorpo secretado pelos plasmócitos. A par- tir daí, entretanto, ocorre um “switch” para IgG, IgA ou IgE, in- duzido por citocinas específicas. Veja o mecanismo: “ switch”   , in- duzido por Il-4

47. Fazendo um resumo dos principais mecanismos conhecidos atualmente: - a geração da diversidade de anticorpos depende:

48. Finalmente, fazendo uma breve estimativa da quantidade de diferentes especificidades de anticorpos geradas: Esta estimativa não está levando em conta alguns dos fatores de diversidade já comentados, como o que decorre das impreci- sões juncionais (V-J / V-D-J). Fim